本发明涉及煤制乙二醇化工技术领域，尤其涉及一种煤制乙二醇加氢反应后得到的粗乙二醇通过闪蒸方法达到氢气回收或安全排放的煤制粗乙二醇中氢气回收利用的方法及装置。
背景技术：
煤制乙二醇工艺为新型煤化工技术，该技术目前处于探索和发展阶段，工艺的主要组成部分有脱氢工序、酯化工序、羰化工序和加氢工序，加氢工序为草酸二甲酯与纯氢反应生成乙二醇和甲醇。氢气是无色并且密度比空气小的气体，常温下，氢气的性质很稳定，不容易跟其它物质发生化学反应。当空气中的体积分数为4%-75%时，遇到火源，可引起爆炸。在实际生产过程，加氢系统操作压力2.3至2.5mpa，加氢反应器生成物粗乙二醇经冷却后温度为30至35℃，主要成分为甲醇67.5%、乙二醇31.5%、乙醇0.25%、1,2-丁二醇0.2%、水0.3%，设计流量为100m³/h，经减压后送至中间罐区粗乙二醇储罐，粗乙二醇储罐为常压罐，温度为30至35℃。
粗乙二醇储罐为常压罐，正常操作时粗乙二醇储罐内闪蒸出的氢气现场放至大气之中。存在以下问题：氢气释放到空气中，有效气体未得到充分利用，造成资源浪费，损失一定的经济效益；由氢气的性质可知，氢气的爆炸极限极宽，即氢气的安全系数极低，现场释放的氢气一旦遇到火源、人体静电或是雷电，极易燃烧或是爆炸，当释放的氢气与管道摩擦产生静电时，也亦产生燃烧或是爆炸，一旦出现氢气燃烧或是爆炸，将会连带触发特大事故。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的粗乙二醇储罐内闪蒸出的氢气现场放至大气中时出现爆炸危险或资源浪费的问题而提供一种变废为宝、减少资源浪费及避免爆炸危险的煤制粗乙二醇中氢气回收利用的方法及装置。
为实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：
一种煤制粗乙二醇中氢气回收利用的方法及装置，该方法包括开车正常投用操作、粗乙二醇过滤器切出操作、粗乙二醇闪蒸罐切出操作、粗乙二醇过滤器及粗乙二醇闪蒸罐同时切出操作，该方法具体操作如下：
a.开车正常投用操作：打开所述粗乙二醇过滤器入口阀门、所述粗乙二醇过滤器出口阀门、粗乙二醇闪蒸罐入口阀门、所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀、所述粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀，关闭所述粗乙二醇过滤器副线阀门、所述粗乙二醇闪蒸罐副线阀门，粗乙二醇液相经所述粗乙二醇过滤器、所述粗乙二醇闪蒸罐送至乙二醇精馏系统，所述粗乙二醇闪蒸罐的顶部压力通过所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀控制为0.1～0.3mpa,通过调节所述粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀使所述粗乙二醇闪蒸罐内的粗乙二醇液面高度为20～40%，氢气根据实际开车情况选择原料气气柜或火炬放空；
b.粗乙二醇过滤器切出操作:打开所述粗乙二醇过滤器副线阀门、所述粗乙二醇闪蒸罐入口阀门、所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀、所述粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀，关闭所述粗乙二醇过滤器入口阀门、所述粗乙二醇过滤器出口阀门，粗乙二醇液相经所述副线管道一、所述粗乙二醇闪蒸罐送至乙二醇精馏系统，所述粗乙二醇闪蒸罐的顶部压力通过所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀控制在0.1～0.3mpa，通过调节所述粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀使所述粗乙二醇闪蒸罐内的粗乙二醇液面高度为20～40%；
c.粗乙二醇闪蒸罐切出操作：打开所述粗乙二醇过滤器入口阀门、所述粗乙二醇过滤器出口阀门、所述粗乙二醇闪蒸罐副线阀门，关闭所述粗乙二醇过滤器副线阀门、所述粗乙二醇闪蒸罐入口阀门、所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀、所述粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀，粗乙二醇液相经所述粗乙二醇过滤器、所述副线管道二后送至乙二醇精馏系统；
d.粗乙二醇过滤器及粗乙二醇闪蒸罐同时切出操作：打开所述粗乙二醇过滤器副线阀门、所述粗乙二醇闪蒸罐副线阀门，关闭所述粗乙二醇过滤器入口阀门、所述粗乙二醇过滤器出口阀门、所述粗乙二醇闪蒸罐入口阀门、所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀、所述粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀，粗乙二醇液相直接经所述副线管道一、所述副线管道二送至乙二醇精馏系统。
所述方法基于下述装置实现，该装置包括粗乙二醇过滤器、粗乙二醇闪蒸罐，所述粗乙二醇过滤器下端设有液相入口，上端设有液相出口，所述粗乙二醇闪蒸罐的中部设有液相入口，下端设有液相出口，上端设有气相出口；所述粗乙二醇过滤器的液相入口通过入口管道连通煤制乙二醇合成系统，所述粗乙二醇过滤器的液相出口通过出口管道连通所述粗乙二醇闪蒸罐的入口管道，所述粗乙二醇闪蒸罐的入口管道连通所述粗乙二醇闪蒸罐的液相入口，所述粗乙二醇闪蒸罐的液相出口通过液相出口管道连通乙二醇精馏系统，所述粗乙二醇闪蒸罐的气相出口通过气相出口管道分别连通火炬和原料气气柜；所述粗乙二醇过滤器的入口管道及出口管道上分别设有粗乙二醇过滤器入口阀门及粗乙二醇过滤器出口阀门，所述粗乙二醇闪蒸罐的入口管道上设有粗乙二醇闪蒸罐入口阀门，所述粗乙二醇闪蒸罐的液相出口管道上设有粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀；在所述粗乙二醇过滤器入口阀门前端的入口管道与所述粗乙二醇过滤器出口阀门后端的出口管道之间并联有副线管道一，所述副线管道一上设有粗乙二醇过滤器副线阀门；在所述粗乙二醇闪蒸罐入口阀门前端的入口管道与所述粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀后端的液相出口管道之间并联有副线管道二，所述副线管道二上设有粗乙二醇闪蒸罐副线阀门，所述粗乙二醇闪蒸罐的气相出口管道上设有粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀。
在所述粗乙二醇过滤器入口阀门与所述粗乙二醇过滤器的液相入口之间的入口管道上设有粗乙二醇过滤器管道安全阀，所述粗乙二醇过滤器管道安全阀通过管道连接所述粗乙二醇闪蒸罐入口阀门与所述粗乙二醇闪蒸罐液相入口之间的入口管道，所述粗乙二醇过滤器管道安全阀在超过设定压力时，所述粗乙二醇过滤器管道安全阀打开后，所述粗乙二醇过滤器安全阀连通所述粗乙二醇闪蒸罐液相入口。
所述粗乙二醇过滤器管道安全阀的起跳压力设置为2.4mpa。
所述粗乙二醇过滤器的滤芯的直径为0.5～1.5m，高度为2～4m，滤芯精度为0.1μm～10μm。
在所述粗乙二醇过滤器的顶端设有氮气置换管线，所述粗乙二醇过滤器正常运行时，所述氮气置换管线为盲堵状态，所述粗乙二醇过滤器在线置换清洗时，所述氮气置换管线为连通状态。
所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀的压力控制为0.05～0.3mpa。
所述粗乙二醇闪蒸罐的顶部设有粗乙二醇闪蒸罐塔顶安全阀，所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶安全阀的起跳压力设为0.37mpa，所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶安全阀通过联锁装置连接所述粗乙二醇闪蒸罐入口阀门，所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶安全阀起跳后可通过联锁装置关闭所述粗乙二醇闪蒸罐入口阀门。
所述粗乙二醇闪蒸罐采用立式罐体，其直径为1～2m，高度为2～4m。
本发明将加氢后生成的粗乙二醇首先经过粗乙二醇精密过滤器，过滤掉微量杂质组分后送入氢气闪蒸罐，闪蒸出的氢气经过减压后经火炬燃烧或回收至原料气气柜，进行回收利用，使排放到大气中的氢气浓度降低至4%以下，避免直接排放造成的资源浪费和爆炸风险。本发明经过试验投产运行，极大的解决了煤制乙二醇生产工艺中氢气单耗过大的问题，以目前日产580吨乙二醇为例，可回收利用闪蒸氢气量150nm³/h，根据计算每年可节约成本超过60万元。
附图说明
附图1为本发明中煤制粗乙二醇中氢气回收利用装置的连接示意图。
1、粗乙二醇过滤器入口阀门，2、粗乙二醇过滤器副线阀门，3、粗乙二醇过滤器管道安全阀，4、粗乙二醇过滤器出口阀门，5、粗乙二醇闪蒸罐入口阀门，6、粗乙二醇闪蒸罐副线阀门，7、粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀，8、粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀，9、粗乙二醇闪蒸罐塔顶安全阀，10、粗乙二醇过滤器，11、粗乙二醇闪蒸罐，12、火炬，13、原料气气柜，14、副线管道一，15、副线管道二，16、氮气置换管线。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明进行进一步阐述和说明。
参看附图1，一种煤制粗乙二醇中氢气回收利用装置，该装置包括粗乙二醇过滤器10、粗乙二醇闪蒸罐11，所述粗乙二醇过滤器10下端设有液相入口，上端设有液相出口，所述粗乙二醇闪蒸罐11的中部设有液相入口，下端设有液相出口，上端设有气相出口；所述粗乙二醇过滤器10的液相入口通过入口管道连通煤制乙二醇合成系统，所述粗乙二醇过滤器10的液相出口通过出口管道连通所述粗乙二醇闪蒸罐11的入口管道，所述粗乙二醇闪蒸罐11的入口管道连通所述粗乙二醇闪蒸罐11的液相入口，所述粗乙二醇闪蒸罐11的液相出口通过液相出口管道连通乙二醇精馏系统，所述粗乙二醇闪蒸罐11的气相出口通过气相出口管道分别连通火炬12和原料气气柜13；所述粗乙二醇过滤器10的入口管道及出口管道上分别设有粗乙二醇过滤器入口阀门1及粗乙二醇过滤器出口阀门4，所述粗乙二醇闪蒸罐11的入口管道上设有粗乙二醇闪蒸罐入口阀门5，所述粗乙二醇闪蒸罐11的液相出口管道上设有粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀8；在所述粗乙二醇过滤器入口阀门1前端的入口管道与所述粗乙二醇过滤器出口阀门4后端的出口管道之间并联有副线管道一14，所述副线管道一14上设有粗乙二醇过滤器副线阀门2；在所述粗乙二醇闪蒸罐入口阀门5前端的入口管道与所述粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀8后端的液相出口管道之间并联有副线管道二15，所述副线管道二15上设有粗乙二醇闪蒸罐副线阀门6，所述粗乙二醇闪蒸罐11的气相出口管道上设有粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀7。煤制乙二醇合成系统生产的粗乙二醇液相通过粗乙二醇过滤器10时，可过滤粗乙二醇液相中夹杂的微量固体杂质，过滤后的粗乙二醇液相进入粗乙二醇闪蒸罐11，在粗乙二醇闪蒸罐11内，粗乙二醇液相经过减压，闪蒸出溶解于液相中的氢气，减压后的粗乙二醇液相通过粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀8送往乙二醇精馏系统，减压闪蒸出的氢气可根据实际生产情况选择送往火炬12放空或回收至原料气气柜13，在实际生产中，在该装置开车过程中选择送往火炬12燃烧处理，该装置正常生产过程中选择送往原料气气柜13，氢气回收利用；粗乙二醇过滤器10的入、出口分别设置切断闸阀，设在过滤器入口管线和出口管线上，作为过滤器液相物料来源的开关或过滤器清洗时的切出开关；粗乙二醇过滤器10及粗乙二醇闪蒸罐分别设置副线装置，通过粗乙二醇过滤器副线阀门2和粗乙二醇闪蒸罐副线阀门6可分别打开或关闭副线管道一14和副线管道二15，正常运行期间，粗乙二醇过滤器副线阀门2和粗乙二醇闪蒸罐副线阀门6为关闭状态，当遇事故或清洗粗乙二醇过滤器10时，关闭粗乙二醇过滤器入口阀门1和粗乙二醇过滤器出口阀门4，打开粗乙二醇过滤器副线阀门2，当遇事故或清洗粗乙二醇闪蒸罐2时，关闭粗乙二醇闪蒸罐入口阀门5、粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀7及粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀8，打开粗乙二醇闪蒸罐副线阀门6，此装置可在液相物料正常输送的同时，不影响粗乙二醇过滤器10及粗乙二醇闪蒸罐11的清洗操作；粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀7可调节氢气出口量来控制粗乙二醇闪蒸罐11内部的压力，压力控制为0.05～0.3mpa；粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀8目的是保持液位的稳定和设备压力的稳定，控制粗乙二醇闪蒸罐11内部的液位为20%～50%，防止低液位下气相串压。
在所述粗乙二醇过滤器入口阀门1与所述粗乙二醇过滤器的液相入口之间的入口管道上设有粗乙二醇过滤器管道安全阀3，所述粗乙二醇过滤器管道安全阀3通过管道连接所述粗乙二醇闪蒸罐入口阀门5与所述粗乙二醇闪蒸罐11液相入口之间的入口管道，所述粗乙二醇过滤器管道安全阀3在超过设定压力时，所述粗乙二醇过滤器管道安全阀3打开后，所述粗乙二醇过滤器安全阀3连通所述粗乙二醇闪蒸罐11液相入口。根据系统操作要求，超过操作压力时将粗乙二醇液相通过粗乙二醇过滤器管道安全阀3泄压至粗乙二醇闪蒸罐11，粗乙二醇过滤器管道安全阀3的起跳压力设置为2.4mpa，保障系统安全。
所述粗乙二醇过滤器10的滤芯的直径为0.5～1.5m，高度为2～4m，滤芯精度为0.1μm～10μm。
在所述粗乙二醇过滤器10的顶端设有氮气置换管线16，所述粗乙二醇过滤器10正常运行时，所述氮气置换管线16为盲堵状态，所述粗乙二醇过滤器10在线置换清洗时，所述氮气置换管线为连通状态，粗乙二醇过滤器在线置换清洗过程操作时可通过氮气置换管线16进行置换。
所述粗乙二醇闪蒸罐11的顶部设有粗乙二醇闪蒸罐塔顶安全阀9，所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶安全阀9的起跳压力设为0.37mpa，所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶安全阀9通过联锁装置连接所述粗乙二醇闪蒸罐入口阀门5，所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶安全阀9起跳后可通过联锁装置关闭所述粗乙二醇闪蒸罐入口阀门5，当粗乙二醇闪蒸罐压力超出0.37mpa，则触发联锁装置从而停止粗乙二醇闪蒸罐11进料，防止粗乙二醇液相量过大带来的超压风险。
所述粗乙二醇闪蒸罐采用立式罐体，其直径为1～2m，高度为2～4m。
利用该煤制粗乙二醇中氢气回收利用装置的方法，该方法包括开车正常投用操作、粗乙二醇过滤器切出操作、粗乙二醇闪蒸罐切出操作、粗乙二醇过滤器及粗乙二醇闪蒸罐同时切出操作，该方法具体操作如下：
a.开车正常投用操作：打开所述粗乙二醇过滤器入口阀门1、所述粗乙二醇过滤器出口阀门4、粗乙二醇闪蒸罐入口阀门5、所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀7、所述粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀8，关闭所述粗乙二醇过滤器副线阀门2、所述粗乙二醇闪蒸罐副线阀门6，粗乙二醇液相经所述粗乙二醇过滤器10、所述粗乙二醇闪蒸罐11送至乙二醇精馏系统，所述粗乙二醇闪蒸罐11的顶部压力通过所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀7控制为0.1～0.3mpa,通过调节所述粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀8使所述粗乙二醇闪蒸罐11内的粗乙二醇液面高度为20～40%，氢气根据实际开车情况选择原料气气柜13或火炬12放空；
b.粗乙二醇过滤器切出操作:打开所述粗乙二醇过滤器副线阀门2、所述粗乙二醇闪蒸罐入口阀门5、所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀7、所述粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀8，关闭所述粗乙二醇过滤器入口阀门1、所述粗乙二醇过滤器出口阀门4，粗乙二醇液相经所述副线管道一14、所述粗乙二醇闪蒸罐11送至乙二醇精馏系统，所述粗乙二醇闪蒸罐11的顶部压力通过所述粗乙二醇闪蒸罐11塔顶压力调节阀控制在0.1～0.3mpa，通过调节所述粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀8使所述粗乙二醇闪蒸罐11内的粗乙二醇液面高度为20～40%；
c.粗乙二醇闪蒸罐切出操作：打开所述粗乙二醇过滤器入口阀门1、所述粗乙二醇过滤器出口阀门4、所述粗乙二醇闪蒸罐副线阀门6，关闭所述粗乙二醇过滤器副线阀门2、所述粗乙二醇闪蒸罐入口阀门5、所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀7、所述粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀8，粗乙二醇液相经所述粗乙二醇过滤器10、所述副线管道二15后送至乙二醇精馏系统；
d.粗乙二醇过滤器及粗乙二醇闪蒸罐同时切出操作：打开所述粗乙二醇过滤器副线阀门2、所述粗乙二醇闪蒸罐副线阀门6，关闭所述粗乙二醇过滤器入口阀门1、所述粗乙二醇过滤器出口阀门4、所述粗乙二醇闪蒸罐入口阀门5、所述粗乙二醇闪蒸罐塔顶压力调节阀7、所述粗乙二醇闪蒸罐液位调节阀8，粗乙二醇液相直接经所述副线管道一14、所述副线管道二15送至乙二醇精馏系统。