[实用新型]煤气联产甲醇过程中原料气的氢碳比调节装置无效

专利信息
申请号: 200720004872.0 申请日: 2007-02-12
公开(公告)号: CN201065400Y 公开(公告)日: 2008-05-28
发明(设计)人: 孙永亮;杨志敏;韩玉锋;张晓安 申请(专利权)人: 河南省化工设计院有限公司
主分类号: C10K3/00 分类号: C10K3/00;C07C31/04
代理公司: 北京思创毕升专利事务所 代理人: 刘明华
地址: 450052*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 煤气 联产 甲醇 过程 原料 调节 装置
【说明书】:

技术领域

实用新型涉及一种调节气体中氢气含量的装置,更具体地说,本实用新型涉及一种调节甲醇合成原料气的氢碳比的装置。

背景技术

甲醇合成气中氢碳比一般要求在2.05~2.25的范围之内,由于在城市煤气联产甲醇过程中,进甲醇合成器的净煤气的氢碳比f=(H2-CO2)/(CO+CO2)=1.97,低于甲醇合成所要求的最佳化学当量范围,不仅副反应增加,造成合成率下降,还会产生结蜡现象而堵塞催化剂,严重时,使生产无法进行。因此需要将进甲醇合成器的净煤气的氢碳比从1.97调节至2.05~2.25。调节氢碳比可以采用一氧化碳变换法,即发生化学反应:CO+H2O=CO2+H2,首先将一氧化碳变换为二氧化碳变换,然后将二氧化碳脱除,但这要增加变换和脱碳两个工序,使工程项目投资大大增加。

所以,需要开发一种能够调节甲醇合成气的氢碳比的低成本装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对目前对能够调节甲醇合成气的氢碳比的低成本装置的需求和煤气联产甲醇生产的特点,提供一种调节原料气中的氢碳比使之符合甲醇合成气要求的装置。

本实用新型的煤气联产甲醇过程中原料气的氢碳比调节装置包括水洗塔、气液分离器、加热器和膜分离器,水洗塔的中部设有原料气进气口,上部设有进水口,下端设有出水口,水洗塔的顶部通过管道与气液分离器中部连接,气液分离器的顶部通过管道与加热器的气体入口连接,加热器的气体出口通过管道与膜分离器的气体入口连接,膜分离器两端分别设有富氢气出口和提氢后的弛放气出口。

优选地,膜分离器的富氢气出口的压力不小于2.4Mpa,膜分离器的提氢后的弛放气出口的压力不小于2.16Mpa。这样富氢气可直接返回甲醇合成原料气系统,回收氢后的弛放气可不经压缩直接进入城市煤气系统,大大地节省了其它辅助设施的投资成本。膜分离器11装填合适量的膜可以满足这两个出口压力,本领域的技术人员可以根据膜分离回收氢气的常识选择膜和膜的用量来达到这两个出口压力的要求,这里不具体地详细说明。

所述加热器优选使用低压蒸汽加热。用低压蒸汽将气体加热至65℃使其温度满足膜分离器的操作温度。设置加热器的目的就是调节气体的温度使膜分离器正常运行。对加热器的具体结构形式没有特别的限定,技术人员根据常识和工厂的实际情况加以选择,只要能够就气体加热到所需要的温度就可以。当然,也可以使用热水加热,只不过要求较大的加热面积而已。

所述气液分离器内上部布置有不锈钢丝网。夹带液体的气体进入气液分离器后,液体向下沉降,气体从上端的出口流出,设置不锈钢丝网有利于更好地除去气体夹带的液体。

对水洗塔的具体结构没有特别的限定,一般现有工业装置都配备,本领域的技术人员对于水洗塔的结构和操作已经很熟悉,这里就不具体地描述。

在城市煤气联产甲醇过程中,甲醇合成弛放气中氢气含量较高,本实用新型利用膜分离技术回收甲醇驰放气中的氢气,使之返回甲醇合成原料气中,从而使得甲醇合成原料气H/C比由原来的1.97提高到2.25的最佳值,不仅可以降低合成副反应的发生,减少蜡的生成,还可提高甲醇合成转化率约10%左右。氢气加以回收后返回合成系统比直接进入城市煤气系统,在技术、经济等方面均产生显著的效果。

根据本实用新型的特点,采用膜分离器回收弛放气中的氢,具有以下四个优点:①回收的富氢气压力≥2.4Mpa,可直接返回甲醇合成原料气系统;②回收氢后的弛放气压力≥2.16MPa,可不经压缩直接进入城市煤气系统;③氢气回收率为70%~80%;④运行费用相对较低。

本实用新型应用于义马气化厂91万立方米/天的燃料煤气,配套年产8万吨甲醇工程,采用膜分离提氢返回甲醇合成原料气中,使H/C可以在最佳工艺条件范围内(2.05~2.2)进行调控,使净煤气消耗由2154.18Nm3/t甲醇降至1782.96Nm3/t甲醇。经过试生产期与满负荷生产期的验证,不仅可以降低合成付反应的发生,减少蜡的生成;还可提高甲醇合成转化率约10%左右,经济效益显著。此项技术填补了国内外甲醇生产的空白。

附图说明

图1是本实用新型的煤气联产甲醇过程中原料气的氢碳比调节装置的示意图。

符号说明:

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