专利名称：一种甲醇工艺驰放气能量回收装置及甲醇工艺系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种甲醇工艺驰放气能量回收装置及甲醇工艺系统。
背景技术：
甲醇是用途十分广泛的基本有机化工原料，在国际大宗化工原料市场中占第四 位，仅次于乙烯、丙烯和苯。目前大型甲醇装置都采用中高压法生产甲醇，无论由天然气、乙 炔尾气、焦炉气还是煤制备甲醇，均存在高压驰放气减压排放的问题。合成甲醇的原料气经压缩进入合成塔催化反应，部分原料气反应生成甲醇，而未 反应的原料与生成的甲醇气一起出合成塔经过多级换热后进入甲醇收集罐，甲醇收集罐底 部的粗甲醇送往精馏单元，甲醇收集罐顶部的气体，一部分返回至合成塔，另一部分则进入 甲醇洗涤罐进行洗涤，再次收集气体中所含甲醇，甲醇洗涤罐底部的粗甲醇送往精馏单元， 甲醇洗涤罐顶部的气体则作为弛放气处理。驰放气的处理主要分为两种，一种是将驰放气 经过氢气回收装置回收其中的有效气体氢气，之后经减压阀减压后驰放；另一种方法是将 驰放气直接经减压阀减压之后，送入转化工段作为转化炉的燃料气。当然，现有技术中还存 在将驰放气抽出小部分作为加氢脱硫的还原气的处理手段，但对于其剩余大部分的驰放气 仍然与前述方法同样处理。目前甲醇工艺对弛放气的两种处理方法中均需要将高压弛放气通过减压阀减压 后送往下游工序，弛放气的压力通常由7. 5 IlMPa减压至0. 3MPa 3MPa再进行处理，由 此造成了大量高压势能的浪费。随着经济的发展，国家对化工行业节能减排的重视，节能降 耗逐渐成为石油化工行业最为关注的问题，如何利用弛放气的能量也是甲醇装置降低能耗 亟待解决的问题之一。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术对甲醇工艺高压驰放气通过 减压阀减压造成大量高压势能浪费的缺陷，提供一种甲醇工艺驰放气能量回收装置及甲醇 工艺系统。本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种甲醇工艺驰放气能 量回收装置，其包括一一级膨胀机、一第一发电机和一第一换热器，该第一发电机与该一级 膨胀机相连，该一级膨胀机的气体出口与该第一换热器冷流体入口连接。其中，当该甲醇工 艺驰放气能量回收装置应用于甲醇工艺时，该一级膨胀机的气体入口与驰放气输入管道连 接，该第一换热器冷流体出口与驰放气排出管道连接；该第一换热器可用于使弛放气温度 达到下游工序的要求。较佳地，该甲醇工艺驰放气能量回收装置还设有一第二换热器，该第二换热器的 冷流体出口与该一级膨胀机的气体入口连接。该第二换热器设置于该一级膨胀机之前，可 用于升高驰放气的气体温度，使之通过该一级膨胀机及发电机快速回收高压势能。较佳地，该甲醇工艺驰放气能量回收装置还包括一二级膨胀机、一第二发电机和一第三换热器，该二级膨胀机的气体入口与该第一换热器冷流体出口连接，该二级膨胀机 的气体出口与该第三换热器冷流体入口连接，该第二发电机设置于该二级膨胀机上。该第 三换热器可用于使弛放气温度达到下游工序的要求。其中，较佳地，该第一换热器、该第二换热器以及该第三换热器的热流体通路与甲 醇工艺废热回收循环管道连接进一步回收热能。本实用新型还涉及一种甲醇工艺系统，其包括合成塔、甲醇收集罐、甲醇洗涤罐和 精馏单元，其还包括前述的甲醇工艺驰放气能量回收装置，该甲醇工艺驰放气能量回收装 置与该甲醇洗涤罐的驰放气出口连接。较佳地，该甲醇工艺系统还包括一氢气回收装置，该氢气回收装置设置于该甲醇 洗涤罐与该甲醇工艺驰放气能量回收装置之间。在符合本领域技术常识的基础上，上述技术特征的各优选条件可任意组合获得本 实用新型的较佳实施例。本实用新型的积极进步效果在于本实用新型提供了一种甲醇工艺驰放气能量回 收装置及甲醇工艺系统。该甲醇工艺驰放气能量回收装置取消了原甲醇工艺系统高压弛放 气的减压阀，将高压弛放气的能量进行回收，能充分利用弛放气高压能，降低甲醇装置的能 耗，促进节能新工艺的推广应用。
图1为本实用新型实施例1的甲醇工艺驰放气能量回收装置结构示意图。图2为本实用新型实施例2的甲醇工艺驰放气能量回收装置结构示意图。图3为本实用新型实施例3的甲醇工艺驰放气能量回收装置结构示意图。图4为本实用新型实施例4的甲醇工艺系统结构示意图。图5为本实用新型实施例5的甲醇工艺系统结构示意图。图6为本实用新型实施例6的甲醇工艺系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。实施例1如图1所示，本实用新型提供一种甲醇工艺驰放气能量回收装置，其包括一级膨 胀机1、第一发电机2和第一换热器3，第一发电机2与一级膨胀机1相连，一级膨胀机1的 气体出口与第一换热器3冷流体入口连接。其中，当该甲醇工艺驰放气能量回收装置应用 于甲醇工艺时，一级膨胀机1的气体入口与驰放气输入管道连接，第一换热器3冷流体出口 与驰放气排出管道连接，第一换热器3热流体通路可与甲醇工艺废热回收循环管道连接， 由此进一步充分利用甲醇工艺废热能耗并促进节能。实施例2如图2所示，本实用新型提供一种甲醇工艺驰放气能量回收装置，其包括一级膨 胀机1、第一发电机2、第一换热器3和第二换热器4，第二换热器4的冷流体出口与一级膨 胀机1的气体入口相连接，一级膨胀机1的气体出口与第一换热器3冷流体入口连接，第一 发电机2与一级膨胀机1相连。第二换热器4的设置用于升高驰放气的气体温度，使之通过一级膨胀机1及发电机2快速回收驰放气的高压势能。其中，当该甲醇工艺驰放气能量 回收装置应用于甲醇工艺时，第二换热器4的冷流体入口与驰放气输入管道连接，第一换 热器3冷流体出口与驰放气排出管道连接，第一换热器3与第二换热器4的热流体通路可 与甲醇工艺废热回收循环管道连接，由此进一步充分利用甲醇工艺废热能耗并促进节能。实施例3如图3所示，本实用新型提供一种甲醇工艺驰放气能量回收装置，其包括一级膨 胀机1、第一发电机2、第一换热器3、二级膨胀机5、第二发电机6和第三换热器7，一级膨 胀机1的气体出口与第一换热器3冷流体入口连接，第一发电机2与一级膨胀机1相连，第 一换热器3冷流体出口与二级膨胀机5的气体入口连接，二级膨胀机5的气体出口与第三 换热器7冷流体入口连接，第二发电机6设置于二级膨胀机5上。其中，当该甲醇工艺驰放 气能量回收装置应用于甲醇工艺时，一级膨胀机1的气体入口与驰放气输入管道连接，第 三换热器7冷流体出口与驰放气排出管道连接，第一换热器3与第三换热器7的热流体通 路可与甲醇工艺废热回收循环管道连接，由此进一步充分利用甲醇工艺废热能耗并促进节 能。实施例4如图4所示，本实用新型提供一种甲醇工艺系统，其包括合成塔8、甲醇收集罐9、 精馏单元10、甲醇洗涤罐11、氢气回收装置12、氢气收集单元13以及实施例3所述的甲醇 工艺驰放气能量回收装置，该甲醇工艺驰放气能量回收装置与该氢气回收装置12的驰放 气出口连接。实施例5如图5所示，本实用新型提供一种甲醇工艺系统，其包括合成塔8、甲醇收集罐9、 精馏单元10、甲醇洗涤罐11以及实施例3所述的甲醇工艺驰放气能量回收装置，该甲醇工 艺驰放气能量回收装置与该甲醇洗涤罐11的驰放气出口连接。实施例6如图6所示，本实用新型提供一种甲醇工艺系统，其包括合成塔8、甲醇收集罐9、 精馏单元10、甲醇洗涤罐11以及实施例2所述的甲醇工艺驰放气能量回收装置，该甲醇工 艺驰放气能量回收装置与该甲醇洗涤罐11的驰放气出口连接。效果实施例为考察本实用新型甲醇工艺驰放气能量回收装置的应用效果，以实施例3的甲醇 工艺驰放气能量回收装置应用于甲醇工艺中，即形成实施例5的甲醇工艺系统进行考察， 一般弛放气的压力为7. 5 llMPa，在高压弛放气进入一级膨胀机1后可减压至3. 5 5. 8MPa,出一级膨胀机1的弛放气温度在-20 40°C，经第一换热器3换热至60 120°C 后进入二级膨胀机5，二级膨胀机5的气体出口压力为0. 5MPa 3MPa，温度为-20 10°C， 再经第三换热器7回收甲醇工艺废热将驰放气温度升至合适温度后送往后续工序；其中， 一级膨胀机1回收的机械能经第一发电机2转化为电能，二级膨胀机5回收的机械能经第 二发电机6转化为电能。同时，也可以利用实施例2的甲醇工艺驰放气能量回收装置即实施例6的工艺系 统考察其应用效果，驰放气经第二换热器4先行加热至120 180°C，然后通过一级膨胀机 1，将驰放气压力降至0. 5MPa 3MPa，再经第一换热器3回收甲醇工艺废热将驰放气温度升至合适温度后送往后续工序；其中，一级膨胀机1回收的机械能经第一发电机2转化为电 能。将实施例3的甲醇工艺驰放气能量回收装置应用于甲醇工艺中，即形成实施例4 的甲醇工艺系统进行考察，由甲醇工艺经氢气回收装置12分离出来的弛放气约45600Nm3/ h，压力7. 79MPa，温度180°C，该弛放气物流预计被引到转化炉去燃烧，但燃烧时所需压力 仅0. 15MPa，考虑沿程阻力和局部阻力约0. 15MPa，因此所需送出压力满足大于0. 3MPa即 可，根据传统工艺，该物流直接用减压阀降压至所需压力后送出界区，这浪费了很大的能 量。通过本实用新型，现将弛放气物流引进实施例3的装置，驰放气经一级膨胀剂1，降压至 2. 9MPa，出膨胀机1后驰放气物流温度有所降低，之后经第一换热器3加热至约150°C后，进 入二级膨胀机5，驰放气二级膨胀机5的压力为0. 3MPa,再经第三换热器7升温至合适温度 后引到转化炉去燃烧即可。其中，第一换热器3、第三换热器7所需热量均由甲醇工艺废热 提供；膨胀机对外做功通过发电机转化为电能。主要结果参数如下表所示 由上表数据可知膨胀机总内功率3692. 7kW，发电机效率约为0. 94，发电功率 3471. lkW。由此看出，通过本实用新型可回收能量3471. lkw，较原来直接降压相比，新工艺 在节能降耗方面要远远优于原工艺。虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解， 这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术 人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修 改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
权利要求一种甲醇工艺驰放气能量回收装置，其特征在于其包括一一级膨胀机、一第一发电机和一第一换热器，该第一发电机与该一级膨胀机相连，该一级膨胀机的气体出口与该第一换热器冷流体入口连接。
2.如权利要求1所述的甲醇工艺驰放气能量回收装置，其特征在于该甲醇工艺驰放 气能量回收装置还设有一第二换热器，该第二换热器的冷流体出口与该一级膨胀机的气体 入口连接。
3.如权利要求1所述的甲醇工艺驰放气能量回收装置，其特征在于该甲醇工艺驰放 气能量回收装置还包括一二级膨胀机、一第二发电机和一第三换热器，该二级膨胀机的气 体入口与该第一换热器冷流体出口连接，该二级膨胀机的气体出口与该第三换热器冷流体 入口连接，该第二发电机设置于该二级膨胀机上。
4.一种甲醇工艺系统，其包括合成塔、甲醇收集罐、甲醇洗涤罐和精馏单元，其特征在 于其还包括如权利要求1 3任一项所述的甲醇工艺驰放气能量回收装置，该甲醇工艺驰 放气能量回收装置与该甲醇洗涤罐的驰放气出口连接。
5.如权利要求4所述的甲醇工艺系统，其特征在于其还包括一氢气回收装置，该氢气 回收装置设置于该甲醇洗涤罐与该甲醇工艺驰放气能量回收装置之间。
专利摘要本实用新型公开了一种甲醇工艺驰放气能量回收装置及甲醇工艺系统。该甲醇工艺驰放气能量回收装置包括一一级膨胀机、一第一发电机和一第一换热器，该第一发电机与该一级膨胀机相连，该一级膨胀机的气体出口与该第一换热器冷流体入口连接。该甲醇工艺系统包括合成塔、甲醇收集罐、甲醇洗涤罐和精馏单元，其还包括本实用新型甲醇工艺驰放气能量回收装置，该甲醇工艺驰放气能量回收装置与该甲醇洗涤罐的驰放气出口连接。本实用新型取消了原甲醇工艺系统高压驰放气的减压阀，将高压驰放气的能量进行回收，能充分利用驰放气高压能，降低甲醇装置的能耗，促进节能新工艺的推广应用。
文档编号C07C31/04GK201665640SQ20102013043
公开日2010年12月8日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者张建钺, 王波 申请人:张建钺;王波