一种炼厂石油焦制氢的方法及系统与流程

本发明涉及石油焦资源化利用，尤其涉及一种炼厂石油焦制氢的方法及系统。

背景技术：

1、空气质量的不断恶化加剧了人们对清洁油气产品的需求。随着常规原油资源不断枯竭，原油重质化已经成为人类面对的严峻挑战。对重质原油深加工，尤其是加氢处理，比如，加氢催化裂化、临氢精制改质等是应对当前化石能源劣质化和油品清洁化的有力途径。

2、重质原油加氢处理使炼化过程对氢的消耗大幅增加，亟需为炼厂提供额外氢源，保障用氢安全。目前，炼厂普遍采用自用燃气进行制氢，产生较为严重的高附加值轻烃资源低端利用现象。通过制氢原料替代，利用炼厂自有的低附加值物料进行产氢，一方面可以解决低品位产物出路，另一方面又可以提供宝贵的氢气，将会对炼厂整体经济效益产生巨大提升，具有广阔的研究和应用空间。

3、延迟焦化是炼化企业主要重质油加工单元，通过深度热转化反应，将高分子量重质石油组分转化为轻质油品、裂解气和含碳固体燃料，大幅提高了原油的轻质油品收率，已经成为重质原油及中间油品的主要加工手段。石油焦是炼化企业石油加工过程的重要副产物，多作为本企业锅炉燃料自用或作为产物外输，供工业窑炉或热电厂使用，利用方式以燃烧为主，存在co2排放问题。目前，随着原油劣质化不断加剧，石油焦品质不断降低，解决焦化装置石油焦出路已经成为困扰企业生产和发展的难题之一。

4、石油焦是富含碳元素的固体燃料，可以作为潜在的气化制氢原料。当前，炼化企业多采用汽化炉装置，以炼厂气或煤为原料进行气化制氢，用于满足石油加工过程的氢耗，需消耗自身高附加值物料或外购物料，给炼厂增加了企业运行成本。所以有必要研发一种利用炼厂石油焦制取氢气的方法及系统，为开拓制氢原料来源途径，保障企业用氢安全提供支撑。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种炼厂石油焦制氢的方法与系统，通过对炼厂自产石油焦进行收集和原位转化，改变传统石油焦的利用方式，通过利用炼化企业现有的工艺装置进行石油焦气化反应制氢，对现有轻烃等制氢原料进行替换，通过气化制氢，将石油焦中碳元素回收并以高纯co2输出。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种炼厂石油焦制氢的方法，包括以下步骤：

4、对收集的炼厂石油焦进行气化处理，通过让炼厂石油焦发生燃烧、气化、重整和变换反应，生成氢气和co2；

5、对气化处理产生的气体进行除尘；

6、对除尘后的气体进行脱硫处理；

7、对脱硫后的气体进行脱氮处理；

8、对脱氮后的气体进行吸附分离，获得co2和氢气。

9、具体地，炼厂石油焦原料包括常减压渣油、乙烯裂解油、催化油浆和苯乙烯焦油。

10、进一步地，对收集的炼厂石油焦进行气化处理之前，对焦炭塔进行除焦、装卸、收集和存储。

11、进一步地，对收集的炼厂石油焦进行气化处理之前，对炼厂石油焦进行破碎、筛分和干燥处理。

12、进一步地，对收集的炼厂石油焦进行气化处理时，根据炼厂石油焦的进料速率，调节炼厂石油焦与轻烃或煤炭的进料比。

13、另一方面，本发明还公布了一种炼厂石油焦制氢的系统，包括：

14、石油焦料仓、输送装置、气化单元、除尘单元、脱硫单元、脱氮单元和吸附分离单元；

15、石油焦料仓用于存储炼厂石油焦，石油焦料仓的物料出口与输送装置的物料入口相连接；

16、输送装置用于将石油焦料仓存储的炼厂石油焦输送至气化单元，输送装置的物料出口与气化单元的物料进口相连接；

17、气化单元用于让炼厂石油焦发生燃烧、气化、重整和变换反应，生成co2和氢气，气化单元的出口与除尘单元的入口相连接；

18、除尘单元用于对反应气体进行除尘，除尘单元的气相出口与脱硫单元的气相入口相连接；

19、脱硫单元用于对除尘后的气体进行脱硫操作，从气体中移除硫氧化物，脱硫单元的气相出口与脱氮单元的气相入口相连接；

20、脱氮单元用于对除尘脱硫后的气体产物进行除氮，除氮包括脱除氮氧化物，脱氮单元的出口与吸附分离单元的入口相连接；

21、吸附分离单元用于对净化后的产物气体进行吸附分离，获得氢气和co2产物。

22、进一步地，吸附分离单元连接有氢气储存装置和co2储存装置。

23、进一步地，石油焦料仓的物料进口连接有石油焦预处理单元，石油焦预处理单元用于对炼厂石油焦进行破碎、筛分和干燥处理。

24、进一步地，石油焦预处理单元的物料进口连接有石油焦收集装置，石油焦收集装置用于对焦炭塔进行除焦并对所得石油焦进行收集。

25、进一步地，气化单元连接有燃料供应单元，用于调节炼厂石油焦与轻烃或煤炭的进料比。

26、进一步地，气化单元连接有供风单元，供风单元用于向气化单元供应助燃剂。

27、本发明的技术效果和优点：

28、本发明通过对炼厂石油焦进行收集和原位转化，改善了炼厂石油焦利用方式，提高了炼厂石油焦利用的能量收益和高附加值化学品收益；通过给气化单元设置燃料供应单元和供风单元，从而根据石油焦进料速率，灵活调节石油焦与轻烃或煤炭的进料比，具有工艺简单、操作弹性大、简单易操作等优点；通过同时设置氢气储存装置和co2储存装置，使得使用石油焦制氢，除获得氢气外，还可以将石油焦中的碳元素转化为co2并进行回收，获得高纯co2产品，减少了碳排放，实现了企业低碳发展。

29、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种炼厂石油焦制氢的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的炼厂石油焦制氢的方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的炼厂石油焦制氢的方法，其特征在于，在所述的对收集的炼厂石油焦进行气化处理之前：

4.根据权利要求1或3所述的炼厂石油焦制氢的方法，其特征在于，在所述的对收集的炼厂石油焦进行气化处理之前：

5.根据权利要求1所述的炼厂石油焦制氢的方法，其特征在于，所述的对收集的炼厂石油焦进行气化处理包括：

6.一种炼厂石油焦制氢的系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的炼厂石油焦制氢的系统，其特征在于：

8.根据权利要求6所述的炼厂石油焦制氢的系统，其特征在于：

9.根据权利要求6所述的炼厂石油焦制氢的系统，其特征在于：

10.根据权利要求6所述的炼厂石油焦制氢的系统，其特征在于：

11.根据权利要求6或10所述的炼厂石油焦制氢的系统，其特征在于：

技术总结本发明涉及石油焦资源化利用技术领域，公开了一种炼厂石油焦制氢的方法，包括：对收集的炼厂石油焦进行气化处理，通过让炼厂石油焦发生燃烧、气化、重整和变换反应，生成氢气和CO<subgt;2</subgt;；对气化处理产生的气体进行除尘；对除尘后的气体进行脱硫处理；对脱硫后的气体进行脱氮处理；对脱氮后的气体进行吸附分离，获得CO<subgt;2</subgt;和氢气。本发明通过对炼厂石油焦进行收集和原位转化，改善了炼厂石油焦利用方式，提高了炼厂石油焦利用的能量收益和高附加值化学品收益。技术研发人员：曹冬冬,李兴春,薛明受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17