氫氣是煉油廠中進(jìn)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(shí)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(jì)多技術(shù)聯(lián)用工藝來提高流程經(jīng)濟(jì)性。因此,針對(duì)煤制氫轉(zhuǎn)換氣的組成和氫氣產(chǎn)品分離要求,提出多級(jí)膜分離工藝及膜-PSA聯(lián)用工藝來實(shí)現(xiàn)氫氣提純,并將該氫氣提純流程與蠟油加氫流程進(jìn)行產(chǎn)氫-用氫耦合,在Unisim Design中對(duì)流程進(jìn)行了模擬和優(yōu)化。建立了兩級(jí)氫膜串聯(lián)流程和兩級(jí)碳膜-兩級(jí)氫膜聯(lián)用流程進(jìn)行氫氣提純。首先,建立了兩級(jí)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(gè)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(jí)碳膜-兩級(jí)氫膜聯(lián)用流程,研究了不同壓比下膜面積對(duì)壓縮機(jī)功率、產(chǎn)品純度及回收率等參數(shù)的影響,并通過經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)確定了合適... 

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)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(jí)膜分離流程設(shè)計(jì)與優(yōu)化
    2.1 膜分離流程設(shè)計(jì)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(jí)氫膜串聯(lián)流程的設(shè)計(jì)與優(yōu)化
        2.2.1 兩級(jí)氫膜串聯(lián)流程的建立
        2.2.2 兩級(jí)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(jì)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(jì)評(píng)價(jià)
    2.4 本章小結(jié)
3 轉(zhuǎn)換氣膜-PSA聯(lián)用分離流程設(shè)計(jì)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(duì)膜兩側(cè)氣體的影響
        3.2.2 液化溫度及壓力對(duì)CO_2 冷凝的影響
        3.2.3 膜面積對(duì)CO_2 產(chǎn)品的影響
    3.3 流程經(jīng)濟(jì)性參數(shù)優(yōu)化
        3.3.1 膜面積對(duì)PSA及壓縮機(jī)經(jīng)濟(jì)性的影響
        3.3.2 冷凝壓力對(duì)滲余側(cè)流量及H2 濃度的影響
    3.4 流程評(píng)價(jià)
        3.4.1 膜-PSA聯(lián)用流程物料平衡及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
        3.4.2 傳統(tǒng)流程物料平衡及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
    3.5 膜-PSA聯(lián)用流程與傳統(tǒng)流程經(jīng)濟(jì)性對(duì)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(jì)與優(yōu)化
    4.1 蠟油加氫傳統(tǒng)流程設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)評(píng)價(jià)
    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(jì)評(píng)價(jià)
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點(diǎn)及展望
參考文獻(xiàn)
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(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3713241