[发明专利]焦炉煤气制甲醇工艺中粗醇溶解气的回用系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业气体回收技术，尤其是一种焦炉煤气制甲醇工艺中粗醇溶解气的回用系统和方法。

背景技术

甲醇是重要的有机化工原料，以焦炉煤气为原料制取甲醇也是煤化工产业中最具代表性的工艺。其主要工艺路线是先将煤转化为含有氢气（H₂）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO₂）等有效成分的合成原料气；然后经过净化、加压后进入合成反应器进行甲醇合成反应，反应之后生成的甲醇蒸汽与大量未参加反应的原料气一起经过冷却降温后变为汽液混合物；再进入甲醇分离设备进行汽液两相分离，分离出的粗甲醇含水约10～15%，经过缓冲降压至0.5MPa（表）后靠自身压力进入粗醇储槽；再经过粗醇泵送往精馏进行精制提纯，得到最终产品－精甲醇；分离后的气体返回到合成反应器入口与新鲜的原料气混合后再次进入反应器进行循环利用。由于甲醇与大部分气体均具有良好的可溶性，尤其对于CO₂具有良好的溶解能力，因此经过甲醇分离器后的粗醇中不可避免的溶解有一部分H₂、CO、CO₂等有效组分，这些气体一部分在粗醇进入缓冲槽初步降压闪蒸后被解吸出来，解吸后的闪蒸气被送往预热炉当做燃料气进行燃烧处理，另一部分在粗醇进入粗醇储槽中进一步降为常压后被解吸出来，并被放散到大气中。以低压合成工艺为例，甲醇分离器上方总压为5MPa（表），上方循环气体中CO₂体积分数为3%左右，则CO₂分压为0.15MPa（表）；粗醇缓冲槽中上方总压为0.5MPa（表），上方气体CO₂体积分数为30%左右，则CO₂分压为0.15MPa（表），说明甲醇分离器和粗醇缓冲槽中CO₂在甲醇中的溶解度大致相同，因此大部分有效气体无法在缓冲槽中分离出来。目前，不论是在缓冲槽中或是在粗甲醇储槽中被解析出来的气体或是被送往预热炉做燃料或被放散，均没有得到有效利用。

综上所述，大量合成甲醇的有效组分（H₂、CO、CO₂等）或被当做燃料进行燃烧，或者直接放散，并未得到有效回收与利用，碳资源没有得到充分利用，给企业造成一定的浪费与损失。目前也有些企业对粗醇溶解气进行了回收，但由于溶解气压力较低，因此主要是补入压缩入口，其缺点是：1、增加了煤气压缩机的负荷；2、粗醇溶解气属于干净的合成气，硫含量极低，没有必要再经过精脱硫工序，为精脱硫增加不必要的负荷；3、由于精脱硫系统温度较低，且脱硫催化剂为铁系，会促进变换反应的正向进行，即CO与H₂O反应生成CO₂和H₂，导致溶解气中的CO减少，CO₂增多，不利于合成甲醇主反应的进行。因此更加合适的补入位置应该是压缩、精脱硫工序之后，转化之前。4、如果将溶解气补入高压系统，则需增加压缩机，这将投入大量资金以及消耗大量能量，得不偿失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、有效气体利用率高的焦炉煤气制甲醇工艺中粗醇溶解气的回用系统；本发明还提供了一种焦炉煤气制甲醇工艺中粗醇溶解气的回用方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括依次连通的甲醇分离器、粗醇缓冲槽和粗醇储槽，所述粗醇缓冲槽和粗醇储槽之间连通有闪蒸器；所述粗醇缓冲槽的解吸气出口和闪蒸器的解吸气出口均连通压缩煤气管路。

本发明所述粗醇缓冲槽的解吸气出口和闪蒸器的解吸气出口通过文丘里管与压缩煤气管路连通。

本发明所述粗醇缓冲槽的解吸气出口和闪蒸器的解吸气出口与文丘里管的连通管路上设有止逆阀。

本发明方法为：所述甲醇工艺中甲醇分离器产生的粗醇进入粗醇缓冲槽初步降压闪蒸后，解吸出一次粗醇溶解气；所述初步降压闪蒸后的粗醇进入闪蒸器后进行二次闪蒸，解吸出二次粗醇溶解气；所述一次粗醇溶解气和二次粗醇溶解气混合进入压缩煤气管路。

本发明方法所述一次粗醇溶解气和二次粗醇溶解气混合后进入文丘里管，由压缩煤气带动进入压缩煤气管路，利用文丘里效应将低压溶解气吸入高压的压缩煤气主管路。

本发明方法所述混有一次和二次粗醇溶解气的压缩煤气进入甲醇生产工艺的转化系统。