CN201988309U - 一种甲醇驰放气处理系统 - Google Patents

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吴映忠
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Abstract

本实用新型公开了一种甲醇驰放气处理系统，其特征在于：包括气液分离器、变压吸附装置、顺放气缓冲罐、解吸气缓冲罐和解吸气混合罐；所述变压吸附装置包括若干个吸附塔和程控阀；所述变压吸附装置的进气端与气液分离器的出气端相连通，变压吸附装置的出气端分为三路，第一路与顺放气缓冲罐相连通，第二路与解吸气缓冲罐的进气端相连通，第三路直接引出至系统外；所述顺放气缓冲罐的出气端引出至系统外；所述解吸气缓冲罐的出气端与解吸气混合罐的进气端相连通，解吸气混合罐的出气端引出至系统外。该甲醇驰放气处理系统采用变压吸附方法不仅可以将甲醇驰放气中的大量的氢气进行分离处理，同时还可将驰放气中的CO、CO2等富碳气体进行分离。

Description

一种甲醇驰放气处理系统
技术领域
本实用新型涉及化工技术领域，具体涉及一种可对甲醇驰放气中各个成分进行有效分离的甲醇驰放气处理系统。
背景技术
甲醇驰放气中含有大量的氢气、CO、CO2等气体，有效地将这些气体进行分离后再次用于工业生产显然是很有意义的。目前，将驰放气进行回收利用的方法大致有钯膜扩散法、变压吸附法、低温分离法和中空纤维薄膜渗透法。钯膜扩散法产品纯度高，但价格昂贵且对杂质较敏感；低温分离法和中空纤维薄膜渗透法主要用于回收中等浓度的氢气，且低温分离生产设备复杂，操作维护费用高，如生产高浓度的氢气还需另加吸附器。
变压吸附技术是以吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附量增加(吸附组分)、减压下吸附量减少(解吸组分)的特性，将原料气在压力下通过吸附剂床层，相对于氢的高沸点杂质组分被选择性吸附，低沸点组分的氢不易吸附而通过吸附剂床层，达到氢和杂质组分的分离，然后在减压下解吸被吸附的杂质组分使吸附剂获得再生，以于下一次再次进行吸附分离杂质。这种压力下吸附杂质提纯氢气、减压下解吸杂质使吸附剂再生的循环便是变压吸附过程。
传统的变压吸附法是目前世界上应用最为广泛的制氢方法之一。如图2所示，该方法是将驰放气经水洗后从塔顶排出作为原料气，经冷干机除去原料气中所夹带少量液态物质进入变压吸附装置，经变压吸附装置分为两股气流：一是压力≥3.0MPa，纯度≥99.5%％的产品氢气，将其经合成气压缩机的二段入口增压后进入甲醇合成塔；二是压力约0.05MPa的废气，输入燃料管网作为燃料。
事实上，甲醇驰放气中还含有大量的CO、CO2等富碳气体，这一类气体的有效分离也是很有意义的。然而，就目前的工艺及设备均无实现该类气体的分离。
发明内容
本实用新型要解决的问题是：如何提供一种甲醇驰放气处理系统，该甲醇驰放气处理系统不仅可以将甲醇驰放气中的大量的氢气进行分离处理，同时还可将驰放气中的CO、CO2等富碳气体进行分离；而且，该系统还具有工艺简单、稳定可靠、分离效果好等优点。
为达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案为：提供一种甲醇驰放气处理系统，其特征在于：包括气液分离器、变压吸附装置、顺放气缓冲罐、解吸气缓冲罐和解吸气混合罐；所述变压吸附装置包括若干个吸附塔和程控阀；所述变压吸附装置的进气端与气液分离器的出气端相连通，变压吸附装置的出气端分为三路，第一路与顺放气缓冲罐相连通，第二路与解吸气缓冲罐的进气端相连通，第三路直接引出至系统外；所述顺放气缓冲罐的出气端引出至系统外；所述解吸气缓冲罐的出气端与解吸气混合罐的进气端相连通，解吸气混合罐的出气端引出至系统外。
按照本实用新型所提供的甲醇驰放气处理系统，其特征在于：所述吸附塔设置有6个。
按照本实用新型所提供的甲醇驰放气处理系统，其特征在于：所述气液分离器和变压吸附装置之间的连通管道上设置有原料气流量计。
综上所述，本实用新型所提供的甲醇驰放气处理系统具有如下优点：
1、可以快捷高效地将甲醇驰放气中的大量的氢气进行分离处理；
2、可将驰放气中的CO、CO2等富碳气体进行分离；；
3、工艺简单、稳定可靠、分离效果好等优点。
附图说明
图1为变压吸附循环中吸附－解吸过程示意图；
图2为现有的甲醇驰放气处理系统的原理图；
图3为本实用新型所提供的甲醇驰放气处理系统的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述：
如图1所示，对于变压吸附循环过程，依据吸附剂再生的方法有下列几个步骤：
升压过程（A－B）：经解吸再生后的吸附床处于过程的最低压力P1，床内杂质吸附量为Q1（A点）。在此条件下用产品组份升压到吸附压力P3，床内杂质吸附量Q1不变（B点）。
吸附过程（B－C）：在恒定的吸附压力下原料气不断进入吸附床，同时输出产品组份。吸附床内杂质组份的吸留量逐步增加，当到达规定吸附留量Q3（C点）时停止进入原料气，吸附终止。此时吸附床内仍预留有一部分未吸附杂质的吸附剂（如吸附剂全部吸附杂质，吸附量可为Q4，C’点）。
顺放过程（C－D）：沿着进入原料气输出产品的方向降低压力，流出的气体仍为产品组份用于别的吸附床升压或冲洗。在此过程中，随床内压力不断下降，吸附剂上的杂质被不断解吸，解吸的杂质又继续被未充分吸附杂质的吸附剂吸附，因而杂质并未离开吸附床，床内杂质吸留量Q3不变。当吸附床降压至D点时，床内吸附剂全部被杂质占用，压力为P2。
逆放过程（D－E）：开始逆着进入原料气输出产品的方向降低压力，直到变压吸附过程的最低压力P1（通常接近大气压力），床内大部分吸留的杂质随气流排出塔外，床内杂质吸留量为Q2。
冲洗过程（E－A）：根据实验测定的吸附等温线，在压力P1下吸附床仍有一部分杂质吸留量，为使这部分杂质尽可能解吸，要求床内压力进一步降低。在此利用顺放气冲洗床层不断降低杂质分压使杂质解吸。经一定程度冲洗后，床内杂质吸留量降低到过程的最低量Q1时，再生终止。至此，吸附床完成一次吸附－解吸再生过程，再次升压进行下一次循环。
如图3所示，本实用新型所提供的甲醇驰放气处理系统包括气液分离器、变压吸附装置、顺放气缓冲罐、解吸气缓冲罐和解吸气混合罐；所述变压吸附装置包括若干个吸附塔和程控阀；所述变压吸附装置的进气端与气液分离器的出气端相连通，变压吸附装置的出气端分为三路，第一路与顺放气缓冲罐相连通，第二路与解吸气缓冲罐的进气端相连通，第三路直接引出至系统外；所述顺放气缓冲罐的出气端引出至系统外；所述解吸气缓冲罐的出气端与解吸气混合罐的进气端相连通，解吸气混合罐的出气端引出至系统外。所述吸附塔设置有6个。所述气液分离器和变压吸附装置之间的连通管道上设置有原料气流量计。
使用时，甲醇驰放气(原料气)在5.4MPa、40℃下的原料气经调节阀调压后进入气液分离器，在气液分离器中分离原料气中可能夹带的液态物质后，再经原料气流量计后，进入由6台吸附器及一系列程控阀组成的变压吸附系统。PSA系统采用6塔操作，1塔同时进料，三次均压，冲洗降压解吸的工艺流程。原料气由入口端自下而上通过1台正处于吸附状态的吸附器，吸附器内装填的吸附剂吸附原料气中的强吸附组分，弱吸附的氢组分作为产品气从出口端流出。其余6台吸附器分别进行其它步骤的操作，6个吸附器按设置的程序交替循环操作，时间上互相交错，以此达到原料气连续不断输入，产品气和富C气不断地输出的目的。变压吸附过程的14个步骤由DCS控制完成。调节阀用来调节原料弛放气的压力。经流量计计量后连续稳定地送入吸附区；调节阀用来控制终充升压步骤的气体流量。调节阀用来调节产品气的压力,经流量计计量后的产品氢连续稳定地送出界外。顺放气经顺放废气缓冲罐稳压后, 经调节阀送往燃料管网；PSA系统的解吸气来自逆放、冲洗步骤，在逆放初期压力较高(逆放≥0.05MPa)的解吸气先进入解吸气缓冲罐缓冲，再经缓冲罐后调节阀降压后进入解吸气混合罐，逆放后期压力较低（≤0.05MPa）的解吸气经调节阀调压后进入解吸气混合罐。逆放结束后，进入冲洗阶段，利用调节阀来控制冲洗步骤的气体流量，使吸附的杂质进行更彻底的解吸。混合的解吸气经调节阀、解吸气流量计调节流量后，连续稳定地送出界区。
本实用新型所提供的甲醇驰放气处理系统不仅驰放气的利用率更高，而且可在快捷高效地将甲醇驰放气中的大量的氢气进行分离处理的同时将驰放气中的CO、CO2等富碳气体进行分离。
但，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种甲醇驰放气处理系统，其特征在于：包括气液分离器、变压吸附装置、顺放气缓冲罐、解吸气缓冲罐和解吸气混合罐；所述变压吸附装置包括若干个吸附塔和程控阀；所述变压吸附装置的进气端与气液分离器的出气端相连通，变压吸附装置的出气端分为三路，第一路与顺放气缓冲罐相连通，第二路与解吸气缓冲罐的进气端相连通，第三路直接引出至系统外；所述顺放气缓冲罐的出气端引出至系统外；所述解吸气缓冲罐的出气端与解吸气混合罐的进气端相连通，解吸气混合罐的出气端引出至系统外。
2.根据权利要求1所述的甲醇驰放气处理系统，其特征在于：所述吸附塔设置有6个。
3.根据权利要求1所述的甲醇驰放气处理系统，其特征在于：所述气液分离器和变压吸附装置之间的连通管道上设置有原料气流量计。
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