CN207385212U - 甲醇驰放气压力能回收系统 - Google Patents
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Abstract
一种甲醇驰放气压力能回收系统，膜分离装置的渗透气出口、第一冷却器、膨胀机单元的增压端以及第二冷却器依次连接；膜分离装置的尾气出口、加热器、膨胀机单元的膨胀端以及第三冷却器依次连接。上述甲醇驰放气压力能回收系统，利用经特殊设计的膨胀机单元，高压尾气通过膨胀端膨胀做功，渗透气则通过增压端提高压力，即将高压尾气的压力能转移到渗透气，保证渗透气送至下游所需的压力，从而可以降低膜后压力，这意味着增加了膜分离装置中膜的前后压差，提高氢气的分离效果，还合理对高压尾气的压力能进行了回收利用，提高了经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油化工行业的节能减排技术领域，尤其涉及一种甲醇驰放气压力能回收系统。
背景技术
在甲醇驰放气经膜分离装置回收其中的有用组分(主要是氢气)，所得渗透气送回甲醇合成单元循环利用，所得尾气经调节阀减压后送至转化工序或作为燃料气使用。受下游压力的影响，膜后压力需要维持一定压力值，这意味着膜的前后压差偏小，氢气分离效果较差；另一方面尾气的压力基本没有下降，而其下游(如转化工序)的压力较低，两者之间的压力降一般通过阀门实现，造成了压力能的损失。
实用新型内容
鉴于此，有必要提供一种分离效果较好，合理利用尾气压力能的甲醇驰放气压力能回收系统。
一种甲醇驰放气压力能回收系统，包括膜分离装置、第一冷却器、膨胀机单元、第二冷却器、加热器和第三冷却器；
所述膜分离装置的渗透气出口、所述第一冷却器、所述膨胀机单元的增压端以及所述第二冷却器依次连接；
所述膜分离装置的尾气出口、所述加热器、所述膨胀机单元的膨胀端以及所述第三冷却器依次连接。
在一个实施例中，所述膨胀机单元为单级膨胀或多级膨胀，当所述膨胀机单元为单级膨胀时，所述膨胀机单元只包括一个膨胀机；当所述膨胀机单元为多级膨胀时，所述膨胀机单元包括至少两个膨胀机，此时，所述膨胀机单元的所有膨胀机的增压端串联设置，所述膨胀机单元的所有膨胀机的膨胀端并联设置。
在一个实施例中，所述加热器的热源为工厂内的任意品质余热。
上述甲醇驰放气压力能回收系统，利用经特殊设计的膨胀机单元，高压尾气通过膨胀端膨胀做功，渗透气则通过增压端提高压力，即将高压尾气的压力能转移到渗透气，保证渗透气送至下游所需的压力，从而可以降低膜后压力，这意味着增加了膜分离装置中膜的前后压差，提高氢气的分离效果，进而实现甲醇增产的目的，此外，还合理对高压尾气的压力能进行了回收利用，提高了经济效益。
附图说明
图1为甲醇驰放气压力能回收系统的结构示意图；
图2为膨胀机单元为多级膨胀的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一实施方式的甲醇驰放气压力能回收系统100，包括膜分离装置10、第一冷却器20、膨胀机单元30、第二冷却器40、加热器50和第三冷却器60。
膜分离装置10的渗透气出口、第一冷却器10、膨胀机单元的增压端32以及第二冷却器40依次连接。
膜分离装置10的尾气出口、加热器50膨胀机单元的膨胀端34以及第三冷却器60依次连接。
膨胀机单元30可以为单级膨胀或多级膨胀。如图1所示，当膨胀机单元为单级膨胀时，膨胀机单元只包括一个膨胀机。
当原料组成变化或存在特殊工况时，经膜分离装置10分离后的渗透气和尾气的流量偏差较大，可能发生膨胀端和增压端流量不匹配的问题。此时，膨胀机单元30可以为多级膨胀，此时，膨胀机单元30可以包括至少两个膨胀机，此时，膨胀机单元30的所有膨胀机的增压端串联设置，膨胀机单元的所有膨胀机的膨胀端并联设置。例如，请参考图2，膨胀机单元为多级膨胀，包括第一膨胀机36和第二膨胀机38。第一膨胀机36的增压端362和第二膨胀机38的增压端382串联设置，第一膨胀机36的膨胀端364和第二膨胀机38的膨胀端384并联设置。从膜分离装置10的渗透气出口流出的渗透气依次通过第一膨胀机36的增压端362和第二膨胀机38的增压端382增压。从膜分离装置10的尾气出口流出的尾气分成两股，两股尾气分别通过第一膨胀机36的膨胀端364和第二膨胀机38的膨胀端384分别膨胀做功降压后再汇合后进入第三冷却器50。
可以理解，第一冷却器20可以为水冷器、空冷器和制冷机中的一种或两种以上的组合。第二冷却器40可以为水冷器、空冷器和制冷机中的一种或两种以上的组合。第三冷却器60可以为水冷器、空冷器和制冷机中的一种或两种以上的组合。在实际工作中，可以根据实际需要进行选择。
加热器的热源50可以为工厂内的低品质废热。具体的，加热器的热源50可以为低压饱和蒸汽、蒸汽凝液、工业废气、烟道气、放热反应器的冷却水、温度高于常温的生产废液、需降温处理的产品或中间产品其中的一种或几种。在实际工作中，可以根据实际需要进行选择。各加热方式可并联使用，也可串联使用。
上述甲醇驰放气压力能回收系统100，利用经特殊设计的膨胀机单元30，高压尾气通过膨胀端34膨胀做功，渗透气则通过增压端32提高压力，即将高压尾气的压力能转移到渗透气，保证渗透气送至下游所需的压力，从而可以降低膜后压力，这意味着增加了膜分离装置10中膜的前后压差，提高氢气的分离效果，进而实现甲醇增产的目的，此外，还合理对高压尾气的压力能进行了回收利用，提高了经济效益。
下面以甲醇厂膜提氢装置为例进行说明，该装置进料为甲醇驰放气，压力约为5.1MPa，采用膜分离工艺回收其中的氢气，受下游装置影响，膜后压力，即渗透气侧的压力必须维持在2.6MPa以上，因此膜的前后压差只有3.5MPa。
一方面，由于压差较小，导致氢气的回收率仅有52％。另一方面，膜分离装置的非渗透侧的尾气压力基本维持原有压力，而下游装置的压力需维持在2.6MPa，因此需要采用调节阀进行减压处理，造成了压力能的损失。
采用上述甲醇驰放气压力能回收系统100，利用专用膨胀单元，通过膨胀端回收高压尾气的压力能，通过增压端提高渗透气的压力，经上述处理后，可以降低膜后压力，提高膜的前后压差，从而显著提高氢气回收率，同时还有效回收了高压尾气的压力能，具有一举多得的效果。
基于上述甲醇驰放气压力能回收系统100的甲醇驰放气压力能回收方法具体步骤如下：
增压端：渗透气压力约为1.4MPa，首先经第一冷却器20降温至40℃，然后经增压端增压至2.6MPa，再采用第二冷却器40冷却至40℃后送至甲醇合成工序。
膨胀端：高压尾气压力约为6MPa，经流量计计量后送入加热器50，加热到150℃后送至膨胀端膨胀做功，降压至2.6MPa，然后经第三冷却器60降温至40℃后送至转化工序。
采用上述甲醇驰放气压力能回收系统100，膜的前后压差提高到4.6MPa，氢气回收率提高至72.8％，效果显著。
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，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种甲醇驰放气压力能回收系统，其特征在于，包括膜分离装置、第一冷却器、膨胀机单元、第二冷却器、加热器和第三冷却器；
所述膜分离装置的渗透气出口、所述第一冷却器、所述膨胀机单元的增压端以及所述第二冷却器依次连接；
所述膜分离装置的尾气出口、所述加热器、所述膨胀机单元的膨胀端以及所述第三冷却器依次连接。
2.如权利要求1所述的甲醇驰放气压力能回收系统，其特征在于，所述膨胀机单元为单级膨胀或多级膨胀，当所述膨胀机单元为单级膨胀时，所述膨胀机单元只包括一个膨胀机；当所述膨胀机单元为多级膨胀时，所述膨胀机单元包括至少两个膨胀机，此时，所述膨胀机单元的所有膨胀机的增压端串联设置，所述膨胀机单元的所有膨胀机的膨胀端并联设置。
3.如权利要求1所述的甲醇驰放气压力能回收系统，其特征在于，所述加热器的热源为工厂内的任意品质余热。
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