Page 90 - 加氢站建设及工艺技术研究

第三章 加氢工艺及主要设备

其投资少，运行费用低，产品纯度高，操作简单、灵活，环境污染小等优点，这
项技术被广泛应用于石油、化工、冶金及轻工等行业。

变压吸附气体分离工艺之所以实现，是由于吸附剂在这种物理吸附中所具有
的两个基本性质，一是对不同组分的吸附能力不同；二是吸附质在吸附剂上的吸

附容量随吸附质的分压上升而增加，随吸附温度的上升而下降。利用吸附剂的第
一个性质，可实现对某些组分的优先吸附而使其他组分得以提纯。利用吸附剂的

第二个性质，可实现吸附剂在高压低温下吸附，而在高温低压下解吸再生，从而
构成吸附剂的吸附与再生循环，达到连续分离气体的目的。

工业上变压吸附制氢装置中所选用的吸附剂是固体颗粒，如活性氧化铝、活
性炭、硅胶和分子筛，它们对水、一氧化碳、氮气和二氧化碳等具有较强的吸附

能力。在生产实践中，根据不同的气体成分，按吸附性能依次分层装填，组成复
合吸附床，以达到分离所需产品组分的目的。变压吸附方法有很多优点，例如工

艺流程简单、自动化程度高、操作维修费用低、产品纯度可调性强以及一次分离
同时除去多种杂质组分等。

（三）低温分离技术
低温分离技术包括低温冷凝法和低温吸附法，具体如下：

1. 低温冷凝法
这种方法是基于氢与其他气体沸点差异大的原理，在操作温度下，使除氢以

外所有高沸点组分冷凝为液体的分离方法。这种办法适合氢含量为 30% ～ 80%

的原料气回收氢。这种技术产氢纯度为 90% ～ 98%。
2. 低温吸附法

采用这种方法提纯生产高纯氢气，以液氮为冷源，以硅胶、活性炭为吸附
剂，在高压条件下，可以有效去除氢中的一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气及水

分等杂质，从而可以从电解氢或纯度为 99.9% 的工业原料氢气中，制取纯度为
99.999% ～ 99.9999% 的高纯氢气和超纯氢气。

081