[實用新型]煤氣聯(lián)產(chǎn)甲醇過程中原料氣的氫碳比調(diào)節(jié)裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720004872.0
• 申請日: 2007-02-12
• 公開（公告）號: CN201065400Y
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫永亮;楊志敏;韓玉鋒;張曉安
• 申請（專利權(quán)）人: 河南省化工設(shè)計院有限公司
• 主分類號: C10K3/00
• 分類號: C10K3/00;C07C31/04
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所
• 代理人: 劉明華

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種調(diào)節(jié)氣體中氫氣含量的裝置，更具體地說，本實用新型涉及一種調(diào)節(jié)甲醇合成原料氣的氫碳比的裝置。

背景技術(shù)

甲醇合成氣中氫碳比一般要求在2.05～2.25的范圍之內(nèi)，由于在城市煤氣聯(lián)產(chǎn)甲醇過程中，進甲醇合成器的凈煤氣的氫碳比f＝(H₂-CO₂)/(CO+CO₂)＝1.97，低于甲醇合成所要求的最佳化學(xué)當(dāng)量范圍，不僅副反應(yīng)增加，造成合成率下降，還會產(chǎn)生結(jié)蠟現(xiàn)象而堵塞催化劑，嚴重時，使生產(chǎn)無法進行。因此需要將進甲醇合成器的凈煤氣的氫碳比從1.97調(diào)節(jié)至2.05～2.25。調(diào)節(jié)氫碳比可以采用一氧化碳變換法，即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：CO+H₂O＝CO₂+H₂，首先將一氧化碳變換為二氧化碳變換，然后將二氧化碳脫除，但這要增加變換和脫碳兩個工序，使工程項目投資大大增加。

所以，需要開發(fā)一種能夠調(diào)節(jié)甲醇合成氣的氫碳比的低成本裝置。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是針對目前對能夠調(diào)節(jié)甲醇合成氣的氫碳比的低成本裝置的需求和煤氣聯(lián)產(chǎn)甲醇生產(chǎn)的特點，提供一種調(diào)節(jié)原料氣中的氫碳比使之符合甲醇合成氣要求的裝置。

本實用新型的煤氣聯(lián)產(chǎn)甲醇過程中原料氣的氫碳比調(diào)節(jié)裝置包括水洗塔、氣液分離器、加熱器和膜分離器，水洗塔的中部設(shè)有原料氣進氣口，上部設(shè)有進水口，下端設(shè)有出水口，水洗塔的頂部通過管道與氣液分離器中部連接，氣液分離器的頂部通過管道與加熱器的氣體入口連接，加熱器的氣體出口通過管道與膜分離器的氣體入口連接，膜分離器兩端分別設(shè)有富氫氣出口和提氫后的弛放氣出口。

優(yōu)選地，膜分離器的富氫氣出口的壓力不小于2.4Mpa，膜分離器的提氫后的弛放氣出口的壓力不小于2.16Mpa。這樣富氫氣可直接返回甲醇合成原料氣系統(tǒng)，回收氫后的弛放氣可不經(jīng)壓縮直接進入城市煤氣系統(tǒng)，大大地節(jié)省了其它輔助設(shè)施的投資成本。膜分離器11裝填合適量的膜可以滿足這兩個出口壓力，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)膜分離回收氫氣的常識選擇膜和膜的用量來達到這兩個出口壓力的要求，這里不具體地詳細說明。

所述加熱器優(yōu)選使用低壓蒸汽加熱。用低壓蒸汽將氣體加熱至65℃使其溫度滿足膜分離器的操作溫度。設(shè)置加熱器的目的就是調(diào)節(jié)氣體的溫度使膜分離器正常運行。對加熱器的具體結(jié)構(gòu)形式?jīng)]有特別的限定，技術(shù)人員根據(jù)常識和工廠的實際情況加以選擇，只要能夠就氣體加熱到所需要的溫度就可以。當(dāng)然，也可以使用熱水加熱，只不過要求較大的加熱面積而已。

所述氣液分離器內(nèi)上部布置有不銹鋼絲網(wǎng)。夾帶液體的氣體進入氣液分離器后，液體向下沉降，氣體從上端的出口流出，設(shè)置不銹鋼絲網(wǎng)有利于更好地除去氣體夾帶的液體。

對水洗塔的具體結(jié)構(gòu)沒有特別的限定，一般現(xiàn)有工業(yè)裝置都配備，本領(lǐng)域的技術(shù)人員對于水洗塔的結(jié)構(gòu)和操作已經(jīng)很熟悉，這里就不具體地描述。

在城市煤氣聯(lián)產(chǎn)甲醇過程中，甲醇合成弛放氣中氫氣含量較高，本實用新型利用膜分離技術(shù)回收甲醇馳放氣中的氫氣，使之返回甲醇合成原料氣中，從而使得甲醇合成原料氣H/C比由原來的1.97提高到2.25的最佳值，不僅可以降低合成副反應(yīng)的發(fā)生，減少蠟的生成，還可提高甲醇合成轉(zhuǎn)化率約10％左右。氫氣加以回收后返回合成系統(tǒng)比直接進入城市煤氣系統(tǒng)，在技術(shù)、經(jīng)濟等方面均產(chǎn)生顯著的效果。

根據(jù)本實用新型的特點，采用膜分離器回收弛放氣中的氫，具有以下四個優(yōu)點：①回收的富氫氣壓力≥2.4Mpa，可直接返回甲醇合成原料氣系統(tǒng)；②回收氫后的弛放氣壓力≥2.16MPa，可不經(jīng)壓縮直接進入城市煤氣系統(tǒng)；③氫氣回收率為70％～80％；④運行費用相對較低。

本實用新型應(yīng)用于義馬氣化廠91萬立方米/天的燃料煤氣，配套年產(chǎn)8萬噸甲醇工程，采用膜分離提氫返回甲醇合成原料氣中，使H/C可以在最佳工藝條件范圍內(nèi)(2.05～2.2)進行調(diào)控，使凈煤氣消耗由2154.18Nm³/t甲醇降至1782.96Nm³/t甲醇。經(jīng)過試生產(chǎn)期與滿負荷生產(chǎn)期的驗證，不僅可以降低合成付反應(yīng)的發(fā)生，減少蠟的生成；還可提高甲醇合成轉(zhuǎn)化率約10％左右，經(jīng)濟效益顯著。此項技術(shù)填補了國內(nèi)外甲醇生產(chǎn)的空白。

附圖說明

圖1是本實用新型的煤氣聯(lián)產(chǎn)甲醇過程中原料氣的氫碳比調(diào)節(jié)裝置的示意圖。

符號說明：