CN108439332A - 一种甲醇合成氢回收膜分离非渗透气回收的工艺方法 - Google Patents

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张德南
董华林
石国弘
何家利
易昌国
陈哲
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    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
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Abstract

本发明公开了一种甲醇合成氢回收膜分离非渗透气回收的工艺方法，甲醇合成驰放气通过管线连接膜分离器，膜分离器底部出口为渗透气，通过管线返回甲醇合成，膜分离器顶部出口为非渗透气，非渗透气经减压阀减压后进入燃料气管线，在减压阀与燃料气管线之间设置切断阀，在减压阀与切断阀连接段旁接带止逆阀和切断阀的管线，管线与水煤气管线连接，依次经水煤气分液罐、变换炉进出料换热器、CO耐硫变换装置、低温甲醇洗装置、液氮洗装置进入氨合成新鲜气管线。该方法在只需要增加少量设备管线，充分利用原有装置以及液氮洗的富余冷量，将氢回收膜分离非渗透气中的H2和CO全量回收用于生产液氨，具有良好的经济效果。

Description

一种甲醇合成氢回收膜分离非渗透气回收的工艺方法
技术领域
本发明涉及一种甲醇合成氢回收膜分离非渗透气回收的工艺方法,属于煤制甲醇驰放气回收处理领域。
背景技术
在煤制甲醇工艺中，由于生产工艺和气体净化技术的原因，进入甲醇合成的新鲜气中存在少量的惰性气体，主要为CH4、Ar和N2，随着合成反应的进行，惰性气体在系统中产生累积而分压增高，最终影响生产负荷和动力消耗。为防止上述情况的发生，甲醇合成工艺在产品冷却分离后需要排放驰放气，驰放气通过膜分离系统回收部分氢气，剩余气体（非渗透气）设计送入燃料气管网回用，流量约占驰放气总量的50%，其中有效组分H2和CO摩尔分率占比达到55%，可燃组分CH4占比6%。
对于非渗透气的利用，目前多采取减压后送入燃气锅炉或煤粉锅炉燃烧产蒸汽，但在实际运行过程中，一方面该气体直接燃烧热值不高，另一方面其中的还原性气体燃烧不充分，将与烟气中的SO2发生氧化还原反应生成单质硫，对后续工序产生极大影响，而不得不直排火炬燃烧放空，产生能源的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种甲醇合成氢回收膜分离非渗透气回收的工艺方法，能够对甲醇合成氢回收膜分离非渗透气充分利用，节约能源资源，可以克服现有技术的不足。
本发明的技术方案是：提供一种甲醇合成氢回收膜分离非渗透气回收的工艺方法，它包括氢回收膜分离器、水煤气分液罐、变换炉进出料换热器、CO耐硫变换装置、低温甲醇洗装置和液氮洗装置。甲醇合成驰放气通过管线连接膜分离器，膜分离器底部出口为渗透气，通过管线返回甲醇合成，膜分离器顶部出口为非渗透气，非渗透气经减压阀减压后进入燃料气管线，在减压阀与燃料气管线之间设置切断阀，在减压阀与切断阀连接段旁接带止逆阀和切断阀的管线，该管线与水煤气管线连接，依次经水煤气分液罐、变换炉进出料换热器、CO耐硫变换装置、低温甲醇洗装置、液氮洗装置进入氨合成新鲜气管线。
与现有技术比较，本发明的有益效果是：
本发明是将现有热值不高的甲醇合成氢回收膜分离非渗透气回用作为生产合成氨的原料气，在氢回收膜分离非渗透气减压阀后分出带止逆阀和切断阀的支管，与进入合成氨装置的水煤气管线连接，经水煤气分液罐分离工艺冷凝液，经变换炉进出料换热器加热至270—310℃，进入CO耐硫变换装置后将其中的CO转化为氨合成反应所需的氢气；
同时非渗透气中的CH4进入耐硫变换炉，可以抑制其生成甲烷的可逆副反应，减少原料气的消耗；
液氮洗装置将其中的CH4和Ar彻底脱除，剩余高纯度的氢氮气进入氨合成新鲜气管线，最终经催化生成经济价值较高的氨产品，而液氮洗脱除的CH4经复热回收冷量后进入燃料气管网，作为燃料气。通过前述工艺方法，只需增加少量管线设备，充分利用液氮洗装置富余冷量，同时也不会对氨合成反应带来影响的前提下，将氢回收膜分离非渗透气中的H2、CO和CH4回收，具有良好的经济效果。
附图说明
图1是本发明实施例的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：如图１所示，设备基本构成为氢回收膜分离器3、水煤气分液罐11、变换炉进出料换热器12、CO耐硫变换装置13、低温甲醇洗装置14和液氮洗装置15，甲醇合成驰放气通过管线1连接膜分离器3，膜分离器3底部出口为渗透气，通过管线2返回甲醇合成，膜分离器3顶部出口为非渗透气，非渗透气经减压阀4减压后进入燃料气管线6，在减压阀4与燃料气管线6之间设置切断阀5，在减压阀4与切断阀5连接段旁接带止逆阀7和切断阀8的管线9，管线9与水煤气管线10连接，依次经水煤气分液罐11、变换炉进出料换热器12、CO耐硫变换装置13、低温甲醇洗装置14、液氮洗装置15进入氨合成新鲜气管线16。

Claims (1)

1.一种甲醇合成氢回收膜分离非渗透气回收的工艺方法，它包括氢回收膜分离器（3）、水煤气分液罐（11）、变换炉进出料换热器（12）、CO耐硫变换装置（13）、低温甲醇洗装置（14）和液氮洗装置（15）；甲醇合成驰放气通过管线（1）连接膜分离器（3），膜分离器（3）底部出口为渗透气，通过管线（2）返回甲醇合成，膜分离器（3）顶部出口为非渗透气，非渗透气经减压阀（4）减压后进入燃料气管线（6），其特征在于：在减压阀（4）与燃料气管线（6）之间设置切断阀（5），在减压阀（4）与切断阀（5）连接段旁接带止逆阀（7）和切断阀（8）的管线（9），管线（9）与水煤气管线（10）连接，依次经水煤气分液罐（11）、变换炉进出料换热器（12）、CO耐硫变换装置（13）、低温甲醇洗装置（14）、液氮洗装置（15）进入氨合成新鲜气管线（16）。
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