CN103933825B - 一种psa净化段逆放气回收到提纯段再回收装置及回收工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PSA净化段逆放气回收到提纯段再回收装置，该装置中回煤气柜经线路管道与净化塔底部连接，净化塔经线路管道与逆放罐底部连接，逆放罐经线路管道与提纯罐连接，逆放罐经线路管道与吹扫罐连接，吹扫罐经线路管道与放气管连接，该线路管道后经阀门控制后还与回煤气柜的经阀门控制的线路管道连接；或吹扫罐经阀门控制的线路管道与放气管连接，该线路管道经阀门控制的线路管道后还与净化塔连接。净化塔底部还经回煤气柜至净化塔之间的线路管道与放气管连接，放气管经线路管道与回收罐连接，回收罐经线路管道与提纯罐连接。采用本发明的设备及工艺，可有效降低生产成本，节约资源，减少对环境的影响。可在工业上进行大批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种PSA净化段逆放气回收到提纯段再回收的设备及工艺，具体为将净化逆放损失气体回收、提纯，并进一步利用，属于化工设备及化工生产领域。
背景技术
逆放气原本最初设计为全部放空和回至煤气柜，这样有效气体损失大、合成氨产量达不到设计标准。全部放空：气体损失，破坏环境。回至煤气柜：影响压缩机有效打气量，在系统内打循环，制约合成氨产量无法提升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PSA净化段逆放气回收到提纯段再回收的设备。
本发明是这样实现上述目的的：
一种PSA净化段逆放气回收到提纯段再回收装置，该装置包括回煤气柜，逆放罐，提纯罐及净化塔，所述的回煤气柜经阀门控制的线路管道与净化塔底部连接，净化塔经阀门控制的线路管道与逆放罐底部连接，逆放罐经阀门控制的线路管道与提纯罐连接，逆放罐经线路管道与吹扫罐连接，吹扫罐经阀门控制的线路管道与放气管连接，该线路管道后经阀门控制后还与回煤气柜的经阀门控制的线路管道连接；或吹扫罐经阀门控制的线路管道与放气管连接，该线路管道经阀门控制的线路管道后还与净化塔连接。
所述的净化塔底部还经回煤气柜至净化塔之间的阀门控制的线路管道与放气管连接，放气管经阀门控制的线路管道与回收罐连接，回收罐经阀门控制的线路管道与提纯罐连接，其中回煤气柜至净化塔与净化塔至放气管的连接处设置有阀门。
所述的净化塔底端经阀门控制的线路管道与逆放罐连接，净化塔底端经阀门控制的线路管道还与吹扫罐至放气管的线路管道连接。各设备及线路管道间均设置有阀门。
一种PSA净化段逆放气回收到提纯段再回收工艺，将净化逆放损失气体回到提纯段再进行回收利用，打开阀门一、三、四、五、六，将气体经回煤气柜通入净化塔，均升净化塔内的气压，气体在净化塔内吸附平衡后，打开阀门七、九、十，气体经线路管道缓冲并送至逆放罐；打开阀门十七、十八、二十、二十一、二十二，均降逆放罐内的气压，气体经逆放罐逆放，其中逆放气体成分高的，在逆放气量为1000~1500Nm3/h（进一步逆放气量进一步控制为1250Nm3/h）下经线路管道缓冲后送至提纯罐提纯；打开阀门十一、十二、十三、十四，逆放气体成分低的通入吹扫罐，逆放气体经吹扫罐的线路管道缓冲后送至放气管，再打开阀门八，经净化塔净化后的气体通入吹扫罐至放气管的线路管道；进一步打开阀门二、四，或者有效气体成分低的经吹扫罐送至放气管后，进一步打开阀门二、四、五、六，有效气体成分低的进入净化塔进一步均压、吸附。所述的逆放气为二氧化碳。净化塔内均压与逆放罐内均降的压力为0.05~1.5MPa。进一步净化塔内均压与逆放罐内均降的压力为0.35MPa。
关闭阀门一~阀门七，阀门九~阀门十四，阀门十七，阀门十八，阀门二十~阀门二十二，打开阀门六、阀门五、阀门十四、阀门二、阀门三、阀门十五、阀门十六、阀门十九、阀门二十一，气体在净化塔内解吸后还经线路管道送至放气管放空，气体经放空后送至回收罐回收，经回收的其他再送到提纯塔提纯。所述的经回收罐回收后再送到提纯塔内提纯的气体为氢氮气体。
将净化均压段满足各段压力维持均平，净化塔与逆放罐之间均升与均降完全相等，均降是逆放，压力均等后，由原来的0.42MPa降至本申请的0.35MPa，逆放压力降低了0.07MPa，减少净化逆放气量也减少了，采用本发明的技术方案逆放气量由原3250Nm3/h降到现在1250Nm3/h，这样既优化系统内部，又减轻了逆放量过大造成提纯段负荷加重。
净化逆放气有效气体成份高的一部分送至提纯段作做提纯段回收最开始时均升的动力，一部分有效气体成份低的用于系统吹扫置换提高再生效果：本申请用有效气体成份低的进行吹扫，有效气损失小，但吹扫气量相对偏多，通过逆放回收有效气体，既实现吹扫效果又减少气体损失、通过产量；而一般情况用有效气体成分高的进行吹扫，这样气体损失大、产量低。
提纯段回收的逆放气进一步提高有效H2、N2成份；
提纯吸附留下的高纯度CO2送到尿素工段生产尿素。
采用本发明的技术方案有如下效果：1、净化逆放气量为1250Nm3/h，则回收的氢氮有1250×54%（逆放放空气中氢氮气含量）×90%（回收氢氮浓度按90%浓度计算）=607.5Nm3/h，一天时间氢氮折氨有607.5÷2680×24=5.4吨。按吨氨2000元计算，效益为5.4×2000元/吨=10800元/天，每天从损失的气体中回收10800元的效益。有效节约煤耗、电耗。减少废气排放。
附图说明
图1为PSa净化段逆放气回收到提纯段再回收的设备，其中1.回煤气柜，2.逆放罐，3.提纯罐，4.净化塔，5.吹扫罐，6.回收罐，1’~22’为各设备及线路管道间设置的阀门。
具体实施方式
实施例1
一种PSA净化段逆放气回收到提纯段再回收装置，该装置包括回煤气柜1，逆放罐2，提纯罐3及净化塔4，所述的回煤气柜1经阀门一1’，阀门三3’，阀门四4’，阀门五5’，阀门六6’控制的线路管道与净化塔4底部连接，净化塔4经阀门阀门七7’，阀门九9’，阀门十10’控制的线路管道与逆放罐2底部连接，逆放罐2经阀门十七17’，阀门十八18’控制的线路管道与提纯罐3连接，逆放罐2经线路管道与吹扫罐5连接，吹扫罐5经阀门十一11’，阀门十二12’控制的线路管道与放气管7连接，该线路管道后经阀门十三13’，阀门十四14’控制后还与回煤气柜1的经阀门二2’，阀门四4’控制的线路管道连接；或吹扫罐5经阀门十一11’，阀门十二12’控制的线路管道与放气管7连接，该线路管道经阀门二2’，阀门四4’，阀门五5’，阀门六6’控制的线路管道后还与净化塔4连接。
净化塔4底部还经回煤气柜1至净化塔4之间的阀门六6’，阀门五5’，阀门四4’，阀门十四14’控制的线路管道与放气管7连接，放气管7经阀门二2’，阀门三3’，阀门十五15’控制的线路管道与回收罐6连接，回收罐6经阀门十六16’，阀门十九19’控制的线路管道与提纯罐3连接，其中回煤气柜1至净化塔4与净化塔4至放气管7的连接处设置有阀门五5’。
净化塔4底端经阀门七7’控制的线路管道与逆放罐5连接，净化塔4底端经阀门8’控制的线路管道还与吹扫罐5至放气管7的线路管道连接。
所述的各设备及线路管道间均设置有阀门一~二十二，即，1’~22’。
实施例2
一种PSA净化段逆放气回收到提纯段再回收工艺，将净化逆放损失气体回到提纯段再进行回收利用，打开阀门一1’、阀门三3’、阀门四4’、阀门五5’、阀门六6’，将气体经回煤气柜1通入净化塔4（二氧化碳经净化塔内吸附剂解吸），均升净化塔4内的气压至0.35MPa，待吸附平衡后，打开阀门七7’、阀门九9’、阀门十10’，气体经线路管道缓冲并送至逆放罐2(逆放的气体在缓冲罐中贮存缓冲)；打开阀门十七17’、阀门十八18’、阀门二十20’、阀门二十一21’、阀门二十二22’，均降逆放罐2内的气压至0.35MPa，气体经逆放罐2逆放，其中逆放气体成分高的，在逆放气量为1250Nm3/h下经线路管道缓冲后送至提纯罐3提纯（所述逆放气体成分高的二氧化碳）；打开阀门十一11’、阀门十二12’、阀门十三13’、阀门十四14’，逆放气体成分低的通入吹扫罐5，逆放气体经吹扫罐5的线路管道缓冲后送至放气管7，再打开阀门八8’，经净化塔4净化后的气体通入吹扫罐5至放气管7的线路管道（所述的逆放气体成分低的为少量二氧化谈、氢气、氮气，将其置于吹扫罐中贮存，后经吹扫罐的压力通入至放气管中，再经放空管进入回煤气柜至净化塔的线路管道）；进一步打开阀门二2’、阀门四4’，或者有效气体成分低的经吹扫罐5送至放气管7后，进一步打开阀门二2’、阀门四4’、阀门五5’、阀门六6’，有效气体成分低的进入净化塔4进一步均压、吸附（吹扫气体进入净化塔经再生吸附剂进行吸附、解吸）。
关闭阀门一~阀门阀门七（1’~7’）、阀门九~十四（9’~14’）、阀门十七17’、阀门十八18’、阀门二十~阀门二十二（20’~22’），打开阀门六6’、阀门五5’、阀门十四14’、阀门二2’、阀门三3’、阀门十五15’、阀门十六16’、阀门十九19’、阀门二十一21’，气体在净化塔4内解吸后还经线路管道送至放气管放空，气体经放空后（放空后的气体经吸附剂回收后送至回收罐，该放空气体为氢气、氮气、及少量二氧化钛）送至回收罐6回收，经回收的其他再送到提纯塔3提纯。
实施例3
一种PSA净化段逆放气回收到提纯段再回收工艺，将净化逆放损失气体回到提纯段再进行回收利用，打开阀门一1’、阀门三3’、阀门四4’、阀门五5’、阀门六6’，将气体经回煤气柜1通入净化塔4（二氧化碳经净化塔内吸附剂解吸），均升净化塔4内的气压至0.05MPa，待吸附平衡后，打开阀门七7’、阀门九9’、阀门十10’，气体经线路管道缓冲并送至逆放罐2(逆放的气体在缓冲罐中贮存缓冲)；打开阀门十七17’、阀门十八18’、阀门二十20’、阀门二十一21’，阀门二十二22’，均降逆放罐2内的气压至0.05MPa，气体经逆放罐2逆放，其中逆放气体成分高的，在逆放气量为1000Nm3/h下经线路管道缓冲后送至提纯罐3提纯（所述逆放气体成分高的二氧化碳）；打开阀门十一11’、阀门十二12’、阀门十三13’、阀门十四14’，逆放气体成分低的通入吹扫罐5，逆放气体经吹扫罐5的线路管道缓冲后送至放气管7，再打开阀门八8’，经净化塔4净化后的气体通入吹扫罐5至放气管7的线路管道（所述的逆放气体成分低的为少量二氧化谈、氢气、氮气，将其置于吹扫罐中贮存，后经吹扫罐的压力通入至放气管中，再经放空管进入回煤气柜至净化塔的线路管道）；进一步打开阀门二2’、阀门四4’，或者有效气体成分低的经吹扫罐5送至放气管7后，进一步打开阀门二2’、阀门四4’、阀门五5’、阀门六6’，有效气体成分低的进入净化塔4进一步均压、吸附（吹扫气体进入净化塔经再生吸附剂进行吸附、解吸）。
关闭阀门一~阀门阀门七（1’~7’）、阀门九~十四（9’~14’）、阀门十七17’、阀门十八18’、阀门二十~阀门二十二（20’~22’），打开阀门六6’、阀门五5’、阀门十四14’、阀门二2’、阀门三3’、阀门十五15’、阀门十六16’、阀门十九19’、阀门二十一21’，气体在净化塔4内解吸后还经线路管道送至放气管放空，气体经放空后（放空后的气体经吸附剂回收后送至回收罐，该放空气体为氢气、氮气、及少量二氧化钛）送至回收罐6回收，经回收的其他再送到提纯塔3提纯。
实施例4
一种PSA净化段逆放气回收到提纯段再回收工艺，将净化逆放损失气体回到提纯段再进行回收利用，打开阀门一1’、阀门三3’、阀门四4’、阀门五5’、阀门六6’，将气体经回煤气柜1通入净化塔4（二氧化碳经净化塔内吸附剂解吸），均升净化塔4内的气压至1.5MPa，待吸附平衡后，打开阀门七7’、阀门九9’、阀门十10’，气体经线路管道缓冲并送至逆放罐2(逆放的气体在缓冲罐中贮存缓冲)；打开阀门十七17’、阀门十八18’、阀门二十20’、阀门二十一21’，阀门二十二22’，均降逆放罐2内的气压至1.5MPa，气体经逆放罐2逆放，其中逆放气体成分高的，在逆放气量为1500Nm3/h下经线路管道缓冲后送至提纯罐3提纯（所述逆放气体成分高的二氧化碳）；打开阀门十一11’、阀门十二12’、阀门十三13’、阀门十四14’，逆放气体成分低的通入吹扫罐5，逆放气体经吹扫罐5的线路管道缓冲后送至放气管7，再打开阀门八8’，经净化塔4净化后的气体通入吹扫罐5至放气管7的线路管道（所述的逆放气体成分低的为少量二氧化谈、氢气、氮气，将其置于吹扫罐中贮存，后经吹扫罐的压力通入至放气管中，再经放空管进入回煤气柜至净化塔的线路管道）；进一步打开阀门二2’、阀门四4’，或者有效气体成分低的经吹扫罐5送至放气管7后，进一步打开阀门二2’、阀门四4’、阀门五5’、阀门六6’，有效气体成分低的进入净化塔4进一步均压、吸附（吹扫气体进入净化塔经再生吸附剂进行吸附、解吸）。
关闭阀门一~阀门阀门七（1’~7’）、阀门九~十四（9’~14’）、阀门十七17’、阀门十八18’、阀门二十~阀门二十二（20’~22’），打开阀门六6’、阀门五5’、阀门十四14’、阀门二2’、阀门三3’、阀门十五15’、阀门十六16’、阀门十九19’、阀门二十一21’，气体在净化塔4内解吸后还经线路管道送至放气管放空，气体经放空后（放空后的气体经吸附剂回收后送至回收罐，该放空气体为氢气、氮气、及少量二氧化钛）送至回收罐6回收，经回收的其他再送到提纯塔3提纯。
Claims (4)
1.一种采用PSA净化段逆放气回收到提纯段再回收装置进行的再回收工艺，该装置包括回煤气柜（1），逆放罐（2），提纯罐（3）及净化塔（4），所述的回煤气柜（1）依次经阀门一（1’）、阀门三（3’）、阀门四（4’）、阀门五（5’）、阀门六（6’）控制的线路管道与净化塔（4）底部连接，净化塔（4）依次经阀门七（7’）、阀门九（9’）、阀门十（10’）控制的线路管道与逆放罐（2）底部连接，逆放罐（2）依次经阀门十七（17’）、阀门十八（18’）控制的线路管道与提纯罐（3）连接，逆放罐（2）经线路管道与吹扫罐（5）连接，其特征在于：吹扫罐（5）依次经阀门十一（11’）、阀门十二（12’）控制的线路管道与放气管（7）连接，该线路管道经阀门十三（13’）、阀门十四（14’）控制后还与回煤气柜（1）的经阀门二（2’）、阀门四（4’）控制的线路管道连接；或吹扫罐（5）经阀门十一（11’）、阀门十二（12’）控制的线路管道与放气管（7）连接，该线路管道依次经阀门二（2’）、阀门四（4’）、阀门五（5’）、阀门六（6’）控制的线路管道后还与净化塔（4）连接；
净化塔（4）底部还经回煤气柜（1）至净化塔（4）之间的阀门六（6’）、阀门五（5’）、阀门四（4’）、阀门十四（14’）控制的线路管道与放气管（7）连接，放气管（7）经阀门二（2’）、阀门三（3’）、阀门十五（15’）控制的线路管道与回收罐（6）连接，回收罐（6）经阀门十六（16’）、阀门十九（19’）控制的线路管道与提纯罐（3）连接，其中回煤气柜（1）至净化塔（4）与净化塔（4）至放气管（7）的连接处设置有阀门五（5’）；
净化塔（4）底端经阀门七（7’）控制的线路管道与逆放罐（2）连接，净化塔（4）底端经阀门八（8’）控制的线路管道还与吹扫罐（5）至放气管（7）的线路管道连接；
在上述设备间连接关系的基础上，PSA净化段逆放气回收到提纯段再回收工艺是将净化逆放损失气体回到提纯段再进行回收利用，打开阀门一（1’）、阀门三（3’）、阀门四（4’）、阀门五（5’）、阀门六（6’），将气体经回煤气柜（1）通入净化塔（4），均升净化塔（4）内的气压，气体在净化塔内吸附平衡后，打开阀门七（7’）、阀门九（9’）、阀门十（10’），气体经线路管道缓冲并送至逆放罐（2）；打开阀门十七（17’）、阀门十八（18’）、阀门二十（20’）、阀门二十一（21’）、阀门二十二（22’），均降逆放罐（2）内的气压，气体经逆放罐（2）逆放，其中逆放气体成分高的，在逆放气量为1000~1500Nm3/h下经线路管道缓冲后送至提纯罐（3）提纯；打开阀门十一（11’）、阀门十二（12’）、阀门十三（13’）、阀门十四（14’），逆放气体成分低的通入吹扫罐（5），逆放气体经吹扫罐（5）的线路管道缓冲后送至放气管（7），再打开阀门八（8’），经净化塔（4）净化后的气体通入吹扫罐（5）至放气管（7）的线路管道；进一步打开阀门二（2’）、阀门四（4’），或者有效气体成分低的经吹扫罐（5）送至放气管（7）后，进一步打开阀门二（2’）、阀门四（4’）、阀门五（5’）、阀门六（6’），有效气体成分低的进入净化塔（4）进一步均压、吸附；所述的净化塔（4）内均压与逆放罐（2）内均降的压力为0.05~1.5MPa。
2.根据权利要求1所述的采用PSA净化段逆放气回收到提纯段再回收装置进行的再回收工艺，其特征在于：经逆放罐（2）逆放后再经提纯罐（3）提纯的逆放气为二氧化碳，经回收罐（6）回收后再送到提纯罐（3）内提纯的气体为氢氮气体。
3.根据权利要求1所述的采用PSA净化段逆放气回收到提纯段再回收装置进行的再回收工艺，其特征在于：净化塔（4）内均压与逆放罐（2）内均降的压力为0.35MPa。
4.根据权利要求1所述的采用PSA净化段逆放气回收到提纯段再回收装置进行的再回收工艺，其特征在于：逆放气量进一步控制为1250Nm3/h。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |