[發(fā)明專利]一種碳?xì)浠厥障到y(tǒng)及回收方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211440979.5
• 申請(qǐng)日: 2022-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN115845573A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿淑遠(yuǎn);顧英;陳金鋒;劉澤遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中石化寧波工程有限公司;中石化寧波技術(shù)研究院有限公司;中石化煉化工程(集團(tuán))股份有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/22
• 分類號(hào): B01D53/22;B01D53/047;C07C29/151;C07C29/76;C07C29/80;C07C31/04;C01B3/12;C01B3/50;C01B3/56
• 代理公司: 寧波誠(chéng)源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽;張群

本發(fā)明涉及一種碳?xì)浠厥障到y(tǒng)及回收方法，回收系統(tǒng)包括甲醇合成系統(tǒng)及甲醇精餾系統(tǒng)，還包括：第一膜分離裝置、第一PSA制氫裝置、氣體儲(chǔ)罐、增壓機(jī)、變換系統(tǒng)、第二PSA制氫裝置、第二膜分離裝置。本發(fā)明將甲醇裝置馳放氣和尾氣中的H₂+CO最大程度的進(jìn)行回收利用，馳放氣采用膜分離+PSA梯級(jí)回收工藝，其余低壓尾氣經(jīng)收集、加壓后，引進(jìn)變換工藝，將其中未反應(yīng)的CO變換成H₂，再經(jīng)膜分離和PSA裝置，進(jìn)行氫氣提純，最終得到純度99％(體積分?jǐn)?shù))以上的工業(yè)氫氣，充分回收其中的H₂+CO有效氣；本發(fā)明充分發(fā)掘了煤化工的邊際效益，達(dá)到了廢物資源綜合利用的目的，從而有效降低了裝置能耗、提高了總碳利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及甲醇生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種碳?xì)浠厥障到y(tǒng)及回收方法。

背景技術(shù)

“碳達(dá)峰、碳中和”是我國(guó)未來(lái)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，要求我們加速實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)及碳資源的高效利用，完成經(jīng)濟(jì)綠色轉(zhuǎn)型及高質(zhì)量發(fā)展。發(fā)展高效工業(yè)廢氣回收利用技術(shù)將有效緩解能源緊缺及環(huán)境問(wèn)題并助力經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展及“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。氫氣是重要的化工原料，也是重要的清潔能源，而水煤氣制氫、裂化石油氣制氫、甲醇裂解制氫、氨裂解制氫、電解水制氫等途徑能耗高。

針對(duì)煤化工碳多氫少的特點(diǎn)，為了提高煤制甲醇過(guò)程原料的利用效率，甲醇生產(chǎn)裝置一般利用膜分離和PSA技術(shù)，將馳放氣中氫氣進(jìn)行回收再利用，經(jīng)過(guò)氫回收后會(huì)產(chǎn)生部分的解吸氣，解吸氣作為尾氣，其中還有一定量的CO和H₂，其壓力較低，傳統(tǒng)上是將該尾氣通往火炬作為廢氣燃燒。粗甲醇進(jìn)精餾前，要經(jīng)過(guò)減壓閃蒸，除去其中的不凝氣，閃蒸氣中含有一部分未反應(yīng)的CO和H₂，傳統(tǒng)手段是將其作為燃料氣使用。甲醇預(yù)精餾塔頂會(huì)產(chǎn)生一部分低壓甲醇尾氣，其中也含有未完全反應(yīng)的CO和H₂，通常是通往火炬作為廢氣燃燒。即，現(xiàn)有技術(shù)存在H₂與CO無(wú)法得到充分的回收利用、資源浪費(fèi)的問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題，CN 111943139A公開了一種煤經(jīng)甲醇制烯烴裝置甲醇馳放氣的回收利用系統(tǒng)及方法，該方法是一種甲醇馳放氣的回收利用系統(tǒng)，即馳放氣先經(jīng)過(guò)膜分離，非滲透氣進(jìn)PSA進(jìn)行氫氣再提純；但是該方法甲醇尾氣回收率低，不能解決低壓的甲醇尾氣的回收利用問(wèn)題。CN 105129731A《甲醇馳放氣中氫氣的回收裝置》公開了一種甲醇馳放氣的氫回收方法，采用膜分離+PSA+膜分離的回收方式，但是該方法甲醇尾氣回收率低，不能解決低壓的甲醇尾氣的回收利用問(wèn)題。另外，在上述工藝中，無(wú)論是膜分離還是PSA，其尾氣中的CO都沒(méi)能合理利用，最終都是作為燃料使用，導(dǎo)致整個(gè)裝置能耗高、總碳利用率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種有充分回收CO和H₂從而降低裝置能耗、提高總碳利用率的碳?xì)浠厥障到y(tǒng)。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種上述碳?xì)浠厥障到y(tǒng)的回收方法。

本發(fā)明解決至少一個(gè)上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

一種碳?xì)浠厥障到y(tǒng)，包括甲醇合成系統(tǒng)及甲醇精餾系統(tǒng)，所述甲醇合成系統(tǒng)設(shè)置有供馳放氣輸出的氣相出口及供液相輸往甲醇精餾系統(tǒng)的液相出口，還包括：

第一膜分離裝置，設(shè)于所述甲醇合成系統(tǒng)的下游，供甲醇馳放氣輸入其中，用于自甲醇馳放氣中提取氫氣；所述第一膜分離裝置設(shè)置有供提取出的氫氣回流至甲醇合成系統(tǒng)的第一出口、供所得非滲透氣輸出的第二出口；

第一PSA制氫裝置，入口與所述第二出口相連通、供非滲透氣輸入，用于得到提純氫氣；所述第一PSA制氫裝置設(shè)置有供提純得到氫氣輸出的第一氫氣輸出口、供解吸氣輸出的第三出口；

氣體儲(chǔ)罐，設(shè)置有分別供來(lái)自甲醇精餾系統(tǒng)的塔頂尾氣、來(lái)自甲醇閃蒸罐的閃蒸氣、來(lái)自第一PSA制氫裝置的解吸氣輸入的進(jìn)口，用于存儲(chǔ)混合尾氣；