一种用于回收部分制氢解吸气的变压吸附系统技术方案

本实用新型专利技术提供的一种用于回收部分制氢解吸气的变压吸附系统，包括天然气转化单元、变压吸附脱碳单元、变压吸附一氧化碳单元以及制氢单元。天然气转化单元用于生产原料气，变压吸附脱碳单元用于脱除原料气中的CO2、H2O等杂质组分，变压吸附一氧化碳单元用于进一步脱除变压吸附脱碳单元中脱附后气体的CO，制氢单元用于制取生产所需要的H2产品气。通过把部分制氢解吸气回收到变压吸附二氧化碳的入口，回收其中的一氧化碳和氢气，当作变压吸附二氧化碳的原料气，在通过变压吸附制一氧化碳和变压吸附制氢后得到合格的一氧化碳和氢气，为后续提供合格的产品气，从而达到减少天然气的消耗、节省天然气的目的。节省天然气的目的。节省天然气的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种用于回收部分制氢解吸气的变压吸附系统


[0001]本技术属于气体回收设备
，特别涉及一种用于回收部分制氢解吸气的变压吸附系统。

技术介绍

[0002]变压吸附气体分离技术作为化工操作单元，正在迅速发展成为一门独立的学科，称为吸附分离工程，它在石油、化工、冶金、电子、国防、轻工、农业、医药、食品及环境保护方面得到了越来越广泛的应用。实践已经证明，变压吸附技术是一种有效的气体分离提纯方法。
[0003]某装置采用天然气、氧气、蒸汽经天然气非催化部分氧化后，生产的转化气约40℃，0.50Mpa(G)进变压吸附界区，变压吸附脱碳工序作用是脱除原料气中的CO2、H2O等杂质组分。变压吸附脱碳装置中10台吸附塔交替工作，从而达到连续分离去除CO2的目的。在一个周期中，每台吸附塔依次经历：吸附、均压降压、逆向放压、抽真空和冲洗、均压升压、终充压等步骤，H2解吸气作为变压吸附脱碳工序的再生冲洗气。
[0004]脱碳后的原料气经加热后从底部进入变压吸附一氧化碳工序吸附塔，吸附尾气从吸附塔顶部排出送到制氢工序。经过一定循环步骤后，吸附塔内合格的CO通过逆向放压和抽真空方式排出吸附塔，进入产品气缓冲罐。一部分CO作为产品气经压缩后送入后工序，另一部分CO经置换气压缩机后用于变压吸附一氧化碳吸附剂的置换。变压吸附一氧化碳装置中12台吸附塔交替工作，从而达到连续分离提纯CO的目的。在一个周期中，每台吸附塔依次经历：吸附、均压降压、置换、逆向放压、抽真空、均压升压、预吸附、均压升压、终充压等工艺过程。
[0005]变压吸附氢气工序作用是制取聚氨酯生产所需要的H2产品气。变压吸附一氧化碳的尾气被压缩到1.55MPaG后，送到变压吸附氢气工序。H2组分与其它组分分离得到合格的H2产品气。变压吸附氢气工序采用9台吸附塔，在一个周期中，每台吸附塔依次经历：吸附、均压降压、顺放、逆放、冲洗、均压升压、终充压等步骤。
[0006]制氢的逆放气和冲洗废气混合后去变压吸附脱碳系统作为冲洗气，以下是制氢解吸气的分析结果：
[0007]表1：制氢解吸气的成分和气量(设计值)
[0008]组分H2COCO2N2+ARCH4O2H2O总和％67.7426.710.194.780.5700100Nm3/h4727.241863.8413.39333.6439.99
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[0009]从以上的分析结果可以看出一氧化碳和氢气含量加起来94％左右，惰性气体二氧化碳、氮气和甲烷占比在6％左右，目前上述解吸气全部去脱碳冲洗，造成了很大的浪费。
[0010]因此，如何节约资源，减少天然气的消耗，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0011]本技术的目的在于提供一种用于回收部分制氢解吸气的变压吸附系统，可有效回收部分制氢解吸气，在保证了产品的质量同时又达到了节能的目的。
[0012]为解决上述技术问题，本技术提供一种用于回收部分制氢解吸气的变压吸附系统，包括：天然气转化单元、变压吸附脱碳单元、变压吸附一氧化碳单元以及制氢单元；
[0013]所述天然气转化单元用于将天然气、氧气和蒸汽经天然气非催化部分氧化后生成原料气，所述变压吸附脱碳单元用于脱除原料气中的CO2、H2O，所述变压吸附一氧化碳单元用于进一步脱除所述变压吸附脱碳单元中脱附后气体的CO，所述制氢单元用于制取生产所需要的H2产品气；
[0014]所述天然气转化单元包括气化炉和水洗塔；
[0015]所述变压吸附脱碳单元包括二氧化碳吸附塔和脱碳解吸气罐，所述变压吸附一氧化碳单元包括一氧化碳吸附塔和一氧化碳缓冲罐，所述制氢单元包括制氢吸附塔、氢气缓冲罐以及制氢解吸气罐；
[0016]所述气化炉上分别设置有用于通入天然气、氧气和蒸汽的进气口，所述气化炉的出气口与所述水洗塔的进气口连通，所述水洗塔的原料气出口与所述二氧化碳吸附塔的进气口连通，所述二氧化碳吸附塔的脱附出口与所述脱碳解吸气罐的进气口连通，所述二氧化碳吸附塔的吸附出口与所述一氧化碳吸附塔的进气口连通，所述一氧化碳吸附塔的脱附出口与所述一氧化碳缓冲罐的进气口连通，所述一氧化碳吸附塔的吸附出口与所述制氢吸附塔的进气口连通，所述制氢吸附塔的吸附出口与所述氢气缓冲罐(又称氢气产品气罐)的进气口连通，所述制氢吸附塔的脱附出口与所述制氢解吸气罐的进气口连通；
[0017]还包括回收气缓冲罐，所述回收气缓冲罐的进气口与所述制氢解吸气罐的出气口连通，所述回收气缓冲罐的出气口通过回收气压缩机与所述二氧化碳吸附塔的进气口连通。
[0018]可选的，在上述用于回收部分制氢解吸气的变压吸附系统中，所述二氧化碳吸附塔与所述脱碳解吸气罐之间设置有第一气泵；
[0019]和/或，所述一氧化碳吸附塔与所述一氧化碳缓冲罐之间设置有第二气泵；
[0020]和/或，所述一氧化碳吸附塔与所述制氢吸附塔之间设置制氢压缩机。
[0021]可选的，在上述用于回收部分制氢解吸气的变压吸附系统中，所述第一气泵为水环泵，所述第二气泵为活塞式真空泵。
[0022]可选的，在上述用于回收部分制氢解吸气的变压吸附系统中，所述二氧化碳吸附塔和所述一氧化碳吸附塔的数量均为多个。
[0023]可选的，在上述用于回收部分制氢解吸气的变压吸附系统中，所述二氧化碳吸附塔和所述一氧化碳吸附塔的进气口均位于各吸附塔的底部，所述二氧化碳吸附塔和所述一氧化碳吸附塔的吸附出口均位于各吸附塔的顶部。
[0024]可选的，在上述用于回收部分制氢解吸气的变压吸附系统中，所述制氢解吸气罐的出气口还与脱碳冲洗装置的入口连通。
[0025]可选的，在上述用于回收部分制氢解吸气的变压吸附系统中，所述二氧化碳吸附塔的顺放气出口以及所述一氧化碳吸附塔的置换废气出口分别与所述回收气缓冲罐的进气口连通。
[0026]本技术提供了一种用于回收部分制氢解吸气的变压吸附系统，其有益效果在于：
[0027]天然气转化单元用于生产原料气，变压吸附脱碳单元用于脱除原料气中的CO2、H2O等杂质组分，变压吸附一氧化碳单元用于进一步脱除变压吸附脱碳单元中脱附后气体的CO，制氢单元用于制取生产所需要的H2产品气。通过把部分制氢解吸气回收到变压吸脱附二氧化碳的入口，回收其中的一氧化碳和氢气，当作变压吸脱附二氧化碳的原料气，在通过变压吸附制一氧化碳和变压吸附制氢后得到合格的一氧化碳和氢气，为后续提供合格的产品气，从而达到减少天然气的消耗、节省天然气的目的。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0029]图1为本技术实施例提供的一种用于回收部分制氢解吸气的变压吸附系统的流程图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于回收部分制氢解吸气的变压吸附系统，其特征在于，包括：天然气转化单元、变压吸附脱碳单元、变压吸附一氧化碳单元以及制氢单元；所述天然气转化单元用于将天然气、氧气和蒸汽经天然气非催化部分氧化后生成原料气，所述变压吸附脱碳单元用于脱除原料气中的CO2、H2O，所述变压吸附一氧化碳单元用于进一步脱除所述变压吸附脱碳单元中脱附后气体的CO，所述制氢单元用于制取生产所需要的H2产品气；所述天然气转化单元包括气化炉和水洗塔；所述变压吸附脱碳单元包括二氧化碳吸附塔和脱碳解吸气罐，所述变压吸附一氧化碳单元包括一氧化碳吸附塔和一氧化碳缓冲罐，所述制氢单元包括制氢吸附塔、氢气缓冲罐以及制氢解吸气罐；所述气化炉上分别设置有用于通入天然气、氧气和蒸汽的进气口，所述气化炉的出气口与所述水洗塔的进气口连通，所述水洗塔的原料气出口与所述二氧化碳吸附塔的进气口连通，所述二氧化碳吸附塔的脱附出口与所述脱碳解吸气罐的进气口连通，所述二氧化碳吸附塔的吸附出口与所述一氧化碳吸附塔的进气口连通，所述一氧化碳吸附塔的脱附出口与所述一氧化碳缓冲罐的进气口连通，所述一氧化碳吸附塔的吸附出口与所述制氢吸附塔的进气口连通，所述制氢吸附塔的脱附出口与所述制氢解吸气罐的进气口连通，所述制氢吸附塔的吸附出口与所述氢气缓冲罐的进气口连通；还包括回收气缓冲罐，所述回收气缓冲罐的进气口与所述制氢解吸气...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢华生，刘增，顾秀文，赵志峰，孙景辉，吴立勋，
申请(专利权)人：沧州大化股份有限公司，
类型：新型
国别省市：