一种处理甲醇闪蒸汽的装置制造方法
【专利摘要】一种处理甲醇闪蒸汽的装置，它涉及一种处理闪蒸汽的装置。本实用新型的目的是要解决现有生产甲醇过程中产生甲醇闪蒸汽，现有方法存在回收利用甲醇闪蒸汽的成本高和直接将甲醇闪蒸汽排放到空气中造成资源浪费和污染环境的问题。装置包括净煤气入口管、阀门、加热炉、燃料气缓冲罐、氧气和水蒸气进气管、转化炉、压缩机、合成塔、冷却器、闪蒸槽、排空阀、闪蒸汽分离器、甲醇出口管、循环水换热器和入塔气换热器；所述的净煤气入口管分别与换热器管束的入口端和燃料气缓冲罐的入口端相连通；燃料气缓冲罐的出口端与火焰分布器相连通；闪蒸汽分离器的顶部出口端与燃料气缓冲罐相连通。本实用新型可获得一种处理甲醇闪蒸汽的装置。
【专利说明】一种处理甲醇闪蒸汽的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种处理闪蒸汽的装置。
【背景技术】
[0002]甲醇闪蒸汽是在甲醇分离器分离出的甲醇进入闪蒸槽中，压力从高压迅速降至低压，溶解在甲醇中的混合气体瞬间释放出来，其中包括甲烷、乙烷、一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲醇气体，该气体成分复杂，具有较高热值。从净化工段来的合成甲醇净煤气中含有12%?18%甲烷气体，这部分气体对于合成甲醇来说是惰性气体，不参与合成反应，而且影响反应效率，部分氧化工段是将其中的甲烷气体与氧气水蒸气反应，产生一氧化碳、二氧化碳、氢气合成甲醇的有效组分。
[0003]现有方法生产的甲醇主要是利用鲁奇炉加压气化工艺，鲁奇炉加压气化工艺生产甲醇过程中，产生的甲醇闪蒸汽，甲醇闪蒸汽成分复杂，回收利用困难，但是其中还含有甲烷、一氧化碳、甲醇等高热值气体，回收利用问题一直没有很好的解决办法，通常对这部分闪蒸汽的处理方法有两种:第一种方法是:闪蒸汽压力低，如果进入合成甲醇系统需新增一台闪蒸汽压缩机，将其压缩至2MPa以上，将闪蒸汽中的一氧化碳、二氧化碳、氢气合成甲醇的有效组分进行利用，但是其中的甲烷、乙烷、氮气等惰性组分影响合成反应效率，并且新增一台压缩机动力成本消耗增加，从经济效益方面分析，没有实际意义；第二种方法是:闪蒸汽从闪蒸槽减压后直接排入空气中，不但浪费资源而且还对环境造成一定影响。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是要解决现有生产甲醇过程中产生甲醇闪蒸汽，现有方法存在回收利用甲醇闪蒸汽的成本高和直接将甲醇闪蒸汽排放到空气中造成资源浪费和污染环境的问题，而提供一种处理甲醇闪蒸汽的装置。
[0005]一种处理甲醇闪蒸汽的装置包括净煤气入口管、第一阀门、第二阀门、第三阀门、加热炉、燃料气缓冲罐、氧气和水蒸气进气管、转化炉、压缩机、合成塔、冷却器、闪蒸槽、排空阀、闪蒸汽分离器、甲醇出口管、循环水换热器和入塔气换热器；
[0006]所述的加热炉内设有换热器管束和火焰分布器；所述的净煤气入口管分别与换热器管束的入口端和燃料气缓冲罐的入口端相连通；净煤气入口管与换热器管束之间设有第一阀门，净煤气入口管与燃料气缓冲罐之间设有第二阀门；燃料气缓冲罐的出口端与火焰分布器相连通，且燃料气缓冲罐和火焰分布器之间设有第三阀门；换热器管束的出口端和氧气和水蒸气进气管入口端分别与转化炉的进口端相连通；转化炉的出口端与循环水换热器的入口端相连通，循环水换热器的出口端与压缩机的入口端相连通；压缩机的出口端与入塔气换热器的入口端相连通，入塔气换热器的出口端与合成塔的入口端相连通，合成塔的出口端与冷却器的入口端相连通；冷却器的出口端与闪蒸槽的入口端相连通；闪蒸槽的顶部出口端与闪蒸汽分离器的入口端相连通；闪蒸汽分离器的顶部出口端与燃料气缓冲罐相连通；闪蒸槽的底部出口端和闪蒸汽分离器的底部出口端分别与甲醇出口管相连通。
[0007]本实用新型的原理及优点:
[0008]一、合成甲醇的净化煤气中含有12%?18%甲烷气体，净化煤气从净煤气入口管通过第一阀门和第二阀门分别进入到换热器管束和燃料气缓冲罐中，进入到燃料气缓冲罐中的净化煤气通过第三阀门作为火焰分布器的燃料气使用；进入到换热器管束中的净化煤气经过火焰分布器燃烧净煤气明火加热后，温度升至达到进入转化炉中的温度后，加热的净化煤气进入到转化炉中，与从氧气和水蒸气进气管进入的氧气和水蒸气在转化炉上部的燃烧室混合燃烧，高温气体再经过转化炉下部的催化剂床层，进行烃类的蒸汽转化反应，得到高温的转化气，转化气中甲烷的干基含量小于0.5% ;净化煤气在转化炉中发生的化学反应如下:CH4+202= CO 2+2H20 ；CH4+H20 = CO+3H2;转化气为 CO 2、CO、H2O 和 H2,转化气经过循环水换热器冷却，温度降到40°C，然后进入到压缩机中，转化气进入到压缩机中升压后，再进入到入塔气换热器进行升温，再从合成塔上部进入到合成塔内列管中的绝热催化剂层，升温后自上而下流经列管内催化剂床层进行甲醇合成反应；合成塔中发生的化学反应方程式为2H2+C0 = CH3OH ；3H2+C02= CH30H+H20 ;反应气从合成塔底部出来，进入到冷却器冷却至40°C，再从冷却器分离出粗甲醇，粗甲醇从甲醇冷却器的底部排出，进入到闪蒸槽中，经过闪蒸槽减压释放出甲醇闪蒸汽，甲醇闪蒸汽从闪蒸槽的上端排出，进入到闪蒸汽分离器中，再经过闪蒸汽分离器分离后，从闪蒸汽分离器的上端排出，进入到燃料气缓冲罐中，作为火焰分布器的燃料气使用，降低净化煤气的使用量；经过闪蒸槽和闪蒸汽分离器分离出来的甲醇进入到甲醇出口管，经过甲醇出口管排出；
[0009]二、本实用新型中闪蒸汽分离器上端产生的甲烷闪蒸汽的流量为2000m3/h，为高热值混合气体，甲烷闪蒸汽进入到燃料气缓冲罐中，与净化煤气在燃料气缓冲罐中混合，进入到加热炉中，作为原料进行燃烧，甲烷闪蒸汽包含甲烷、乙烷、一氧化碳、氢气，参考热值为25.6MJ/m3，燃烧具有很好加热效果，相比纯净化煤气加热效率高很多，净化煤气参考热值为13.5MJ/立方米，减少了净化煤气的使用量，带来了一定的经济效益，每小时可补充2000立方米净化煤气在加热炉中燃烧，按净化煤气2.5元计算，每小时可节约5000元钱，带来一定的经济效益，而且甲烷闪蒸汽气体不排入大气中，对环境不造成任何影响，具有一定的环境效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为【具体实施方式】一所述的一种处理甲醇闪蒸汽的装置的结构示意图；图1中I为净煤气入口管，2为第一阀门，3为第二阀门，4为第三阀门，5为加热炉，6为燃料气缓冲罐，7为氧气和水蒸气进气管，8为转化炉，9为压缩机，10为合成塔，11为冷却器，12为闪蒸槽，13为排空阀，14为闪蒸汽分离器，15为甲醇出口管，16为循环水换热器，17为入塔气换热器，5-1为换热器管束，5-2为火焰分布器。
【具体实施方式】
[0011]【具体实施方式】一:本实施方式是一种处理甲醇闪蒸汽的装置包括净煤气入口管1、第一阀门2、第二阀门3、第三阀门4、加热炉5、燃料气缓冲罐6、氧气和水蒸气进气管7、转化炉8、压缩机9、合成塔10、冷却器11、闪蒸槽12、排空阀13、闪蒸汽分离器14、甲醇出口管15、循环水换热器16和入塔气换热器17 ；
[0012]所述的加热炉5内设有换热器管束5-1和火焰分布器5-2 ;所述的净煤气入口管I分别与换热器管束5-1的入口端和燃料气缓冲罐6的入口端相连通；净煤气入口管I与换热器管束5-1之间设有第一阀门2，净煤气入口管I与燃料气缓冲罐6之间设有第二阀门3 ;燃料气缓冲罐6的出口端与火焰分布器5-2相连通，且燃料气缓冲罐6和火焰分布器5-2之间设有第三阀门4 ;换热器管束5-1的出口端和氧气和水蒸气进气管7入口端分别与转化炉8的进口端相连通；转化炉8的出口端与循环水换热器16的入口端相连通，循环水换热器16的出口端与压缩机9的入口端相连通；压缩机9的出口端与入塔气换热器17的入口端相连通，入塔气换热器17的出口端与合成塔10的入口端相连通，合成塔10的出口端与冷却器11的入口端相连通；冷却器11的出口端与闪蒸槽12的入口端相连通；闪蒸槽12的顶部出口端与闪蒸汽分离器14的入口端相连通；闪蒸汽分离器14的顶部出口端与燃料气缓冲罐6相连通；闪蒸槽12的底部出口端和闪蒸汽分离器14的底部出口端分别与甲醇出口管15相连通。
[0013]本实施方式的原理及优点:
[0014]一、合成甲醇的净化煤气中含有12%?18%甲烷气体，净化煤气从净煤气入口管I通过第一阀门2和第二阀门3分别进入到换热器管束5-1和燃料气缓冲罐6中，进入到燃料气缓冲罐6中的净化煤气通过第三阀门4作为火焰分布器5-2的燃料气使用；进入到换热器管束5-1中的净化煤气经过火焰分布器5-2燃烧净煤气明火加热后，温度升至达到进入转化炉中的温度后，加热的净化煤气进入到转化炉8中，与从氧气和水蒸气进气管7进入的氧气和水蒸气在转化炉8上部的燃烧室混合燃烧，高温气体再经过转化炉8下部的催化剂床层，进行烃类的蒸汽转化反应，得到高温的转化气，转化气中甲烷的干基含量小于0.5% ;净化煤气在转化炉中发生的化学反应如下:CH4+202= CO 2+2H20 ；CH4+H20 = CO+3H2；转化气为C02、CO、H2O和H2，转化气经过循环水换热器16冷却，温度降到40°C，然后进入到压缩机9中，转化气进入到压缩机9中升压后，再进入到入塔气换热器17进行升温，再从合成塔10上部进入到合成塔10内列管中的绝热催化剂层，升温后自上而下流经列管内催化剂床层进行甲醇合成反应；合成塔10中发生的化学反应方程式为2H2+C0 = CH3OH ；3H2+C02=CH30H+H20 ;反应气从合成塔10底部出来，进入到冷却器11冷却至40°C，再从冷却器11分离出粗甲醇，粗甲醇从甲醇冷却器11的底部排出，进入到闪蒸槽12中，经过闪蒸槽12减压释放出甲醇闪蒸汽，甲醇闪蒸汽从闪蒸槽12的上端排出，进入到闪蒸汽分离器14中，再经过闪蒸汽分离器14分离后，从闪蒸汽分离器14的上端排出，进入到燃料气缓冲罐6中，作为火焰分布器5-2的燃料气使用，降低净化煤气的使用量；经过闪蒸槽12和闪蒸汽分离器14分离出来的甲醇进入到甲醇出口管15，经过甲醇出口管15排出；
[0015]二、本实施方式中闪蒸汽分离器14上端产生的甲烷闪蒸汽的流量为2000m3/h，为高热值混合气体，甲烷闪蒸汽进入到燃料气缓冲罐6中，与净化煤气在燃料气缓冲罐6中混合，进入到加热炉5中，作为原料进行燃烧，甲烷闪蒸汽包含甲烷、乙烧、一氧化碳、氢气，参考热值为25.6MJ/m3，燃烧具有很好加热效果，相比纯净化煤气加热效率高很多，净化煤气参考热值为13.5MJ/立方米，减少了净化煤气的使用量，带来了一定的经济效益，每小时可补充2000立方米净化煤气在加热炉中燃烧，按净化煤气2.5元计算，每小时可节约5000元钱，带来一定的经济效益，而且甲烷闪蒸汽气体不排入大气中，对环境不造成任何影响，具有一定的环境效益。
[0016]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同点是:冷却器11顶部的出口端与压缩机9顶部的入口端相连通。其他与【具体实施方式】一相同。
[0017]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同点是:闪蒸槽12与闪蒸汽分离器14之间设有排空阀13。其他与【具体实施方式】一或二相同。
[0018]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三不同点是:合成塔10内设有列管，列管内装有催化剂。其他与【具体实施方式】一至三相同。
【权利要求】
1.一种处理甲醇闪蒸汽的装置，其特征在于一种处理甲醇闪蒸汽的装置包括净煤气入口管(I)、第一阀门(2)、第二阀门(3)、第三阀门(4)、加热炉(5)、燃料气缓冲罐(6)、氧气和水蒸气进气管⑵、转化炉⑶、压缩机(9)、合成塔(10)、冷却器(11)、闪蒸槽(12)、排空阀(13)、闪蒸汽分离器(14)、甲醇出口管(15)、循环水换热器(16)和入塔气换热器(17); 所述的加热炉(5)内设有换热器管束(5-1)和火焰分布器(5-2);所述的净煤气入口管⑴分别与换热器管束(5-1)的入口端和燃料气缓冲罐(6)的入口端相连通；净煤气入口管(I)与换热器管束(5-1)之间设有第一阀门(2)，净煤气入口管(I)与燃料气缓冲罐(6)之间设有第二阀门(3);燃料气缓冲罐￠)的出口端与火焰分布器(5-2)相连通，且燃料气缓冲罐(6)和火焰分布器(5-2)之间设有第三阀门⑷；换热器管束(5-1)的出口端和氧气和水蒸气进气管(7)入口端分别与转化炉⑶的进口端相连通；转化炉⑶的出口端与循环水换热器(16)的入口端相连通，循环水换热器(16)的出口端与压缩机(9)的入口端相连通；压缩机(9)的出口端与入塔气换热器(17)的入口端相连通，入塔气换热器(17)的出口端与合成塔(10)的入口端相连通，合成塔(10)的出口端与冷却器(11)的入口端相连通；冷却器(11)的出口端与闪蒸槽(12)的入口端相连通；闪蒸槽(12)的顶部出口端与闪蒸汽分离器(14)的入口端相连通；闪蒸汽分离器(14)的顶部出口端与燃料气缓冲罐(6)相连通；闪蒸槽(12)的底部出口端和闪蒸汽分离器(14)的底部出口端分别与甲醇出口管(15)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种处理甲醇闪蒸汽的装置，其特征在于冷却器(11)顶部的出口端与压缩机(9)顶部的入口端相连通。
3.根据权利要求1所述的一种处理甲醇闪蒸汽的装置，其特征在于闪蒸槽(12)与闪蒸汽分离器(14)之间设有排空阀(13)。
4.根据权利要求1所述的一种处理甲醇闪蒸汽的装置，其特征在于合成塔(10)内设有列管，列管内装有催化剂。
【文档编号】C07C31/04GK204237725SQ201420707731
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】曲建鹿, 林育红 申请人:中煤能源黑龙江煤化工有限公司