甲醇合成過程中由循環氣回收甲醇的方法

2023-06-09 04:21:56 3

專利名稱：甲醇合成過程中由循環氣回收甲醇的方法
技術領域：
本發明涉及的是一種在甲醇合成過程中由循環氣回收甲醇的方法，以提高甲醇合成工藝的甲醇產量。此方法既可以與新建甲醇裝置配套使用，也可以用於對已建甲醇合成系統進行改造和完善。
在以一氧化碳、二氧化碳與氫反應生成甲醇的合成過程中，受熱力學及動力學因素的限制，出合成塔氣體中的甲醇含量在合成工況一定的情況下，雖會有小幅度波動，但在正常生產條件下，出塔氣體中甲醇的總量基本在一定值的範圍內。對於合成系統的甲醇生產能力，通常以單位時間內出塔氣體中的甲醇總量與入塔氣體中甲醇總量之差值計算。在正常生產條件下出塔氣體甲醇總量基本為一定值的情況下，如能減少入塔氣體中的甲醇總量，則相應意味著可提高甲醇合成塔的生產能力。另一方面，在一定的溫度條件下，粗甲醇分離器中由合成循環氣與粗甲醇構成的兩相系統中，氣體中的甲醇含量也基本為一定值。為降低循環氣中甲醇的含量，現有工業裝置中採用的是高壓水洗的方法，利用甲醇與水能完全互溶的特性，使出水洗塔的循環氣中甲醇的含量降至～0.15％。但採用此方法的設備造價高，流程複雜，操作較困難，且水洗所產生的是大量濃度僅為30％的稀甲醇溶液，進一步精餾時的蒸汽消耗量大。
鑑於此，本發明的目的是針對上述情況提供一種在甲醇合成過程中由循環氣回收甲醇的更為簡單有效和節能可行的方法，以提高甲醇合成工藝的甲醇產量。同時，使本發明的這一方法既可以與新建甲醇裝置配套使用，也能用於對已建甲醇合成系統進行改造和完善。
本發明的甲醇合成過程中由循環氣回收甲醇的方法，是將經粗甲醇分離後送出的循環氣降溫至10℃-12℃，分離除去被冷凝的甲醇和水後的返回氣再與新鮮合成氣混合而進入甲醇合成系統。通常情況下，由粗甲醇分離器中送出的循環氣溫度一般為～40℃，其甲醇含量～0.5％。試驗表明，將其降溫至10℃-12℃並分離除去被冷凝的甲醇和水後再作為返回合成系統的返回氣，可使該返回氣中的甲醇含量由～0.5％降低至～0.15％。這就意味著可使合成系統甲醇的生產能力相應提高了10％～15％。而此降溫回收甲醇的方法流程簡單，操作方法，運行可靠。上述對由粗甲醇分離後送出的循環氣的降溫處理，可以採用工程中常用的直燃機組製冷、電驅動冰機系統製冷、蒸汽噴射製冷、高壓氣體噴射製冷等設備和/或方式提供冷源，也可以由公用工程的富餘冷量提供冷源。
為使系統中的能量能得到充分的綜合利用，以進一步節約能源，在採用本發明上述方法時，更好的方式是使上述所說的經粗甲醇分離後送出的循環氣的降溫分兩步進行第一步先將該經粗甲醇分離後送出的循環氣，與已按本發明上述方法先期作降溫處理並分離除去被冷凝的甲醇和水後的低溫返回氣，通過冷卻器或其它適當的熱交換設備進行預降溫至～26℃，然後進行第二步，再由適當製冷系統提供冷源進一步降溫至所說的10℃-12℃。實際運行結果顯示，在第一步預降溫過程中，冷熱物流進行熱交換後，預降溫循環氣的熱物流溫度可由～40℃降至26℃±4℃，返回氣冷物流的溫度則可由10℃～12℃回升至30℃±5℃；已經第一步預降溫至～26℃的物流再由製冷設備繼續降溫至所需的10℃～12℃，與新鮮合成氣混合而返回合成系統的循環返回氣體的溫度也已得到預熱升溫。如此即可使系統中的能量能被充分地綜合利用。
以下通過具體的實施例對本發明的上述內容作進一步的詳細說明。但不應將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於下述的實例。
實施例1本例為應用於以天然氣和蒸汽轉化制合成氣的甲醇合成裝置。由粗甲醇分離器送出的循環氣，經常規使用的熱交換器或其它適當形式的換熱裝置與先期已進行了冷卻和分離除去冷凝甲醇和水的低溫返回氣進行熱交換而進行第一步預冷卻，使其溫度由40℃降至25℃；然後再進入下一冷卻器，由燃氣型直燃機組製冷系統繼續將其降溫至10℃後，送入分離器，分離除去被冷凝的甲醇和水。分離除去該冷凝甲醇和水的返回氣體先送去其第一步預冷階段中的熱交換器，用於對繼續進行處理的後續循環氣進行第一步的預冷卻降溫，並同時使其溫度升高至～30℃，按工藝要求弛放部分氣體後再與新鮮合成氣混合，送去循環壓縮機。
在本例年產甲醇10×104噸的裝置中，採用本發明上述降溫分離處理方法後，由分離器得到從循環氣中回收的粗甲醇可以達到1.6×104噸/年，甲醇含量為89％(重量)。
實施例2本例為應用於以煤制合成氣的甲醇合成裝置。由粗甲醇分離器送出的循環氣，經常規使用的熱交換器或其它適當形式的換熱裝置與先期已進行了冷卻和分離除去冷凝甲醇和水的低溫返回氣進行熱交換而進行第一步預冷卻，使其溫度由40℃降至26℃；然後再進入下一冷卻器，由電機驅動冰機製冷系統使其繼續降溫至10℃後，送入分離器，分離除去已被冷凝的甲醇和水。分離除去該冷凝甲醇和水的返回氣體先送去其第一步預冷階段中的熱交換器，用於對繼續進行處理的後續循環氣進行第一步的預冷卻降溫，並同時使其溫度升高至～30℃，按工藝要求弛放部分氣體後再與新鮮合成氣混合，送去循環壓縮機。
在本例年產甲醇3×104噸的裝置中，採用本發明上述降溫分離處理方法後，由分離器得到從循環氣中回收的粗甲醇可以達3.6×103噸/年，甲醇含量為88％(重量)。
權利要求
1.甲醇合成過程中由循環氣回收甲醇的方法，其特徵在於將經粗甲醇分離後送出的循環氣降溫至10℃-12℃，分離除去被冷凝的甲醇和水後的返回氣再與新鮮合成氣混合進入甲醇合成系統。
2.如權利要求1所述的甲醇合成過程中由循環氣回收甲醇的方法，其特徵在於對所說的經粗甲醇分離後送出的循環氣的降溫分兩步進行，先將該循環氣與已先期作分離除去被冷凝的甲醇和水後的低溫返回氣經熱交換進行預降溫至～26℃，然後再由製冷系統進一步降溫至10℃-12℃。
全文摘要
本發明涉及的是一種在甲醇合成過程中由循環氣回收甲醇的方法,將經粗甲醇分離後送出的循環氣降溫至10℃－12℃,分離除去被冷凝的甲醇和水後的返回氣,再與新鮮合成氣混合進入甲醇合成系統。
文檔編號C07C31/00GK1351000SQ0012052
公開日2002年5月29日 申請日期2000年10月31日 優先權日2000年10月31日
發明者曾迪琰 申請人:四川華泰投資有限責任公司