氫氣是煉油廠中進行油品加氫,提高油品質(zhì)量的重要原料氣。煤氣化法制氫是目前煉廠中較成熟、較普遍的制氫方法,該工藝制得的轉(zhuǎn)換氣中H₂含量約41 mol%,CO₂約30 mol%。傳統(tǒng)工藝使用變壓吸附（PSA）、深冷分離、膜分離等手段實現(xiàn)氫氣提純,但前兩者普遍存在操作復(fù)雜、投資及能耗大的問題。并且,研究表明,不同分離技術(shù)有各自不同的適宜操作的純度范圍和操作條件,工業(yè)上常設(shè)計多技術(shù)聯(lián)用工藝來提高流程經(jīng)濟性。因此,針對煤制氫轉(zhuǎn)換氣的組成和氫氣產(chǎn)品分離要求,提出多級膜分離工藝及膜-PSA聯(lián)用工藝來實現(xiàn)氫氣提純,并將該氫氣提純流程與蠟油加氫流程進行產(chǎn)氫-用氫耦合,在Unisim Design中對流程進行了模擬和優(yōu)化。建立了兩級氫膜串聯(lián)流程和兩級碳膜-兩級氫膜聯(lián)用流程進行氫氣提純。首先,建立了兩級氫膜串聯(lián)流程,優(yōu)化了不同壓比下膜兩側(cè)氣體流量、膜面積、尾氣中氫氣純度等多個參數(shù),發(fā)現(xiàn)此流程在保證氫氣純度的情況下,回收率很低。然后,在此基礎(chǔ)上建立了兩級碳膜-兩級氫膜聯(lián)用流程,研究了不同壓比下膜面積對壓縮機功率、產(chǎn)品純度及回收率等參數(shù)的影響,并通過經(jīng)濟評價確定了合適... 

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻綜述
    1.1 煉廠煤制氫及氫氣利用現(xiàn)狀
        1.1.1 煤基聯(lián)產(chǎn)制氫簡介
        1.1.2 粗煤氣制氫工藝
        1.1.3 煉油廠氫氣現(xiàn)狀
    1.2 氫氣提純方法
        1.2.1 變壓吸附分離技術(shù)
        1.2.2 膜分離技術(shù)
        1.2.3 深冷分離技術(shù)
        1.2.4 分離技術(shù)聯(lián)用現(xiàn)狀
    1.3 蠟油加氫概述
        1.3.1 蠟油加氫流程
        1.3.2 蠟油加氫現(xiàn)狀
    1.4 化工流程模擬
        1.4.1 流程模擬技術(shù)簡介
        1.4.2 Unisim Design軟件介紹
    1.5 選題依據(jù)及研究內(nèi)容
2 轉(zhuǎn)換氣多級膜分離流程設(shè)計與優(yōu)化
    2.1 膜分離流程設(shè)計基礎(chǔ)
        2.1.1 膜材料性能參數(shù)
        2.1.2 煤制氫轉(zhuǎn)換氣參數(shù)
    2.2 兩級氫膜串聯(lián)流程的設(shè)計與優(yōu)化
        2.2.1 兩級氫膜串聯(lián)流程的建立
        2.2.2 兩級氫膜串聯(lián)流程參數(shù)優(yōu)化
    2.3 碳膜-氫膜聯(lián)用流程的設(shè)計與優(yōu)化
        2.3.1 碳膜-氫膜聯(lián)用流程的建立
        2.3.2 碳膜-氫膜聯(lián)用流程的優(yōu)化
        2.3.3 流程經(jīng)濟評價
    2.4 本章小結(jié)
3 轉(zhuǎn)換氣膜-PSA聯(lián)用分離流程設(shè)計與優(yōu)化
    3.1 膜-PSA聯(lián)用流程的建立
    3.2 流程參數(shù)優(yōu)化
        3.2.1 膜面積對膜兩側(cè)氣體的影響
        3.2.2 液化溫度及壓力對CO_2 冷凝的影響
        3.2.3 膜面積對CO_2 產(chǎn)品的影響
    3.3 流程經(jīng)濟性參數(shù)優(yōu)化
        3.3.1 膜面積對PSA及壓縮機經(jīng)濟性的影響
        3.3.2 冷凝壓力對滲余側(cè)流量及H2 濃度的影響
    3.4 流程評價
        3.4.1 膜-PSA聯(lián)用流程物料平衡及經(jīng)濟評價
        3.4.2 傳統(tǒng)流程物料平衡及經(jīng)濟評價
    3.5 膜-PSA聯(lián)用流程與傳統(tǒng)流程經(jīng)濟性對比
    3.6 本章小結(jié)
4 轉(zhuǎn)換氣氫氣提純與蠟油加氫耦合流程設(shè)計與優(yōu)化
    4.1 蠟油加氫傳統(tǒng)流程設(shè)計基礎(chǔ)
    4.2 碳膜-氫膜聯(lián)用與蠟油加氫耦合流程的設(shè)計與優(yōu)化
        4.2.1 耦合流程的建立
        4.2.2 耦合流程參數(shù)優(yōu)化
        4.2.3 耦合流程經(jīng)濟評價
    4.3 膜-PSA與蠟油加氫耦合流程的研究
        4.3.1 耦合流程的建立
        4.3.2 耦合流程經(jīng)濟評價
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點及展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3713241