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摘 要：本文介绍了膜材料在炼化企业气体分离中的应用实例，并将膜的应用前景给出判断。
关键词：液相床；液相加氢；柴油加氢；工业应用
中图分类号：TQ028.8 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）15-0334-01
1 前 言
炼厂瓦斯气一般占炼厂炼制原油量3～5%，一个千万吨炼厂的炼厂气会超过30万t/年。炼厂气大多都会直接进入瓦斯管网，作为炼化所需的燃料。炼厂瓦斯气综合回收是指对炼厂气中高经济效益的C2、C3、C4、C5+、H2进行回收。如图1所示，1000万t炼厂投资在2亿左右的尾气回收项目，每年经济净效益均超过1亿元。
2 氢气的分离提浓和回收利用
在气体分离膜应用领域里，氢气膜分离技术是开发应用最早、技术上最成熟，取得的经济效益十分显著的技术。1979年，美国在炼厂建立第一套氢回收系统后的二十几年的历史里，各炼油厂、化肥厂已有几百套用气体膜集成的氢回收装置在运行。
我国炼化企业在90年代初开始成套引进膜氢气回收系统，如齐鲁石化。近几年我国炼化企业开始推广膜回收氢气系统，它主要用于以下方面。
2.1 加氢尾气中的氢气回收
如荆门石化润滑油加氢装置配有一套膜分离系统，回收加氢尾气中的氢气，膜分离系统设计处理量从1500～4500m3/h。长岭石化柴油加氢尾气采用膜回收氢系统，设计处理量为4000m3/h，2004年4月投入运用。金陵石化等都有同类回收装置在运行。
2.2 加氢循环气中惰性气的排除
氢气膜系统也非常适合于加氢循环气中的隋性气的排除，用膜分离作惰性气体排除时，每损失一体积的氢，可排除3～5体积的烃类，其选择性是简单地排放的12～20倍，如上海石化150万T/A中压加氢裂化循环气采用膜分离提纯系统，将氢气提纯后回收使用，平均处理量为4800m3/h，每年产生大量直接经济效益。
2.3 催化裂化干气（FCCU）的氢气回收
催化裂化尾气中氢含量相对较低（一般在20～50%），压力较低，但由于排放量大，所以流失的绝对量相当大，用膜法和PSA集成工艺将尾气中氢气提纯回收是最好的工艺方法，如武汉石化催化干气就是用膜分离系统与PSA集成技术回收氢气，每年可获大量经济效益。
2.4 重整气的氢气提纯
重整气氢气浓度一般在82～93%之间，膜分离系统可以很方便经济地把含氢量83～93%的重整氢提纯至99%以上。洛阳石化70万T/A连续重整装置，采用膜分离提纯系统，将处理量为2000m3/h、纯度为88%氢气提高到98%以上，使催化剂还原过程的裂解反应得到控制。燕山石化等都有类同提纯系统。膜分离装置具有设备简单（撬装式）、占地面积小，容易安装、操用方便、运行费用低等优点。
3 挥发有机油气的回收利用
炼厂装车台（汽油、石脑油、苯、二甲苯）、油库和加油站都有大量的油气挥发，它既污染了环境又给安全带来隐患，据有关调研的数据表明，装运一次汽油就要有0.2%油气排放，而加油站在加油过程中油气挥发更为严重，1989年由德国GKSS研制，BOSIG公司生产了全世界第一套气体膜油气回收装置后，用膜技术回收有机油气得到了很快的推广，它和传统回收油气的办法如深冷法、吸附法、溶剂法（国外已淘汰）比较，具有设备简单、寿命长、能耗低，操作简单、安全可靠、运行费用低等优点，所以有非常好的应用前景。据不完全统计，2003年全国民用汽油车约2400万辆，消耗汽油5000万t，从炼厂装车台到加油站總计挥发损耗汽油约40万t，经济损失约十几亿人民币，可见挥发损耗浪费了大量的石油资源。从国外统计数字看，装车台、油库和大型加油站安装膜法回收油气系统，投资回收期平均为两年。我国目前在炼厂装车台、加油站已开展了膜法回收油气的工作。
4 用气体膜空分制富氧和氮
这在石化企业也很有推广意义。MONSANTO公司开发了一套膜法制氮装置，氮气纯度可达99%（体积），所以炼化企业进行扩能建设中可以研究如何采用膜法和现有低温空分相结合的办法制氮，它可以减少投资、降低能耗和运行费用。
5 渗透汽化技术的应用
渗透汽化，又称渗透蒸发（PERVAPORATION，简称PV），是一种新型膜分离技术，包括蒸汽渗透（VAPOUR PERMEATION，简称VP），它利用致密高聚合物膜对液体混合物中各组分的溶解扩散性能不同来实现分离的一种膜过程，它类似于气体膜的分离原理，该技术用于液体混合物的分离，其突出的优点是能够以低的能耗实现蒸馏、萃取、吸附等传统的方法难于完成的分离任务。
6 结 论
目前国内炼化企业在推广应用气体分离膜技术方面发展不平衡，有的企业已应用气体膜回收氢气、回收乙烯、回收氯甲烷、回收异丁烷等，而且已见到了很好的效益，但有的企业目前仍未推广应用。目前气体膜技术已较为成熟，只要注意选好产品及成套厂商，就可以保证应用的成功。希望通过气体分离膜技术在炼化企业推广应用，会给企业带来很好的经济效益和社会效益。
收稿日期：2018-4-24
关键词：液相床；液相加氢；柴油加氢；工业应用
中图分类号：TQ028.8 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）15-0334-01
1 前 言
炼厂瓦斯气一般占炼厂炼制原油量3～5%，一个千万吨炼厂的炼厂气会超过30万t/年。炼厂气大多都会直接进入瓦斯管网，作为炼化所需的燃料。炼厂瓦斯气综合回收是指对炼厂气中高经济效益的C2、C3、C4、C5+、H2进行回收。如图1所示，1000万t炼厂投资在2亿左右的尾气回收项目，每年经济净效益均超过1亿元。
2 氢气的分离提浓和回收利用
在气体分离膜应用领域里，氢气膜分离技术是开发应用最早、技术上最成熟，取得的经济效益十分显著的技术。1979年，美国在炼厂建立第一套氢回收系统后的二十几年的历史里，各炼油厂、化肥厂已有几百套用气体膜集成的氢回收装置在运行。
我国炼化企业在90年代初开始成套引进膜氢气回收系统，如齐鲁石化。近几年我国炼化企业开始推广膜回收氢气系统，它主要用于以下方面。
2.1 加氢尾气中的氢气回收
如荆门石化润滑油加氢装置配有一套膜分离系统，回收加氢尾气中的氢气，膜分离系统设计处理量从1500～4500m3/h。长岭石化柴油加氢尾气采用膜回收氢系统，设计处理量为4000m3/h，2004年4月投入运用。金陵石化等都有同类回收装置在运行。
2.2 加氢循环气中惰性气的排除
氢气膜系统也非常适合于加氢循环气中的隋性气的排除，用膜分离作惰性气体排除时，每损失一体积的氢，可排除3～5体积的烃类，其选择性是简单地排放的12～20倍，如上海石化150万T/A中压加氢裂化循环气采用膜分离提纯系统，将氢气提纯后回收使用，平均处理量为4800m3/h，每年产生大量直接经济效益。
2.3 催化裂化干气（FCCU）的氢气回收
催化裂化尾气中氢含量相对较低（一般在20～50%），压力较低，但由于排放量大，所以流失的绝对量相当大，用膜法和PSA集成工艺将尾气中氢气提纯回收是最好的工艺方法，如武汉石化催化干气就是用膜分离系统与PSA集成技术回收氢气，每年可获大量经济效益。
2.4 重整气的氢气提纯
重整气氢气浓度一般在82～93%之间，膜分离系统可以很方便经济地把含氢量83～93%的重整氢提纯至99%以上。洛阳石化70万T/A连续重整装置，采用膜分离提纯系统，将处理量为2000m3/h、纯度为88%氢气提高到98%以上，使催化剂还原过程的裂解反应得到控制。燕山石化等都有类同提纯系统。膜分离装置具有设备简单（撬装式）、占地面积小，容易安装、操用方便、运行费用低等优点。
3 挥发有机油气的回收利用
炼厂装车台（汽油、石脑油、苯、二甲苯）、油库和加油站都有大量的油气挥发，它既污染了环境又给安全带来隐患，据有关调研的数据表明，装运一次汽油就要有0.2%油气排放，而加油站在加油过程中油气挥发更为严重，1989年由德国GKSS研制，BOSIG公司生产了全世界第一套气体膜油气回收装置后，用膜技术回收有机油气得到了很快的推广，它和传统回收油气的办法如深冷法、吸附法、溶剂法（国外已淘汰）比较，具有设备简单、寿命长、能耗低，操作简单、安全可靠、运行费用低等优点，所以有非常好的应用前景。据不完全统计，2003年全国民用汽油车约2400万辆，消耗汽油5000万t，从炼厂装车台到加油站總计挥发损耗汽油约40万t，经济损失约十几亿人民币，可见挥发损耗浪费了大量的石油资源。从国外统计数字看，装车台、油库和大型加油站安装膜法回收油气系统，投资回收期平均为两年。我国目前在炼厂装车台、加油站已开展了膜法回收油气的工作。
4 用气体膜空分制富氧和氮
这在石化企业也很有推广意义。MONSANTO公司开发了一套膜法制氮装置，氮气纯度可达99%（体积），所以炼化企业进行扩能建设中可以研究如何采用膜法和现有低温空分相结合的办法制氮，它可以减少投资、降低能耗和运行费用。
5 渗透汽化技术的应用
渗透汽化，又称渗透蒸发（PERVAPORATION，简称PV），是一种新型膜分离技术，包括蒸汽渗透（VAPOUR PERMEATION，简称VP），它利用致密高聚合物膜对液体混合物中各组分的溶解扩散性能不同来实现分离的一种膜过程，它类似于气体膜的分离原理，该技术用于液体混合物的分离，其突出的优点是能够以低的能耗实现蒸馏、萃取、吸附等传统的方法难于完成的分离任务。
6 结 论
目前国内炼化企业在推广应用气体分离膜技术方面发展不平衡，有的企业已应用气体膜回收氢气、回收乙烯、回收氯甲烷、回收异丁烷等，而且已见到了很好的效益，但有的企业目前仍未推广应用。目前气体膜技术已较为成熟，只要注意选好产品及成套厂商，就可以保证应用的成功。希望通过气体分离膜技术在炼化企业推广应用，会给企业带来很好的经济效益和社会效益。
收稿日期：2018-4-24