一種甲醇工藝馳放氣能量回收裝置及甲醇工藝系統的製作方法

2023-12-09 07:19:21 1

專利名稱：一種甲醇工藝馳放氣能量回收裝置及甲醇工藝系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種甲醇工藝馳放氣能量回收裝置及甲醇工藝系統。
背景技術：
甲醇是用途十分廣泛的基本有機化工原料，在國際大宗化工原料市場中佔第四 位，僅次於乙烯、丙烯和苯。目前大型甲醇裝置都採用中高壓法生產甲醇，無論由天然氣、乙 炔尾氣、焦爐氣還是煤製備甲醇，均存在高壓馳放氣減壓排放的問題。合成甲醇的原料氣經壓縮進入合成塔催化反應，部分原料氣反應生成甲醇，而未 反應的原料與生成的甲醇氣一起出合成塔經過多級換熱後進入甲醇收集罐，甲醇收集罐底 部的粗甲醇送往精餾單元，甲醇收集罐頂部的氣體，一部分返回至合成塔，另一部分則進入 甲醇洗滌罐進行洗滌，再次收集氣體中所含甲醇，甲醇洗滌罐底部的粗甲醇送往精餾單元， 甲醇洗滌罐頂部的氣體則作為弛放氣處理。馳放氣的處理主要分為兩種，一種是將馳放氣 經過氫氣回收裝置回收其中的有效氣體氫氣，之後經減壓閥減壓後馳放；另一種方法是將 馳放氣直接經減壓閥減壓之後，送入轉化工段作為轉化爐的燃料氣。當然，現有技術中還存 在將馳放氣抽出小部分作為加氫脫硫的還原氣的處理手段，但對於其剩餘大部分的馳放氣 仍然與前述方法同樣處理。目前甲醇工藝對弛放氣的兩種處理方法中均需要將高壓弛放氣通過減壓閥減壓 後送往下遊工序，弛放氣的壓力通常由7. 5 IlMPa減壓至0. 3MPa 3MPa再進行處理，由 此造成了大量高壓勢能的浪費。隨著經濟的發展，國家對化工行業節能減排的重視，節能降 耗逐漸成為石油化工行業最為關注的問題，如何利用弛放氣的能量也是甲醇裝置降低能耗 亟待解決的問題之一。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術對甲醇工藝高壓馳放氣通過 減壓閥減壓造成大量高壓勢能浪費的缺陷，提供一種甲醇工藝馳放氣能量回收裝置及甲醇 工藝系統。本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題的一種甲醇工藝馳放氣能 量回收裝置，其包括一一級膨脹機、一第一發電機和一第一換熱器，該第一發電機與該一級 膨脹機相連，該一級膨脹機的氣體出口與該第一換熱器冷流體入口連接。其中，當該甲醇工 藝馳放氣能量回收裝置應用於甲醇工藝時，該一級膨脹機的氣體入口與馳放氣輸入管道連 接，該第一換熱器冷流體出口與馳放氣排出管道連接；該第一換熱器可用於使弛放氣溫度 達到下遊工序的要求。較佳地，該甲醇工藝馳放氣能量回收裝置還設有一第二換熱器，該第二換熱器的 冷流體出口與該一級膨脹機的氣體入口連接。該第二換熱器設置於該一級膨脹機之前，可 用於升高馳放氣的氣體溫度，使之通過該一級膨脹機及發電機快速回收高壓勢能。較佳地，該甲醇工藝馳放氣能量回收裝置還包括一二級膨脹機、一第二發電機和一第三換熱器，該二級膨脹機的氣體入口與該第一換熱器冷流體出口連接，該二級膨脹機 的氣體出口與該第三換熱器冷流體入口連接，該第二發電機設置於該二級膨脹機上。該第 三換熱器可用於使弛放氣溫度達到下遊工序的要求。其中，較佳地，該第一換熱器、該第二換熱器以及該第三換熱器的熱流體通路與甲 醇工藝廢熱回收循環管道連接進一步回收熱能。本實用新型還涉及一種甲醇工藝系統，其包括合成塔、甲醇收集罐、甲醇洗滌罐和 精餾單元，其還包括前述的甲醇工藝馳放氣能量回收裝置，該甲醇工藝馳放氣能量回收裝 置與該甲醇洗滌罐的馳放氣出口連接。較佳地，該甲醇工藝系統還包括一氫氣回收裝置，該氫氣回收裝置設置於該甲醇 洗滌罐與該甲醇工藝馳放氣能量回收裝置之間。在符合本領域技術常識的基礎上，上述技術特徵的各優選條件可任意組合獲得本 實用新型的較佳實施例。本實用新型的積極進步效果在於本實用新型提供了一種甲醇工藝馳放氣能量回 收裝置及甲醇工藝系統。該甲醇工藝馳放氣能量回收裝置取消了原甲醇工藝系統高壓弛放 氣的減壓閥，將高壓弛放氣的能量進行回收，能充分利用弛放氣高壓能，降低甲醇裝置的能 耗，促進節能新工藝的推廣應用。

圖1為本實用新型實施例1的甲醇工藝馳放氣能量回收裝置結構示意圖。圖2為本實用新型實施例2的甲醇工藝馳放氣能量回收裝置結構示意圖。圖3為本實用新型實施例3的甲醇工藝馳放氣能量回收裝置結構示意圖。圖4為本實用新型實施例4的甲醇工藝系統結構示意圖。圖5為本實用新型實施例5的甲醇工藝系統結構示意圖。圖6為本實用新型實施例6的甲醇工藝系統結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖給出本實用新型較佳實施例，以詳細說明本實用新型的技術方案。實施例1如圖1所示，本實用新型提供一種甲醇工藝馳放氣能量回收裝置，其包括一級膨 脹機1、第一發電機2和第一換熱器3，第一發電機2與一級膨脹機1相連，一級膨脹機1的 氣體出口與第一換熱器3冷流體入口連接。其中，當該甲醇工藝馳放氣能量回收裝置應用 於甲醇工藝時，一級膨脹機1的氣體入口與馳放氣輸入管道連接，第一換熱器3冷流體出口 與馳放氣排出管道連接，第一換熱器3熱流體通路可與甲醇工藝廢熱回收循環管道連接， 由此進一步充分利用甲醇工藝廢熱能耗並促進節能。實施例2如圖2所示，本實用新型提供一種甲醇工藝馳放氣能量回收裝置，其包括一級膨 脹機1、第一發電機2、第一換熱器3和第二換熱器4，第二換熱器4的冷流體出口與一級膨 脹機1的氣體入口相連接，一級膨脹機1的氣體出口與第一換熱器3冷流體入口連接，第一 發電機2與一級膨脹機1相連。第二換熱器4的設置用於升高馳放氣的氣體溫度，使之通過一級膨脹機1及發電機2快速回收馳放氣的高壓勢能。其中，當該甲醇工藝馳放氣能量 回收裝置應用於甲醇工藝時，第二換熱器4的冷流體入口與馳放氣輸入管道連接，第一換 熱器3冷流體出口與馳放氣排出管道連接，第一換熱器3與第二換熱器4的熱流體通路可 與甲醇工藝廢熱回收循環管道連接，由此進一步充分利用甲醇工藝廢熱能耗並促進節能。實施例3如圖3所示，本實用新型提供一種甲醇工藝馳放氣能量回收裝置，其包括一級膨 脹機1、第一發電機2、第一換熱器3、二級膨脹機5、第二發電機6和第三換熱器7，一級膨 脹機1的氣體出口與第一換熱器3冷流體入口連接，第一發電機2與一級膨脹機1相連，第 一換熱器3冷流體出口與二級膨脹機5的氣體入口連接，二級膨脹機5的氣體出口與第三 換熱器7冷流體入口連接，第二發電機6設置於二級膨脹機5上。其中，當該甲醇工藝馳放 氣能量回收裝置應用於甲醇工藝時，一級膨脹機1的氣體入口與馳放氣輸入管道連接，第 三換熱器7冷流體出口與馳放氣排出管道連接，第一換熱器3與第三換熱器7的熱流體通 路可與甲醇工藝廢熱回收循環管道連接，由此進一步充分利用甲醇工藝廢熱能耗並促進節 能。實施例4如圖4所示，本實用新型提供一種甲醇工藝系統，其包括合成塔8、甲醇收集罐9、 精餾單元10、甲醇洗滌罐11、氫氣回收裝置12、氫氣收集單元13以及實施例3所述的甲醇 工藝馳放氣能量回收裝置，該甲醇工藝馳放氣能量回收裝置與該氫氣回收裝置12的馳放 氣出口連接。實施例5如圖5所示，本實用新型提供一種甲醇工藝系統，其包括合成塔8、甲醇收集罐9、 精餾單元10、甲醇洗滌罐11以及實施例3所述的甲醇工藝馳放氣能量回收裝置，該甲醇工 藝馳放氣能量回收裝置與該甲醇洗滌罐11的馳放氣出口連接。實施例6如圖6所示，本實用新型提供一種甲醇工藝系統，其包括合成塔8、甲醇收集罐9、 精餾單元10、甲醇洗滌罐11以及實施例2所述的甲醇工藝馳放氣能量回收裝置，該甲醇工 藝馳放氣能量回收裝置與該甲醇洗滌罐11的馳放氣出口連接。效果實施例為考察本實用新型甲醇工藝馳放氣能量回收裝置的應用效果，以實施例3的甲醇 工藝馳放氣能量回收裝置應用於甲醇工藝中，即形成實施例5的甲醇工藝系統進行考察， 一般弛放氣的壓力為7. 5 llMPa，在高壓弛放氣進入一級膨脹機1後可減壓至3. 5 5. 8MPa,出一級膨脹機1的弛放氣溫度在-20 40°C，經第一換熱器3換熱至60 120°C 後進入二級膨脹機5，二級膨脹機5的氣體出口壓力為0. 5MPa 3MPa，溫度為-20 10°C， 再經第三換熱器7回收甲醇工藝廢熱將馳放氣溫度升至合適溫度後送往後續工序；其中， 一級膨脹機1回收的機械能經第一發電機2轉化為電能，二級膨脹機5回收的機械能經第 二發電機6轉化為電能。同時，也可以利用實施例2的甲醇工藝馳放氣能量回收裝置即實施例6的工藝系 統考察其應用效果，馳放氣經第二換熱器4先行加熱至120 180°C，然後通過一級膨脹機 1，將馳放氣壓力降至0. 5MPa 3MPa，再經第一換熱器3回收甲醇工藝廢熱將馳放氣溫度升至合適溫度後送往後續工序；其中，一級膨脹機1回收的機械能經第一發電機2轉化為電 能。將實施例3的甲醇工藝馳放氣能量回收裝置應用於甲醇工藝中，即形成實施例4 的甲醇工藝系統進行考察，由甲醇工藝經氫氣回收裝置12分離出來的弛放氣約45600Nm3/ h，壓力7. 79MPa，溫度180°C，該弛放氣物流預計被引到轉化爐去燃燒，但燃燒時所需壓力 僅0. 15MPa，考慮沿程阻力和局部阻力約0. 15MPa，因此所需送出壓力滿足大於0. 3MPa即 可，根據傳統工藝，該物流直接用減壓閥降壓至所需壓力後送出界區，這浪費了很大的能 量。通過本實用新型，現將弛放氣物流引進實施例3的裝置，馳放氣經一級膨脹劑1，降壓至 2. 9MPa，出膨脹機1後馳放氣物流溫度有所降低，之後經第一換熱器3加熱至約150°C後，進 入二級膨脹機5，馳放氣二級膨脹機5的壓力為0. 3MPa,再經第三換熱器7升溫至合適溫度 後引到轉化爐去燃燒即可。其中，第一換熱器3、第三換熱器7所需熱量均由甲醇工藝廢熱 提供；膨脹機對外做功通過發電機轉化為電能。主要結果參數如下表所示 由上表數據可知膨脹機總內功率3692. 7kW，發電機效率約為0. 94，發電功率 3471. lkW。由此看出，通過本實用新型可回收能量3471. lkw，較原來直接降壓相比，新工藝 在節能降耗方面要遠遠優於原工藝。雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解， 這些僅是舉例說明，本實用新型的保護範圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術 人員在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修 改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護範圍。
權利要求一種甲醇工藝馳放氣能量回收裝置，其特徵在於其包括一一級膨脹機、一第一發電機和一第一換熱器，該第一發電機與該一級膨脹機相連，該一級膨脹機的氣體出口與該第一換熱器冷流體入口連接。
2.如權利要求1所述的甲醇工藝馳放氣能量回收裝置，其特徵在於該甲醇工藝馳放 氣能量回收裝置還設有一第二換熱器，該第二換熱器的冷流體出口與該一級膨脹機的氣體 入口連接。
3.如權利要求1所述的甲醇工藝馳放氣能量回收裝置，其特徵在於該甲醇工藝馳放 氣能量回收裝置還包括一二級膨脹機、一第二發電機和一第三換熱器，該二級膨脹機的氣 體入口與該第一換熱器冷流體出口連接，該二級膨脹機的氣體出口與該第三換熱器冷流體 入口連接，該第二發電機設置於該二級膨脹機上。
4.一種甲醇工藝系統，其包括合成塔、甲醇收集罐、甲醇洗滌罐和精餾單元，其特徵在 於其還包括如權利要求1 3任一項所述的甲醇工藝馳放氣能量回收裝置，該甲醇工藝馳 放氣能量回收裝置與該甲醇洗滌罐的馳放氣出口連接。
5.如權利要求4所述的甲醇工藝系統，其特徵在於其還包括一氫氣回收裝置，該氫氣 回收裝置設置於該甲醇洗滌罐與該甲醇工藝馳放氣能量回收裝置之間。
專利摘要本實用新型公開了一種甲醇工藝馳放氣能量回收裝置及甲醇工藝系統。該甲醇工藝馳放氣能量回收裝置包括一一級膨脹機、一第一發電機和一第一換熱器，該第一發電機與該一級膨脹機相連，該一級膨脹機的氣體出口與該第一換熱器冷流體入口連接。該甲醇工藝系統包括合成塔、甲醇收集罐、甲醇洗滌罐和精餾單元，其還包括本實用新型甲醇工藝馳放氣能量回收裝置，該甲醇工藝馳放氣能量回收裝置與該甲醇洗滌罐的馳放氣出口連接。本實用新型取消了原甲醇工藝系統高壓馳放氣的減壓閥，將高壓馳放氣的能量進行回收，能充分利用馳放氣高壓能，降低甲醇裝置的能耗，促進節能新工藝的推廣應用。
文檔編號C07C31/04GK201665640SQ20102013043
公開日2010年12月8日 申請日期2010年3月12日 優先權日2010年3月12日
發明者張建鉞, 王波 申請人:張建鉞;王波