CN210065599U - 甲醇合成系统用开车过程物料优化的组件及甲醇合成系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种甲醇合成系统用开车过程物料优化的组件及甲醇合成系统。其中，甲醇合成系统包括新鲜合成气入口管线、反应器、冷凝器及粗甲醇分离器，组件包括：混合气体分离装置，通过输送管线与粗甲醇分离器的放火炬气体出口相连通；以及有效气回收压缩机，设置有压缩机有效气入口和压缩机有效气出口，其中，压缩机有效气入口与混合气体分离装置的有效气出口相连通，压缩机有效气出口与新鲜合成气入口管线相连通。应用本实用新型的技术方案，将甲醇合成系统的放火炬气通过增设一套混合气体分离装置和一台有效气回收压缩机控制压力后通过新鲜合成气入口管线导入原料气管网，实现节支降耗、保护环境，能源的最大利用和效益的最大化多重目的。

Description

甲醇合成系统用开车过程物料优化的组件及甲醇合成系统

技术领域

本实用新型涉及甲醇合成技术领域，具体而言，涉及一种甲醇合成系统用开车过程物料优化的组件及甲醇合成系统。

背景技术

近十年来，随着煤化工事业的鼎盛发展，越来越多的大型甲醇合成装置建成投产，甲醇合成技术目前已十分成熟，呈现一幅繁荣勃勃的局面，甲醇合成技术主要有高压法、中压法和低压法，由于低压法较高压法具有较多的优势，在能耗、单塔产量、设备投资、利润等方面具有明显的优势，因此近年来国内外新建装置大多采用低压甲醇合成技术，典型的低压甲醇合成工艺主要有卡萨利工艺、鲁奇工艺、Davy工艺、托普索工艺以及国内的华东理工甲醇合成工艺等。Davy甲醇合成系统主要由两个串并联耦合式的蒸汽上升式合成塔组成，合成塔为径向流塔，气体通过装填在壳侧的催化剂发生甲醇合成反应，通过合成塔入口温度和汽包的压力来调节催化剂床层的温度，副产蒸汽过热后送出界区。开车过程中合成系统的压力通过系统调节阀将氮气夹带合成气放入火炬管网进行控制，氢回收系统变压吸附单元开车过程中产品气未合格前也是进行放火炬处理，这样的开车操作一次造成了大量的有效气浪费和环境污染。

目前Davy甲醇合成工艺设计中通常的方法只是在2#粗甲醇分离器处设置有驰放气管线用于调节合成系统内惰性气体含量，而针对1#粗甲醇分离器处只设计有放火炬管线，开车过程中合成系统的压力通过系统调节阀将氮气夹带合成气放入火炬管网控制，停车过程中通过将回路内的合成气泄压至火炬管网从而实现下一步的系统氮气置换。CN200510046052.3膜法回收甲醇合成过程放空气中氢气的系统，通过膜法回收甲醇合成过程放空气中的氢气，只是适用于正常运行工况，不适于开车工况。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种甲醇合成系统用开车过程物料优化的组件及甲醇合成系统，以解决现有技术中甲醇合成系统开车过程中会有大量有效气浪费的技术问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种甲醇合成系统用开车过程物料优化的组件。其中，甲醇合成系统包括新鲜合成气入口管线、反应器、冷凝器及粗甲醇分离器，组件包括：混合气体分离装置，通过输送管线与粗甲醇分离器的放火炬气体出口相连通；以及有效气回收压缩机，设置有压缩机有效气入口和压缩机有效气出口，其中，压缩机有效气入口与混合气体分离装置的有效气出口相连通，压缩机有效气出口与新鲜合成气入口管线相连通。

进一步地，甲醇合成系统为用于Davy甲醇合成工艺的Davy甲醇合成系统，Davy甲醇合成系统包括1#粗甲醇分离器和2#粗甲醇分离器，混合气体分离装置通过输送管线与1#粗甲醇分离器的放火炬气体出口相连通。

进一步地，混合气体分离装置中设置有不允许氢气和一氧化碳透过而仅允许惰性气体透过的分离膜。

进一步地，混合气体分离装置还设置有渗透气出口，渗透气出口与火炬管网相连通。

进一步地，输送管线上设置有压力调节阀。

进一步地，有效气回收压缩机为离心式压缩机。

进一步地，Davy甲醇合成系统还包括氢回收系统变压吸附单元产品气火炬线，组件还包括设置在氢回收系统变压吸附单元产品气火炬线上的富氢回收压缩机，富氢回收压缩机的出气口与新鲜合成气入口管线相连通。

进一步地，富氢回收压缩机为离心式压缩机。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种甲醇合成系统。该甲醇合成系统包括上述任一种甲醇合成系统用开车过程物料优化的组件。

应用本实用新型的技术方案，将甲醇合成系统的放火炬气通过增设一套混合气体分离装置和一台有效气回收压缩机控制压力后通过新鲜合成气入口管线导入原料气管网，实现节支降耗、保护环境，能源的最大利用和效益的最大化多重目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了实施例1的甲醇合成系统及方法工艺流程示意图，包括甲醇合成系统用开车过程物料优化的组件的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

针对现有技术中甲醇合成系统开车操作一次会造成大量的有效气浪费和环境污染的技术问题，根据本实用新型一种典型的实施方式，提供一种甲醇合成系统用开车过程物料优化的组件。其中，甲醇合成系统包括新鲜合成气入口管线、反应器、冷凝器及粗甲醇分离器，本实用新型的组件包括通过输送管线与粗甲醇分离器的放火炬气体出口相连通的混合气体分离装置，以及有效气回收压缩机，有效气回收压缩机设置有压缩机有效气入口和压缩机有效气出口，压缩机有效气入口与混合气体分离装置的有效气出口相连通，压缩机有效气出口与新鲜合成气入口管线相连通。这样，应用本实用新型的技术方案，将甲醇合成系统的放火炬气通过增设一套混合气体分离装置和一台有效气回收压缩机控制压力后通过新鲜合成气入口管线导入原料气管网，实现节支降耗、保护环境，能源的最大利用和效益的最大化多重目的。

典型的，本实用新型中的甲醇合成系统为用于Davy甲醇合成工艺的Davy甲醇合成系统，Davy甲醇合成系统包括1#甲醇合成塔、2#甲醇合成塔、1#粗甲醇冷凝器、2#粗甲醇冷凝器、1#粗甲醇调节冷凝器、2#粗甲醇调节冷凝器以及1#粗甲醇分离器和2#粗甲醇分离器等，鉴于本实用新型背景技术中记载2#粗甲醇分离器已做相关处理，本实用新型中的混合气体分离装置通过输送管线与1#粗甲醇分离器的放火炬气体出口相连通。在本实用新型一实施例中，混合气体分离装置中设置有不允许氢气和一氧化碳透过而仅允许氮气、甲烷、氩气等惰性气体透过的分离膜，这样可以将放火炬气体中的氢气和一氧化碳进行有效分离然后作为原料输送至原料气管网使用。在本实用新型一实施方式中，混合气体分离装置还设置有渗透气出口，渗透气出口与火炬管网相连通，防止排放到环境中造成环境污染。优选的，输送管线上设置有压力调节阀，便于压力的调节。在本实用新型一实施方式中，优选的，有效气回收压缩机为离心式压缩机，压缩机用富余蒸汽驱动透平作为原动机。

Davy甲醇合成系统还包括氢回收系统变压吸附单元产品气火炬线，在本实用新型一典型的实施例中，组件还包括设置在氢回收系统变压吸附单元产品气火炬线上的富氢回收压缩机，富氢回收压缩机的出气口与新鲜合成气入口管线相连通，富氢回收压缩机可以为离心式压缩机，该压缩机也用富余蒸汽驱动透平作为原动机。

根据本实用新型一种典型的实施方式，提供一种甲醇合成系统。该甲醇合成系统包括上述任一种甲醇合成系统用开车过程物料优化的组件，将甲醇合成系统的放火炬气通过增设一套混合气体分离装置和一台有效气回收压缩机控制压力后通过新鲜合成气入口管线导入原料气管网，将氢回收系统变压吸附单元产品气火炬线处增设一台富氢回收压缩机将未合格前的富氢气提压后并入原料气管网，进一步实现节支降耗、保护环境，能源的最大利用和效益的最大化多重目的。

下面将结合实施例进一步说明本发明的有益效果。

实施例1

装置：

如图1所示，Davy甲醇合成系统，包括1号汽包1、1号甲醇合成反应器2、1号中间换热器3、1号粗甲醇冷凝器4、1号粗甲醇调节冷凝器5、1号粗甲醇分离器6、合成气分离器7、防喘振冷却器8、蒸汽透平压缩机9、合成气压缩机10、循环气压缩机11、脱硫槽12、脱氯槽13、合成净化预热器14、2号中间换热器15、2号甲醇合成反应器16、2号汽包17、2号粗甲醇冷凝器18、2号粗甲醇调节冷凝器19、火炬20、2号粗甲醇分离器21、过滤器22、水洗塔23、聚结过滤器24、进膜加热器25、膜分离器26、吸附塔27、尾气压缩机28，在此基础上增设一台混合气体分离装置29，通过输送管线输送1#粗甲醇分离器处原放火炬气体至混合气体分离装置(膜分离装置)29。膜分离装置用于接收1#粗甲醇分离器处原放火炬气体，非渗透气侧与有效气回收压缩机30连接，渗透气并入火炬管网。有效气回收压缩机30用于将分离后的主要含有氢气、一氧化碳等有效气体提压后返回至新鲜合成气入口管线。输送管线设置入口压力调节阀，混合气体分离装置29成套设计、制造、安装。在本实施例中，有效气回收压缩机30为离心式压缩机，压缩机用富余蒸汽驱动透平作为原动机，有效气回收压缩机将有效气压力提高至5.2MPa左右。氢回收系统变压吸附单元产品气火炬线处增设一台富氢回收压缩机31将未合格前的富氢气提压后并入原料气管网，本实施例中，富氢回收压缩机31也为离心式压缩机，该压缩机也用富余蒸汽驱动透平作为原动机。

操作步骤(所述步骤为Davy甲醇合成工艺的常规操作步骤，部分步骤未详细描述)：

(1)来自1#粗甲醇分离器处放火炬气体，温度小于45℃，初始压力3.0MPa(G)左右，随着合成气引入甲醇合成系统，系统压力逐渐升高，控制回路压力以约0.8MPa/h的速率上升，通过系统压力调节阀将原有氮气工况利用合成气进行置换。

(2)来自1#粗甲醇分离器处放火炬气体利用输送管线，输送至混合气体分离装置处，控制混合气体分离装置为最佳膜分离温度后，进入膜组，利用各气体组份在高分子聚合物中的溶解扩散速率不同，利用膜两侧分压差的作用使其渗透通过纤维膜壁的速率不同而实现分离。

(3)分离后渗透气主要为氮气，并入火炬系统，非渗透气主要成分为氢气和一氧化碳通过输送管线进入有效气回收压缩机入口。

(4)来自混合气体分离装置的有效气通过有效气回收压缩机提压后，压力升至5.2MPa(G)并入新鲜原料气入口。

(5)来自氢回收系统变压吸附单元的产品气初始工况时未合格，通过富氢回收压缩机提压后，压力升至5.2MPa(G)并入新鲜原料气入口。

本实用新型涉及的整个甲醇合成工艺成熟且运行装置满足长周期安全稳定运行工况；本实用新型所采用的混合气体分离装置的膜分离技术成熟，成套设计、制造、安装，既节省了设备投资，又节省了维护操作费用，还减少了占地面积；将原放火炬气中有效气通过分离设备和提压设备实现节支降耗、保护环境，能源的最大利用和效益的最大化多重目的。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种甲醇合成系统用开车过程物料优化的组件，所述甲醇合成系统包括新鲜合成气入口管线、反应器、冷凝器及粗甲醇分离器，其特征在于，所述组件包括：

混合气体分离装置，通过输送管线与所述粗甲醇分离器的放火炬气体出口相连通；以及

有效气回收压缩机，设置有压缩机有效气入口和压缩机有效气出口，其中，所述压缩机有效气入口与所述混合气体分离装置的有效气出口相连通，所述压缩机有效气出口与所述新鲜合成气入口管线相连通。

2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述甲醇合成系统为用于Davy甲醇合成工艺的Davy甲醇合成系统，所述Davy甲醇合成系统包括1#粗甲醇分离器和2#粗甲醇分离器，所述混合气体分离装置通过输送管线与所述1#粗甲醇分离器的放火炬气体出口相连通。

3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述混合气体分离装置中设置有不允许氢气和一氧化碳透过而仅允许惰性气体透过的分离膜。

4.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，所述混合气体分离装置还设置有渗透气出口，所述渗透气出口与火炬管网相连通。

5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述输送管线上设置有压力调节阀。

6.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述有效气回收压缩机为离心式压缩机。

7.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述Davy甲醇合成系统还包括氢回收系统变压吸附单元产品气火炬线，所述组件还包括设置在所述氢回收系统变压吸附单元产品气火炬线上的富氢回收压缩机，所述富氢回收压缩机的出气口与所述新鲜合成气入口管线相连通。

8.根据权利要求7所述的组件，其特征在于，所述富氢回收压缩机为离心式压缩机。

9.一种甲醇合成系统，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的甲醇合成系统用开车过程物料优化的组件。

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