一種處理甲醇閃蒸汽的裝置製造方法

2023-05-02 05:45:51

一種處理甲醇閃蒸汽的裝置製造方法
【專利摘要】一種處理甲醇閃蒸汽的裝置，它涉及一種處理閃蒸汽的裝置。本實用新型的目的是要解決現有生產甲醇過程中產生甲醇閃蒸汽，現有方法存在回收利用甲醇閃蒸汽的成本高和直接將甲醇閃蒸汽排放到空氣中造成資源浪費和汙染環境的問題。裝置包括淨煤氣入口管、閥門、加熱爐、燃料氣緩衝罐、氧氣和水蒸氣進氣管、轉化爐、壓縮機、合成塔、冷卻器、閃蒸槽、排空閥、閃蒸汽分離器、甲醇出口管、循環水換熱器和入塔氣換熱器；所述的淨煤氣入口管分別與換熱器管束的入口端和燃料氣緩衝罐的入口端相連通；燃料氣緩衝罐的出口端與火焰分布器相連通；閃蒸汽分離器的頂部出口端與燃料氣緩衝罐相連通。本實用新型可獲得一種處理甲醇閃蒸汽的裝置。
【專利說明】一種處理甲醇閃蒸汽的裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種處理閃蒸汽的裝置。

【背景技術】
[0002]甲醇閃蒸汽是在甲醇分離器分離出的甲醇進入閃蒸槽中，壓力從高壓迅速降至低壓，溶解在甲醇中的混合氣體瞬間釋放出來，其中包括甲烷、乙烷、一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲醇氣體，該氣體成分複雜，具有較高熱值。從淨化工段來的合成甲醇淨煤氣中含有12%?18%甲烷氣體，這部分氣體對於合成甲醇來說是惰性氣體，不參與合成反應，而且影響反應效率，部分氧化工段是將其中的甲烷氣體與氧氣水蒸氣反應，產生一氧化碳、二氧化碳、氫氣合成甲醇的有效組分。
[0003]現有方法生產的甲醇主要是利用魯奇爐加壓氣化工藝，魯奇爐加壓氣化工藝生產甲醇過程中，產生的甲醇閃蒸汽，甲醇閃蒸汽成分複雜，回收利用困難，但是其中還含有甲烷、一氧化碳、甲醇等高熱值氣體，回收利用問題一直沒有很好的解決辦法，通常對這部分閃蒸汽的處理方法有兩種:第一種方法是:閃蒸汽壓力低，如果進入合成甲醇系統需新增一臺閃蒸汽壓縮機，將其壓縮至2MPa以上，將閃蒸汽中的一氧化碳、二氧化碳、氫氣合成甲醇的有效組分進行利用，但是其中的甲烷、乙烷、氮氣等惰性組分影響合成反應效率，並且新增一臺壓縮機動力成本消耗增加，從經濟效益方面分析，沒有實際意義；第二種方法是:閃蒸汽從閃蒸槽減壓後直接排入空氣中，不但浪費資源而且還對環境造成一定影響。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是要解決現有生產甲醇過程中產生甲醇閃蒸汽，現有方法存在回收利用甲醇閃蒸汽的成本高和直接將甲醇閃蒸汽排放到空氣中造成資源浪費和汙染環境的問題，而提供一種處理甲醇閃蒸汽的裝置。
[0005]一種處理甲醇閃蒸汽的裝置包括淨煤氣入口管、第一閥門、第二閥門、第三閥門、加熱爐、燃料氣緩衝罐、氧氣和水蒸氣進氣管、轉化爐、壓縮機、合成塔、冷卻器、閃蒸槽、排空閥、閃蒸汽分離器、甲醇出口管、循環水換熱器和入塔氣換熱器；
[0006]所述的加熱爐內設有換熱器管束和火焰分布器；所述的淨煤氣入口管分別與換熱器管束的入口端和燃料氣緩衝罐的入口端相連通；淨煤氣入口管與換熱器管束之間設有第一閥門，淨煤氣入口管與燃料氣緩衝罐之間設有第二閥門；燃料氣緩衝罐的出口端與火焰分布器相連通，且燃料氣緩衝罐和火焰分布器之間設有第三閥門；換熱器管束的出口端和氧氣和水蒸氣進氣管入口端分別與轉化爐的進口端相連通；轉化爐的出口端與循環水換熱器的入口端相連通，循環水換熱器的出口端與壓縮機的入口端相連通；壓縮機的出口端與入塔氣換熱器的入口端相連通，入塔氣換熱器的出口端與合成塔的入口端相連通，合成塔的出口端與冷卻器的入口端相連通；冷卻器的出口端與閃蒸槽的入口端相連通；閃蒸槽的頂部出口端與閃蒸汽分離器的入口端相連通；閃蒸汽分離器的頂部出口端與燃料氣緩衝罐相連通；閃蒸槽的底部出口端和閃蒸汽分離器的底部出口端分別與甲醇出口管相連通。
[0007]本實用新型的原理及優點:
[0008]一、合成甲醇的淨化煤氣中含有12%?18%甲烷氣體，淨化煤氣從淨煤氣入口管通過第一閥門和第二閥門分別進入到換熱器管束和燃料氣緩衝罐中，進入到燃料氣緩衝罐中的淨化煤氣通過第三閥門作為火焰分布器的燃料氣使用；進入到換熱器管束中的淨化煤氣經過火焰分布器燃燒淨煤氣明火加熱後，溫度升至達到進入轉化爐中的溫度後，加熱的淨化煤氣進入到轉化爐中，與從氧氣和水蒸氣進氣管進入的氧氣和水蒸氣在轉化爐上部的燃燒室混合燃燒，高溫氣體再經過轉化爐下部的催化劑床層，進行烴類的蒸汽轉化反應，得到高溫的轉化氣，轉化氣中甲烷的幹基含量小於0.5% ;淨化煤氣在轉化爐中發生的化學反應如下:CH4+202= CO 2+2H20 ；CH4+H20 = CO+3H2;轉化氣為 CO 2、CO、H2O 和 H2,轉化氣經過循環水換熱器冷卻，溫度降到40°C，然後進入到壓縮機中，轉化氣進入到壓縮機中升壓後，再進入到入塔氣換熱器進行升溫，再從合成塔上部進入到合成塔內列管中的絕熱催化劑層，升溫後自上而下流經列管內催化劑床層進行甲醇合成反應；合成塔中發生的化學反應方程式為2H2+C0 = CH3OH ；3H2+C02= CH30H+H20 ;反應氣從合成塔底部出來，進入到冷卻器冷卻至40°C，再從冷卻器分離出粗甲醇，粗甲醇從甲醇冷卻器的底部排出，進入到閃蒸槽中，經過閃蒸槽減壓釋放出甲醇閃蒸汽，甲醇閃蒸汽從閃蒸槽的上端排出，進入到閃蒸汽分離器中，再經過閃蒸汽分離器分離後，從閃蒸汽分離器的上端排出，進入到燃料氣緩衝罐中，作為火焰分布器的燃料氣使用，降低淨化煤氣的使用量；經過閃蒸槽和閃蒸汽分離器分離出來的甲醇進入到甲醇出口管，經過甲醇出口管排出；
[0009]二、本實用新型中閃蒸汽分離器上端產生的甲烷閃蒸汽的流量為2000m3/h，為高熱值混合氣體，甲烷閃蒸汽進入到燃料氣緩衝罐中，與淨化煤氣在燃料氣緩衝罐中混合，進入到加熱爐中，作為原料進行燃燒，甲烷閃蒸汽包含甲烷、乙烷、一氧化碳、氫氣，參考熱值為25.6MJ/m3，燃燒具有很好加熱效果，相比純淨化煤氣加熱效率高很多，淨化煤氣參考熱值為13.5MJ/立方米，減少了淨化煤氣的使用量，帶來了一定的經濟效益，每小時可補充2000立方米淨化煤氣在加熱爐中燃燒，按淨化煤氣2.5元計算，每小時可節約5000元錢，帶來一定的經濟效益，而且甲烷閃蒸汽氣體不排入大氣中，對環境不造成任何影響，具有一定的環境效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為【具體實施方式】一所述的一種處理甲醇閃蒸汽的裝置的結構示意圖；圖1中I為淨煤氣入口管，2為第一閥門，3為第二閥門，4為第三閥門，5為加熱爐，6為燃料氣緩衝罐，7為氧氣和水蒸氣進氣管，8為轉化爐，9為壓縮機，10為合成塔，11為冷卻器，12為閃蒸槽，13為排空閥，14為閃蒸汽分離器，15為甲醇出口管，16為循環水換熱器，17為入塔氣換熱器，5-1為換熱器管束，5-2為火焰分布器。

【具體實施方式】
[0011]【具體實施方式】一:本實施方式是一種處理甲醇閃蒸汽的裝置包括淨煤氣入口管1、第一閥門2、第二閥門3、第三閥門4、加熱爐5、燃料氣緩衝罐6、氧氣和水蒸氣進氣管7、轉化爐8、壓縮機9、合成塔10、冷卻器11、閃蒸槽12、排空閥13、閃蒸汽分離器14、甲醇出口管15、循環水換熱器16和入塔氣換熱器17 ；
[0012]所述的加熱爐5內設有換熱器管束5-1和火焰分布器5-2 ;所述的淨煤氣入口管I分別與換熱器管束5-1的入口端和燃料氣緩衝罐6的入口端相連通；淨煤氣入口管I與換熱器管束5-1之間設有第一閥門2，淨煤氣入口管I與燃料氣緩衝罐6之間設有第二閥門3 ;燃料氣緩衝罐6的出口端與火焰分布器5-2相連通，且燃料氣緩衝罐6和火焰分布器5-2之間設有第三閥門4 ;換熱器管束5-1的出口端和氧氣和水蒸氣進氣管7入口端分別與轉化爐8的進口端相連通；轉化爐8的出口端與循環水換熱器16的入口端相連通，循環水換熱器16的出口端與壓縮機9的入口端相連通；壓縮機9的出口端與入塔氣換熱器17的入口端相連通，入塔氣換熱器17的出口端與合成塔10的入口端相連通，合成塔10的出口端與冷卻器11的入口端相連通；冷卻器11的出口端與閃蒸槽12的入口端相連通；閃蒸槽12的頂部出口端與閃蒸汽分離器14的入口端相連通；閃蒸汽分離器14的頂部出口端與燃料氣緩衝罐6相連通；閃蒸槽12的底部出口端和閃蒸汽分離器14的底部出口端分別與甲醇出口管15相連通。
[0013]本實施方式的原理及優點:
[0014]一、合成甲醇的淨化煤氣中含有12%?18%甲烷氣體，淨化煤氣從淨煤氣入口管I通過第一閥門2和第二閥門3分別進入到換熱器管束5-1和燃料氣緩衝罐6中，進入到燃料氣緩衝罐6中的淨化煤氣通過第三閥門4作為火焰分布器5-2的燃料氣使用；進入到換熱器管束5-1中的淨化煤氣經過火焰分布器5-2燃燒淨煤氣明火加熱後，溫度升至達到進入轉化爐中的溫度後，加熱的淨化煤氣進入到轉化爐8中，與從氧氣和水蒸氣進氣管7進入的氧氣和水蒸氣在轉化爐8上部的燃燒室混合燃燒，高溫氣體再經過轉化爐8下部的催化劑床層，進行烴類的蒸汽轉化反應，得到高溫的轉化氣，轉化氣中甲烷的幹基含量小於0.5% ;淨化煤氣在轉化爐中發生的化學反應如下:CH4+202= CO 2+2H20 ；CH4+H20 = CO+3H2；轉化氣為C02、CO、H2O和H2，轉化氣經過循環水換熱器16冷卻，溫度降到40°C，然後進入到壓縮機9中，轉化氣進入到壓縮機9中升壓後，再進入到入塔氣換熱器17進行升溫，再從合成塔10上部進入到合成塔10內列管中的絕熱催化劑層，升溫後自上而下流經列管內催化劑床層進行甲醇合成反應；合成塔10中發生的化學反應方程式為2H2+C0 = CH3OH ；3H2+C02=CH30H+H20 ;反應氣從合成塔10底部出來，進入到冷卻器11冷卻至40°C，再從冷卻器11分離出粗甲醇，粗甲醇從甲醇冷卻器11的底部排出，進入到閃蒸槽12中，經過閃蒸槽12減壓釋放出甲醇閃蒸汽，甲醇閃蒸汽從閃蒸槽12的上端排出，進入到閃蒸汽分離器14中，再經過閃蒸汽分離器14分離後，從閃蒸汽分離器14的上端排出，進入到燃料氣緩衝罐6中，作為火焰分布器5-2的燃料氣使用，降低淨化煤氣的使用量；經過閃蒸槽12和閃蒸汽分離器14分離出來的甲醇進入到甲醇出口管15，經過甲醇出口管15排出；
[0015]二、本實施方式中閃蒸汽分離器14上端產生的甲烷閃蒸汽的流量為2000m3/h，為高熱值混合氣體，甲烷閃蒸汽進入到燃料氣緩衝罐6中，與淨化煤氣在燃料氣緩衝罐6中混合，進入到加熱爐5中，作為原料進行燃燒，甲烷閃蒸汽包含甲烷、乙燒、一氧化碳、氫氣，參考熱值為25.6MJ/m3，燃燒具有很好加熱效果，相比純淨化煤氣加熱效率高很多，淨化煤氣參考熱值為13.5MJ/立方米，減少了淨化煤氣的使用量，帶來了一定的經濟效益，每小時可補充2000立方米淨化煤氣在加熱爐中燃燒，按淨化煤氣2.5元計算，每小時可節約5000元錢，帶來一定的經濟效益，而且甲烷閃蒸汽氣體不排入大氣中，對環境不造成任何影響，具有一定的環境效益。
[0016]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同點是:冷卻器11頂部的出口端與壓縮機9頂部的入口端相連通。其他與【具體實施方式】一相同。
[0017]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同點是:閃蒸槽12與閃蒸汽分離器14之間設有排空閥13。其他與【具體實施方式】一或二相同。
[0018]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三不同點是:合成塔10內設有列管，列管內裝有催化劑。其他與【具體實施方式】一至三相同。
【權利要求】
1.一種處理甲醇閃蒸汽的裝置，其特徵在於一種處理甲醇閃蒸汽的裝置包括淨煤氣入口管(I)、第一閥門(2)、第二閥門(3)、第三閥門(4)、加熱爐(5)、燃料氣緩衝罐(6)、氧氣和水蒸氣進氣管⑵、轉化爐⑶、壓縮機(9)、合成塔(10)、冷卻器(11)、閃蒸槽(12)、排空閥(13)、閃蒸汽分離器(14)、甲醇出口管(15)、循環水換熱器(16)和入塔氣換熱器(17); 所述的加熱爐(5)內設有換熱器管束(5-1)和火焰分布器(5-2);所述的淨煤氣入口管⑴分別與換熱器管束(5-1)的入口端和燃料氣緩衝罐(6)的入口端相連通；淨煤氣入口管(I)與換熱器管束(5-1)之間設有第一閥門(2)，淨煤氣入口管(I)與燃料氣緩衝罐(6)之間設有第二閥門(3);燃料氣緩衝罐￠)的出口端與火焰分布器(5-2)相連通，且燃料氣緩衝罐(6)和火焰分布器(5-2)之間設有第三閥門⑷；換熱器管束(5-1)的出口端和氧氣和水蒸氣進氣管(7)入口端分別與轉化爐⑶的進口端相連通；轉化爐⑶的出口端與循環水換熱器(16)的入口端相連通，循環水換熱器(16)的出口端與壓縮機(9)的入口端相連通；壓縮機(9)的出口端與入塔氣換熱器(17)的入口端相連通，入塔氣換熱器(17)的出口端與合成塔(10)的入口端相連通，合成塔(10)的出口端與冷卻器(11)的入口端相連通；冷卻器(11)的出口端與閃蒸槽(12)的入口端相連通；閃蒸槽(12)的頂部出口端與閃蒸汽分離器(14)的入口端相連通；閃蒸汽分離器(14)的頂部出口端與燃料氣緩衝罐(6)相連通；閃蒸槽(12)的底部出口端和閃蒸汽分離器(14)的底部出口端分別與甲醇出口管(15)相連通。
2.根據權利要求1所述的一種處理甲醇閃蒸汽的裝置，其特徵在於冷卻器(11)頂部的出口端與壓縮機(9)頂部的入口端相連通。
3.根據權利要求1所述的一種處理甲醇閃蒸汽的裝置，其特徵在於閃蒸槽(12)與閃蒸汽分離器(14)之間設有排空閥(13)。
4.根據權利要求1所述的一種處理甲醇閃蒸汽的裝置，其特徵在於合成塔(10)內設有列管，列管內裝有催化劑。
【文檔編號】C07C31/04GK204237725SQ201420707731
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】曲建鹿, 林育紅 申請人:中煤能源黑龍江煤化工有限公司