CN207385212U - 甲醇驰放气压力能回收*** - Google Patents
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Abstract
一种甲醇驰放气压力能回收***,膜分离装置的渗透气出口、第一冷却器、膨胀机单元的增压端以及第二冷却器依次连接;膜分离装置的尾气出口、加热器、膨胀机单元的膨胀端以及第三冷却器依次连接。上述甲醇驰放气压力能回收***,利用经特殊设计的膨胀机单元,高压尾气通过膨胀端膨胀做功,渗透气则通过增压端提高压力,即将高压尾气的压力能转移到渗透气,保证渗透气送至下游所需的压力,从而可以降低膜后压力,这意味着增加了膜分离装置中膜的前后压差,提高氢气的分离效果,还合理对高压尾气的压力能进行了回收利用,提高了经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油化工行业的节能减排技术领域,尤其涉及一种甲醇驰放气压力能回收***。
背景技术
在甲醇驰放气经膜分离装置回收其中的有用组分(主要是氢气),所得渗透气送回甲醇合成单元循环利用,所得尾气经调节阀减压后送至转化工序或作为燃料气使用。受下游压力的影响,膜后压力需要维持一定压力值,这意味着膜的前后压差偏小,氢气分离效果较差;另一方面尾气的压力基本没有下降,而其下游(如转化工序)的压力较低,两者之间的压力降一般通过阀门实现,造成了压力能的损失。
实用新型内容
鉴于此,有必要提供一种分离效果较好,合理利用尾气压力能的甲醇驰放气压力能回收***。
一种甲醇驰放气压力能回收***,包括膜分离装置、第一冷却器、膨胀机单元、第二冷却器、加热器和第三冷却器;
所述膜分离装置的渗透气出口、所述第一冷却器、所述膨胀机单元的增压端以及所述第二冷却器依次连接;
所述膜分离装置的尾气出口、所述加热器、所述膨胀机单元的膨胀端以及所述第三冷却器依次连接。
在一个实施例中,所述膨胀机单元为单级膨胀或多级膨胀,当所述膨胀机单元为单级膨胀时,所述膨胀机单元只包括一个膨胀机;当所述膨胀机单元为多级膨胀时,所述膨胀机单元包括至少两个膨胀机,此时,所述膨胀机单元的所有膨胀机的增压端串联设置,所述膨胀机单元的所有膨胀机的膨胀端并联设置。
在一个实施例中,所述加热器的热源为工厂内的任意品质余热。
上述甲醇驰放气压力能回收***,利用经特殊设计的膨胀机单元,高压尾气通过膨胀端膨胀做功,渗透气则通过增压端提高压力,即将高压尾气的压力能转移到渗透气,保证渗透气送至下游所需的压力,从而可以降低膜后压力,这意味着增加了膜分离装置中膜的前后压差,提高氢气的分离效果,进而实现甲醇增产的目的,此外,还合理对高压尾气的压力能进行了回收利用,提高了经济效益。
附图说明
图1为甲醇驰放气压力能回收***的结构示意图;
图2为膨胀机单元为多级膨胀的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清晰,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
如图1所示,一实施方式的甲醇驰放气压力能回收***100,包括膜分离装置10、第一冷却器20、膨胀机单元30、第二冷却器40、加热器50和第三冷却器60。
膜分离装置10的渗透气出口、第一冷却器10、膨胀机单元的增压端32以及第二冷却器40依次连接。
膜分离装置10的尾气出口、加热器50膨胀机单元的膨胀端34以及第三冷却器60依次连接。
膨胀机单元30可以为单级膨胀或多级膨胀。如图1所示,当膨胀机单元为单级膨胀时,膨胀机单元只包括一个膨胀机。
当原料组成变化或存在特殊工况时,经膜分离装置10分离后的渗透气和尾气的流量偏差较大,可能发生膨胀端和增压端流量不匹配的问题。此时,膨胀机单元30可以为多级膨胀,此时,膨胀机单元30可以包括至少两个膨胀机,此时,膨胀机单元30的所有膨胀机的增压端串联设置,膨胀机单元的所有膨胀机的膨胀端并联设置。例如,请参考图2,膨胀机单元为多级膨胀,包括第一膨胀机36和第二膨胀机38。第一膨胀机36的增压端362和第二膨胀机38的增压端382串联设置,第一膨胀机36的膨胀端364和第二膨胀机38的膨胀端384并联设置。从膜分离装置10的渗透气出口流出的渗透气依次通过第一膨胀机36的增压端362和第二膨胀机38的增压端382增压。从膜分离装置10的尾气出口流出的尾气分成两股,两股尾气分别通过第一膨胀机36的膨胀端364和第二膨胀机38的膨胀端384分别膨胀做功降压后再汇合后进入第三冷却器50。
可以理解,第一冷却器20可以为水冷器、空冷器和制冷机中的一种或两种以上的组合。第二冷却器40可以为水冷器、空冷器和制冷机中的一种或两种以上的组合。第三冷却器60可以为水冷器、空冷器和制冷机中的一种或两种以上的组合。在实际工作中,可以根据实际需要进行选择。
加热器的热源50可以为工厂内的低品质废热。具体的,加热器的热源50可以为低压饱和蒸汽、蒸汽凝液、工业废气、烟道气、放热反应器的冷却水、温度高于常温的生产废液、需降温处理的产品或中间产品其中的一种或几种。在实际工作中,可以根据实际需要进行选择。各加热方式可并联使用,也可串联使用。
上述甲醇驰放气压力能回收***100,利用经特殊设计的膨胀机单元30,高压尾气通过膨胀端34膨胀做功,渗透气则通过增压端32提高压力,即将高压尾气的压力能转移到渗透气,保证渗透气送至下游所需的压力,从而可以降低膜后压力,这意味着增加了膜分离装置10中膜的前后压差,提高氢气的分离效果,进而实现甲醇增产的目的,此外,还合理对高压尾气的压力能进行了回收利用,提高了经济效益。
下面以甲醇厂膜提氢装置为例进行说明,该装置进料为甲醇驰放气,压力约为5.1MPa,采用膜分离工艺回收其中的氢气,受下游装置影响,膜后压力,即渗透气侧的压力必须维持在2.6MPa以上,因此膜的前后压差只有3.5MPa。
一方面,由于压差较小,导致氢气的回收率仅有52%。另一方面,膜分离装置的非渗透侧的尾气压力基本维持原有压力,而下游装置的压力需维持在2.6MPa,因此需要采用调节阀进行减压处理,造成了压力能的损失。
采用上述甲醇驰放气压力能回收***100,利用专用膨胀单元,通过膨胀端回收高压尾气的压力能,通过增压端提高渗透气的压力,经上述处理后,可以降低膜后压力,提高膜的前后压差,从而显著提高氢气回收率,同时还有效回收了高压尾气的压力能,具有一举多得的效果。
基于上述甲醇驰放气压力能回收***100的甲醇驰放气压力能回收方法具体步骤如下:
增压端:渗透气压力约为1.4MPa,首先经第一冷却器20降温至40℃,然后经增压端增压至2.6MPa,再采用第二冷却器40冷却至40℃后送至甲醇合成工序。
膨胀端:高压尾气压力约为6MPa,经流量计计量后送入加热器50,加热到150℃后送至膨胀端膨胀做功,降压至2.6MPa,然后经第三冷却器60降温至40℃后送至转化工序。
采用上述甲醇驰放气压力能回收***100,膜的前后压差提高到4.6MPa,氢气回收率提高至72.8%,效果显著。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种甲醇驰放气压力能回收***,其特征在于,包括膜分离装置、第一冷却器、膨胀机单元、第二冷却器、加热器和第三冷却器;
所述膜分离装置的渗透气出口、所述第一冷却器、所述膨胀机单元的增压端以及所述第二冷却器依次连接;
所述膜分离装置的尾气出口、所述加热器、所述膨胀机单元的膨胀端以及所述第三冷却器依次连接。
2.如权利要求1所述的甲醇驰放气压力能回收***,其特征在于,所述膨胀机单元为单级膨胀或多级膨胀,当所述膨胀机单元为单级膨胀时,所述膨胀机单元只包括一个膨胀机;当所述膨胀机单元为多级膨胀时,所述膨胀机单元包括至少两个膨胀机,此时,所述膨胀机单元的所有膨胀机的增压端串联设置,所述膨胀机单元的所有膨胀机的膨胀端并联设置。
3.如权利要求1所述的甲醇驰放气压力能回收***,其特征在于,所述加热器的热源为工厂内的任意品质余热。
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