一种分子筛纯化系统技术方案

本实用新型专利技术属于甲烷分离装置前端净化单元技术领域，公开了一种分子筛纯化系统。在原有分子筛纯化系统设置氮气旁通阀，保证后续工段氮气的连续供应；在原有分子筛纯化系统再生氮气出口设置再生氮气出口冷却装置，使再生氮气降温满足后续工段氮气需求。本实用新型专利技术内容投资少，切实可行，减少了资源浪费和能量损失，具有很大的节能环保效益。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于甲烷分离装置前端净化单元
，具体涉及一种分子筛纯化系统。
技术介绍
甲烷分离装置是用深冷分离技术分离出原料气中的CO、CH4，分子筛纯化系统是甲烷分离装置的前端净化单元，其作用是吸附原料气中的h20、CO2, CH3OH等微量杂质，避免这些杂质在下游深冷分离单元设备中结冰，从而保证后续设备安全、长期、可靠运行。分子筛具有高压低温易吸附、低压高温易脱附的特性，达到吸附饱和的分子筛需要用纯净的高温低压氮气进行再生。原有分子筛纯化系统设计如图I所示包括两个分子筛罐A、B、两个分子筛罐再生·压阀6、两个原料煤气进气阀7，其中，两个分子筛罐A、B并排设置，两个分子筛罐再生氮气控制阀I串联，两个净煤气外远控制阀2串联，串联后的分子筛罐再生氮气控制阀I、净煤气外远控制阀2与均压阀3并联在两个分子筛罐A、B顶部，两个泄压阀4串联，两个放空阀5串联，充压阀6与原料煤气进气阀7—配一先并联再串联，串联后的泄压阀4、放空阀5与先并联再串联的充压阀6、原料煤气进气阀7并联在两个分子筛罐A、B底部，充压阀6与原料煤气进气阀7—配一先并联再串联的串联处设有原料煤气来自净化车间管线D，两个净煤气外远控制阀2串联的串联处设有净煤气去甲烷分离管线E，两个分子筛罐再生氮气控制阀I串联的串联处设有氮气来自管网的管线F，氮气来自管网的管线F上串联设有再生氮气蒸汽加热器C与氮气控制总阀10，同时氮气来自管网的管线F上设有再生氮气蒸汽加热器旁通阀11，再生氮气蒸汽加热器C连接有蒸汽来自管网的管线Q和凝结水去系统的管线L，蒸汽来自管网的管线Q上设有蒸汽去再生氮气蒸汽加热器阀9，凝结水去系统的管线L上设有蒸汽冷凝液回收阀8，在两个泄压阀4串联的串联处设有泄压去煤气火炬管线H，两个放空阀5串联的串联处设有氮气放空/回收管线G，上述分子筛罐再生氮气控制阀I、净煤气外远控制阀2、均压阀3、泄压阀4、放空阀5、充压阀6、原料煤气进气阀7、蒸汽冷凝液回收阀8、蒸汽去再生氮气蒸汽加热器阀9、氮气控制总阀10、再生氮气蒸汽加热器旁通阀均11分别与控制系统连接。该项目分子筛纯化系统包含两个同样的分子筛罐，装填相同数量的吸附剂进行交替工作，一个分子筛罐工作，当分子筛的吸附能力达到饱和时，控制系统自动切换吸附器进行吸附剂再生，吸附剂再生的介质为空分装置生产并输送到界区的氮气。分子筛再生过程由几个顺次步骤组成，并保证其工作的连续性。每个吸附器运行的一个周期为16小时。分子筛纯化系统由一套程序系统来控制阀门操作，控制系统可分为自动控制和手动控制两种模式，操作人员随时都可以选择两种操作模式的任何一种。在自动操作模式下，初始的每一步启动都由具备相应条件(继续时间、工艺条件、阀门打开/关闭信号)的控制系统执行，也就是说在自动控制系统运行时，一旦达到下一步所需的条件，程序开关就会自动切换到下一步(阀门开启或关闭命令)的启动操作需保持在下一步操作之前。吸附单元自动控制系统的主要步骤包括降压、加热活化、冷却、加压、加温、平衡六个步骤。但在降压、加压、加温和平衡四个步骤时，分子筛内部的氮气流路处于关闭状态。目前的分子筛纯化系统中，如果将再生后的氮气回收利用则存在下列问题第一，再生后的氮气，由于压力不稳定，在分子筛泄压、均压等阶段气体供应是不连续的，因此也无法满足氮气后续工段的连续供应；第二，若将再生后的氮气用于低温甲醇洗工段，再生后的氮气由于温度过高，无法满足后续工段对温度的要求。以上问题使得再生氮气得不到回收利用，一般做放空处理。由于纯净的氮气是由工业制取而来，成本较高，过多的放空再生氮气会造成全厂的氮气无法满足用量需求，也会造成较多的能量损失和资源浪费，也不符合我国节能减排的环保要求。为减少资源及其能量的浪费，适应我国节能降耗、循环经济的 要求，专利技术一种再生氮气的回收利用技术是化工企业中亟待解决的技术难题，将创造良好的经济与社会效益。
技术实现思路
为解决现有分子筛纯化系统中再生氮气无法得到利用的现状，本技术的目的在于提供一种实现再生氮气的回收利用的分子筛纯化系统。为实现上述目的，本技术采取的技术方案如下一种分子筛纯化系统，包括两个分子筛罐A、B、两个分子筛罐再生氮气控制阀I、两个净煤气外远控制阀2、一个均压阀3、两个泄压阀4、两个放空阀5、两个充压阀6、两个原料煤气进气阀7，其中，两个分子筛罐A、B并排设置，两个分子筛罐再生氮气控制阀I串联，两个净煤气外远控制阀2串联，串联后的分子筛罐再生氮气控制阀I、净煤气外远控制阀2与均压阀3并联在两个分子筛罐A、B顶部，两个泄压阀4串联，两个放空阀5串联，充压阀6与原料煤气进气阀7 —配一先并联再串联，串联后的泄压阀4、放空阀5与先并联再串联的充压阀6、原料煤气进气阀7并联在两个分子筛罐A、B底部，充压阀6与原料煤气进气阀7一配一先并联再串联的串联处设有原料煤气来自净化车间管线D，两个净煤气外远控制阀2串联的串联处设有净煤气去甲烷分离管线E，两个分子筛罐再生氮气控制阀I串联的串联处设有氮气来自管网的管线F，氮气来自管网的管线F上串联设有再生氮气蒸汽加热器C与氮气控制总阀10，同时氮气来自管网的管线F上设有再生氮气蒸汽加热器旁通阀11，再生氮气蒸汽加热器C连接有蒸汽来自管网的管线Q和凝结水去系统的管线L，蒸汽来自管网的管线Q上设有蒸汽去再生氮气蒸汽加热器阀9，凝结水去系统的管线L上设有蒸汽冷凝液回收阀8，在两个泄压阀4串联的串联处设有泄压去煤气火炬管线H，两个放空阀5串联的串联处设有氮气放空/回收管线G，上述分子筛罐再生氮气控制阀I、净煤气外远控制阀2、均压阀3、泄压阀4、放空阀5、充压阀6、原料煤气进气阀7、蒸汽冷凝液回收阀8、蒸汽去再生氮气蒸汽加热器阀9、氮气控制总阀10、再生氮气蒸汽加热器旁通阀均11分别与控制系统连接，其改进之处在于在氮气控制总阀10之前的氮气来自管网的管线F上分支设有氮气旁通管线M，氮气旁通管线M上设有氮气旁通阀13，在氮气放空/回收管线G上设有再生氮气出口冷却装置J，再生氮气出口冷却装置J连接有循环水来自管网的管线K，蒸汽来自管网的管线Q在蒸汽去再生氮气蒸汽加热器阀9之前分支设有蒸汽去再生氮气出口冷却装置的管线N，蒸汽去再生氮气出口冷却装置的管线N上设有蒸汽去再生氮气出口冷却装置控制阀12，从再生氮气出口冷却装置J出来的的氮气放空/回收管线G与氮气旁通管线M汇合，并且蒸汽去再生氮气出口冷却装置控制阀12、氮气旁通阀13也分别与与控制系统连接。进一步，所述再生氮气出口冷却装置J由水池及全浸于其内的盘管换热器组成。本技术中控制系统为本领域常规技术。本
技术实现思路
通过以下方案实现再生氮气的回收利用(1)针对第一个现有缺陷，在分子筛纯化系统添加氮气旁通管线，并把氮气旁通阀开关控制程序添加到分子筛控制系统中，满足再生氮气为后续工段的连续供应；(2)针对第二个现有缺陷，在分子筛再生氮气出口，添加再生氮气出口冷却装置，待再生氮气降温后送到后续低温甲醇洗工段。本
技术实现思路
将达到以下有益效果(I)投资小，设备占地面积小，改造方案实际可行；(2)降低了企业空分装置的负荷压力，为企业节约了氮气成本；(3)实现了再生氮气的回收利用，达到了全厂氮气需求平衡；(4)减少了资源浪费和能量损耗，响本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分子筛纯化系统，包括两个分子筛罐（A、B）、两个分子筛罐再生氮气控制阀（1）、两个净煤气外远控制阀（2）、一个均压阀（3）、两个泄压阀（4）、两个放空阀（5）、两个充压阀（6）、两个原料煤气进气阀（7），其中，两个分子筛罐（A、B）并排设置，两个分子筛罐再生氮气控制阀（1）串联，两个净煤气外远控制阀（2）串联，串联后的分子筛罐再生氮气控制阀（1）、净煤气外远控制阀（2）与均压阀（3）并联在两个分子筛罐（A、B）顶部，两个泄压阀（4）串联，两个放空阀（5）串联，充压阀（6）与原料煤气进气阀（7）一配一先并联再串联，串联后的泄压阀（4）、放空阀（5）与先并联再串联的充压阀（6）、原料煤气进气阀（7）并联在两个分子筛罐（A、B）底部，充压阀（6）与原料煤气进气阀（7）一配一先并联再串联的串联处设有原料煤气来自净化车间管线（D），两个净煤气外远控制阀（2）串联的串联处设有净煤气去甲烷分离管线（E），两个分子筛罐再生氮气控制阀（1）串联的串联处设有氮气来自管网的管线（F），氮气来自管网的管线（F）上串联设有再生氮气蒸汽加热器（C）与氮气控制总阀（10），同时氮气来自管网的管线（F）上设有再生氮气蒸汽加热器旁通阀（11），再生氮气蒸汽加热器（C）连接有蒸汽来自管网的管线（Q）和凝结水去系统的管线（L），蒸汽来自管网的管线（Q）上设有蒸汽去再生氮气蒸汽加热器阀（9），凝结水去系统的管线（L）上设有蒸汽冷凝液回收阀（8），在两个泄压阀（4）串联的串联处设有泄压去煤气火炬管线（H），两个放空阀（5）串联的串联处设有氮气放空/回收管线（G），上述分子筛罐再生氮气控制阀（1）、净煤气外远控制阀（2）、均压阀（3）、泄压阀（4）、放空阀（5）、充压阀（6）、原料煤气进气阀（7）、蒸汽冷凝液回收阀（8）、蒸汽去再生氮气蒸汽加热器阀（9）、氮气控制总阀（10）、再生氮气蒸汽加热器旁通阀均（11）分别与控制系统连接，其特征在于：在氮气控制总阀（10）之前的氮气来自管网的管线（F）上分支设有氮气旁通管线（M），氮气旁通管线（M）上设有氮气旁通阀（13），在氮气放空/回收管线（G）上设有再生氮气出口冷却装置（J），再生氮气出口冷却装置（J）连接有循环水来自管网的管线（K），蒸汽来自管网的管线（Q）在蒸汽去再生氮气蒸汽加热器阀（9）之前分支设有蒸汽去再生氮气出口冷却装置的管线（N），蒸汽去再生氮气出口冷却装置的管线（N）上设有蒸汽去再生氮气出口冷却装置控制阀（12），从再生氮气出口冷却装置（J）出来的的氮气放空/回收管线（G）与氮气旁通管线（M）汇合，并且蒸汽去再生氮气出口冷却装置控制阀（12）、氮气旁通阀（13）也分别与与控制系统连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苗建林，范国军，任富强，石自更，李雪平，崔广才，刘志辉，乔丽娟，陈丽，梁学博，蔡少华，沈华，高水红，贺丽岩，韩宜，殷延星，轩勤生，何珊，冯朝旭，王亚玲，
申请(专利权)人：河南省煤气集团有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：