CN105617817A - 针对醋酸尾气回收co的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种针对醋酸尾气回收CO的装置和方法，洗涤甲醇回醋酸合成车间；甲醇洗后采用水洗；水洗后的洗涤气返回界区，经减压至1.6MPa，通过PSA-1将CO2脱除，同时将气体中水分等杂质组分去除；脱除CO2的脱碳气去PSA-2工段，采用变压吸附工艺提纯CO；因PSA-2排放的置换废气含有较多的CO，采用PSA-3进一步提纯回收置换废气中的CO。产品CO经压缩机升压至3.3MPa，送醋酸合成车间做原料。PSA-2提纯CO后的吸附废气和PSA-3提纯CO后的吸附废气及置换废气。避免了现有技术中的大量的CO放空既浪费了能源、增加了醋酸生产成本、又污染了环境的缺陷。

Description

针对醋酸尾气回收CO的装置和方法
技术领域
本发明属于尾气回收技术领域，具体涉及一种针对醋酸尾气回收CO的装置和方法。
背景技术
在醋酸生产过程中产生的尾气，由于分离回收技术的限制，目前多数都作放空处理。醋酸尾气中含有大量的CO，根据各家生产情况的不同而略有变化，比较常见的组成如对一套年产醋酸10万t的醋酸装置，尾气CO气量约为1500～2000Nm3/h。CO是醋酸生产的基本原料，大量的CO放空，既浪费了能源，增加了醋酸生产成本，又污染了环境。各醋酸生产厂家迫切需要寻找一种简单高效的回收醋酸尾气的工艺。
发明内容
本发明的目的提供一种针对醋酸尾气回收CO的装置和方法，避免了现有技术中的大量的CO放空既浪费了能源、增加了醋酸生产成本、又污染了环境的缺陷。
为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种针对醋酸尾气回收CO的装置和方法的解决方案，具体如下：
一种针对醋酸尾气回收CO的装置，包括相互连接的用于甲醇洗的装置、用于PSA-1工段的装置、用于PSA-2工段的装置和用于PSA-3工段的装置，其中用于PSA-2工段的装置通过带有第五调节阀的管道同PSA-3工段相连接，用于PSA-2工段的装置通过带有第五调节阀的管道同PSA-3工段相连接的结合处通过管道同再生气冷却器相连接，而再生气冷却器通过管道同用于PSA-1工段的装置相连接；
其中用于甲醇洗的装置包括第一混合罐和甲醇洗涤塔，所述第一混合罐和甲醇洗涤塔之间通过管道相连接，所述甲醇洗涤塔和分离器之间通过管道相连接；
所述用于PSA-1工段的装置包括分离器，第一调节阀、PSA-1工段的吸附塔、净化气缓冲罐、第四调节阀和净化气加热器,所述分离器通过带有第一调节阀的管道同PSA-1工段的吸附塔相连接，所述PSA-1工段的吸附塔通过管道同净化气缓冲罐相连接，所述净化气缓冲罐通过带有第四调节阀的管道同净化气加热器相连接，所述净化气加热器通过管道同PSA-2工段的吸附塔相连接；
所述用于PSA-2工段的装置包括PSA-2工段的吸附塔，所述PSA-2工段的吸附塔通过管道同用于PSA-1工段的装置相连接，所述PSA-2工段的吸附塔通过带有第一程控阀的管道同顺放罐相连接，所述顺放罐通过带有第二程控阀的管道同置废罐相连接，所述置废罐通过带有第二调节阀的管道同顺放罐相连接，所述置废罐通过带有第二调节阀的管道同顺放罐相连接的结合部通过管道同用于PSA-3工段的装置相连接，所述置废罐通过带有第三程控阀的管道同CO缓冲罐相连接，所述CO缓冲罐通过带有第二调节阀的管道和带有第三调节阀的管道同管线相连接；另外带有第二程控阀的管道同第一泵前冷却器相连接，且第一泵前冷却器同第一真空泵相连接，所述第一真空泵同管线相连接；所述混合CO的第二混合罐还同用于PSA-2工段的装置和用于PSA-3工段的装置相连接，所述第二混合罐还通过管道同压缩前冷器相连接，所述压缩前冷器通过管道同鼓风机、第一冷却器、流量计和除油器形成一条通路，压缩前冷器还通过带有第四调节阀的管道同压缩机相连接；所述除油器还同用于PSA-2工段的装置和用于PSA-3工段的装置相连接；
所述置废罐通过带有第二调节阀的管道同顺放罐相连接的结合部通过管道同PSA-3工段的吸附塔相连接，所述PSA-3工段的吸附塔通过带有第五调节阀的管道同管线相连接；另外带有第二程控阀的管道同第二泵前冷却器相连接，所述第二泵前冷却器通过管道同第二真空泵相连接，所述第二真空泵通过管道同管线相连接。
针对醋酸尾气回收CO的装置的方法为，通过甲醇洗除掉原料气中微量的醋酸和碘甲烷，洗涤甲醇回醋酸合成车间；甲醇洗后采用水洗，水洗利用现有的水洗系统完成；水洗后的洗涤气返回界区，经减压至1.6MPa，通过PSA-1工段将CO2脱除，同时将气体中水分等杂质组分去除；脱除CO2的脱碳气去PSA-2工段，采用变压吸附工艺提纯CO，得到满足CO质量要求的产品；因PSA-2工段排放的置换废气含有较多的CO，采用PSA-3工段进一步提纯回收置换废气中的CO，提高CO的收率；产品CO经压缩机升压至3.3MPa，送醋酸合成车间做原料；PSA-2工段提纯CO后的吸附废气和PSA-3工段提纯CO后的吸附废气及置换废气，用于PSA-1工段的再生，再生后的气体，即解吸气，送出界区供用户使用。
本发明通过洗涤甲醇回醋酸合成车间；甲醇洗后采用水洗；水洗后的洗涤气返回界区，经减压至1.6MPa，通过PSA-1将CO2脱除，同时将气体中水分等杂质组分去除；脱除CO2的脱碳气去PSA-2工段，采用变压吸附工艺提纯CO；因PSA-2排放的置换废气含有较多的CO，采用PSA-3进一步提纯回收置换废气中的CO。产品CO经压缩机升压至3.3MPa，送醋酸合成车间做原料。PSA-2提纯CO后的吸附废气和PSA-3提纯CO后的吸附废气及置换废气。避免了现有技术中的大量的CO放空既浪费了能源、增加了醋酸生产成本、又污染了环境的缺陷。实现了简单高效的回收醋酸尾气的效果。
附图说明
图1为用于甲醇洗的装置的结构示意图。
图2为本发明的用于PSA-1工段的装置的结构示意图。
图3为本发明的用于PSA-2工段的装置的部分结构示意图。
图4为本发明的用于PSA-2工段的装置的另一部分结构示意图。
图5为本发明的用于PSA-3工段的装置的结构示意图。
图6为本发明的针对醋酸尾气回收CO的装置的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对发明内容作进一步说明：
参照图1-图6所示，针对醋酸尾气回收CO的装置，包括相互连接的用于甲醇洗的装置、用于PSA-1工段的装置、用于PSA-2工段的装置和用于PSA-3工段的装置，其中用于PSA-2工段的装置通过带有第五调节阀的管道同PSA-3工段相连接，用于PSA-2工段的装置通过带有第五调节阀的管道同PSA-3工段相连接的结合处通过管道同再生气冷却器相连接，而再生气冷却器通过管道同用于PSA-1工段的装置相连接；
其中用于甲醇洗的装置包括第一混合罐和甲醇洗涤塔，所述第一混合罐和甲醇洗涤塔之间通过管道相连接，所述甲醇洗涤塔和分离器之间通过管道相连接；
所述用于PSA-1工段的装置包括分离器，第一调节阀、PSA-1工段的吸附塔、净化气缓冲罐、第四调节阀和净化气加热器,所述分离器通过带有第一调节阀的管道同PSA-1工段的吸附塔相连接，所述PSA-1工段的吸附塔通过管道同净化气缓冲罐相连接，所述净化气缓冲罐通过带有第四调节阀的管道同净化气加热器相连接，所述净化气加热器通过管道同PSA-2工段的吸附塔相连接；
所述用于PSA-2工段的装置包括PSA-2工段的吸附塔，所述PSA-2工段的吸附塔通过管道同用于PSA-1工段的装置相连接，所述PSA-2工段的吸附塔通过带有第一程控阀的管道同顺放罐相连接，所述顺放罐通过带有第二程控阀的管道同置废罐相连接，所述置废罐通过带有第二调节阀的管道同顺放罐相连接，所述置废罐通过带有第二调节阀的管道同顺放罐相连接的结合部通过管道同用于PSA-3工段的装置相连接，所述置废罐通过带有第三程控阀的管道同CO缓冲罐相连接，所述CO缓冲罐通过带有第二调节阀的管道和带有第三调节阀的管道同管线相连接；另外带有第二程控阀的管道同第一泵前冷却器相连接，且第一泵前冷却器同第一真空泵相连接，所述第一真空泵同管线相连接；所述混合CO的第二混合罐还同用于PSA-2工段的装置和用于PSA-3工段的装置相连接，所述第二混合罐还通过管道同压缩前冷器相连接，所述压缩前冷器通过管道同鼓风机、第一冷却器、流量计和除油器形成一条通路，压缩前冷器还通过带有第四调节阀的管道同压缩机相连接；所述除油器还同用于PSA-2工段的装置和用于PSA-3工段的装置相连接；
所述置废罐通过带有第二调节阀的管道同顺放罐相连接的结合部通过管道同PSA-3工段的吸附塔相连接，所述PSA-3工段的吸附塔通过带有第五调节阀的管道同管线相连接；另外带有第二程控阀的管道同第二泵前冷却器相连接，所述第二泵前冷却器通过管道同第二真空泵相连接，所述第二真空泵通过管道同管线相连接。
针对醋酸尾气回收CO的装置的方法为，通过甲醇洗除掉原料气中微量的醋酸和碘甲烷，洗涤甲醇回醋酸合成车间；甲醇洗后采用水洗，水洗利用现有的水洗系统完成；水洗后的洗涤气返回界区，经减压至1.6MPa，通过PSA-1工段将CO2脱除，同时将气体中水分等杂质组分去除；脱除CO2的脱碳气去PSA-2工段，采用变压吸附工艺提纯CO，得到满足CO质量要求的产品；因PSA-2工段排放的置换废气含有较多的CO，采用PSA-3工段进一步提纯回收置换废气中的CO，提高CO的收率；产品CO经压缩机升压至3.3MPa，送醋酸合成车间做原料；PSA-2工段提纯CO后的吸附废气和PSA-3工段提纯CO后的吸附废气及置换废气，用于PSA-1工段的再生，再生后的气体，即解吸气，送出界区供用户使用。
所述的甲醇洗的过程为：
从醋酸合成车间过来两股醋酸合成尾气，其中一股醋酸的物料的流量为1300Nm3/h、压力为2.74Mpag且温度为37℃；另一股醋酸的物料的流量为2700Nm3/h、压力为2.76Mpag且温度为34.4℃；两股物料在第一混合罐混合后进入甲醇洗涤塔，除去其中含有的微量醋酸和碘甲烷，出界区进入已有的水洗工段进行水洗，水洗后的合成尾气进入PSA-1工段。
所述的PSA-1工段的过程为：
从水洗工段过来的醋酸合成尾气首先进入分离器进行气液分离，然后经第一调节阀降压至1.6MPa后，进入PSA-1工段的吸附塔进行变压吸附，PSA-1工段的吸附塔中吸附剂对气体中CO2进行选择性吸附，剩余的粗CO气体穿过PSA-1工段的吸附塔床层后进入净化气缓冲罐，从净化气缓冲罐出来的尾气，经第四调节阀降压和净化气加热器升温至气压为0.8Mpa和温度为70℃后送到PSA-2工段，作为PSA-2工段原料气来进一步提纯CO；
所述PSA-1工段的吸附塔吸附饱和后，经均压降、逆放、冲洗、均压升、终充这样的步骤进行再生，循环使用；而来自PSA-2工段的吸附废气，经第五调节阀降压至0.08MPa，与来自PSA-3工段的吸附废气混合，经再生气冷却器冷却至40℃，作为PSA-1工段的冲洗气。整个过程通过时序控制，使得出口净化气连续、稳定。
所述PSA-2工段的过程为：
从PSA-1工段过来的净化气进入PSA-2工段的吸附塔进行变压吸附，PSA-2工段的吸附塔中的载铜吸附剂对CO具有较强的吸附能力，将气体中CO吸附下来，净化气里的其余组份气体穿过PSA-2工段的吸附塔的吸附剂后送入PSA-1工段作为再生气；
PSA-2工段的吸附塔吸附饱和后，经均压降、顺放、置换、逆放、抽空、均压升、终充这样的步骤进行再生，循环使用；
顺放气经第一程控阀进入顺放罐，置换废气经第二程控阀进入置废罐，置废罐出来的气体经第二调节阀降压至0.08MPa后，与顺放罐出来的气体混合，混合气送往PSA-3工段，作为PSA-3工段原料气；
逆放前期，由于压力较高，逆放气通过第一程控阀进入CO缓冲罐，然后经第二调节阀降压至0.01MPa，进入管线PG-09224与其它CO产品气混合；
逆放后期，逆放气通过第三调节阀直接进入管线PG-09224与其它CO产品气混合；
抽空阶段，抽空气通过第二程控阀进入第一泵前冷却器冷却后，进入第一真空泵进行抽空，抽空期间，最大真空度可达-0.08MPa。从第一真空泵出来的气体作为产品气进入管线PG-09224；
PSA-2工段的逆放气以及抽空气与PSA-3工段的抽空气混合后，进入混合CO的第二混合罐，第二混合罐出来的气体经压缩前冷器降温至40℃，分为两股；其中一股经鼓风机加压，第一冷却器冷却，流量计计量后，进入除油器，除油器出来的气体分为两股，分别送到PSA-2工段和PSA-3工段作为置换气；另一股气体作为产品气，经第四调节阀调压后，送到压缩机加压至3.3MPa，送到醋酸合成车间。
所述PSA-3工段的过程为：
从PSA-2工段过来的置换气进入PSA-3工段的吸附塔进行变压吸附，PSA-3工段的吸附塔中吸附剂对气体中CO进行选择性吸附，穿过PSA-3工段的吸附塔的吸附废气送到PSA一段；
PSA-3工段的吸附塔吸附饱和后，经均压降、顺放、置换、逆放、抽空、均压升、终充这样的步骤进行再生，循环使用；
逆放气通过第五调节阀直接进入管线与其它CO产品气混合；
抽空阶段，抽空气通过第二程控阀进入第二泵前冷却器冷却后，进入第二真空泵，抽空期间，最大真空度可达-0.08MPa。从第二真空泵出来的气体作为产品气进入管线。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种针对醋酸尾气回收CO的装置，其特征在于包括相互连接的用于甲醇洗的装置、用于PSA-1工段的装置、用于PSA-2工段的装置和用于PSA-3工段的装置，其中用于PSA-2工段的装置通过带有第五调节阀的管道同PSA-3工段相连接，用于PSA-2工段的装置通过带有第五调节阀的管道同PSA-3工段相连接的结合处通过管道同再生气冷却器相连接，而再生气冷却器通过管道同用于PSA-1工段的装置相连接；
其中用于甲醇洗的装置包括第一混合罐和甲醇洗涤塔，所述第一混合罐和甲醇洗涤塔之间通过管道相连接，所述甲醇洗涤塔和分离器之间通过管道相连接；
所述用于PSA-1工段的装置包括分离器，第一调节阀、PSA-1工段的吸附塔、净化气缓冲罐、第四调节阀和净化气加热器,所述分离器通过带有第一调节阀的管道同PSA-1工段的吸附塔相连接，所述PSA-1工段的吸附塔通过管道同净化气缓冲罐相连接，所述净化气缓冲罐通过带有第四调节阀的管道同净化气加热器相连接，所述净化气加热器通过管道同PSA-2工段的吸附塔相连接；
所述用于PSA-2工段的装置包括PSA-2工段的吸附塔，所述PSA-2工段的吸附塔通过管道同用于PSA-1工段的装置相连接，所述PSA-2工段的吸附塔通过带有第一程控阀的管道同顺放罐相连接，所述顺放罐通过带有第二程控阀的管道同置废罐相连接，所述置废罐通过带有第二调节阀的管道同顺放罐相连接，所述置废罐通过带有第二调节阀的管道同顺放罐相连接的结合部通过管道同用于PSA-3工段的装置相连接，所述置废罐通过带有第三程控阀的管道同CO缓冲罐相连接，所述CO缓冲罐通过带有第二调节阀的管道和带有第三调节阀的管道同管线相连接；另外带有第二程控阀的管道同第一泵前冷却器相连接，且第一泵前冷却器同第一真空泵相连接，所述第一真空泵同管线相连接；所述混合CO的第二混合罐还同用于PSA-2工段的装置和用于PSA-3工段的装置相连接，所述第二混合罐还通过管道同压缩前冷器相连接，所述压缩前冷器通过管道同鼓风机、第一冷却器、流量计和除油器形成一条通路，压缩前冷器还通过带有第四调节阀的管道同压缩机相连接；所述除油器还同用于PSA-2工段的装置和用于PSA-3工段的装置相连接；
所述置废罐通过带有第二调节阀的管道同顺放罐相连接的结合部通过管道同PSA-3工段的吸附塔相连接，所述PSA-3工段的吸附塔通过带有第五调节阀的管道同管线相连接；另外带有第二程控阀的管道同第二泵前冷却器相连接，所述第二泵前冷却器通过管道同第二真空泵相连接，所述第二真空泵通过管道同管线相连接。
2.根据权利要求1所述的针对醋酸尾气回收CO的装置的方法，其特征为，通过甲醇洗除掉原料气中微量的醋酸和碘甲烷，洗涤甲醇回醋酸合成车间；甲醇洗后采用水洗，水洗利用现有的水洗系统完成；水洗后的洗涤气返回界区，经减压至1.6MPa，通过PSA-1工段将CO2脱除，同时将气体中水分等杂质组分去除；脱除CO2的脱碳气去PSA-2工段，采用变压吸附工艺提纯CO，得到满足CO质量要求的产品；因PSA-2工段排放的置换废气含有较多的CO，采用PSA-3工段进一步提纯回收置换废气中的CO，提高CO的收率；产品CO经压缩机升压至3.3MPa，送醋酸合成车间做原料；PSA-2工段提纯CO后的吸附废气和PSA-3工段提纯CO后的吸附废气及置换废气，用于PSA-1工段的再生，再生后的气体，即解吸气，送出界区供用户使用。
3.根据权利要求2所述的针对醋酸尾气回收CO的装置的方法，其特征为，所述的甲醇洗的过程为：
从醋酸合成车间过来两股醋酸合成尾气，其中一股醋酸的物料的流量为1300Nm3/h、压力为2.74Mpag且温度为37℃；另一股醋酸的物料的流量为2700Nm3/h、压力为2.76Mpag且温度为34.4℃；两股物料在第一混合罐混合后进入甲醇洗涤塔，除去其中含有的微量醋酸和碘甲烷，出界区进入已有的水洗工段进行水洗，水洗后的合成尾气进入PSA-1工段。
4.根据权利要求2所述的针对醋酸尾气回收CO的装置的方法，其特征为，所述的PSA-1工段的过程为：
从水洗工段过来的醋酸合成尾气首先进入分离器进行气液分离，然后经第一调节阀降压至1.6MPa后，进入PSA-1工段的吸附塔进行变压吸附，PSA-1工段的吸附塔中吸附剂对气体中CO2进行选择性吸附，剩余的粗CO气体穿过PSA-1工段的吸附塔床层后进入净化气缓冲罐，从净化气缓冲罐出来的尾气，经第四调节阀降压和净化气加热器升温至气压为0.8Mpa和温度为70℃后送到PSA-2工段，作为PSA-2工段原料气来进一步提纯CO；
所述PSA-1工段的吸附塔吸附饱和后，经均压降、逆放、冲洗、均压升、终充这样的步骤进行再生，循环使用；而来自PSA-2工段的吸附废气，经第五调节阀降压至0.08MPa，与来自PSA-3工段的吸附废气混合，经再生气冷却器冷却至40℃，作为PSA-1工段的冲洗气。
5.根据权利要求2所述的针对醋酸尾气回收CO的装置的方法，其特征为，所述PSA-2工段的过程为：
从PSA-1工段过来的净化气进入PSA-2工段的吸附塔进行变压吸附，将气体中CO吸附下来，净化气里的其余组份气体穿过PSA-2工段的吸附塔的吸附剂后送入PSA-1工段作为再生气；
PSA-2工段的吸附塔吸附饱和后，经均压降、顺放、置换、逆放、抽空、均压升、终充这样的步骤进行再生，循环使用；
顺放气经第一程控阀进入顺放罐，置换废气经第二程控阀进入置废罐，置废罐出来的气体经第二调节阀降压至0.08MPa后，与顺放罐出来的气体混合，混合气送往PSA-3工段，作为PSA-3工段原料气；
逆放前期，逆放气通过第一程控阀进入CO缓冲罐，然后经第二调节阀降压至0.01MPa，进入管线与其它CO产品气混合；
逆放后期，逆放气通过第三调节阀直接进入管线与其它CO产品气混合；
抽空阶段，抽空气通过第二程控阀进入第一泵前冷却器冷却后，进入第一真空泵进行抽空，从第一真空泵出来的气体作为产品气进入管线；
PSA-2工段的逆放气以及抽空气与PSA-3工段的抽空气混合后，进入混合CO的第二混合罐，第二混合罐出来的气体经压缩前冷器降温至40℃，分为两股；其中一股经鼓风机加压，第一冷却器冷却，流量计计量后，进入除油器，除油器出来的气体分为两股，分别送到PSA-2工段和PSA-3工段作为置换气；另一股气体作为产品气，经第四调节阀调压后，送到压缩机加压至3.3MPa，送到醋酸合成车间。
6.根据权利要求2所述的针对醋酸尾气回收CO的装置的方法，其特征为，所述PSA-3工段的过程为：
从PSA-2工段过来的置换气进入PSA-3工段的吸附塔进行变压吸附，PSA-3工段的吸附塔中吸附剂对气体中CO进行选择性吸附，穿过PSA-3工段的吸附塔的吸附废气送到PSA一段；
PSA-3工段的吸附塔吸附饱和后，经均压降、顺放、置换、逆放、抽空、均压升、终充这样的步骤进行再生，循环使用；
逆放气通过第五调节阀直接进入管线与其它CO产品气混合；
抽空阶段，抽空气通过第二程控阀进入第二泵前冷却器冷却后，进入第二真空泵，从第二真空泵出来的气体作为产品气进入管线。
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