一种回收低温甲醇洗放空气的系统及操作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种回收低温甲醇洗放空气的系统及操作方法。在合成氨低温甲醇洗放空管线上增加一条氢气回收管线和调节阀以及流量计；在甲醇变换炉的进口和出口之间新增一条甲醇变换炉旁路管线和CO调节阀HV2，保证甲醇合成气氢碳比为2.0‑3.0，低温甲醇洗的冷量不受影响，低温甲醇洗出口合成气硫含量小于0.1ppm。当合成氨低温甲醇洗变换气洗涤塔超过工作压力时，净化气放空阀HV1打开，会有放空气，通过打开回收气前手阀V2、回收气后手阀V3和回收气调节阀HV3，通过回收流量计FI1、甲醇合成流量计FI2以及氢碳比分析仪AI2的数值计算等，将放空气回收至甲醇装置，在保证放空气全部回收同时，保证甲醇装置高负荷生产。

A system and operation method for recovering the air discharged from low temperature methanol washing

【技术实现步骤摘要】
一种回收低温甲醇洗放空气的系统及操作方法
本专利技术属于化工生产领域，涉及煤制气联产，尤其是一种回收低温甲醇洗放空气的系统及操作方法。
技术介绍
在煤化工生产中，一般以煤气化为龙头，产生的煤气进入下游，下游一般为联产装置，主要以煤气为原料，同时生产甲醇、合成氨以及碳一化工产品较为常见。如图1所示，合成氨装置包括合成氨变换炉8、合成氨变换换热器组9、合成氨低温甲醇洗换热器10、合成氨低温甲醇洗变换气洗涤塔11、液氮洗12、合成氨气压机13、合成氨低温甲醇洗未变换系统14；煤气化生产的粗煤气为原料，通过合成氨变换炉8，在催化剂的作用下，且在一定的温度条件下，CO和水蒸汽发生反应，将CO转化为氢气和二氧化碳气，以此提高原料气中氢的含量，此股气称为变换气；进入变换工序的另外一股粗煤气，它未经过合成氨变换炉8，直接与合成氨变换换热器组9冷却得到未变换气。变换气进入合成氨低温甲醇洗变换气洗涤塔11进行酸气脱除后经过液氮洗入口管线20进入液氮洗12，再通过合成氨气压机13进行压缩，最后送入下游生产液氨；在开车时，变换气进入合成氨低温甲醇洗变换气洗涤塔11，打开开工切断阀XV2，关闭液氮洗入口切断阀XV1，变换气经过洗涤塔出口管线19，再经过合成氨低温甲醇洗换热器10换热后通过净化气放空管线22和净化气放空阀HV1进行放空；未变换气进入合成氨低温甲醇洗未变换系统14进行酸气脱除后生产碳一产品15后送至下游装置。如图2所示甲醇装置包括原料气分离器1、原料气过滤器2、甲醇变换炉3、甲醇变换换热器组4、甲醇低温甲醇洗换热器5、甲醇洗涤塔6、甲醇气压机7。煤气管线与原料气分离器1中部相连，原料气分离器1顶部与原料气过滤器2顶部相连，在原料气过滤器底部与甲醇变换炉3相连，甲醇变换炉出口管线17与甲醇变换换热器组4相连，甲醇变换换热器组4出口与甲醇低温甲醇洗换热器5壳程入口相连，在甲醇变换换热器组4出口管线上设置有CO在线分析仪AI1，甲醇低温甲醇洗换热器5壳程出口与甲醇洗涤塔6中部相连，甲醇洗涤塔6顶部与甲醇低温甲醇洗换热器5管程入口相连，甲醇低温甲醇洗换热器5管程出口与低温甲醇洗界区阀门V1相连，低温甲醇洗界区阀门V1再通过甲醇气压机入口管线18与甲醇气压机7相连，在甲醇气压机入口管线18上安装氢碳比分析仪AI2和甲醇合成流量计FI2。控制氢碳比指标2.0-3.0，氢碳比通过AI2显示，净化后的气体通过甲醇气压机7压缩，最后送入下游生产甲醇。当液氮洗、合成氨气压机等设备维修或出现异常停车时，由于合成氨低温甲醇洗未变换气供给下游碳一产品，因此若合成氨低温甲醇洗停车，则影响下游碳一产品，若不停车，为维持低温甲醇洗的冷量平衡，低温甲醇洗的变换气系统必须维持一定负荷，进而导致大量氢气放空。
技术实现思路
本专利技术的目的是在保证低温甲醇洗的冷量平衡的情况下，维持未变换气负荷，同时回收变换气的放空气。在合成氨低温甲醇洗中的变换气净化气中氢气含量为93-96％，CO含量为1-2％，氮气含量1.2-3％，硫含量<0.4ppm，而甲醇低温甲醇洗中的变换气净化气为氢气含量为65-66％，CO含量为28-30％，CO2含量为2.4-2.8％，氮气含量1.2-3％，硫含量<0.4ppm，两组分除CO2外，其余成份均相同，仅为氢气含量和CO含量有所差别，而甲醇低温甲醇洗中的变换气净化气中CO2含量并不高，仅为2.6％，可以通过调节甲醇低温甲醇洗操作来满足甲醇合成的要求，而合成氨低温甲醇洗的净化气中氢气含量高，因此需要提高甲醇低温甲醇洗中的CO含量才能保证甲醇合成的要求，为此在甲醇变换装置中引出一股不经过变换炉的煤气与经过变换炉的变换气混合，再进入甲醇低温甲醇洗来提高与合成氨低温甲醇洗净化气混合后的CO含量，以保证甲醇合成氢碳比在正常范围2.0-3.0内。根据工艺要求和数据分析，我们进行了提出了如下技术方案：一种回收低温甲醇洗放空气的系统；在合成氨低温甲醇洗放空管线22上增加一条氢气回收管线和调节阀以及流量计；在甲醇变换炉的进口和出口之间新增一条甲醇变换炉旁路管线16和CO调节阀HV2，保证甲醇合成气氢碳比为2.0-3.0，低温甲醇洗的冷量不受影响，低温甲醇洗出口合成气硫含量小于0.1ppm。进一步说明是：所述的系统合成氨低温甲醇洗变换气净化气放空管线22与甲醇气压机入口管线18连接一条放空气回收管线21，在放空气回收管线上依次安装回收气前手阀V2、回收气调节阀HV3，回收流量计FI1和回收气后手阀V3；在甲醇变换炉的进口和出口之间连接一条甲醇变换炉旁路管线16和CO调节阀HV2,用于调节这两股净化气混合后的CO含量，进而满足甲醇合成配比2.0-3.0的要求。更进一步说明是：所述的系统，其在甲醇变换炉的进口和出口之间连接一条变换炉旁路管线16，在变换炉旁路管线上安装CO调节阀HV2，在甲醇变换换热器组4出口管线上设置有CO在线分析仪AI1；甲醇低温甲醇洗换热器5管程出口通过低温甲醇洗界区阀门V1与甲醇气压机入口管线18相连，在甲醇气压机入口管线18上安装氢碳比分析仪AI2和甲醇合成流量计FI2；合成氨低温甲醇洗换热器10出口通过放空气回收管线21与甲醇气压机入口管线18相连，在放空气回收管线21上依次安装回收气前手阀V2、回收气调节阀HV3，回收流量计FI1，回收气后手阀V3。一种回收低温甲醇洗放空气的操作方法，具体操作包括如下步骤：1.当合成氨低温甲醇洗变换气洗涤塔超过工作压力时，净化气放空阀HV1就会打开，此时就会有放空气；2.打开回收气前手阀V2和回收气后手阀V3，打开回收气调节阀HV3到5％-8％；3.通过回收流量计FI1显示流量，并根据回收流量计FI1流量、甲醇合成流量计FI2以及氢碳比分析仪AI2的数值计算出甲醇变换出口应调整CO指标数值，得到甲醇变换出口应调整CO指标；4.通过调节CO调节阀HV2的开度调整CO含量，使得CO在线分析仪AI1的实际数值与计算得到的CO数值一致；5.通过氢碳比分析仪AI2的数值进行校对，以满足甲醇的氢碳比在2.0-3.0之间；6.逐渐开大回收气调节阀HV3的阀位，每次增加开度3-5％，重复步骤3-5，调节CO调节阀HV2的开度，以保证甲醇的氢碳比在2.0-3.0之间；7.当净化气放空阀HV1全部关闭，放空气全部回收，回收气调节阀HV3和CO调节阀HV2保持现状运行。专利技术的效果：1.本专利技术在未增加新设备的前提下，仅增加部分管线及阀门，投资小，收益大。2.本专利技术通过此次改造，使得合成氨后系统检修更加便利，不会影响下游碳一产品生产，将停车损失降至最低。3.本专利技术将放空气回收至甲醇装置，在保证了放空气全部回收同时，保证了甲醇装置高负荷生产。附图说明图1：现有合成氨装置流程图。图2：现有甲醇装置流程图图3：本专利技术的改造后工艺流程图。其中：1-原料气分离器、2-原料气过滤器、3-甲醇变换炉、4-甲醇变换换热器组、5-甲醇低温甲醇洗换热器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回收低温甲醇洗放空气的系统；在合成氨低温甲醇洗放空管线(22)上增加一条氢气回收管线和调节阀以及流量计；在甲醇变换炉的进口和出口之间新增一条甲醇变换炉旁路管线(16)和CO调节阀HV2，保证甲醇合成气氢碳比为2.0-3.0，低温甲醇洗的冷量不受影响，低温甲醇洗出口合成气硫含量小于0.1ppm。/n

【技术特征摘要】
1.一种回收低温甲醇洗放空气的系统；在合成氨低温甲醇洗放空管线(22)上增加一条氢气回收管线和调节阀以及流量计；在甲醇变换炉的进口和出口之间新增一条甲醇变换炉旁路管线(16)和CO调节阀HV2，保证甲醇合成气氢碳比为2.0-3.0，低温甲醇洗的冷量不受影响，低温甲醇洗出口合成气硫含量小于0.1ppm。


2.如权利要求1所述的系统，其特征是合成氨低温甲醇洗变换气净化气放空管线(22)与甲醇气压机入口管线(18)连接一条放空气回收管线(21)，在放空气回收管线上依次安装回收气前手阀V2、回收气调节阀HV3，回收流量计FI1和回收气后手阀V3；在甲醇变换炉的进口和出口之间连接一条甲醇变换炉旁路管线(16)和CO调节阀HV2,用于调节这两股净化气混合后的CO含量，进而满足甲醇合成配比2.0-3.0的要求。


3.如权利要求1所述的系统，其特征是在甲醇变换炉的进口和出口之间连接一条变换炉旁路管线(16)，在变换炉旁路管线上安装CO调节阀HV2，在甲醇变换换热器组(4)出口管线上设置有CO在线分析仪AI1；甲醇低温甲醇洗换热器(5)管程出口通过低温甲醇洗界区阀门V1与甲醇气压机入口管线(18)相连，在甲醇气压机入口管线(18)上安装氢碳比分析仪AI2和甲醇合成流量计FI2；合成氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫波，聂家波，蒋云龙，张志峰，王学昆，
申请(专利权)人：天津渤化永利化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12