[发明专利]一种用于保护膜分离设备的变温吸附装置及利用该装置进行变温吸附的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于保护膜分离设备的变温吸附装置及利用该装置进行变温吸附的方法。

背景技术

现有加压气化联产甲醇过程中有大量的吹除气排出，这部分气主要富集甲烷和氢气，还含有少量的一氧化碳和二氧化碳，这部分气体即可进入燃气管网供城市煤气又可以将甲醇合成过程中产生的吹除气通过膜分离、一氧化碳变换、二氧化碳脱出等手段，回收其中的氢气，并将其返回甲醇合成做甲醇原料气，即通过膜分离可将其中的氢气回收提浓返回甲醇合成装置生产甲醇，剩下的气体含高浓度的甲烷，再将少量一氧化碳和二氧化碳除去后，甲烷可以作为民用或者工业用高热值的天然气，进一步加压可以作为车用燃料。

但现有甲醇合成装置中的脱碳单元向甲烷浓缩单元带胺液，以及吸收剂的降解产物热稳盐随原料气也进入甲烷浓缩单元，在经过加热器时，MDEA的降解产物热稳盐积聚在换热器和后续管路中，不但堵塞管路，而且热稳盐和胺液中的各种有机成分对后续膜的分离性能造成了衰减，严重影响了装置的安全稳定运行和产品的质量，并且因更换膜极大的增加了运行成本。所以急需一种能够吸附和阻隔热稳盐和胺液中的各种有机成分的装置，防止热稳盐在管道集聚和保护后续膜，延长膜的使用寿命。

发明内容

本发明是要解决现有甲醇合成装置中吸附罐和分离设备不能够彻底吸附和阻隔原料气中夹带的有害组分对膜的损害，造成膜设备性能下降，使用寿命缩短和影响装置安全稳定运行的问题，而提供一种用于保护膜分离设备的变温吸附装置及利用该装置进行变温吸附的方法。

本发明一种用于保护膜分离设备的变温吸附装置包括聚结式过滤器、第一填料塔、第二填料塔、再生气冷却器、再生气加热器和再生气分离器；脱碳天然气入口管与所述聚结式过滤器的入口端相连接，所述聚结式过滤器底部出口端与界外出口管相连接，所述聚结式过滤器上部出口端分别与旋塞阀X₁的入口端和旋塞阀X₂的入口端相连接，所述第一填料塔的顶部端口分别与旋塞阀X₁的出口端、旋塞阀X₃的入口端和旋塞阀X₅的入口端相连接，所述第二填料塔的顶部端口分别与旋塞阀X₂的出口端、旋塞阀X₄的入口端和旋塞阀X₆的入口端相连接；所述高压气体排出管分别与旋塞阀X₃的出口端和旋塞阀X₄的出口端相连接，所述再生气冷却器的中部入口端分别与旋塞阀X₅的出口端和旋塞阀X₆的出口端相连接，所述再生气冷却器的中部出口端与再生气分离器的中部入口端相连接，所述再生气分离器的顶部出口端与再生气出口管相连接，再生气分离器的底部出口端与冷凝水出水管相连接；所述再生气冷却器的端部出口端与循环回水管相连接，所述再生气冷却器的端部入口端与循环上水管相连接；所述第一填料塔的底部端口分别与旋塞阀X₇的出口端、旋塞阀X₉的出口端和旋塞阀X₁₁的入口端相连接，所述第二填料塔的底部端口分别与旋塞阀X₈的出口端、旋塞阀X₁₀的出口端和旋塞阀X₁₂的入口端相连接；所述再生气入口管分别与旋塞阀X₇的入口端和旋塞阀X₈的入口端相连接，所述再生气加热器的端部出口端分别与旋塞阀X₉的入口端和旋塞阀X₁₀的入口端相连接，所述再生气加热器的端部入口端与再生气入口管相连接，所述再生气加热器的中部入口端与蒸汽入口管相连接，所述再生气加热器的中部出口端与凝结水管相连接；所述去膜分离出口管分别与旋塞阀X₁₁的出口端和旋塞阀X₁₂的出口端相连接。

本装置的工作原理：本装置采用变温吸附技术进行气体分离提纯，变温吸附技术是以吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂对气体的吸附容量随吸附温度和压力不同而变化的特性，吸附剂对不同气体组份有选择性吸附的条件下，低温高压时吸附混合气中的某些组份，未被吸附组份通过吸附塔层流出，高温低压时脱附这些被吸附的组份，以进行下一次低温高压吸附，可采用多个吸附塔而达到气体的连续分离的目的。

利用上述装置进行变温吸附的方法是按以下步骤进行：