專利名稱：：甲醇合成回路弛放氣經(jīng)純氧非催化部分氧化后制合成氣以增產(chǎn)甲醇的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及煤氣化氣體的綜合利用
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及甲醇合成回路中尾氣(廢氣)處理裝置，尤其涉及甲醇合成回路弛放氣經(jīng)純氧非催化部分氧化(自熱轉(zhuǎn)化)后制合成氣以增產(chǎn)甲醇的裝置。
背景技術(shù)：
：進(jìn)入甲醇合成回路的原料氣(新鮮合成氣)，由于來源不同或煤造氣方法不同，其中的甲烷含量存在著明顯的差異，有時(shí)可能很高。如以天然氣生產(chǎn)乙炔尾氣中甲烷含量可達(dá)34%(V);以碎煤為原料、魯奇爐煤造氣生產(chǎn)的煤氣凈化后的原料氣中甲烷可達(dá)1720%(V)。但上述原料氣中C02含量?jī)H24%(V)。為了克服以上問題，有人提出以下方案1、參見圖l，含甲烷的原料氣體首先經(jīng)過低溫甲醇洗，然后通過純氧部分氧化轉(zhuǎn)化裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化后送入甲醇合成工段進(jìn)行甲醇合成，甲醇合成工段排放弛放氣。這種方法為了轉(zhuǎn)化少量甲烷需要把全部的H2、C0和大量的水蒸汽提高到很高的溫度(IOO(TC左右)，因此將消耗大量的蒸汽、氧氣、氫氣和燃料，而且不能調(diào)節(jié)合成甲醇原料氣的H/C;采用全氣量通過部分氧化系統(tǒng)，存在著部分氧化系統(tǒng)負(fù)荷大、阻力高、投資大；工藝過程復(fù)雜、流程長(zhǎng)；原燃料、動(dòng)力消耗大，產(chǎn)品成本高等問題；并且純氧部分氧化轉(zhuǎn)化裝置在甲醇合成前，可靠性降低。2、參見圖2，該方法是含甲烷的原料氣體首先經(jīng)過低溫甲醇洗，然后冷凍分離甲烷，分離的甲醇?jí)嚎s后送入純氧部分氧化轉(zhuǎn)化裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化后與甲醇合成氣一起送入甲醇合成工段進(jìn)行甲醇合成，甲醇合成工段排放弛放氣。這樣的方法冷凝的甲烷餾分中CO含量高，需要二次變換才能進(jìn)轉(zhuǎn)化，形成二次變換；另外未被分離的甲烷帶入甲醇合成氣中，使合成氣中的惰性氣體增加，降低CO轉(zhuǎn)化率，增加弛放氣量；還有這樣的方法同樣不能調(diào)節(jié)合成甲醇原料氣的H/C;再者冷箱投資大，甲烷餾分需要再壓縮，動(dòng)力消耗大；純氧部分氧化轉(zhuǎn)化裝置在甲醇合成前，可靠性降低。3、參見圖3，該方法是含甲烷的原料氣體首先經(jīng)過低溫甲醇洗，然后送入純氧部分氧化轉(zhuǎn)化裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化后經(jīng)過低溫甲醇洗脫碳送入甲醇合成工段進(jìn)行甲醇合成，甲醇合成工段排放弛放氣。這樣的方法為了轉(zhuǎn)化少量甲烷要把全部的H2、C0、C02和大量的水蒸汽提高到很高的溫度(100(TC左右)，因此需要消耗大量的蒸汽、氧氣、氫氣和燃料；同樣也是全氣量通過純氧部分氧化系統(tǒng)，造成部分氧化系統(tǒng)負(fù)荷大，阻力大，投資高；工藝過程復(fù)雜，流程長(zhǎng)，原燃料、動(dòng)力消耗大，產(chǎn)品成本高；該方法工藝流程存在嚴(yán)重的溫度"冷熱病"和壓力"高低病"，造成能耗增加，運(yùn)行費(fèi)用增加；還有就是純氧部分氧化轉(zhuǎn)化裝置在甲醇合成前，可靠性降低。4、參見圖4，該方法是含甲烷的原料氣體首先經(jīng)過低溫甲醇洗，再經(jīng)過變壓吸附C0和H2、CH4壓縮后送入純氧部分氧化轉(zhuǎn)化裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化后送入甲醇合成工段進(jìn)行甲醇合成，甲醇合成工段排放弛放氣。該方法涉及多股PSA解吸氣的壓縮，例如CO組分、甲烷組分的壓縮，因此存在著嚴(yán)重的壓力"高低病"，動(dòng)力消耗大；還有就是PSA變壓吸附氣量波動(dòng)，對(duì)離心式合成氣壓縮機(jī)穩(wěn)定操作不利；PSA回收效率低，組分分離切割不明顯，合成氣中仍有甲烷存在；再者純氧部分氧化轉(zhuǎn)化裝置在甲醇合成前，可靠性降低。該方法CO組分壓縮機(jī)和甲烷組分壓縮機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，然后和離心式合成氣壓縮機(jī)串聯(lián)運(yùn)行，可靠性差；兩套變壓吸附裝置串聯(lián)運(yùn)行，前面工段出問題造成后面工段無法運(yùn)行，可靠性差；大規(guī)模一步法CO提取PSA裝置(大于11000Nm3/h)，國(guó)內(nèi)外還沒有業(yè)績(jī)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的對(duì)含甲烷氣體中的甲烷回收利用不足或甲烷回收利用能耗大、流程復(fù)雜、投資高、安全可靠性差的現(xiàn)狀，而提出一種甲醇合成回路的弛放氣經(jīng)純氧非催化部分氧化(自熱轉(zhuǎn)化)后制合成氣以增產(chǎn)甲醇的裝置，以達(dá)到增產(chǎn)甲醇同時(shí)能夠副產(chǎn)中壓過熱蒸汽的目的；本實(shí)用新型能做到蒸汽、燃料平衡。本實(shí)用新型還將甲醇合成、氫回收、純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化三種裝置、熱能利用有機(jī)結(jié)合在一起，做到物盡其用，達(dá)到投資省、節(jié)能環(huán)保、消耗低、產(chǎn)量增力B、效益好的目的。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)方案可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)甲醇合成回路弛放氣經(jīng)純氧非催化部分氧化后制合成氣以增產(chǎn)甲醇的裝置，包括串聯(lián)運(yùn)行的合成氣壓縮機(jī)和循環(huán)壓縮機(jī)，在所述合成壓縮機(jī)上設(shè)置有用以輸入新鮮合成氣的新鮮合成氣進(jìn)口管，在所述循環(huán)壓縮機(jī)上設(shè)置有用以輸入循環(huán)氣的循環(huán)氣進(jìn)口、用以輸入轉(zhuǎn)化氣的轉(zhuǎn)化氣進(jìn)口以及用以輸出合成氣的合成氣出口；—輸送含甲烷氣體的含甲烷氣體進(jìn)口管，所述的含甲烷氣體進(jìn)口管與所述的新鮮合成氣進(jìn)口管連接；甲醇合成回路，該甲醇合成回路具有一輸出粗甲醇的粗甲醇出口管、一輸出中壓飽和蒸汽的中壓飽和蒸汽出口、一輸出分離甲醇后的氣體的氣體輸出管、一輸入合成氣的合成氣輸入口、轉(zhuǎn)化氣進(jìn)口，所述的合成氣輸入口通過合成氣輸送管線及預(yù)熱器與所述的循環(huán)壓縮機(jī)上的合成氣出口連接，所述的氣體輸出管分出兩路，一路通過循環(huán)氣輸送管以及循環(huán)氣控制閥連接所述的循環(huán)壓縮機(jī)上的循環(huán)氣進(jìn)口，另一路連接弛放氣輸送管以及弛放氣控制閥；氫回收裝置，所述的氫回收裝置具有一輸入弛放氣的弛放氣進(jìn)口、輸出尾氣的尾氣出口和輸出富氫氣的富氫氣出口，所述的弛放氣進(jìn)口與所述的弛放氣輸送管連接，所述的富氫氣出口分出兩路，一路連接富氫氣返回管及富氫氣返回控制閥或富氫氣排放管及富氫氣排放控制閥，另一路連接通過富氫氣分配管及富氫氣分配閥連接燃料氣輸送管，所述的富氫氣返回管連接所述的合成壓縮機(jī)上的新鮮合成氣進(jìn)口管；所述的尾氣出口分出兩路，一路連接尾氣輸送管及尾氣輸送控制閥，另一路通過尾氣分配管及尾氣分配閥連接燃料氣輸送管；純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置，所述的純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置由加熱爐和轉(zhuǎn)化爐構(gòu)成，所述加熱爐具有甲醇合成回路中壓飽和蒸汽入口、純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置中壓飽和蒸汽入口、過熱蒸汽出口以及用以輸入燃料氣的燃料氣入口，所述轉(zhuǎn)化爐具有P0X純氧燒嘴以及轉(zhuǎn)化氣出口、副產(chǎn)中壓飽和蒸汽出口，甲醇合成回路中壓飽和蒸汽入口通過甲醇合成回路中壓飽和蒸汽輸送管線與所述的甲醇合成回路的中壓飽和蒸汽出口連接，所述的純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置中壓飽和蒸汽入口與所述的轉(zhuǎn)化爐的副產(chǎn)中壓飽和蒸汽出口連接，所述的過熱蒸汽出口輸出過熱蒸汽；所述的P0X純氧燒嘴接所述的氫回收裝置的尾氣輸送管，所述的轉(zhuǎn)化氣出口通過轉(zhuǎn)化氣輸送管以及第一轉(zhuǎn)換氣控制閥、第二轉(zhuǎn)換氣控制閥、第三轉(zhuǎn)換氣控制閥分別接所述的新鮮合成氣進(jìn)口管、循環(huán)壓縮機(jī)上的循環(huán)氣進(jìn)口、甲醇合成回路上的轉(zhuǎn)化氣進(jìn)口。本實(shí)用新型在所述的尾氣輸送管上設(shè)置有預(yù)熱器或尾氣壓縮機(jī)。[0035]本實(shí)用新型的氫回收裝置為膜回收裝置或變壓吸附裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型避免了甲醇合成前的純氧非催化部分氧化，避免了全部弛放氣或氫回收裝置尾氣作為燃料燒掉，增加了甲醇產(chǎn)量。本實(shí)用新型首創(chuàng)了高甲烷含氮?dú)宥栊詺怏w的甲醇合成以及甲醇合成回路的弛放氣對(duì)甲烷、氮、氬等進(jìn)行濃縮，利用氫回收裝置對(duì)甲烷、氮、氬等進(jìn)行進(jìn)一步濃縮，小部分氫回收尾氣作為燃料氣以平衡系統(tǒng)中氮、氬的積累，其余氫回收尾氣經(jīng)過純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置轉(zhuǎn)化得到合成氣的聯(lián)產(chǎn)工藝技術(shù)，將甲醇合成回路、氫回收裝置和純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置、熱能利用有機(jī)結(jié)合在一起，做到物盡其用，達(dá)到了投資省，節(jié)能環(huán)保、消耗低、產(chǎn)量增力B、效益好的目的。[0037]本實(shí)用新型還具有如下有益效果[0038](1)甲醇合成裝置在前面，氫回收裝置和純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置在后面，可以最大限度保證甲醇合成的穩(wěn)定安全運(yùn)行。(2)合成氣壓縮機(jī)和循環(huán)壓縮機(jī)前阻力降小；(3)本實(shí)用新型只采用一臺(tái)由合成氣壓縮機(jī)和循環(huán)壓縮機(jī)構(gòu)成的合成氣壓縮機(jī)組，安全可靠性大大提高。而現(xiàn)有技術(shù)增加了CO組分壓縮機(jī)和甲烷組分壓縮機(jī)，增加了動(dòng)設(shè)備，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，降低了可靠性。(4)采用純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置，充分利用尾氣作為燃料，簡(jiǎn)化流程，安全可靠，降低投資。(5)本實(shí)用新型采用的氫回收裝置、純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置都是成熟可靠的技術(shù)。圖1為現(xiàn)有甲醇合成裝置方案一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有甲醇合成裝置方案二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為現(xiàn)有甲醇合成裝置方案三的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為現(xiàn)有甲醇合成裝置方案四的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。[0050]實(shí)施例1參見圖5，該實(shí)施例的甲醇合成回路弛放氣經(jīng)純氧非催化部分氧化后制合成氣以增產(chǎn)甲醇的裝置，包括串聯(lián)運(yùn)行的合成氣壓縮機(jī)100和循環(huán)壓縮機(jī)200，在合成壓縮機(jī)100上設(shè)置有用以輸入新鮮合成氣的新鮮合成氣進(jìn)口管110，在循環(huán)壓縮機(jī)200上設(shè)置有用以輸入循環(huán)氣的循環(huán)氣進(jìn)口210、用以輸入轉(zhuǎn)化氣的轉(zhuǎn)化氣進(jìn)口220以及用以輸出合成氣的合成氣出口230;輸送含甲烷氣體的含甲烷氣體進(jìn)口管300與新鮮合成氣進(jìn)口管110連接。[0052]甲醇合成回路SYN400具有一輸出粗甲醇的粗甲醇出口管410、一輸出中壓飽和蒸汽的中壓飽和蒸汽出口420、一輸出分離甲醇后的氣體的氣體輸出管430、一輸入合成氣的合成氣輸入口440、轉(zhuǎn)化氣進(jìn)口450，合成氣輸入口440通過合成氣輸送管線240及預(yù)熱器250與循環(huán)壓縮機(jī)200上的合成氣出口230連接，氣體輸出管430分出兩路，一路通過循環(huán)氣輸送管260以及循環(huán)氣控制閥261連接循環(huán)壓縮機(jī)200上的循環(huán)氣進(jìn)口210，另一路連接弛放氣輸送管460以及弛放氣控制閥461。氫回收裝置500具有一輸入弛放氣的弛放氣進(jìn)口510、輸出尾氣的尾氣出口520和輸出富氫氣的富氫氣出口530，弛放氣進(jìn)口510與弛放氣輸送管460連接，富氫氣出口530分出兩路，一路連接富氫氣返回管540及富氫氣返回控制閥541，另一路連接通過富氫氣分配管550及富氫氣分配閥551連接燃料氣輸送管560，富氫氣返回管540連接合成壓縮機(jī)100上的新鮮合成氣進(jìn)口管110;尾氣出口520分出兩路，一路連接尾氣輸送管570及尾氣輸送控制閥571、預(yù)熱器573，另一路通過尾氣分配管580及尾氣分配閥581連接燃料氣輸送管560。氫回收裝置500為膜回收裝置。純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置P0X600由加熱爐610和轉(zhuǎn)化爐620構(gòu)成，加熱爐610具有甲醇合成回路中壓飽和蒸汽入口611、純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置中壓飽和蒸汽入口612、過熱蒸汽出口613以及用以輸入燃料氣的燃料氣入口614，轉(zhuǎn)化爐620具有ATR純氧燒嘴622以及轉(zhuǎn)化氣出口623、副產(chǎn)中壓飽和蒸汽出口624，甲醇合成回路中壓飽和蒸汽入口614通過甲醇合成回路中壓飽和蒸汽輸送管線615與甲醇合成回路的中壓飽和蒸汽出口420連接，純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置中壓飽和蒸汽入口612與轉(zhuǎn)化爐620的副產(chǎn)中壓飽和蒸汽出口624連接，過熱蒸汽出口613輸出過熱蒸汽；ATR純氧燒嘴622接氫回收裝置的尾氣輸送管570，轉(zhuǎn)化氣出口623通過轉(zhuǎn)化氣輸送管630以及第一轉(zhuǎn)換氣控制閥631、第二轉(zhuǎn)換氣控制閥632、第三轉(zhuǎn)換氣控制閥633分別接新鮮合成氣進(jìn)口管110、循環(huán)壓縮機(jī)200上的循環(huán)氣進(jìn)口220、甲醇合成回路400上的轉(zhuǎn)化氣進(jìn)口450。該實(shí)施例的工作原理是含甲烷350%的含甲烷氣體(H2、CO、C02、CH4)經(jīng)過凈化后得到的新鮮合成氣通過合成氣壓縮機(jī)100加壓到5.010.OMPa，然后與出甲醇合成回路400分離甲醇后的循環(huán)氣混合，經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)200壓縮，混合后的氣體經(jīng)過預(yù)熱器250加熱到200°C后，進(jìn)入甲醇合成回路400中的甲醇合成塔合成甲醇。出甲醇合成塔的含甲醇?xì)馀c入塔氣換熱后，經(jīng)過空冷(水冷)最終將溫度冷卻至4(TC左右，甲醇被冷凝成粗甲醇液體由粗甲醇出口管410分離出去；出甲醇合成回路400的分離甲醇后的弛放氣經(jīng)洗滌塔(圖中未示出)洗滌后，由弛放氣輸送管460進(jìn)入氫回收裝置500;弛放氣經(jīng)過氫回收裝置回收后，得到富氫氣和尾氣，其中富氫氣由富氫氣返回管540返回與含甲烷氣體混合，由新鮮合成氣進(jìn)口管110進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)100。弛放氣量(或循環(huán)比)根據(jù)含甲烷氣體中的總惰性氣體含量(例如CH4、N2、Ar等)確定，弛放氣中CH4、N2、Ar等惰性成分得到濃縮，本實(shí)施例可以通過弛放氣控制閥461和循環(huán)氣控制閥261來控制循環(huán)氣與新鮮合成氣之間的體積比為0-10。經(jīng)氫回收裝置500得到的尾氣，其中CH4、N2、Ar等惰性成分得到進(jìn)一步濃縮。為了弛放其中的N2、Ar等惰性組分，小部分尾氣通過尾氣分配管550輸送至燃料管560，作為燃料氣送入加熱爐610內(nèi)，用于過熱甲醇合成回路400和純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置600中的轉(zhuǎn)化爐620副產(chǎn)的中壓飽和蒸汽，大部分尾氣通過尾氣輸送管570以及預(yù)熱器573預(yù)熱后送入純氧非催化部分氧化裝置進(jìn)行非催化氧化反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)尾氣連同氧氣一起通過POX純氧燒嘴622吹入轉(zhuǎn)化爐623進(jìn)行燃燒，氣體在純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置600的轉(zhuǎn)化爐620內(nèi)進(jìn)行非催化氧化轉(zhuǎn)化，以降低甲烷含量。尾氣在純氧非催化部分氧化裝置中發(fā)生以下反應(yīng)H2+0.502=H20C0+0.502=C02CH4+0.502=C0+2H2CH4+202=C02+2H20CO+H20=C02+H2。由于氫回收裝置500的尾氣H/C小于2，而富氫氣H/C大于2，因此本實(shí)施例可以通過富氫氣輸送控制閥541、尾氣輸送閥571、尾氣分配閥581來調(diào)節(jié)氫回收裝置的尾氣和富氫氣之間的比例，從而調(diào)節(jié)進(jìn)甲醇合成回路的合成氣中H/C比例，本實(shí)施例的進(jìn)甲醇合成回路的新鮮合成氣中H2/C比為2.052.1。出純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置600中的轉(zhuǎn)化爐620的轉(zhuǎn)化氣出口623的轉(zhuǎn)化氣主要是^、CO，轉(zhuǎn)化氣通過轉(zhuǎn)化氣輸送管630以及第一轉(zhuǎn)換氣控制閥631、第二轉(zhuǎn)換氣控制閥632、第三轉(zhuǎn)換氣控制閥633分別返回新鮮合成氣進(jìn)口管110、循環(huán)壓縮機(jī)200上的循環(huán)氣進(jìn)口220、甲醇合成回路400上的轉(zhuǎn)化氣進(jìn)口450。本實(shí)施例是將第二轉(zhuǎn)換氣控制閥632、第三轉(zhuǎn)換氣控制閥633關(guān)閉，第一轉(zhuǎn)換氣控制閥631打開，這樣轉(zhuǎn)化氣就可以返回含甲烷氣體進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)IOO。本實(shí)施例的含甲烷氣體(原料氣)可以為天然氣法乙炔尾氣、移動(dòng)床碎煤加壓氣化煤氣(魯奇爐或BGL爐)、粉煤流化床加壓氣化煤氣(HT-L爐)、煤氣化合成油尾氣、焦?fàn)t煤氣等含甲烷氣體。采用實(shí)施例1的含甲烷氣體(乙炔尾氣)條件如下<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>[0068]采用實(shí)施例1的含甲烷氣條件如下(魯奇爐煤造氣)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)施例2參見圖6，該實(shí)施例的甲醇合成回路弛放氣經(jīng)純氧非催化部分氧化后制合成氣以增產(chǎn)甲醇的裝置，包括串聯(lián)運(yùn)行的合成氣壓縮機(jī)100和循環(huán)壓縮機(jī)200，在合成壓縮機(jī)100上設(shè)置有用以輸入新鮮合成氣的新鮮合成氣進(jìn)口管110，在循環(huán)壓縮機(jī)200上設(shè)置有用以輸入循環(huán)氣的循環(huán)氣進(jìn)口210、用以輸入轉(zhuǎn)化氣的轉(zhuǎn)化氣進(jìn)口220以及用以輸出合成氣的合成氣出口230;輸送含甲烷氣體的含甲烷氣體進(jìn)口管300與新鮮合成氣進(jìn)口管110連接。甲醇合成回路SYN400具有一輸出粗甲醇的粗甲醇出口管410、一輸出中壓飽和蒸汽的中壓飽和蒸汽出口420、一輸出分離甲醇后的氣體的氣體輸出管430、一輸入合成氣的合成氣輸入口440、轉(zhuǎn)化氣進(jìn)口450，合成氣輸入口440通過合成氣輸送管線240及預(yù)熱器250與循環(huán)壓縮機(jī)200上的合成氣出口230連接，氣體輸出管430分出兩路，一路通過循環(huán)氣輸送管260以及循環(huán)氣控制閥261連接循環(huán)壓縮機(jī)200上的循環(huán)氣進(jìn)口210，另一路連接弛放氣輸送管460以及弛放氣控制閥461。氫回收裝置500具有一輸入弛放氣的弛放氣進(jìn)口510、輸出尾氣的尾氣出口520和輸出富氫氣的富氫氣出口530，弛放氣進(jìn)口510與弛放氣輸送管460連接，富氫氣出口530分出兩路，一路連接富氫氣排放管590及富氫氣返回控制閥591，另一路連接通過富氫氣分配管550及富氫氣分配閥551連接燃料氣輸送管560，富氫氣返回管540連接合成壓縮機(jī)100上的新鮮合成氣進(jìn)口管110;尾氣出口520分出兩路，一路連接尾氣輸送管570及尾氣輸送控制閥571、尾氣壓縮機(jī)574，另一路通過尾氣分配管580及尾氣分配閥581連接燃料氣輸送管560。氫回收裝置500為變壓吸附裝置PSA。純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置P0X600由加熱爐610和轉(zhuǎn)化爐620構(gòu)成，加熱爐610具有甲醇合成回路中壓飽和蒸汽入口611、純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置中壓飽和蒸汽入口612、過熱蒸汽出口613以及用以輸入燃料氣的燃料氣入口614，轉(zhuǎn)化爐620具有P0X純氧燒嘴622以及轉(zhuǎn)化氣出口623、副產(chǎn)中壓飽和蒸汽出口624，甲醇合成回路中壓飽和蒸汽入口614通過甲醇合成回路中壓飽和蒸汽輸送管線615與甲醇合成回路的中壓飽和蒸汽出口420連接，純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置中壓飽和蒸汽入口612與轉(zhuǎn)化爐620的副產(chǎn)中壓飽和蒸汽出口624連接，過熱蒸汽出口613輸出過熱蒸汽；P0X純氧燒嘴622接氫回收裝置的尾氣輸送管570，轉(zhuǎn)化氣出口623通過轉(zhuǎn)化氣輸送管630以及第一轉(zhuǎn)換氣控制閥631、第二轉(zhuǎn)換氣控制閥632、第三轉(zhuǎn)換氣控制閥633分別接新鮮合成氣進(jìn)口管110、循環(huán)壓縮機(jī)200上的循環(huán)氣進(jìn)口220、甲醇合成回路400上的轉(zhuǎn)化氣進(jìn)口450。該實(shí)施例的工作原理是含甲烷350%的含甲烷氣體(H2、CO、C02、CH4)經(jīng)過凈化后得到的新鮮合成氣通過合成氣壓縮機(jī)100加壓到5.010.OMPa，然后與出甲醇合成回路400分離甲醇后的循環(huán)氣混合，經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)200壓縮，混合后的氣體經(jīng)過預(yù)熱器250加熱到20(TC后，進(jìn)入甲醇合成回路400中的甲醇合成塔合成甲醇。出甲醇合成塔的含甲醇?xì)馀c入塔氣換熱后，經(jīng)過空冷(水冷)最終將溫度冷卻至4(TC左右，甲醇被冷凝成粗甲醇液體由粗甲醇出口管410分離出去；出甲醇合成回路400的分離甲醇后的弛放氣經(jīng)洗滌塔(圖中未示出)洗滌后，由弛放氣輸送管460進(jìn)入氫回收裝置500;弛放氣經(jīng)過氫回收裝置回收后，得到富氫氣和尾氣，其中富氫氣由富氫氣排放管540直接以氫氣產(chǎn)品。弛放氣量(或循環(huán)比)根據(jù)含甲烷氣體中的總惰性氣體含量(例如CH4、N2、Ar等)確定，弛放氣中CH4、N2、Ar等惰性成分得到濃縮，本實(shí)施例可以通過弛放氣控制閥461和循環(huán)氣控制閥261來控制循環(huán)氣與新鮮合成氣之間的體積比為0-10。經(jīng)氫回收裝置500得到的尾氣，其中CH4、N2、Ar等惰性成分得到進(jìn)一步濃縮。為了弛放其中的N2、Ar等惰性組分，小部分尾氣通過尾氣分配管550輸送至燃料管560，作為燃料氣送入加熱爐610內(nèi)，用于過熱甲醇合成回路400和純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置600中的轉(zhuǎn)化爐620副產(chǎn)的中壓飽和蒸汽，大部分尾氣通過尾氣輸送管570以及尾氣壓縮機(jī)574壓縮后送入純氧非催化部分氧化裝置進(jìn)行非催化氧化反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)尾氣連同氧氣一起通過POX純氧燒嘴622吹入轉(zhuǎn)化爐623進(jìn)行燃燒，氣體在純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置600的轉(zhuǎn)化爐620內(nèi)進(jìn)行非催化氧化轉(zhuǎn)化，以降低甲烷含量。尾氣在純氧非催化部分氧化裝置中發(fā)生以下反應(yīng)H2+0.502=H20C0+0.502=C02CH4+0.502=C0+2H2CH4+202=C02+2H20CO+H20=C02+H2。由于氫回收裝置500的尾氣H/C小于2，而富氫氣H/C大于2，因此本實(shí)施例可以通過富氫氣輸送控制閥541、尾氣輸送閥571、尾氣分配閥581來調(diào)節(jié)氫回收裝置的尾氣和富氫氣之間的比例，從而調(diào)節(jié)進(jìn)甲醇合成回路的合成氣中H/C比例，本實(shí)施例的進(jìn)甲醇合成回路的新鮮合成氣中H2/C比為2.052.1。出純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置600中的轉(zhuǎn)化爐620的轉(zhuǎn)化氣出口623的轉(zhuǎn)化氣主要是^、CO，轉(zhuǎn)化氣通過轉(zhuǎn)化氣輸送管630以及第一轉(zhuǎn)換氣控制閥631、第二轉(zhuǎn)換氣控制閥632、第三轉(zhuǎn)換氣控制閥633分別返回新鮮合成氣進(jìn)口管110、循環(huán)壓縮機(jī)200上的循環(huán)氣進(jìn)口220、甲醇合成回路400上的轉(zhuǎn)化氣進(jìn)口450。本實(shí)施例是將第二轉(zhuǎn)換氣控制閥632、第三轉(zhuǎn)換氣控制閥633關(guān)閉，第一轉(zhuǎn)換氣控制閥631打開，這樣轉(zhuǎn)化氣就可以返回含甲烷氣體進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)IOO。本實(shí)施例的含甲烷氣體(原料氣可以為天然氣法乙炔尾氣、移動(dòng)床碎煤加壓氣化煤氣(魯奇爐或BGL爐)、粉煤流化床加壓氣化煤氣(HT-L爐)、煤氣化合成油尾氣、焦?fàn)t煤氣等含甲烷氣體。采用實(shí)施例2的煤氣條件如下(魯奇爐煤造氣)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。權(quán)利要求甲醇合成回路弛放氣經(jīng)純氧非催化部分氧化后制合成氣以增產(chǎn)甲醇的裝置，其特征在于，包括串聯(lián)運(yùn)行的合成氣壓縮機(jī)和循環(huán)壓縮機(jī)，在所述合成壓縮機(jī)上設(shè)置有用以輸入新鮮合成氣的新鮮合成氣進(jìn)口管，在所述循環(huán)壓縮機(jī)上設(shè)置有用以輸入循環(huán)氣的循環(huán)氣進(jìn)口、用以輸入轉(zhuǎn)化氣的轉(zhuǎn)化氣進(jìn)口以及用以輸出合成氣的合成氣出口；一輸送含甲烷氣體的含甲烷氣體進(jìn)口管，所述的含甲烷氣體進(jìn)口管與所述的新鮮合成氣進(jìn)口管連接；甲醇合成回路，該甲醇合成回路具有一輸出粗甲醇的粗甲醇出口管、一輸出中壓飽和蒸汽的中壓飽和蒸汽出口、一輸出分離甲醇后的氣體的氣體輸出管、一輸入合成氣的合成氣輸入口、轉(zhuǎn)化氣進(jìn)口，所述的合成氣輸入口通過合成氣輸送管線及預(yù)熱器與所述的循環(huán)壓縮機(jī)上的合成氣出口連接，所述的氣體輸出管分出兩路，一路通過循環(huán)氣輸送管以及循環(huán)氣控制閥連接所述的循環(huán)壓縮機(jī)上的循環(huán)氣進(jìn)口，另一路連接弛放氣輸送管以及弛放氣控制閥；氫回收裝置，所述的氫回收裝置具有一輸入弛放氣的弛放氣進(jìn)口、輸出尾氣的尾氣出口和輸出富氫氣的富氫氣出口，所述的弛放氣進(jìn)口與所述的弛放氣輸送管連接，所述的富氫氣出口分出兩路，一路連接富氫氣返回管及富氫氣返回控制閥或富氫氣排放管及富氫氣排放控制閥，另一路連接通過富氫氣分配管及富氫氣分配閥連接燃料氣輸送管，所述的富氫氣返回管連接所述的合成壓縮機(jī)上的新鮮合成氣進(jìn)口管；所述的尾氣出口分出兩路，一路連接尾氣輸送管及尾氣輸送控制閥，另一路通過尾氣分配管及尾氣分配閥連接燃料氣輸送管；純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置，所述的純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置由加熱爐和轉(zhuǎn)化爐構(gòu)成，所述加熱爐具有甲醇合成回路中壓飽和蒸汽入口、純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置中壓飽和蒸汽入口、過熱蒸汽出口以及用以輸入燃料氣的燃料氣入口，所述轉(zhuǎn)化爐具有POX純氧燒嘴以及轉(zhuǎn)化氣出口、副產(chǎn)中壓飽和蒸汽出口，甲醇合成回路中壓飽和蒸汽入口通過甲醇合成回路中壓飽和蒸汽輸送管線與所述的甲醇合成回路的中壓飽和蒸汽出口連接，所述的純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置中壓飽和蒸汽入口與所述的轉(zhuǎn)化爐的副產(chǎn)中壓飽和蒸汽出口連接，所述的過熱蒸汽出口輸出過熱蒸汽；所述的POX純氧燒嘴接所述的氫回收裝置的尾氣輸送管，所述的轉(zhuǎn)化氣出口通過轉(zhuǎn)化氣輸送管以及第一轉(zhuǎn)換氣控制閥、第二轉(zhuǎn)換氣控制閥、第三轉(zhuǎn)換氣控制閥分別接所述的新鮮合成氣進(jìn)口管、循環(huán)壓縮機(jī)上的循環(huán)氣進(jìn)口、甲醇合成回路上的轉(zhuǎn)化氣進(jìn)口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的尾氣輸送管上設(shè)置有預(yù)熱器或尾氣壓縮機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的氫回收裝置為膜回收裝置或變壓吸附裝置。專利摘要本實(shí)用新型公開的甲醇合成回路弛放氣經(jīng)純氧非催化部分氧化后制合成氣以增產(chǎn)甲醇的裝置，包括合成氣壓縮機(jī)、循環(huán)壓縮機(jī)、甲醇合成回路、氫回收裝置、純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置，甲醇合成回路出來的循環(huán)氣送入循環(huán)壓縮機(jī)，弛放氣進(jìn)入氫回收裝置得到富氫氣和尾氣，尾氣送入純氧非催化部分氧化轉(zhuǎn)化裝置進(jìn)行非催化氧化反應(yīng)得到的轉(zhuǎn)化氣返回與含甲烷氣體混合進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)或者循環(huán)壓縮機(jī)或者直接被送入甲醇合成回路。本實(shí)用新型避免了甲醇合成前的純氧非催化部分氧化，避免了全部弛放氣或氫回收裝置尾氣作為燃料燒掉，增加了甲醇產(chǎn)量。文檔編號(hào)F22G1/16GK201485401SQ20092020918公開日2010年5月26日申請(qǐng)日期2009年9月4日優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日發(fā)明者吳高杰,楊震東,鄭弦,金力強(qiáng),陸歡慶,顧鶴燕,龔天白申請(qǐng)人:上海國(guó)際化建工程咨詢公司