煤经甲醇制烯烃装置甲醇驰放气的回收利用系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种煤经甲醇制烯烃装置甲醇驰放气的回收利用系统及方法，包括：制甲醇系统，设有甲醇合成气入口、驰放气排出口以及甲醇排出口；甲醇制烯烃系统，与制甲醇系统的甲醇排出口相连；驰放气分离回收系统，驰放气分离回收系统包括：膜分离单元，与制甲醇系统的驰放气排出口相连，并具有渗透气侧和非渗透气侧，渗透气侧通过第一管线连通至制甲醇系统的甲醇合成气入口；PSA分离单元，与膜分离单元的非渗透气侧相连通，并具有解析气出口和产品气出口，产品气出口通过第二管线连接至制甲醇系统的氢气入口，解析气出口通过第三管线输送至燃料气管网。该回收利用系统能将甲醇驰放气中的氢气进行充分有效回收并由此供应到煤经甲醇制烯烃装置中。

【技术实现步骤摘要】
煤经甲醇制烯烃装置甲醇驰放气的回收利用系统及方法
本专利技术涉及煤经甲醇制烯烃装置
，尤其涉及一种煤经甲醇制烯烃装置甲醇驰放气的回收利用系统及方法。
技术介绍
在甲醇制烯烃项目中，氢气是烯烃装置的原料之一，其中，该对氢气纯度要求是95％以上，并且还具有氢气用量波动大的特点。现有的甲醇制烯烃项目中，氢气来源可以是外购氢气，或者新建一甲醇裂解制氢装置。但，外购氢气存在运输、存储困难的问题；而新建一甲醇裂解制氢装置又存在投资、消耗较高的问题。另一方面，由于煤制甲醇装置的特点是碳多氢少，在煤制合成气过程需要排放掉大量的二氧化碳以满足合成气制甲醇的氢碳比要求，并且为了提高煤制甲醇过程原料的利用效率，必须从甲醇驰放气中回收氢来降低煤耗和能耗。甲醇生产装置排放的驰放气中含H2、CO等有效气体。甲醇驰放气一般可采用膜分离技术或PSA技术来回收有效气。如申请号为CN201510516474.6(公开号为CN105129731A)的中国专利技术专利《甲醇驰放气中氢气的回收装置》中就采用上述膜分离技术与PSA技术结合的方式对驰放气中的氢气进行回收。膜分离的基本原理是利用渗透膜(中空纤维膜)两侧气体的分压差为推动力，通过溶解-扩散机理，利用中空纤维膜对各种气体的选择透过性不同，从而达到分离的目的。膜分离法操作简单，运行稳定，可同时回收H2、CO和CO2，缺点是为兼回收率，渗透气中氢气浓度一般不高，在85％左右。PSA是利用吸附剂对混合气中各组分的吸附容量随着压力变化而呈差异的特性，由选择吸附和解吸、再生2个过程组成交替切换的循环工艺，吸附和再生在相同温度下进行。PSA可得到纯度较高的氢气，然而，PSA不能回收CO和CO2，氢气回收率受驰放气中氩气含量的影响较大。申请人发现，甲醇驰放气经膜分离处理后的非渗透气中含有氢气，其通常作为燃料气燃烧，这造成了氢气的浪费，而且甲醇制烯烃项目中，仅用膜分离处理后的富氢渗透气也不能满足烯烃装置的用氢要求(对氢气纯度要求是95％以上)，因而，如何将甲醇驰放气中的氢气进行充分有效回收并由此供应到煤经甲醇制烯烃装置中成为了本
人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种煤经甲醇制烯烃装置甲醇驰放气的回收利用系统，该回收利用系统能将甲醇驰放气中的氢气进行充分有效回收并由此供应到煤经甲醇制烯烃装置中。本专利技术所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种煤经甲醇制烯烃装置甲醇驰放气的回收利用方法，该回收利用方法能将甲醇驰放气中的氢气进行充分有效回收并由此供应到煤经甲醇制烯烃装置中。本专利技术解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种煤经甲醇制烯烃装置甲醇驰放气的回收利用系统，包括：制甲醇系统，设有甲醇合成气入口、驰放气排出口以及甲醇排出口；甲醇制烯烃系统，与制甲醇系统的甲醇排出口相连，并具有氢气入口；驰放气分离回收系统，驰放气分离回收系统包括：膜分离单元，与所述制甲醇系统的驰放气排出口相连，并具有渗透气侧和非渗透气侧，所述渗透气侧通过第一管线连通至所述制甲醇系统的甲醇合成气入口；PSA分离单元，与所述膜分离单元的非渗透气侧相连通，并具有解析气出口和产品气出口，所述产品气出口通过第二管线连接至所述制甲醇系统的氢气入口，所述解析气出口通过第三管线输送至燃料气管网。作为改进，还包括用于将PSA分离单元的产品气返回至所述制甲醇系统的甲醇合成气入口的回流管线。甲醇制烯烃系统的氢气用量波动较大，鉴于H2也是合成甲醇的有效气之一，并考虑PSA分离单元的操作稳定性，所以预留PSA分离单元的提纯氢气返回甲醇合成单元的回路管线，可作为甲醇制烯烃系统用氢量波动时的一种有效调节手段。作为另一种针对甲醇制烯烃系统用氢量波动大的有效调节手段，还包括与所述膜分离单元并联的调节旁路管线，该调节旁路管线用于将所述制甲醇系统的驰放气直接输送至所述PSA分离单元。当然，也可以通过调节膜分离单元中膜组件的在线数量来应对甲醇制烯烃系统用氢量较大波动问题。本专利技术解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种煤经甲醇制烯烃装置甲醇驰放气的回收利用方法，包括以下步骤：甲醇合成气在经制甲醇系统的甲醇合成单元后分离得到粗甲醇，粗甲醇经甲醇精馏单元处理后，得到MTO甲醇，该MTO甲醇作为反应原料送往下游的甲醇制烯烃系统；甲醇合成单元排出的驰放气进入驰放气分离回收系统的膜分离单元进行处理，得到渗透气和非渗透气，其中，渗透气作为补充原料气通过第一管线返回至所述制甲醇系统的甲醇合成气入口，非渗透气送至下游的PSA分离单元进一步处理；非渗透气在经PSA分离单元处理后得到解析气和产品气，解析气通过第三管线输送至燃料气管网，产品气作为原料气通过第二管线输送至甲醇制烯烃系统的氢气入口。作为改进，所述膜分离单元采用聚合物纤维渗透膜。作为改进，所述膜分离单元的操作压力为7.5～8.5MPaG，操作温度为40～70℃。作为改进，所述PSA分离单元的吸附剂采用分子筛或活性氧化铝或活性炭。作为改进，所述PSA分离单元的操作温度为30～50℃，吸附压力为3.0～6.0MPaG，解析压力为0.02～0.15MPaG。作为一种针对甲醇制烯烃系统用氢量波动大的有效调节手段，所述PSA分离单元处理到的产品气分为两股，第一股作为原料气通过第二管线输送至甲醇制烯烃系统的氢气入口，第二股通过回流管线返回至所述制甲醇系统的甲醇合成气入口。当然，作为另一种针对甲醇制烯烃系统用氢量波动大的有效调节手段，所述甲醇合成单元排出的驰放气直接通过调节旁路管线输送至所述PSA分离单元。与现有技术相比，本专利技术的优点：本专利技术将膜分离单元处理后的富氢渗透气返回甲醇合成回路，优化了氢碳比，增加了甲醇产量，减少了甲醇合成原料气的消耗量，而非渗透气中的氢气在经PSA分离单元进行回收提纯后，又可作为甲醇制烯烃系统的用氢来源，既解决了烯烃装置的用氢问题，又可提高含氢气体的利用价值。在优选实施例中，当下游的甲醇制烯烃系统的氢气需求量波动时，可采用将部分PSA分离单元提纯后的氢气返回甲醇合成回路，作为烯烃装置用氢量波动时的调节手段，或者是采用将一部分驰放气不经膜分离单元直接旁路进入PSA分离单元的手段，解决下游烯烃装置用氢量波动大的问题。本专利技术既可以解决甲醇制烯烃系统的用氢问题，又满足了制烯烃装置对氢气纯度的要求，并且提高了氢气总回收率，调节手段灵活，保证了装置的平稳运行。附图说明图1为本专利技术实施例的煤经甲醇制烯烃装置甲醇驰放气的回收利用系统的流程图。具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1参见图1，一种煤经甲醇制烯烃装置甲醇驰放气的回收利用系统包括制甲醇系统、甲醇制系统以及驰放气分离回收系统，其中，制甲醇系统包括甲醇合成单元14以及甲醇精馏单元15。驰放气分离回收系统包括膜分离单元21以及PSA分离单元22。煤经甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤经甲醇制烯烃装置甲醇驰放气的回收利用系统，包括：/n制甲醇系统，设有甲醇合成气入口、驰放气排出口以及甲醇排出口；/n甲醇制烯烃系统(16)，与制甲醇系统的甲醇排出口相连，并具有氢气入口；/n其特征在于：还包括驰放气分离回收系统，驰放气分离回收系统包括：/n膜分离单元(21)，与所述制甲醇系统的驰放气排出口相连，并具有渗透气侧和非渗透气侧，所述渗透气侧通过第一管线(41)连通至所述制甲醇系统的甲醇合成气入口；/nPSA分离单元(22)，与所述膜分离单元(21)的非渗透气侧相连通，并具有解析气出口和产品气出口，所述产品气出口通过第二管线(51)连接至所述制甲醇系统的氢气入口，所述解析气出口通过第三管线(52)输送至燃料气管网。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤经甲醇制烯烃装置甲醇驰放气的回收利用系统，包括：
制甲醇系统，设有甲醇合成气入口、驰放气排出口以及甲醇排出口；
甲醇制烯烃系统(16)，与制甲醇系统的甲醇排出口相连，并具有氢气入口；
其特征在于：还包括驰放气分离回收系统，驰放气分离回收系统包括：
膜分离单元(21)，与所述制甲醇系统的驰放气排出口相连，并具有渗透气侧和非渗透气侧，所述渗透气侧通过第一管线(41)连通至所述制甲醇系统的甲醇合成气入口；
PSA分离单元(22)，与所述膜分离单元(21)的非渗透气侧相连通，并具有解析气出口和产品气出口，所述产品气出口通过第二管线(51)连接至所述制甲醇系统的氢气入口，所述解析气出口通过第三管线(52)输送至燃料气管网。


2.根据权利要求1所述的煤经甲醇制烯烃装置甲醇驰放气的回收利用系统，其特征在于：还包括用于将PSA分离单元(22)的产品气返回至所述制甲醇系统的甲醇合成气入口的回流管线(60)。


3.根据权利要求1所述的煤经甲醇制烯烃装置甲醇驰放气的回收利用系统，其特征在于：还包括与所述膜分离单元(21)并联的调节旁路管线(32)，该调节旁路管线(32)用于将所述制甲醇系统的驰放气直接输送至所述PSA分离单元(22)。


4.一种煤经甲醇制烯烃装置甲醇驰放气的回收利用方法，其特征在于包括以下步骤：
甲醇合成气在经制甲醇系统的甲醇合成单元(14)后分离得到粗甲醇，粗甲醇经甲醇精馏单元(15)处理后，得到MTO甲醇，该MTO甲醇作为反应原料送往下游的甲醇制烯烃系统(16)；
甲醇合成单元(14)排出的驰放气进入驰放气分离回收系统的膜分离单元(21)进行处理，得到渗透气和非渗透气，其中，渗透气作为补充原料气通过第一管线(41)返...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾英，韩振飞，陈金锋，钟金杭，司荣双，余晓丹，耿淑远，
申请(专利权)人：中石化宁波工程有限公司，中石化宁波技术研究院有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33