(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910284132.4
(22)申请日 2019.04.10
(71)申请人 大连理工大学
地址 124221 辽宁省盘锦市辽东湾新区大
工路2号
(72)发明人 阮雪华 贺高红 肖红岩 姜晓滨
肖武 焉晓明 代岩 张宁
(74)专利代理机构 大连理工大学专利中心
21200
代理人 温福雪 侯明远
(51)Int.Cl.
F25J 3/08(2006.01)
B01D 61/00(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供一种针对STAR丙烷脱氢工艺的
氢气分离膜内嵌改进的深冷液化系统，属于石油
化工技术领域。该系统从脱氢反应产物的组成特
征出发，在浅冷单元之后引入氢气膜分离单元，
利用膜的选择性渗透分离大部分氢气，然后再进
一步增压和深冷液化，从剩余的不凝组分中进一
步分离丙烷和丙烯。通过氢气膜分离单元内嵌改
进深冷液化系统，可以在获得高浓度氢气的同时
显著降低压缩负荷，总压缩能耗可降低8～24％，
深冷单元的换热负荷可降低80～86％，副产氢气
纯度可由82mol％提升至99mol％，满足炼化企业
中加氢裂化等耗氢装置的需求。最优工况下，35
万吨STAR工艺可节约压缩能耗1020kW，产出合格
氢气16198Nm 3
/h。权利要求书1页 说明书8页 附图1页CN 110108091 A 2019.08.09
C N 110108091
A
权 利 要 求 书1/1页CN 110108091 A
1.一种针对STAR丙烷脱氢工艺的氢气分离膜内嵌改进的深冷液化系统，其特征在于，
冷却至常温的丙烷脱氢反应产物(S1)经第一压缩机(1)增压后进入第一冷却器(2)，将温度降低至常温，然后进入脱碳/脱水系统(13)，与此同时，脱碳吸收剂(S2)也进入脱碳/脱水系统(13)；在脱碳/脱水系统(13)中产生五股物料输出，脱碳吸收剂富液(S3)和冷凝水(S4)送往界外，第一轻烃凝液(S5)送往脱乙烷塔，脱水循环气(S6)返回第一压缩机(1)入口，脱碳脱水后的丙烷脱氢反应产物(S7)送往第一换热器(6)； 脱碳脱水后的丙烷脱氢反应产物(S7)依次经过第一换热器(6)、第二冷却器(4)和第三冷却器(7)降温，然后进入第一气液分离罐(9)，在罐底采出第二轻烃凝液(S8)，在罐顶采出第一不凝气(S9)；
第一不凝气(S9)依次经过第二换热器(14)和加热器(15)进行升温，然后进入氢气膜分离单元(16)，在低压侧获得氢气浓缩的膜分离渗透气(S18)，氢气浓度达到99mol％以上，在高压侧获得氢气大部分脱除的膜分离渗余气(S19)，在合适的操作压力下氢气浓度低于25mol％；
膜分离渗余气(S19)经第四冷却器(8)降至常温，然后进入第二压缩机(3)，二次增压后进入第二换热器(14)预冷，然后进入第五冷却器(17)进一步降温，然后进入第二气液分离罐(11)，在罐底采出第三轻烃凝
液(S11)，在罐顶采出第二不凝气(S12)；第二不凝气(S12)与脱乙烷塔顶气(S14)合股进入冷箱(10)进一步深冷，然后进入第三气液分离罐(18)，在罐底采出第四轻烃凝液(S15)，在罐顶采出第三不凝气(S16)；
第四轻烃凝液(S15)经过冷箱(10)回收低温冷量，然后与第二轻烃凝液(S8)、第三轻烃凝液(S11)合股后进入第一换热器(6)回收中低温冷量，最后送往脱乙烷塔；第三不凝气(S16)经过冷箱(10)回收低温冷量，然后进入透平制冷机(12)，膨胀降温后再一次进入冷箱(10)回收低温冷量；第三不凝气(S16)充分回收冷量后称之为丙烷脱氢工艺尾气(S17)。
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