專(zhuān)利名稱(chēng)：一種弛放氣的處理方法及處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤化工及石油天然氣化工領(lǐng)域，具體涉及一種合成甲醇或合成氨的弛 放氣的處理方法。
背景技術(shù)：
甲醇用途廣泛，例如在精細(xì)化工等領(lǐng)域可以用來(lái)制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨等 多種有機(jī)產(chǎn)品，也是農(nóng)藥和醫(yī)藥的重要原料之一。此外，甲醇在深加工后可作為新型清潔燃 料，加入汽油中可以制成甲醇汽油。目前，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的制備甲醇一種常用技術(shù)是將煤氣化后制得原料氣 體，該原料氣體經(jīng)過(guò)一系列凈化和壓縮過(guò)程得到主要物質(zhì)為H2+CO+CO2的氣體，然后進(jìn)行合 成反應(yīng)制成甲醇。在上述過(guò)程中會(huì)有一定量的尾氣排出，即甲醇合成弛放氣，其主要成分是 甲烷和氫氣，還含有少量的一氧化碳、二氧化碳、氮?dú)饧捌渌p烴氣體。本文中，所提到的弛 放氣均為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的甲醇工藝產(chǎn)生的弛放氣。為了將甲醇合成弛放氣中的有用 氣體回收，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開(kāi)了多種處理甲醇合成弛放氣的方法，其中常用的兩種方法 是變壓吸附方法和膜分離方法。請(qǐng)參見(jiàn)圖1，為現(xiàn)有技術(shù)中的變壓吸附方法工藝流程圖。變壓吸附的主要原理是利 用氣體介質(zhì)中不同組份在吸附劑上的吸附容量的不同，吸附劑在壓力升高時(shí)進(jìn)行選擇性吸 附氣體中的特定組分，在壓力降低時(shí)脫附得到再生氣體。請(qǐng)參見(jiàn)圖1，變壓吸附依次包括預(yù) 處理裝置、變壓吸附裝置、精制裝置，甲醇合成弛放氣首先在預(yù)處理裝置中經(jīng)過(guò)水洗塔和分 離器除去其中所含甲醇，然后進(jìn)入變壓吸附裝置，其中的甲烷和二氧化碳等氣體被吸附，氫 氣組分不被吸附。甲醇合成弛放氣通過(guò)吸附劑床層在吸附塔塔頂?shù)玫礁邼舛葰錃?，然后?經(jīng)過(guò)精制裝置進(jìn)行處理得到純凈氫氣；被吸附的甲烷和二氧化碳等則通過(guò)再生過(guò)程作為脫 附氣從吸附塔塔底排出，作為燃料氣燃燒掉。該方法雖然具有制備的氫氣純度高、壓降小、 氫氣回收率高的優(yōu)點(diǎn)，但損失了馳放氣中的大部分CO、co2等有效氣體，而且馳放氣中含有 的大量甲烷及其它輕烴氣體也沒(méi)有得到充分利用。請(qǐng)參見(jiàn)圖2，為現(xiàn)有技術(shù)中的膜分離方法工藝流程圖。膜分離的工作原理是利用高 分子聚合物(如聚酰亞胺或聚砜)薄膜來(lái)選擇“過(guò)濾”進(jìn)料氣而達(dá)到氣體分離的目的。當(dāng) 兩種或兩種以上的氣體混合物通過(guò)聚合物薄膜時(shí)，各氣體組分由于在聚合物中具有不同的 溶解擴(kuò)散系數(shù)，因此在滲透通過(guò)膜壁時(shí)具有不同的速率，滲透速率相對(duì)較快的氣體有h20、 H2、He、C02，俗稱(chēng)“快氣”;滲透速率相對(duì)較慢的氣體有氮?dú)狻O、甲烷及其它輕烴類(lèi)氣體，俗稱(chēng) “慢氣”。這樣，氣體組分經(jīng)過(guò)膜分離后被分離成低壓的滲透氣體和高壓的非滲透氣體。利用膜分離處理甲醇合成弛放氣時(shí)，馳放氣中的大部分的H2、C02，部分CO等作為 低壓滲透氣在塔底得到，經(jīng)過(guò)氫氣壓縮機(jī)壓縮后返回甲醇合成系統(tǒng)；而大部分的CH4、N2、Ar 及少部分H2，C02和部分CO等作為高壓非滲透氣經(jīng)過(guò)降壓后在廠(chǎng)內(nèi)作為燃料氣燃燒掉，既損 失了壓力也浪費(fèi)了烴類(lèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題在于提供一種合成弛放氣的處理方法，通過(guò)該處理方法，既 能回收甲醇合成弛放氣或者合成氨弛放氣中的H2和CO等有效氣體，又能充分利用弛放氣 中的甲烷等輕烴氣體。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種甲醇合成弛放氣的處理方法，依次包 括第一膜分離工序?qū)⒓状己铣沙诜艢怏w流進(jìn)行第一膜分離得到第一富氫氣體流和 第一目標(biāo)氣體流，所述甲醇合成弛放氣體流包括氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮?dú)饧捌?它輕烴；變換工序；將所述第一目標(biāo)氣體流中的一氧化碳進(jìn)行變換反應(yīng)得到第二目標(biāo)氣體 流；脫碳工序利用溶劑吸收所述第二目標(biāo)氣體流中的二氧化碳得到第三目標(biāo)氣體 流；第二膜分離工序?qū)⑺龅谌繕?biāo)氣體流進(jìn)行第二膜分離得到第二富氫氣體流和 第四目標(biāo)氣體流。優(yōu)選的，所述變換工序依次包括中溫變換工序?qū)⑺龅谝荒繕?biāo)氣體流中的一氧化碳在300°C 500°C進(jìn)行中溫 變換反應(yīng)；低溫變換工序?qū)⑺鲋袦刈儞Q反應(yīng)后的氣體流降溫至180°C 260°C進(jìn)行低溫 變換反應(yīng)得到第二目標(biāo)氣體流。優(yōu)選的，所述第一目標(biāo)氣體流在所述變換工序中的工作壓力為4. OMPa 10.OMPa。優(yōu)選的，所述第一膜分離工序中甲醇合成弛放氣體流的工作壓力為5. OMPa 27. OMPa。優(yōu)選的，所述第二膜分離工序依次包括第一段膜分離步驟將所述第三目標(biāo)氣體流與第一段膜分離組件接觸進(jìn)行分離；第二段膜分離步驟將所述第一段膜分離步驟得到的非滲透氣與第二段膜分離組 件接觸進(jìn)行分離；將所述第一段膜分離步驟的滲透氣和所述第二段膜分離步驟的滲透氣壓縮混合 形成所述第二富氫氣體流，所述第二段膜分離步驟的非滲透氣形成所述第四目標(biāo)氣體流。優(yōu)選的，所述脫碳工序中使用的脫碳吸收溶劑為MDEA溶液。優(yōu)選的，所述第三目標(biāo)氣體流在進(jìn)行第二膜分離工序之前還包括脫除掉所述第三目標(biāo)氣體流中的MDEA的工序。優(yōu)選的，所述甲醇合成弛放氣在進(jìn)行第一段膜分離工序之前被預(yù)熱到40°C 80 °C。本發(fā)明還提供一種用于處理弛放氣的處理裝置，所述弛放氣包括甲醇合成弛放氣 和/或合成氨弛放氣，所述處理裝置包括第一膜分離裝置，在所述第一膜分離裝置內(nèi)至少設(shè)置一個(gè)膜分離組件，所述膜分 離組件的非滲透氣一側(cè)與一氧化碳變換裝置連接；
所述一氧化碳變換裝置包括至少一個(gè)變換塔，所述變換塔的出料端與脫碳裝置連 接；所述脫碳裝置包括至少一個(gè)吸收塔，所述吸收塔的出料口與凈化分離器連接；所述凈化氣分離器的氣相出口與凈化氣吸附器連接；所述處理裝置還包括與所述凈化氣吸附器的出料口連接的第二膜分離裝置，在所 述第二膜分離裝置內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)膜分離組件。優(yōu)選的，所述第二膜分離裝置包括第一段膜分離組件和第二段膜分離組件本發(fā)明提供一種弛放氣的處理方法，本發(fā)明先將弛放氣進(jìn)行第一膜分離工序，提 純出富氫氣，然后再依次經(jīng)過(guò)中低溫變換將一氧化碳轉(zhuǎn)換為氫氣和二氧化碳，再經(jīng)脫碳處 理去除掉二氧化碳，再經(jīng)第二膜分離工序去除掉氫氣，最后制得甲烷及輕烴含量達(dá)到92% 以上的天然氣，通過(guò)上述處理方法，有效回收利用了甲醇合成弛放氣或者合成氨弛放氣中 的氫氣和一氧化碳，并且通過(guò)逐級(jí)的處理工藝最后制得天然氣，充分利用了弛放氣中的甲 烷等輕烴氣體。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中變壓吸附處理甲醇合成弛放氣裝置示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中膜分離處理甲醇合成弛放氣裝置示意圖；圖3為本發(fā)明提供的弛放氣處理裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。請(qǐng)參考圖3，本發(fā)明提供的弛放氣處理裝置示意圖，本發(fā)明所述弛放氣為甲醇弛放 氣和/或合成氨弛放氣，優(yōu)選為甲醇合成弛放氣，所述處理裝置依次包括第一膜分離裝置 11，在本實(shí)施方式中，在第一膜分離裝置11中設(shè)置有一段分離膜組件。對(duì)于分離膜，可以使 用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的高分子微多孔膜，材質(zhì)可以為乙酸酯、聚酰亞胺、聚砜、纖維素、玻 璃纖維、聚四氟乙烯、聚烯烴等。對(duì)于分離膜組件的數(shù)量，也可以設(shè)置一個(gè)或一個(gè)以上，以達(dá) 到更高的分離效果，對(duì)此本發(fā)明并無(wú)特別的限制。所述第一膜分離裝置與一氧化碳變換裝置12連接，所述一氧化碳變換裝置包括 一氧化碳變換塔，在該一氧化碳變換塔內(nèi)，一氧化碳發(fā)生如下本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的變換 反應(yīng)co + H2Oi—> co2 + h2經(jīng)過(guò)上述變換反應(yīng)后，CO轉(zhuǎn)化成C02并產(chǎn)生H2。對(duì)于一氧化碳變換塔，本發(fā)明并無(wú) 特別的限制，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的變換塔，例如中溫變換塔或低溫變換塔，也可 以同時(shí)設(shè)置中溫變換塔12a和低溫變換塔12b，使CO先進(jìn)行中溫變換生成C02，再經(jīng)過(guò)低溫 變換生成C02。中溫變換溫度優(yōu)選為300°C 500°C，低溫變換溫度優(yōu)選為180°C 260°C， 更優(yōu)選為190°C 220°C。在一氧化碳變換塔內(nèi)，還進(jìn)一步設(shè)置有熱水飽和塔12c用于對(duì)來(lái) 自膜分離的氣體組分進(jìn)行增濕，以便進(jìn)行一氧化碳變換反應(yīng)，在一氧化碳變換裝置12內(nèi)還進(jìn)一步設(shè)置有用于對(duì)氣體組分進(jìn)行預(yù)熱的預(yù)熱器(未示出)。所述一氧化碳變換裝置12與脫碳裝置13連接，所述脫碳裝置13用于吸收二氧化 碳，脫碳裝置可以設(shè)置變壓吸附脫碳裝置，也可以設(shè)置MDEA(N-甲基二乙醇胺)脫碳裝置， 優(yōu)選使用MDEA脫碳裝置。從一氧化碳變換裝置排出的變換氣(待脫碳?xì)怏w流)被送入脫 碳裝置后，可從脫碳吸收塔下部進(jìn)入，自下而上通過(guò)脫碳吸收塔13a ；經(jīng)過(guò)再生的MDEA溶液 從脫碳吸收塔上部進(jìn)入，自上而下通過(guò)脫碳吸收塔，逆向流動(dòng)的變換氣和MDEA溶液在脫碳 吸收塔內(nèi)充分接觸，變換氣中的C02被吸收進(jìn)入MDEA溶液，未被吸收的其它氣體組分從脫 碳吸收塔頂部引出。所述脫碳裝置13還包括與脫碳吸收塔頂部連接的凈化分離器13b，用于去除從吸 收塔排出的凈化氣(被吸收二氧化碳后的氣體流)中的MDEA溶液，凈化分離器可以使用本 領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的凈化分離器，所述凈化分離器的出口端進(jìn)一步設(shè)置有凈化吸附器13d， 所述凈化吸附器優(yōu)選為活性炭過(guò)濾器，其作用是為了除去脫碳?xì)怏w流中的水，以防止水和 二氧化碳反應(yīng)生產(chǎn)碳酸，從而腐蝕第二膜分離器。經(jīng)過(guò)脫碳的氣體流從脫碳吸收塔頂部排 出后，經(jīng)過(guò)凈化分離器的分離處理，再凈化吸附器，以進(jìn)一步除去氣體流中的MDEA溶液和 水分。吸附有C02的MDEA富液從脫碳吸收塔底部排出經(jīng)過(guò)降壓后進(jìn)入貧富液換熱器加 熱后直接送往再生塔(未示出)上部進(jìn)行升溫再生，得到的再生氣經(jīng)過(guò)降溫后進(jìn)入再生分 離器，C02可以從再生分離器頂排出，再生分離器底部的回流液返回再生塔頂部；從再生塔 底部引出貧液，貧液經(jīng)過(guò)降溫升壓后可以重新進(jìn)入脫碳吸收塔吸收C02，MDEA吸收裝置及操 作均屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的現(xiàn)有技術(shù)，在不再贅述。所述脫碳裝置與第二膜分離裝置14連接，在本實(shí)施方式中，在第二膜分離裝置內(nèi) 設(shè)置有第一段膜分離組件14a和第二段膜分離組件14b，所述第一段膜分離組件用于將所 述第三目標(biāo)氣體流進(jìn)行膜分離；所述第二段膜分離組件用于將所述第一段膜分離組件分離 后的非滲透氣體進(jìn)行膜分離，所述第二膜分離裝置的第一膜分離組件的非滲透氣出口與第 二膜分離組件的原料氣進(jìn)口連接。在第一段膜分離組件之前還可以設(shè)置機(jī)械過(guò)濾器器14c， 用于去除脫碳后的氣體流中的霧沫。由所述第二段膜分離組件分離后的非滲透氣形成所述第四目標(biāo)氣體流；由所述 第一段膜分離組件分離后的滲透氣和由所述第二段膜分離組件分離后的滲透氣被壓縮混 合形成第二富氫氣體流，然后送往甲醇合成裝置。第四目標(biāo)氣體流的甲烷及輕烴成分可以 達(dá)到92%以上，可以直接作為天然氣送往工業(yè)或民用，也可以進(jìn)一步壓縮作為車(chē)用天然氣 CNG。以下結(jié)合上述處理裝置說(shuō)明本發(fā)明甲醇合成弛放氣的處理方法具體實(shí)施方式
。本文中，所有提到的氣體含量均為體積百分比。從甲醇合成裝置排出的弛放氣 成分包括氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮?dú)饧捌渌p烴，其中氫氣含量?jī)?yōu)選為40% 85%，優(yōu)選為58% 63%;—氧化碳的含量為 10%，優(yōu)選為6% 7. 5%;二氧化碳的 含量為 10%，更優(yōu)選為1.2% 1.8% ；甲烷和其它輕烴的和為10% 60%，更優(yōu)選 為30% 32%，余量為N2、水蒸氣等氣體，本發(fā)明所述輕烴是指本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的碳原 子數(shù)小于4的烴類(lèi)，分子式為CnHm，其中n和m均為大于2的正整數(shù)，且n最大不超過(guò)4。包括上述氣體成分的甲醇合成弛放氣201首先進(jìn)入水洗塔進(jìn)行水洗，除去弛放氣
7中的少量甲醇，離開(kāi)水洗塔的弛放氣攜帶少量的液沫再入氣液分離器除去夾帶的霧沫后被 預(yù)熱到40°C 80°C，優(yōu)選被預(yù)熱到40°C 60°C，然后進(jìn)入第一膜分離裝置，與設(shè)置在第一 膜分離裝置中的膜分離組件接觸，對(duì)于弛放氣的壓力，優(yōu)選為5MPa 27MPa。預(yù)熱后的弛放 氣與第一膜分離裝置的膜分離組件接觸得到第一富氫氣體流202和第一目標(biāo)氣體流203。第一目標(biāo)氣體流優(yōu)選被加壓到4. OMPa 6. OMPa,更選被加壓到4. 5MPa 5. 5MPa 后被送入一氧化碳變換裝置作為原料氣，在一氧化碳變換裝置的飽和塔內(nèi)，第一目標(biāo)氣體 流與循環(huán)脫鹽水逆流接觸給氣體增濕，然后到預(yù)熱器中優(yōu)選被預(yù)熱到300°C 400°C，更優(yōu) 選被預(yù)熱到340°C 380°C進(jìn)入中溫變換塔，在中溫變換塔內(nèi)，第一目標(biāo)氣體流中的一氧化 碳與水發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣。從中溫變換塔內(nèi)排出的變換氣依次和第一目標(biāo)氣體 流、循環(huán)脫鹽水兩次換熱后進(jìn)行降溫，優(yōu)選降溫至180°C 230°C，然后進(jìn)入低變變換塔進(jìn) 行低溫變換反應(yīng)，以使一氧化碳反應(yīng)完全。從低溫變換塔排出的第二目標(biāo)氣體流204逐次 與循環(huán)脫鹽水和循環(huán)冷卻水換熱，被降溫至40°C，然后進(jìn)入氣液分離器去除水分。從低溫變換塔排出的第二目標(biāo)氣體流204進(jìn)入脫碳裝置，從脫碳吸收塔下部進(jìn) 入，自下而上通過(guò)脫碳吸附塔與MEDA溶液逆流接觸，由MDEA溶液吸收第二目標(biāo)氣體流中的 二氧化碳。從脫碳吸收塔頂排出的氣體流由凈化分離器凈化后，再由活性炭吸附器去除殘 留的MDEA溶液，得到第三目標(biāo)氣體流205。從脫碳裝置排出的第三目標(biāo)氣體流進(jìn)入到第二膜分離裝置中，優(yōu)選被加壓到 3MPa 5MPa然后送入機(jī)械過(guò)濾器去除夾帶的霧沫，然后優(yōu)選被預(yù)熱到40°C 70°C，更優(yōu)選 被預(yù)熱到45°C 60°C進(jìn)入第一段膜分離組件中，由第一段膜分離組件分離得到的非滲透 氣體流進(jìn)入到第二段膜分離組件中分離得到第四目標(biāo)氣體流206，第四目標(biāo)氣體流中的甲 烷及輕烴純度達(dá)到92%以上，可以直接作為民用或工業(yè)用天然氣，也可以進(jìn)一步被壓縮作 為車(chē)用天然氣；從第一段膜分離組件得到的滲透氣和第二段膜分離組件得到的滲透氣壓縮 混合后形成第二富氫氣體流207，第二富氫氣體流可以作為甲醇合成氣原料。以下以具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。實(shí)施例共有兩股相同成分的甲醇合成弛放氣成分H2為60. 0%、CH4+CnHm為31. 45%, CO 為 6. 5%,C02 為 1. 5%，N2 為 0. 5%，02 為 0. 05%。兩股弛放氣的壓力分別為7. OMPa和4. 4MPa,總流量為44400Nm3/h，所述弛放氣 201先進(jìn)入水洗塔進(jìn)行水洗，除去原料氣中的甲醇，離開(kāi)水洗塔的弛放氣帶有少量的霧沫， 然后被送入氣液分離器除去夾帶的霧沫，離開(kāi)氣液分離器的弛放氣被送入到第一膜分離裝 置中與分離膜組件接觸得到第一富氫氣體流202和第一目標(biāo)氣體流203。其中，第一富氫 氣體流202的流量為21757. 27Nm7h，壓力為2. 2MPa，組分為:H2為93. 002%, CH4+CnHm為 3. 858%,C02 為 1. 443%,CO 為 1. 583%,N2 為 0. 077%,02 為 0. 036%;第一目標(biāo)氣體流 203 的流量為 22642. 62Nm7h，壓力為 4. 9MPa，組分為:H2 為 29. 824%,CH4+CnHm 為 56. 931%,C02 為 1.419%、C0 為 10. 877%、隊(duì)為 0. 888%，02 為 0. 061%。從第一膜分離裝置出來(lái)的第一目標(biāo)氣體流進(jìn)入C0變換裝置，先對(duì)第一目標(biāo)氣體 流進(jìn)行加壓到5. OMPa后進(jìn)入飽和塔，在飽和塔中和循環(huán)脫鹽水逆流接觸增濕，然后進(jìn)入預(yù) 熱器，被預(yù)熱到360°C后進(jìn)入中溫變換塔，在中溫變換塔內(nèi)一氧化碳與水發(fā)生反應(yīng)生成二氧 化碳和氫氣，從中變變換塔排出變換氣依次和第一目標(biāo)氣體流、循環(huán)脫鹽水兩次換熱后，降溫到210°C，然后進(jìn)入低溫變換塔，在低溫變換塔內(nèi)，變換氣繼續(xù)進(jìn)行低溫變換，從低溫變 換塔排出的變換氣和循環(huán)脫鹽水進(jìn)行換熱，降溫到160°C，再進(jìn)入氣液分離器分離出水分 然后對(duì)后續(xù)脫碳工段的MDEA溶液進(jìn)行再沸，溫度進(jìn)一步降低到100°C后經(jīng)過(guò)水冷器冷卻， 溫度降到40°C，再進(jìn)入氣液分離器器將水分離出來(lái)，得到第二目標(biāo)氣體流204，第二目標(biāo) 氣體流204的流量為25077. 20Nm3/h，壓力為4. 62MPa，組分為:H2為36. 520%, CH4+CnHm為 51. 406%, C02 為 10. 982%, CO 為 0. 120%, N2 為 0. 802%, H20 為 0. 170%。第二目標(biāo)氣體流204進(jìn)入脫碳裝置中的MDEA脫碳裝置，第二目標(biāo)氣體流由脫碳吸 收塔下部進(jìn)入，自下而上通過(guò)脫碳吸收塔，經(jīng)過(guò)再生的MDEA溶液從脫碳吸收塔上部進(jìn)入， 自上而下通過(guò)脫碳吸收塔，逆向流動(dòng)的第二目標(biāo)氣體流和MDEA溶液在脫碳吸收塔內(nèi)充分 接觸，第二目標(biāo)氣體流中的二氧化碳被吸收進(jìn)入MDEA溶液中，第二目標(biāo)氣體流中未被吸收 的其它組分從脫碳吸收塔頂部引出，進(jìn)入凈化分離器，分離后的氣體組分進(jìn)入活性炭過(guò)濾 器脫除MDEA得到第三目標(biāo)氣體流205，第三目標(biāo)氣體流205的流量為22318. 56NmW3/h，壓力 為 4. 57MPa，組分為出2為 40. 993%、CH4+CnHm 為 57. 702%、0)2為0. 100%、CO 為 0. 135%, N2 為 0. 900%, H20 為 0. 170%。吸收有二氧化碳的MDEA溶液從吸收塔底部排出，經(jīng)過(guò)降壓后進(jìn)入貧富液換熱器 加熱，然后進(jìn)入再生塔進(jìn)行加溫再生，再生氣經(jīng)過(guò)再生氣冷卻器降溫，進(jìn)入再生分離器，分 離器頂部引出的二氧化碳高空放空；再生塔底部的貧液經(jīng)過(guò)貧富液換熱器降溫后，再經(jīng)過(guò) 貧液冷卻器降溫，然后被貧液泵增壓循環(huán)至脫碳吸收塔上部繼續(xù)吸附第二目標(biāo)氣體流中的
二氧化碳。第三目標(biāo)氣體流進(jìn)入第二膜分離裝置，首先進(jìn)入機(jī)械過(guò)濾器，除去第三目標(biāo)氣體 流中夾帶的霧沫，然后進(jìn)入加熱器升溫至50°C，加熱后的第三目標(biāo)氣體流進(jìn)入一段膜分離 組件，在一段膜分離組件的滲透氣一側(cè)得到純度為92. 099%、壓力為0. 9MPa的一段氫氣， 而一段膜分離組件的非滲透氣進(jìn)入二段膜分離組件，在二段膜分離組件的滲透氣一側(cè)得到 純度為83. 637%、壓力為0. 3MPa的二段氫氣，該二段氫氣和一段氫氣壓縮混合后得到第二 富氫氣氣體流207，流量為9467. 420Nm7h，壓力為2. 5MPa，H2含量為90. 034%, CH4+CnHm為 9. 331%, C02 為 0. 165%, CO 為 0. 045%, N2 為 0. 187%, H20 為 0. 237%。從二段膜分離組件的非滲透氣一側(cè)得到第四目標(biāo)氣體流206，第四目標(biāo)氣體的 流量為 12836. 721Nm3/h，壓力為 2. 5MPa, H2 含量為 4. 869%, CH4+CnHm 為 93. 442%, C02 為 0. 052%, CO為0. 201%,N2為1. 427%, H20為0. 009%符合國(guó)家二類(lèi)天然氣標(biāo)準(zhǔn)。以上對(duì)本發(fā)明所提供的甲醇合成弛放氣處理方法及裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中 應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助 理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫 離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本 發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種弛放氣的處理方法，所述弛放氣為甲醇合成弛放氣和/或合成氨弛放氣，所述處理方法依次包括第一膜分離工序?qū)⒓状己铣沙诜艢怏w流進(jìn)行第一膜分離得到第一富氫氣體流和第一目標(biāo)氣體流，所述甲醇合成弛放氣體流包括氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮?dú)饧捌渌p烴；變換工序；將所述第一目標(biāo)氣體流中的一氧化碳進(jìn)行變換反應(yīng)得到第二目標(biāo)氣體流；脫碳工序利用溶劑吸收所述第二目標(biāo)氣體流中的二氧化碳得到第三目標(biāo)氣體流；第二膜分離工序?qū)⑺龅谌繕?biāo)氣體流進(jìn)行第二膜分離得到第二富氫氣體流和第四目標(biāo)氣體流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述變換工序依次包括中溫變換工序?qū)⑺龅谝荒繕?biāo)氣體流中的一氧化碳在300°C 500°C進(jìn)行中溫變換 反應(yīng)；低溫變換工序?qū)⑺鲋袦刈儞Q反應(yīng)后的氣體流降溫至180°C 260°C進(jìn)行低溫變換 反應(yīng)得到第二目標(biāo)氣體流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述第一目標(biāo)氣體流在所述變換工 序中的工作壓力為4. OMPa 10. OMPa0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述第一膜分離工序中甲醇合成弛 放氣體流的工作壓力為5. OMPa 27. OMPa0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述第二膜分離工序依次包括第一段膜分離步驟將所述第三目標(biāo)氣體流與第一段膜分離組件接觸進(jìn)行分離；第二段膜分離步驟將所述第一段膜分離步驟得到的非滲透氣與第二段膜分離組件接 觸進(jìn)行分離；將所述第一段膜分離步驟的滲透氣和所述第二段膜分離步驟的滲透氣壓縮混合形成 所述第二富氫氣體流，所述第二段膜分離步驟的非滲透氣形成所述第四目標(biāo)氣體流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的處理方法，其特征在于，所述脫碳工序中使用的脫 碳溶劑為MDEA溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理方法，其特征在于，所述第三目標(biāo)氣體流在進(jìn)行第二膜 分離工序之前還包括脫除掉所述第三目標(biāo)氣體流中的MDEA的工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理方法，其特征在于，所述甲醇合成弛放氣在進(jìn)行第一段 膜分離工序之前被預(yù)熱到40°C 80°C。
9.一種用于處理弛放氣的處理裝置，所述弛放氣包括甲醇合成弛放氣和/或合成氨弛 放氣，所述處理裝置包括第一膜分離裝置，在所述第一膜分離裝置內(nèi)至少設(shè)置一個(gè)膜分離組件，所述膜分離組 件的非滲透氣一側(cè)與一氧化碳變換裝置連接；所述一氧化碳變換裝置包括至少一個(gè)變換塔，所述變換塔的出料端與脫碳裝置連接；所述脫碳裝置包括至少一個(gè)吸收塔，所述吸收塔的出料口與凈化分離器連接；所述凈化氣分離器的氣相出口與凈化氣吸附器連接；所述處理裝置還包括與所述凈化氣吸附器的出料口連接的第二膜分離裝置，在所述第二膜分離裝置內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)膜分離組件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的處理裝置，其特征在于，所述第二膜分離裝置包括第一段膜 分離組件和第二段膜分離組件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種合成弛放氣的處理方法，第一膜分離工序?qū)⒓状己铣沙诜艢怏w流進(jìn)行第一膜分離得到第一富氫氣體流和第一目標(biāo)氣體流，甲醇合成弛放氣體流包括氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮?dú)饧捌渌p烴；變換工序?qū)⒁谎趸歼M(jìn)行變換反應(yīng)轉(zhuǎn)化成二氧化碳，同時(shí)生成部分新的氫氣，得到第二目標(biāo)氣體流；脫碳工序利用溶劑吸收所述二氧化碳將其脫除，得到第三目標(biāo)氣體流；第二膜分離工序?qū)⑺龅谌繕?biāo)氣體流進(jìn)行第二膜分離得到第二富氫氣體流和第四目標(biāo)氣體流。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)上述處理方法，有效回收利用了甲醇合成弛放氣中的氫氣和一氧化碳，通過(guò)逐級(jí)的處理工藝最后制得天然氣，充分利用了弛放氣中的甲烷等輕烴氣體。
文檔編號(hào)C01B3/50GK101850209SQ20101019590
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者姜殿臣, 左玖玲, 張?bào)@濤, 李龍家, 楊利國(guó), 楊洪文, 韓雪冬 申請(qǐng)人:中煤能源黑龍江煤化工有限公司;成都賽普瑞興科技有限公司