gtl+工艺驰放气中氢气的过程模拟

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1、GTL工艺驰放气中氢气的过程模拟∗范瑛琦，贺高红，阮雪华，赵薇，聂飞，石文华（大连理工大学，精细化工国家重点实验室，膜科学与技术研究开发中心，大连116012）摘要：本文采用膜分离法回收F-T合成驰放气中的氢气，提出了一级和二级膜回收过程。应用HYSYS软件对两种回收过程进行模拟，结果表明在渗透侧压力0.2MPag条件下，当产品氢气浓度高于91%时，采用二级回收过程能得到更高的经济效益；若采用二级操作，二级渗余气氢气浓度应控制尽量低。关键词：氢气回收；气体膜分离；HYSYS模拟SimulationofHydrogenRe

2、coveryfromVentGasofGTLProcessFANYingqi,HEGaohong*,RUANXuehua,ZHAOWei,NIEFei,SHIWenhuaStateKeyLaboratoryofFineChemicals,DalianUniversityofTechnology,Dalian116012,ChinaR&DCenterofMembraneScienceandTechnology,DalianUniversityofTechnology,Dalian116012,ChinaAbstract：M

3、embraneseparationisadoptedforrecoveryhydrogenfromventgasofFischer-Tropschsynthesis,one-stageandtwo-stagemembranerecoveryprocessisproposed.HYSYSsoftwareisutilizedtosimulatethetworecoveryprocesses.Theresultsshowthatwhenthepermeatepressureis0.2MPagandtherequiredprod

4、ucthydrogenconcentrationisabove91%,two-stagerecoveryprocesshashighereconomicbenefit.Whentwo-stagerecoveryprocessisutilized,itsresidualhydrogenconcentrationshouldbecontrolledaslowaspossible.Keywords:hydrogenrecovery;gasmembraneseparation;HYSYSsimulationGTL工艺中重要的一步

5、是F-T合成。合成过程中需要排放驰放气以降低合成炉内惰性气体的浓度。因为原料气转化不完全，所以驰放气中含有大量的H2、CO，为了充分利用原料，需要将驰放气中的H2和CO进行回收。基金项目：新世纪优秀人才支持计划（NCET-06-0272）作者简介：范瑛琦（1984—），女，硕士研究生，从事膜过程开发。*通讯联系人：贺高红，教授，博士生导师，主要从事膜技术研究。E-mail：hgaohong@dlut.edu.cn［1~5］膜分离过程被广泛应用于各种含氢气体的氢气回收，本文也采用膜法对驰放气中的氢气进行回收，设计了两种回收

6、过程，分别模拟了两种过程下产品氢气浓度与氢气回收率和回收净经济效益的关系；并考察了二级渗余气氢气浓度对氢气回收效果的影响。1．基础数据和模拟回收过程3中石化某厂采集的现场数据为：驰放气温度40℃，压力3.0MPag，流量133000Nm/h，驰放气组成见表1。表1驰放气组成Table1Compositionoftheventgas组成体积分数（%）组成体积分数（%）组成体积分数（%）H242.83H2S（总硫）0.00C5H120.44CO21.38N214.35C6H140.21CH415.64C2H60.69C7H1

7、60.08CO22.39C3H80.86H2O0.22C4H100.62本文设计了一级和二级膜法回收过程，如图1。图1回收流程示意图（a）一级回收过程；（b）二级回收过程Fig.1Recoveryprocesschart(a)one-stagerecoveryprocess;(b)two-stagerecoveryprocess2．结果与讨论2.1两种回收过程氢气回收率和净经济效益的比较模拟过程中，控制二级回收过程的二级渗余气氢气浓度为10%。从图2可以看出，采用一级膜法回收过程，氢气回收率随着产品氢气浓度的提高急剧下降

8、，当产品氢气浓度为94%时，氢气回收率略大于50%；采用二级膜法回收过程，氢气回收率随着产品氢气浓度的提高只有微弱的下降。从图3可以看出，采用一级膜法回收过程，随着产品氢气浓度的提高，回收净经济效益急剧下降，这主要是因为氢气回收率下降，减少了回收的经济效益。相比之下，采用二级膜法回收过程，尽管增大了压缩机和换热器的投