CN108046986A - 一种煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统及其回收再利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统及其回收再利用方法。通过包括有煤气化装置，除尘装置，CO变换装置，低温洗甲醇装置，CO深冷分离系统，CO压缩机，PSA提氢装置，乙二醇生产装置，解吸器压缩机，合成器压缩机，甲醇合成装置，CO2压缩机和精脱硫槽的系统对煤制乙二醇工艺中产生的CO2、H2、CO等有效气进行充分回收再利用。该系统将乙二醇制备过程中产生的解吸气、富余的CO产品和富氢气充分用于甲醇的制备；整个过程中将所有的多余气体进行了充分的回收利用，提高了利用率，减少了原料的浪费、气体放空排放对环境的危害，降低了生产成本，回收气的再利用明显提高了经济效益，最终实现了效益的最大化。

Description

一种煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统及其回收再利 用方法
技术领域
本发明属于化工设备及其应用技术领域，涉及一种煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统以及采用该系统进行回收再利用的方法。
技术背景
中国是世界上最大的乙二醇消费国，消耗总量占世界消耗总量的50％以上。近年来国内煤制乙二醇产能快速增长，截止到2016年底，国内煤制乙二醇产能达到212万吨，产量约为110万吨，预计在2020年国内煤制乙二醇将达到1046万吨。煤制乙二醇技术不仅可以有效缓解我国乙二醇的供需矛盾，同时可以提升煤炭资源高效清洁转化的利用水平。
在煤制乙二醇，正常运行、开停车以及负荷波动期间存在由大量的解吸气、部分富余的CO产品和富氢气放空，随着乙二醇的大量生产，这些产物也大量富集、大量放空，而这部分气体均是化工领域中有效的气体；因此，这部分有效气体的放空不仅会对环境造成严重危害，而且也造成资源浪费，大大增加了企业的运行成本。所以，实现煤制乙二醇有效气的高效回收再利用是乙二醇生产过程中有待解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统及其对煤制乙二醇工艺有效气回收再利用的方法。该系统能够实现高效的对乙二醇生产过程中产生的有效气进行回收、然后直接进行有效的利用，减少了有效气的放空对环境造成的影响及资源的浪费，提高了原料的利用率；而且资源的回收利用创造了很高的经济效益。
本发明是通过以下技术方案解决的
一种煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统，该系统包括煤气化装置，通过气体输送管道与煤气化装置相连通的除尘装置，通过气体输送管道与除尘装置相连通的CO变换装置，通过气体输送管道与CO变换装置相连通的低温甲醇洗装置，通过气体输送管道与低温甲醇洗装置相连通的CO深冷分离装置；通过气体输送管道A与CO深冷分离装置的CO气体出口相连通的CO压缩机，通过气体输送管道D与CO压缩机相连通的三通管接头Ⅰ，还包括通过气体输送管道B与CO深冷分离装置的富氢气气体出口相连通的PSA提氢装置(变压吸附氢气提浓装置)，通过气体输送管道E与PSA提氢装置相连通的三通管接头Ⅰ；所述的三通管接头Ⅰ通过气体输送管道与乙二醇生产装置相连通，所述的乙二醇生产装置通过气体输送管道与解吸气压缩机相连通，所述的解吸气压缩机通过气体输送管道F与合成气压缩机相连通，所述的合成气压缩机通过气体输送管道与甲醇合成装置相连通。
所述的煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统，所述的低温甲醇洗装置通过气体输送管道与CO2气体压缩机相连通，所述的CO2气体压缩机的第一气体出口通过气体输送管道S与煤气化装置相连通；所述的CO2气体压缩机的第二气体出口通过气体输送管道T与精脱硫槽相连通，所述的精脱硫槽通过气体输送管道Q与合成气压缩机相连通；所述的气体输送管道T及气体输送管道Q上均设有阀门。
所述的煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统，所述的气体输送管道B上还设有三通管接头Ⅱ，所述的三通管接头Ⅱ通过气体输送管道M与合成气压缩机相连通；所述的气体输送管道M上设有阀门。
所述的煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统，所述的气体输送管道E上还设有三通管接头Ⅲ，所述的三通管接头Ⅲ通过气体输送管道N与解吸气压缩机相连通；所述的气体输送管道N上设有阀门。
所述的煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统，所述的气体输送管道F上还设有三通管接头Ⅳ，所述的三通管接头Ⅳ与CO压缩机通过气体输送管道P相连通，所述的气体输送管道P上设有阀门。
一种利用上述的煤制乙二醇工艺有效气的回收再用系统对有效气回收再利用的方法，该方法包括以下步骤：
(1)打开煤气化装置，粉煤在载气的作用下输送至煤气化装置中，在煤气化装置中与纯氧进行燃烧反应生成粗煤气：
a.其中在煤气化装置中，通入的氧气的质量流量为10.67kg/s，粉煤的投煤量为11.20kg/s；，煤气化装置中投料的氧负荷由58％逐渐提高到100％，氧煤的质量比由1.02逐渐降低至0.8～0.85；当煤气化装置中压力为0.5～0.8MPa、氧负荷为58％时，开始在压力为0.5～0.8MPa、温度为1400～1600℃条件下进行煤气化反应，反应至煤气化装置中压力为3.0～4.0MPa、氧负荷为70～80％时，将煤气化装置中产生的粗合成气通过气体输送管道输送至除尘装置中进行除尘降温处理，得到除尘降温处理的粗合成气；
该过程中所述的粗合成气中CO的体积含量为65～67％，H2的体积含量为15～20％；所述除尘降温处理之后的粗合成气的温度为160～170℃；
b.将步骤a所述除尘降温处理之后的粗合成气通过气体输送管道输送至CO变换装置中，在温度为200～210℃、压力为3.35～3.45MPa以及Co-Mo耐硫宽温变换催化剂的作用下将CO转换为CO2，变换反应完成后得到的H2与CO气体的体积比为2.0～2.2；变换反应完成后，将变换之后的合成气通过气体输送管道输送至低温甲醇洗装置中；
c.步骤b所述输送至低温甲醇洗装置中的变换之后的合成气，在温度为-45～-55℃、压力为2.8～3.3MPa的条件下采用甲醇进行物理溶解脱除变换之后的合成气中含有的杂质(所述的杂质包括氨、氢氰酸、硫化物和CO2)，其中CO2的去除率在99.9％以上，然后再经过低温甲醇洗装置中的解吸塔进行解吸处理，(解吸处理后得到纯度≥98.6％的CO2气体)；经过低温甲醇洗装置处理之后得到纯净的合成气，然后将纯净的合成气通过气体输送管道输送至CO深冷分离装置中；
d.步骤c所述输送至CO深冷分离装置中的纯净的合成气在温度为-175～-185℃、压力为0.3～3.2MPa的条件下，通过高压分离(压力为3.0～3.1MPa)、中压闪蒸(压力为0.65～0.675MPa)和低压精馏(压力为0.32～0.35MPa)来分离CO和N2；经过CO深冷分离装置分离之后得到浓度＞98％的CO气体和浓度＞85％的富氢气；
e.步骤d所述经过CO深冷分离装置分离之后，得到的CO气体通过气体输送管道输送至CO压缩机(CO压缩机压力可以提至3.0～3.6MPa)中，然后经过CO压缩机通过气体输送管道输送至三通管接头Ⅰ；
经过CO深冷分离装置分离之后，得到的H2通过气体输送管道输送至PSA提氢装置中，经过PSA提氢装置处理之后得到的H2气体的浓度≥99.9％；
(2)在煤气化装置进行反应的同时，启动乙二醇生产装置，将步骤(1)所述的经过CO压缩机压缩之后的CO气体以及经过PSA提氢装置之后的氢气分别通过气体输送管道以及三通管接头Ⅰ输送至乙二醇生产装置中，用于乙二醇的生产；
该过程中，通入乙二醇生产装置中时的H2压力为3.0MPa、流量为39160Nm3/h；通入乙二醇生产装置中时的CO的压力为0.5MPa、流量为20853Nm3/h；通乙二醇生产装置中的H2与CO的体积比为2：1；(在乙二醇生产装置中，乙二醇生产采用“羰基化、加氢两步间接合成法生产工艺”，即以煤制气(CO、H2)为原料，通过一氧化碳羰基化合成草酸二甲酯，再利用草酸二甲酯加氢生成乙二醇，乙二醇经过乙二醇精馏得到合格的乙二醇)；
在乙二醇生产过程中产生的解吸气通过气体输送管道输送至解吸气压缩机中，在解吸气压缩机中提压至3.3～3.6MPa(气体由解吸气压缩机排出时的温度为室温)，经过解吸气压缩机之后的解吸气通过气体输送管道输送至合成气压缩机中(在合成气压缩机中，气体提压至8.0～8.3MPa)，经过合成气压缩机之后的气体通过气体输送管道输送至甲醇合成装置中用于甲醇的合成制备。
上述的利用煤制乙二醇工艺有效气的回收再用系统对有效气回收再利用的方法，还包括以下步骤：所述的低温甲醇洗装置中产生的CO2气体(即解吸后的CO2气体)通过气体输送管道输送至CO2气体压缩机中(经过CO2压缩机将CO2气体压力提压至5.1～8.1MPa)；其中CO2气体压缩机的第一气体出口与气体输送管道S相连通，并通过气体输送管道S与煤气化装置相连通；所述由CO2压缩机第一气体出口进入煤气化装置中时的流量为5000～21000Nm3/h；其中CO2气体压缩机的第二气体出口与气体输送管道T相连通，即CO2气体压缩机中的CO2气体通过气体输送管道T通入精脱硫槽中进行脱硫处理，脱硫处理之后的CO2气体经过气体输送管道Q输送至合成气压缩机中；
所述的低温甲醇洗装置中产生的CO2气体中总硫的含量＜30PPm；经过精脱硫槽脱硫处理之后的CO2气体中总硫含量＜0.1PPm。
上述的利用煤制乙二醇工艺有效气的回收再用系统对有效气回收再利用的方法，还包括以下步骤：所述深冷分离装置中产生的浓度＞85％的富氢气还通过气体输送管道输送至合成气压缩机中(通过与合成气压缩机中的其他气体进行混合，然后输送至甲醇合成装置中)；所述PSA提氢装置中产生的解吸气还通过气体输送管道输送至解吸气压缩机中，与乙二醇产生的解吸气在解吸气压缩机中混合(混合后输送至合成气压缩机中，与合成气压缩机中的其他气体进行混合，混合后输送至甲醇合成装置中)。
上述的利用煤制乙二醇工艺有效气的回收再用系统对有效气回收再利用的方法，所述的解吸气中H2和CO的体积含量≥97％，其中H2的体积含量为84～88％(剩余的气体则为CO和N2)；所述的合成气压缩机中混合气体的比例为(H2-CO2)：(CO+CO2)＝2.05～2.3。
上述的利用煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统对有效气回收再利用的方法，所述的CO深冷分离装置中的富氢气气体出口压力为3.0MPa；所述的CO压缩机出口压力要高于解吸气压缩机气体出口压力0.2MPa；所述的合成气压缩机入口压力要低于解吸气压缩机出口压力0.1～0.3MPa。
与现有技术相比，本发明具有以下积极有益效果
本发明所述的系统通过对粗煤气进行处理后用于乙二醇的制备，在处理过程中产生的CO2气体既可以用于煤气化装置的物料输送也可以用于甲醇的制备，进行了较好的回收再利用，利用回收的CO2气体通过循环系统为甲醇制备提供过了碳源，实现了CO2的回收再利用，避免了CO2放空对环境造成的影响，同时也提高了原料的利用率、减少了原料的浪费、降低了生产成本；处理过程中产生的解吸气通过回收用于甲醇的制备，既提高了经济效益，也避免了废弃放空对环境造成的影响、减少了原料浪费、降低了生产成本；
在制备乙二醇的过程中，正产运行、开停车以及负荷波动期间存在有大量的解吸气和部分富余的CO产品气和富氢气，本系统将该过程中产生的气体用于甲醇的制备，减少了资源的浪费、原料的消耗；其中每年回收的气体用于甲醇制备时可产甲醇7万吨左右，即在每吨甲醇2000～3000元计的条件下每年可增加1.2～1.8亿元的收入，节省原料达到10万吨的标准煤，同时也减少了这些有效气体的放空对环境造成的影响，节能减排效果非常明显，增加了收益、节省了原料、降低了生产成本、避免了对环境的污染，具有很好的经济效益；
本发明所述对有效气体及CO2进行了较好的循环回收再利用，实现了整个制备过程中的循环，大大提高了资源利用率、减少了废料及废气产出对环境造成的影响；
因此，本发明所述的系统及方法能够将所有的解吸气进行回收再利用，能够将富余的CO产品气体进行回收再利用也能够将富余的氢气进行回收再利用；能够将CO2更好的循环利用，为合成甲醇提供碳源；能够使整个大系统在负荷调配时不出现资源浪费的现象，达到对有效资源的充分利用，减少废料放空对环境产生的不良影响；最终实现效益的最大化。
附图说明
图1表示煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统示意图之一；
图2表示煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统示意图之二；
图3表示煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统示意图之三；
图中符号表示的意义为：1表示煤气化装置，2表示除尘装置，3表示CO变换装置，4表示低温甲醇洗装置，5表示CO深冷分离装置，501表示CO深冷分离装置的CO气体出口，502表示CO深冷分离装置的富氢气气体出口，6表示气体输送管道A，7表示CO压缩机，8表示气体输送管道D，9表示气体的输送管道B，10表示PSA提氢装置，11表示气体输送管道E，12表示三通管接头I，13表示乙二醇生产装置，14表示解吸气压缩机，15表示气体输送管道F，16表示合成气压缩机，17表示甲醇合成装置，18表示CO2气体压缩机，1801表示CO2气体压缩机的第一气体出口，1802表示CO2气体压缩机的第二气体出口，19表示气体输送管道S，20表示气体输送管道T，21表示精脱硫槽，22表示气体输送管道Q；23表示三通管接头Ⅱ，24表示气体输送管道M，25表示三通管接头Ⅲ，26表示气体输送管道N，27表示三通管接头Ⅳ，28表示气体输送管道P。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进行更加详细的说明，但是并不用于限制本发明的保护范围。
实施例1
一种煤制乙二醇有效气回收再利用的系统，如图1所示，该系统包括煤气化装置1，通过气体输送管道与煤气化装置1相连通的除尘装置2，通过气体输送管道与除尘装置相连通的CO变换装置3，通过气体输送管道与CO变换装置3相连通的低温甲醇洗装置4，通过气体输送管道与低温甲醇洗装置4相连通的CO深冷分离装置5；通过气体输送管道A6与CO深冷分离装置5的CO气体产品出口501相连通的CO压缩机7，通过气体输送管道D 8与CO压缩机相连通的三通管接头Ⅰ12，以及通过气体输送管道B 9与CO深冷分离装置5的富氢气气体出口502相连通的PSA提请装置10，通过气体输送管道E 11与PSA提氢装置10相连通的三通管接头Ⅰ12；所述的三通管接头Ⅰ通过气体输送管道与乙二醇生产装置13相连通，所述的乙二醇生产装置13通过气体输送管道与解吸气压缩机14相连通，所述的解吸气压缩机通过气体输送管道F 15与合成气压缩机16相连通，所述的合成气压缩机通过气体输送管道与甲醇合成装置17相连通；
进一步的，如图3所示，所述的气体输送管道B上设有三通管接头Ⅱ23，所述的三通管接头Ⅱ通过气体输送管道M 24与合成气压缩机相连通，即CO深冷分离装置的富氢气气体出口还与合成气压缩机相连通；所述的气体输送管道F上设有三通管接头Ⅳ27，所述的三通管接头Ⅳ与CO压缩机通过气体输送管道P 28相连通，即CO压缩机还与合成气压缩机相连通；因此，所述的CO压缩机中的用于乙二醇生产之后剩余的CO气体以及CO深冷分离装置中剩余的富氢气通过气体输送管道输送至合成气压缩机中，然后与合成气压缩机中的气体一起输送至甲醇合成装置中用于甲醇的制备；因此整个系统中几乎没有废气的产生与放空，利用率高、防止了对环境的影响，具有很好的社会经济效益；
进一步的，如图3所示，所述的气体输送管道E上还设有三通管接头Ⅲ25，所述的三通管接头Ⅲ通过气体输送管道N 26与解吸气压缩机相连通，即所述的PSA提氢装置还与解吸气压缩机相连通，PSA提氢装置中产生的解吸气也进行回收用于甲醇的合成、以免解吸气放空对环境造成的影响以及资源的浪费；
进一步的，所述的气体输送管道M、所述的气体输送管道N以及所述的气体输送管道P上均设有阀门，所述的阀门可以为手动阀门也可以为电动控制阀门。
实施例2
在实施例1的基础上，与实施例1相同的部分均是具有相同的功能，为了简洁起见不再重述。
如图2所示，所述的低温甲醇洗装置的CO2气体出口通过气体输送管道与CO2气体压缩机18相连通，所述的CO2气体压缩机18的第一气体出口1801通过气体输送管道S 19与煤气化装置相连通，所述的CO2气体压缩机的第二气体出口1802通过气体输送管道T 20与精脱硫槽21相连通，所述的精脱硫槽21通过气体输送管道Q 22与合成气压缩机16相连通；即低温甲醇洗装置中的CO2气体既能够用于煤气化装置的煤粉输送的载气，也可以通过合成气压缩机进入甲醇合成装置中，为甲醇合成装置提供碳源；放置了CO2排放对环境造成的影响，也节约了碳资源；
进一步的，所述的气体输送管道T及气体输送管道Q上均设有阀门，所述的阀门可以为手动阀门，也可以为电动控制阀门。
因此，整个系统中几乎没有废气的放空排放，利用率高、防止了对环境造成的污染，且能够有效节约资源，具有很好的社会经济效益。
实施例3
一种利用上述实施例所述的煤制乙二醇有效气的回收再利用系统对有效气进行回收再利用的方法，包括以下步骤：
(1)打开煤气化装置，煤粉在载气的作用下输送至煤气化装置中，在煤气化装置中与通入的纯氧进行煤气化反应生成粗煤气，然后对粗煤气进行处理，具体过程如下：
a.所述的煤粉及纯氧在煤气化装置中进行反应时，氧气通入时的质量流量为10.67kg/s，煤粉的投入量为11.20kg/s，煤气化装置中投料的氧负荷由58％逐渐提高到100％，其中氧煤的质量比由1.02逐渐降低至0.8～0.85；当煤气化装置中压力为0.5～0.8MPa、氧负荷为58％时，则开始在压力为0.5～0.8MPa、温度为1400～1600℃条件下进行反应；
反应至煤气化装置中的压力为3.0～4.0MPa、氧负荷为70～80％时，将煤气化装置中产生的粗合成气通过气体输送管道输送至除尘装置中进行除尘及降温处理，处理完成后即得到CO体积含量为50～65％，H2体积含量为15～20％，温度为160～170℃的除尘之后的粗煤气；
b.将步骤a所述的经过除尘降温处理之后的粗合成气通过气体输送管道输送至CO变换装置中，在温度为200～210℃、压力为3.35～3.45MPa以及Co-Mo耐硫宽温变换催化剂的作用下进行变换反应、将CO转换为CO2(以调节CO与H2的体积比)，变换反应完成后得到的合成气中H2与CO气体的体积比为2.0～2.2；然后将变换反应之后的合成气通过气体输送管道输送至低温甲醇洗装置中；
c.步骤b所述输送至低温甲醇洗装置中的变换反应之后的合成气，在温度为-45～-55℃、压力为2.8～3.3MPa的条件下采用甲醇进行物理溶解脱除变换之后的合成气中的杂质(其中的杂质包括氨、氢氰酸、硫化物和CO2，其中CO2的去除率达到99.9％以上)；除去杂质后的得到纯净的合成气，然后将纯净的合成气通过气体输送管道输送至CO深冷分离装置中；
该过程中采用甲醇物理溶解脱除之后的杂质再经过低温甲醇洗装置中的解吸塔解吸得到纯度≥98.6％的CO2气体；
d.步骤c所述输送至CO深冷分离装置中的纯净的合成气在温度为-175～-185℃、压力为0.3～3.2MPa的条件下，通过高压分离(3.0～3.1MPa)、中压闪蒸(0.65～0.675MPa)和低压精馏(0.32～0.35MPa)分离CO和N2；
该过程中经过CO深冷分离装置进行深冷分离之后得到浓度＞98％的CO气体和浓度＞85％的富氢气；
e.经过步骤d所述的CO深冷分离装置分离之后，得到的CO气体由CO深冷分离装置的CO气体出口、通过气体输送管道A输送至CO压缩机中(提压至3.4±2MPa)，然后经过CO压缩机由气体输送管道输送至三通管接头Ⅰ中(其中CO压缩机的气体出口压力为0.8MPa)，再由三通管接头Ⅰ输送至乙二醇生产装置中；
同时经过CO深冷分离装置分离得到的H2由CO深冷分离装置的富氢气气体出口通过气体输送管道B输送至PSA提氢装置中，经过PSA提氢装置处理后得到浓度≥99.9％的H2，得到的H2再由气体输送管道E输送至三通管接头Ⅰ中，再由三通管接头Ⅰ输送至乙二醇生产装置中；(所述的CO与H2是同时输送至乙二醇生产装置中)；
在该过程中，步骤(1)中的低温甲醇洗装置中解吸之后的CO2气体(低温甲醇洗装置中解吸出的CO2中总硫含量＜30PPm)通过低温甲醇洗装置的CO2气体出口排出经过气体输送管道输送至CO2气体压缩机中(输送至CO2压缩机中将CO2气体的压力提压至5.1～8.1MPa)；在CO2气体压缩机中压缩之后的气体通过CO2气体压缩机的第一气体出口进入到气体输送管道S中、然后输送至煤气化装置中作为煤气化装置的载气使用(该过程中，由第一气体出口排出后进入煤气化装置时的流量为5000～21000Nm3/h)；经过CO2气体压缩机的第二气体出口排出的CO2气体通过气体输送管道T输送至精脱硫槽中进行脱硫处理(脱硫处理之后的CO2气体中硫的总的含量＜0.1PPm)，经过脱硫处理之后的CO2气体通过气体输送管道Q输送至合成气压缩机中，与合成气压缩机中的气体一起输送至甲醇合成装置中用于甲醇的合成；
(2)在步骤(1)所述的煤气化装置内进行反应的同时，启动乙二醇生产装置，将步骤(1)所述的经过CO压缩机之后的CO气体压缩机以及经过PSA提氢装置之后的H2气体分别通过气体输送管道和三通管接头Ⅰ输送至乙二醇生产装置中，用于生产乙二醇；
该过程中：通入乙二醇生产装置中的H2与CO的体积比为2:1，其中H2通入时的压力为3.0MPa、通入时的流量为39160Nm3/h；CO通入时的压力为0.5MPa、通入时的流量为20853Nm3/h；其中乙二醇的生产采用“羰基化、加氢两步间接合成法生产工艺”，即以煤制气(CO、H2)为原料，通过一氧化碳羰基化合成草酸二甲酯、羰基化合成中的催化剂为钯-基催化剂，再由草酸二甲酯加氢生成乙二醇、加氢过程中的催化剂为铜-基催化剂，乙二醇则经过乙二醇精馏得到合格的乙二醇产品；
在乙二醇生产过程中产生的解吸气通过气体输送管道输送至解吸气压缩机中，解吸气压缩机提压至3.3～3.6MPa(解吸气中H2和CO的体积含量≥97％，其中H2的体积含量为84～88％)，经过解吸气压缩机之后的气体通过气体输送管道输送至合成气压缩机中(解吸气压缩机的出口气体温度为室温)，输送至合成气压缩机之后，在合成气压缩机中将气体的压力提压至8.0～8.3MPa，合成气压缩机中的气体经过气体输送管道输送至甲醇合成装置中用于甲醇的合成制备(合成气压缩机中混合气体中气体的体积比如下：(H2-CO2):(CO+CO2)＝2.05～2.3，在该体积比的条件下输送至甲醇合成装置中)。
在上述的过程中，PSA提氢装置中产生的解吸气也通过气体输送管道输送至解吸气压缩机中；
在上述的过程中，CO深冷分离装置的富氢气气体出口的压力为3.0MPa、CO深冷分离装置的CO气体出口压力为0.2MPa，CO压缩机出口压力要高于解吸气压缩机气体出口压力0.2MPa；合成气压缩机气体入口压力要低于解吸气压缩机出口压力0.1～0.3MPa。

Claims (9)

1.一种煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统，其特征在于，该系统包括煤气化装置，通过气体输送管道与煤气化装置相连通的除尘装置，通过气体输送管道与除尘装置相连通的CO变换装置，通过气体输送管道与CO变换装置相连通的低温甲醇洗装置，通过气体输送管道与低温甲醇洗装置相连通的CO深冷分离装置，通过气体输送管道A与CO深冷分离装置的CO气体出口相连通的CO压缩机，通过气体输送管道D与CO压缩机相连通的三通管接头Ⅰ，以及通过气体输送管道B与CO深冷分离装置的富氢气气体出口相连通的PSA提氢装置，通过气体输送管道E与PSA提氢装置相连通的三通管接头Ⅰ；所述的三通管接头Ⅰ通过气体输送管道与乙二醇生产装置相连通，所述的乙二醇生产装置通过气体输送管道与解吸气压缩机相连通，所述的解吸气压缩机通过气体输送管道F与合成气压缩机相连通，所述的合成气压缩机通过气体输送管道与甲醇合成装置相连通。
2.根据权利要求1所述的煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统，其特征在于，所述的低温甲醇装置洗还通过气体输送管道与CO2气体压缩机相连通；所述的CO2气体压缩机的第一气体出口通过气体输送管道S与煤气化装置相连通；所述的CO2气体压缩机的第二气体出口通过气体输送管道T与精脱硫槽相连通，所述的精脱硫槽通过气体输送管道Q与合成气压缩机相连通；所述的气体输送管道T及气体输送管道Q上均设有阀门。
3.根据权利要求1或2所述的煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统，其特征在于，所述的气体输送管道B上还设有三通管接头Ⅱ，所述的三通管接头Ⅱ通过气体输送管道M与合成气压缩机相连通；所述的气体输送管道M上设有阀门。
4.根据权利要求1或2所述的煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统，其特征在于，所述的气体输送管道E上还设有三通管接头Ⅲ，所述的三通管接头Ⅲ通过气体输送管道N与解吸气压缩机相连通；所述的气体输送管道N上设有阀门。
5.根据权利要求1或2所述的煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统，其特征在于，所述的气体输送管道F上还设有三通管接头Ⅳ，所述的三通管接头Ⅳ与CO压缩机通过气体输送管道P相连通；所述的气体输送管道P上设有阀门。
6.采用权利要求1或2所述的煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统对有效气回收再利用的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)打开煤气化装置，粉煤在载气的作用下输送至煤气化装置中，在煤气化装置中与纯氧进行燃烧反应生成粗煤气：
a.在煤气化装置中，氧气的质量流量为10.67kg/s，煤粉的投煤量为11.20kg/s，煤气化装置中投料的氧负荷由58％逐渐提高至100％，氧煤的质量比由1.02逐渐降低至0.8～0.85；当煤气装置中压力为0.5～0.8MPa、氧负荷为58％时开始在压力为0.5～0.8MPa、温度为1400～1600℃条件下进行反应，当煤气化装置中压力为3.0～4.0MPa、氧负荷为70～80％时，将煤气化装置中产生的粗合成气通过气体输送管道输送至除尘装置中进行除尘降温处理，得到除尘降温处理的粗合成气；
该过程中所述的粗合成气中CO的体积含量为65～67％，H2的体积含量为15～20％；所述除尘降温处理之后的粗合成气的温度为160～170℃；
b.将步骤a所述除尘降温之后的粗合成气通过气体输送管道输送至CO变换装置中，在温度为200～210℃、压力为3.35～3.45MPa以及Co-Mo耐硫宽温变换催化剂的作用下CO转换为CO2，变换反应完成后得到合成气中的H2与CO气体的体积比为2.0～2.2；变换反应完成后，将变换之后的合成气通过气体输送管道输送至低温甲醇洗装置中；
c.步骤b所述输送至低温甲醇洗装置中的变换之后的合成气，在温度为-45～-55℃、压力为2.8～3.3MPa的条件下采用甲醇进行物理溶解脱除变换之后的合成气中含有的杂质，然后再经过低温甲醇洗装置中的解吸塔进行解吸处理；经过低温甲醇洗装置中处理之后得到纯净的合成气，然后将纯净的合成气体通过气体输送管道输送至CO深冷分离装置中；
d.步骤c所述输送至CO深冷分离装置中的纯净的合成气在温度为-175～-185℃、压力为0.3～3.2MPa的条件下，通过高压分离、中压闪蒸和低压精馏分离CO和N2；经过深冷分离装置分离之后得到浓度＞98％的CO气体和浓度＞85％的富氢气；
e.经过步骤d所述的CO深冷分离装置分离之后，得到的CO由CO深冷分离装置的CO气体出口通过气体输送管道输送至CO压缩机中，然后再通过气体输送管道及三通管接头Ⅰ通入乙二醇生产装置中；同时得到的H2由CO深冷分离装置的富氢气气体出口通过气体输送管道通入PSA提氢装置中，经过PSA提氢装置处理之后得到的H2气体的浓度≥99.9％；
(2)在步骤(1)所述的煤气化装置内进行反应的同时，启动乙二醇生产装置，将步骤(1)所述的经过CO压缩机之后的CO气体以及经过PSA提氢装置之后的H2分别通过气体输送管道和三通管接头Ⅰ输送至乙二醇生产装置中，用于生产乙二醇；其中，通入乙二醇生产装置中的H2与CO的体积比为2：1，H2通入时的压力、流量分别为3.0MPa、39160Nm3/h；CO通入时的压力、流量分别为0.5MPa、20853Nm3/h；
在乙二醇生产过程中产生的解吸气通过气体输送管道输送至解吸气压缩机，经过解吸气压缩机之后的解吸气通过气体输送管道输送至合成气压缩机，经过合成气压缩机之后的气体通过气体输送管道输送至甲醇合成系统用于甲醇的合成制备。
7.根据权利要求6所述的采用煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统对有效气回收再利用的方法，其特征在于，还包括以下步骤：低温甲醇洗装置中解吸产生的CO2气体通过气体输送管道输送至CO2气体压缩机中；经过CO2压缩机之后的CO2气体通过CO2气体压缩机的第一气体出口及气体输送管道S输送至煤气化装置中，其中由CO2气体压缩机第一气体出口通入煤气化装置时的流量为5000～21000Nm3/h；经过CO2气体压缩机之后的CO2气体还通过CO2气体压缩机的第二气体出口及气体输送管道T通入精脱硫槽中进行脱硫处理，经过脱硫处理之后的CO2气体通过气体输送管道Q输送至合成气压缩机中；
低温甲醇洗装置中解吸产生的CO2气体中总硫的含量＜30PPm，经过精脱硫槽脱硫处理后的CO2中总硫的含量＜0.1PPm，脱硫之后的CO2经过气体输送管道输送至合成气压缩机中，与合成气压缩机中的其他气体混合后输送至甲醇合成装置中。
8.根据权利要求6所述的采用煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统对有效气回收再利用的方法，其特征在于，还包括以下步骤：所述深冷分离装置中产生的浓度＞85％的富氢气还通过气体输送管道输送至合成气压缩机中；所述PSA提氢装置中产生的解吸气通过气体输送管道输送至解吸气压缩机中，与乙二醇生产装置中产生的解吸气在解吸气压缩机中混合。
9.根据权利要求6所述的采用煤制乙二醇工艺有效气的回收再利用系统对有效气回收再利用的方法，其特征在于，所述的解吸气中H2和CO的体积含量≥97％；所述合成气压缩机中混合气体的体积比为：(H2-CO2)：(CO+CO2)＝2.05～2.3。
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