弛放氣中氫氣在膜法回收天然氣制合成油裝置的流程

安雪峰

（大慶化工有限公司甲醇分公司，黑龍江大慶 163418）

弛放氣中氫氣在膜法回收天然氣制合成油裝置的流程

安雪峰

（大慶化工有限公司甲醇分公司，黑龍江大慶 163418）

研究然氣制合成油裝置中氫氣回收方式以及應(yīng)用流程，對(duì)于增強(qiáng)天然氣制合成油裝置的工作效率，提升氫氣回收效率，減少資源浪費(fèi)等方面發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。為了實(shí)現(xiàn)氫氣的高效回收與有效利用，確保馳放氣過程中膜法回收工作的有序開展，以天然氣制合成油裝置氫氣馳放氣膜法回收為研究重點(diǎn)，在相關(guān)理論原則的指導(dǎo)下，進(jìn)行回收方法應(yīng)用流程的梳理，為后續(xù)工作的開展提供了必要的理論參考。

天然氣；合成油；氫氣膜法回收；馳放氣；應(yīng)用流程

Abstract：The exploration of hydrogen recovery and application process in natural gas synthetic oil plant plays a key role in enhancing the working efficiency of natural gas system，improving the recovery efficiency of hydrogen and reducing the waste of resources.In order to realize the efficient recovery and efficient utilization of hydrogen，it is necessary to ensure the orderly development of membrane recovery in the process of dilution gas.The article focuses on the recovery of hydrogen gas in the natural gas system，and under the guidance of relevant theoretical principles，The recycling method of the application process combing，for the follow-up work to provide the necessary theoretical reference.

Key words：natural gas system；synthetic oil；hydrogen membrane recovery；relaxation gas；application process

我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)開發(fā)活動(dòng)的深入進(jìn)行，對(duì)石油、天然氣以及各類烯烴化合物的消費(fèi)需求日益增加，以現(xiàn)有的技術(shù)框架為支撐，對(duì)天然氣資源進(jìn)行深入開發(fā)，構(gòu)建起天然氣制合成油（GTL）生產(chǎn)機(jī)制。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，天然氣在這一過程中，會(huì)產(chǎn)生N2以及Ar等惰性氣體，在合成油生產(chǎn)過程中，隨著生產(chǎn)活動(dòng)的持續(xù)深入，惰性氣體不斷積累，如果不對(duì)其進(jìn)行必要的處理，將會(huì)造成天然制合成油的反應(yīng)強(qiáng)度降低、反應(yīng)平衡破壞以及資源浪費(fèi)[1]。文章以氫氣回收作為研究重點(diǎn)，在相關(guān)原則的指導(dǎo)下，借助于現(xiàn)代化的技術(shù)手段，氫氣回收方式以及操作流程的探討，切實(shí)推動(dòng)膜法回收在實(shí)踐中的應(yīng)用。

1 膜法回收在天然氣制合成油裝置氫氣馳放氣流程中所遵循的原則

1）馳放氣氫氣膜法回收在天然氣制合成油裝置工作中的應(yīng)用必須要遵循科學(xué)性的原則。只有從科學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)天然氣制合成油裝置的相關(guān)內(nèi)容、馳放氣氫氣膜法回收工作的定位以及具體職能，進(jìn)行細(xì)致而全面的考量，才能夠最大限度地保證馳放氣氫氣膜法回收能夠滿足天然氣制合成油裝置工作的客觀要求。

2）馳放氣氫氣膜法回收在天然氣制合成油裝置中的應(yīng)用必須要遵循實(shí)用性的原則。由于天然氣制合成油裝置類型內(nèi)容多樣，信息數(shù)據(jù)繁多。馳放氣氫氣膜法回收以及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用流程必須進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，降低操作的難度，提升馳放氣氫氣膜法回收應(yīng)用方案的實(shí)用性能，保證天然氣制合成油裝置工作的順利開展。

2 膜法回收在天然氣制合成油裝置氫氣馳放氣流程應(yīng)用方式

在天然氣制合成油裝置氫氣回收階段，為了保證氫氣回收的效率，提升合成裝置的工作效率，需要根據(jù)實(shí)際需求，對(duì)深冷法、變壓吸附法、膜分離法以及水合物法進(jìn)行全面分析。從實(shí)際使用情況來看，膜法回收能耗低、回收效率高，逐漸成為現(xiàn)階段氫氣回收的主要方式，為了確保其在實(shí)踐中有效應(yīng)用，需要對(duì)相關(guān)流程進(jìn)行必要探討。

2.1 膜法回收模型條件分析

為了確保氫氣膜法回收模型的工作效率，工作人員在科學(xué)性原則的引導(dǎo)下，借助于UniSim Design軟件為基礎(chǔ)，在相

關(guān)數(shù)據(jù)信息體系下，對(duì)氫氣的回收流程進(jìn)行模擬，對(duì)回收模型的條件進(jìn)行客觀分析，在此基礎(chǔ)上提升氫氣回收的純度以及效率，保證天然氣制合成油產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際操作的過程中，工作人員需要對(duì)馳放氣的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，借助于對(duì)馳放氣流程的全面分析，對(duì)膜法回收模型的基本條件進(jìn)行明晰，為后續(xù)模型的建立提供了必要的數(shù)據(jù)參考。例如在溫度為40℃，壓強(qiáng)為3.0MPa，反應(yīng)流量為1.33×105m3/h的天然氣制合成油反應(yīng)之中，馳放氣操作的組織結(jié)構(gòu)與運(yùn)行方法，有所變化，其具體組成如下表所示：

Table1 Composition of purge gas from gas-to-liquid（GTL）plant

基于對(duì)于馳放氣階段氫氣工作的客觀需求，在進(jìn)行模型構(gòu)建條件分析的過程中，需要將氫氣回收率控制在85%以上，只有在這一范圍內(nèi)，回收氫氣的濃度以及摩爾分?jǐn)?shù)才能夠真正滿足天然氣制合成油馳放氣階段，對(duì)于氫氣回收工作客觀需求。對(duì)膜法回收中反應(yīng)溫度、壓力、流量等基本信息的分析，判定氫氣回收率以及相關(guān)工作環(huán)境，通過這種方式，推動(dòng)膜法回收模型構(gòu)建工作的有序進(jìn)行。

2.2 膜性能的選擇

在對(duì)膜種類以及性能進(jìn)行選擇的過程中，為了保證氫氣回收工作的有序進(jìn)行，需要從聚砜（PSF）膜以及聚酰亞胺（PI）膜進(jìn)行判定。從實(shí)際情況來看，PSF對(duì)氫氣的滲透率為60，PI對(duì)氫氣的滲透率則為120，在天然氣制合成油氫氣馳放氣階段，需要工作人員以實(shí)用性原則為引導(dǎo)，對(duì)相關(guān)膜的性能進(jìn)行必要選擇，通過對(duì)滲透率的判定以及性能選擇，來增加氫氣膜法回收法的實(shí)用性，確保天然氣制合成油工作的有序進(jìn)行。

2.3 膜回收模型的構(gòu)建

在進(jìn)行天然氣制合成油氫氣馳放氣膜回收模型構(gòu)建的過程中，需要對(duì)膜革除壓力數(shù)值進(jìn)行采集，并在此基礎(chǔ)上對(duì)滲透以及平衡方程進(jìn)行梳理，確保膜回收模型構(gòu)建的準(zhǔn)確性。膜回收模型方程大致為以種：xiFp=j△piA；FF=FR+FP；xiFF=xiFR+xiFF，其中△pi表示回收膜兩側(cè)分壓差對(duì)數(shù)的平均數(shù)值。在進(jìn)行模型構(gòu)建的基礎(chǔ)上，通過相關(guān)軟件進(jìn)行計(jì)算，為氫氣回收工作的開展提供必要的數(shù)據(jù)支持。

3 結(jié)束語

對(duì)天然氣制合成油馳放氣階段中氫氣膜法回收的研究，對(duì)于增強(qiáng)天然氣制合成油的工作效率，促進(jìn)我國化工產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展有著重要意義。文章以膜法回收作為研究重點(diǎn)，在科學(xué)性原則以及實(shí)用性原則的指導(dǎo)下，以現(xiàn)有的技術(shù)條件為支撐，對(duì)膜法回收模型進(jìn)行構(gòu)建，確保馳放氣過程中，對(duì)氫氣的有效回收，為天然氣制合成油工作營造良好的反應(yīng)條件。

[1] 王磊，王輝.膜法技術(shù)在甲醇馳放氣回收氫氣中的應(yīng)用[J].煤化工，2015，43（2）：27-29.

The Process of Reclaiming Hydrogen in the Synthesis of Oil by Natural Gas in the Membrane

An Xue-feng

TE665

A

1003–6490（2017）09–0166–02

2017–07–07

安雪峰（1982—），男，黑龍江大慶人，工程師，主要從事天然氣化工方面工作。