[發明專利]一種甲醇馳放氣壓力能回收的系統及工藝方法

在審

• 申請號: 201611201659.9
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN108223032A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 朱琳
• 申請（專利權）人: 朱琳
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F01K25/14;F01K15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種甲醇馳放氣壓力能回收的系統及工藝方法，包括膨脹機的兩個通道，即膨脹端和增壓端，分別對接膜分離裝置的尾氣出口和滲透氣出口。其中，尾氣通過膨脹的方式輸出膨脹功，用于滲透氣增壓，目的一是回收高壓尾氣的壓力能，同時采取先加熱后膨脹的方式，是為了回收工廠內的廢熱，并增加膨脹端的輸出功；目的二是降低膜的前后壓差，提高氫氣回收率。本發明提出的工藝簡單、易實施、效果顯著。

技術領域

本發明屬于石油化工行業的節能減排領域，涉及一種甲醇馳放氣壓力能回收利用的新方法。

背景技術

在甲醇馳放氣經膜分離裝置回收其中的有用組分(主要是氫氣)，所得滲透氣送回甲醇合成單元循環利用，所得尾氣經調節閥減壓后送至轉化工序或作為燃料氣使用。受下游壓力的影響，膜后壓力需要維持一定壓力值，這意味著膜的前后壓差偏小，氫氣分離效果較差；另一方面尾氣的壓力基本沒有下降，而其下游(如轉化工序)的壓力較低，兩者之間的壓力降一般通過閥門實現，造成了壓力能的損失。

本發明提出了回收上述尾氣壓力能的一種工藝方法，利用經特殊設計的膨脹機，高壓尾氣通過膨脹端膨脹做功，滲透氣則通過增壓端提高壓力，即將高壓尾氣的壓力能轉移到滲透氣，保證滲透氣送至下游所需的壓力，從而可以降低膜后壓力，這意味著增加了膜的前后壓差，提高氫氣的分離效果，進而實現甲醇增產的目的。

本發明提出的工藝流程簡單，改造成本低，周期短，同時獲得節能和增產兩種收益，具有低投入高收益的特點。

發明內容

為實現節能降耗的目的，本發明提出的，其具體步驟包括：原料氣為膜分離裝置的高壓尾氣和滲透氣，其中高壓尾氣經過膨脹端膨脹做功，滲透氣通過增壓端提高壓力。膨脹端：高壓尾氣經流量計計量后送入加熱器，加熱到120-200℃后送至膨脹端膨脹做功，降壓至一定壓力，然后經冷卻器降溫至40℃后送至下游工序。

增壓端：滲透氣首先經冷卻器降溫至40℃，然后經增壓端增壓至一定壓力，送至甲醇合成裝置。

當原料組成變化或存在特殊工況時，膜分離后的滲透氣和尾氣的流量偏差較大，可能發生膨脹端和增壓端流量不匹配的問題，此時可采用圖2所示的方法解決。

附圖說明

圖1是本發明的流程示意圖。

圖2是二級膨脹機的膨脹端及增壓端串并聯結構示意圖。

具體實施方式

以某甲醇廠膜提氫裝置為例進行說明，該裝置進料為甲醇馳放氣，采用膜分離工藝回收其中的氫氣，受下游裝置影響，膜后壓力(即滲透氣側)的壓力必須維持在2.6MPa以上，因此膜的前后壓差只有3.5MPa。

一方面，由于壓差較小，導致氫氣的回收率僅有52％(實測值)。另一方面，膜分離裝置的(即非滲透側)尾氣壓力基本維持原有壓力，而下游裝置的壓力需維持在2.6MPa，因此需要采用調節閥進行減壓處理，造成了壓力能的損失。

采用本發明提出的工藝，利用專用膨脹機，通過膨脹端回收高壓尾氣的壓力能，通過增壓端提高滲透氣的壓力，經上述處理后，可以降低膜后壓力，提高膜的前后壓差，從而顯著提高氫氣回收率，同時還有效回了高壓尾氣的壓力能，具有一舉多得的效果，其具體步驟如下：

膨脹端：高壓尾氣壓力約為6MPa，經流量計計量后送入加熱器，加熱到150℃后送至膨脹端膨脹做功，降壓至2.6MPa，然后經冷卻器降溫至40℃后送至轉化工序。

增壓端：滲透氣壓力約為1.4MPa，首先經冷卻器降溫至40℃，然后經增壓端增壓至2.6MPa，送至甲醇合成工序。

采用本發明提出的工藝，膜的前后壓差提高到4.6MPa，氫氣回收率提高至72.8％，效果顯著。