甲醇裂解制备一氧化碳和氢气的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术为甲醇裂解制备一氧化碳和氢气的装置，解决现有装置结蜡堵塞管道设备，一氧化碳收率低，甲醇单耗高的问题。甲醇经加压、冷却后进入甲醇洗涤塔，脱除裂解气中的二氧化碳和蜡，甲醇洗涤液经气化过热后进入裂解反应器得到裂解气，裂解气进入甲醇洗涤塔，洗涤后的裂解气进入变压吸附分离装置，脱除出二氧化碳和甲醇，采用变压吸附提一氧化碳分离出产品一氧化碳，采用变压吸附提氢分离出产品氢气，变压吸附的全部解析气经收集压缩后，回到裂解反应器。本实用新型专利技术采用甲醇洗和变压吸附组合分离，可以使一氧化碳和氢气收率达到99%以上，收率相对于传统装置提高了15%～25%。一氧化碳纯度达到99.9%，氢气纯度达到99.99%。

【技术实现步骤摘要】
甲醇裂解制备一氧化碳和氢气的装置
本技术涉及化工领域中甲醇裂解制合成气的工艺装置，尤其与制备一氧化碳和氢气的装置有关。
技术介绍
一氧化碳和氢气均为碳一化工的基础原料，大型化工装置均用煤或天然气来制取一氧化碳和氢气，但小化工装置一般不具备这样的条件，目前甲醇裂解制氢技术已相当成熟，可以很便利的获得氢气，但是一氧化碳的获取大多还采用从前苏联引进的焦炭纯氧造气技术，此法流程长，气体成分复杂，净化分离过程复杂，频繁地停炉点炉对化工企业的安全管理带来了很大挑战。因此精细化工企业迫切需要一种便利获得一氧化碳和氢气的方法。甲醇裂解制一氧化碳和氢气的装置可以便利的获得两种原料气，对于小规模气量的需求来说无疑是最佳选择。甲醇裂解制一氧化碳和氢气的装置很早都已经出现，但早期装置都存在结蜡严重，易堵塞管道设备，一氧化碳收率低，甲醇单耗很高的情况，迫使这些企业又重新采用焦炭纯氧造气这种方法。由于甲醇裂解制一氧化碳和氢气，在温度高时易发生结蜡的副反应，若不及时除去就会堵塞管道设备。而传统的甲醇裂解制一氧化碳和氢气工艺，大多照搬甲醇裂解制氢的工艺，没有考虑除蜡措施，造成了装置结蜡经常堵塞管道设备，严重影响装置的连续运行。现有甲醇裂解制一氧化碳和氢气的专利大多存在产品收率和质量都不高的情况，也没有考虑如何除蜡的问题。如最新的专利CN中207671691U中仅靠一套变压吸附装置完成CO与氢气的分离，而裂解气中的二氧化碳没有单独的出口，只能与一氧化碳混在一起离开系统，造成了产品气一氧化碳纯度不高的问题。而精细化工领域一般对一氧化碳要求高，杂质气体二氧化碳多数要求控制在50ppm以下，这种二氧化碳含量达到了几万ppm的一氧化碳产品气，很难满足行业需要。对于如何除蜡更是只字未提。又如专利CN1346786A中采用碱洗脱碳或变压吸附脱碳，然后根据产品是混合气还是一氧化碳和氢气来调整后面的一套变压吸附（提氢或吸附一氧化碳）。该法裂解气中二氧化碳有单独的出口，可以得到99.9%的一氧化碳，但无法同时获得99.99%以上的氢气，很难满足常规加氢装置的需要。若该法采用碱洗脱碳，未反应甲醇会在碱洗过程中，混入碱洗液，造成碱洗液被污染，难以循环使用。若该法采用变压吸附脱碳，则脱碳的解析气又不能全部返回裂解工序（否则没有二氧化碳的单独出口），造成了大量含一氧化碳的解析气放空，带来了甲醇消耗高，污染大气环境等影响。对于如何除蜡也是只字未提。又如专利CN107021453A中采用膜分离脱碳，然后一套变压吸附分离得到一氧化碳和氢气的混合气。该法采用甲醇中补加水的方法，通过一氧化碳变换反应使裂解中的二氧化碳增加，来抑制结蜡副反应。副反应是得到了抑制，但是获得单位一氧化碳的甲醇消耗缺大幅增加了。同时膜分离出的含一氧化碳的杂质气也无法回收，进一步造成了甲醇消耗的增加。该法只能得到一氧化碳和氢气的混合气，无法得到高纯度的一氧化碳产品。仅能满足特定的烯烃氢甲酰化反应领域，应用面很窄。
技术实现思路
本技术的目前是提供了一种一氧化碳收率高、纯度高，甲醇单耗低，管道设备不堵塞的制备一氧化碳和氢气的装置。本技术通过下述技术方案来实现：甲醇裂解制备一氧化碳和氢气的装置，甲醇储罐1经第1计量泵2与冰机3的输入端连接，冰机3的输出端与甲醇洗涤塔4的第1输入端连接，甲醇洗涤塔4第1输出端经过滤器5与甲醇预热器6的第1输入端连接，甲醇预热器6的第1输出端与甲醇再生罐7的输入端连接，甲醇再生罐7的顶部有二氧化碳排出口，甲醇再生罐7的输出端经第2计量泵8与气化过热器9的输入端连接，气化过热器9的输出端与裂解反应器10的输入端连接，裂解反应器10的输出端依次经甲醇预热器6的第2输入端、第2输出端，水冷器11与甲醇洗涤塔4的第2输入端连接，甲醇洗涤塔4的第2输出端与脱碳吸附塔12的输入端连接，脱碳吸附塔12顶部与一氧化碳吸附塔15的输入端连接，脱碳吸附塔12的塔底与解析气缓冲罐13的第1输入端、第1真空泵14连接，第1真空泵14与解析气缓冲罐13的第2输入端连接，一氧化碳吸附塔15顶部与提氢吸附塔18的输入端连接，一氧化碳吸附塔15的底部与一氧化碳缓冲罐16的第1输入端、第2真空泵17连接，第2真空泵17与一氧化碳缓冲罐16的第2输入端连接，一氧化碳缓冲罐16的顶部与界外连接，提氢吸附塔18顶部与界外连接，提氢吸附塔18底部与解析气缓冲罐13的第3输入端连接，解析气缓冲罐13的输出端依次经压缩机19、气化过热器9与裂解反应器10的输入连接。甲醇裂解制一氧化碳和氢气的装置，界外甲醇先进入甲醇储罐1经计量泵2加压后，甲醇进入冰机3，冷却后进入甲醇洗涤塔4，吸收来自裂解反应器10的裂解气中的二氧化碳和蜡，甲醇洗涤液进入过滤器5除蜡后，进入甲醇预热器6被来自裂解反应器10的裂解气预热，进入甲醇再生罐7再生，甲醇中溶解的二氧化碳从液相中解析出来，由甲醇再生罐7排出；甲醇再生罐7再生后的甲醇经计量泵8加压后进入气化过热器9加热，然后进入裂解反应器10，裂解反应器10产生的裂解气通过甲醇预热器6回收热量，然后经水冷器11冷却后进入甲醇洗涤塔4脱除二氧化碳和蜡，然后洗涤后的裂解气进入脱碳吸附塔12，脱除二氧化碳和甲醇，脱碳吸附塔12顶部出来的半成品气进入一氧化碳吸附塔15，脱碳吸附塔12塔底的逆放气和脱碳真空泵14抽出的解析气全部进入解析气缓冲罐13回收，一氧化碳吸附塔15顶出来的富氢气进入提氢吸附塔18，一氧化碳吸附塔15底的逆放气和一氧化碳真空泵17抽出的解析气作为一氧化碳产品气，通过一氧化碳缓冲罐16缓冲后送至界外，提氢吸附塔18顶部出来的氢气作为氢气产品气送至界外，提氢吸附塔18底的逆放气和再生的冲洗气也全部进入解析气缓冲罐13回收后通过压缩机19加压，经气化过热器9加热后进入裂解反应器10。甲醇洗涤塔中的压力为0.1MPa~2.0MPa，温度在-30℃~10℃。本技术采用甲醇洗脱碳与变压吸附分离结合，通过甲醇洗脱碳将裂解气中的蜡和二氧化碳脱除，彻底解决了结蜡堵塞管道设备的问题。变压吸附脱碳精脱除二氧化碳和甲醇，由于二氧化碳单独的出口，变压吸附所产生的解析气便可全部回收，解析气中的二氧化碳可抑制结蜡反应，无需通过向甲醇中添加水来产生二氧化碳抑制结蜡反应。因此甲醇消耗大幅减少。通过变压吸附提一氧化碳和变压吸附吸附提氢可以得到高纯度一氧化碳和氢气产品，完全满足精细化工领域的使用。本技术的有益效果：甲醇洗脱除二氧化碳，反应产生的二氧化碳仅从甲醇再生罐顶排出。变压吸附的解析气全部回收，可以使一氧化碳和氢气的收率达到99%以上，相对于传统装置提高了15%~25%。防止一氧化碳通过变压吸附的解析气外排，对企业安全生产带来隐患，对大气环境造成污染。同时解析气中含有的二氧化碳可抑制结蜡反应。全部回收解析气大幅降低了甲醇单耗，减轻了企业生产成本。2、甲醇洗脱除蜡，可以完全清除裂解气中的蜡，防止气相中细微的蜡颗粒进入变压吸附系统，堵塞管道，解决现有除蜡方式效率不高，经常造成后系统堵塞的情况。以保证装置连续稳定运行，避免频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.甲醇裂解制备一氧化碳和氢气的装置，其特征在于，甲醇储罐（1）经第1计量泵（2）与冰机（3）的输入端连接，冰机（3）的输出端与甲醇洗涤塔（4）的第1输入端连接，甲醇洗涤塔（4）第1输出端经过滤器（5）与甲醇预热器（6）的第1输入端连接，甲醇预热器（6）的第1输出端与甲醇再生罐（7）的输入端连接，甲醇再生罐（7）的顶部有二氧化碳排出口，甲醇再生罐（7）的输出端经第2计量泵（8）与气化过热器（9）的输入端连接，气化过热器（9）的输出端与裂解反应器（10）的输入端连接，裂解反应器（10）的输出端依次经甲醇预热器（6）的第2输入端、第2输出端，水冷器（11）与甲醇洗涤塔（4）的第2输入端连接，甲醇洗涤塔（4）的第2输出端与脱碳吸附塔（12）的输入端连接，脱碳吸附塔（12）顶部与一氧化碳吸附塔（15）的输入端连接，脱碳吸附塔（12）的塔底与解析气缓冲罐（13）的第1输入端、第1真空泵（14）连接，第1真空泵（14）与解析气缓冲罐（13）的第2输入端连接，一氧化碳吸附塔（15）顶部与提氢吸附塔（18）的输入端连接，一氧化碳吸附塔（15）的底部与一氧化碳缓冲罐（16）的第1输入端、第2真空泵（17）连接，第2真空泵（17）与一氧化碳缓冲罐（16）的第2输入端连接，一氧化碳缓冲罐（16）的顶部与界外连接，提氢吸附塔（18）顶部与界外连接，提氢吸附塔（18）底部与解析气缓冲罐（13）的第3输入端连接，解析气缓冲罐（13）的输出端依次经压缩机（19）、气化过热器（9）与裂解反应器（10）的输入连接。/n...

【技术特征摘要】
1.甲醇裂解制备一氧化碳和氢气的装置，其特征在于，甲醇储罐（1）经第1计量泵（2）与冰机（3）的输入端连接，冰机（3）的输出端与甲醇洗涤塔（4）的第1输入端连接，甲醇洗涤塔（4）第1输出端经过滤器（5）与甲醇预热器（6）的第1输入端连接，甲醇预热器（6）的第1输出端与甲醇再生罐（7）的输入端连接，甲醇再生罐（7）的顶部有二氧化碳排出口，甲醇再生罐（7）的输出端经第2计量泵（8）与气化过热器（9）的输入端连接，气化过热器（9）的输出端与裂解反应器（10）的输入端连接，裂解反应器（10）的输出端依次经甲醇预热器（6）的第2输入端、第2输出端，水冷器（11）与甲醇洗涤塔（4）的第2输入端连接，甲醇洗涤塔（4）的第2输出端与脱碳吸附塔（12）的输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴强，刘辉，郝伟，梁立昆，
申请(专利权)人：成都天成碳一化工有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51