一种合成气制乙二醇系统及方法转让专利
申请号 : CN202110425873.7
文献号 : CN113148953B
文献日 : 2021-11-30
发明人 : 章有虎 , 苟文广 , 储波 , 张伟 , 张莹 , 俞晓良 , 李斌 , 顾榕彬 , 陈维淦 , 李大为 , 段先瑜 , 陈平
申请人 : 杭州中泰深冷技术股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种合成气制乙二醇系统,包括原料气净化系统(1)、CO提存冷箱系统(2),其特征在于:所述原料气净化系统(1)包括分子筛吸附器(11)、再生气加热器(10)、粉尘精密过滤器(12)、再生冷却器(13)、低温甲醇洗单元(14),所述分子筛吸附器(11)设有原料气进、出口和再生气进、出口,分子筛吸附器(11)的再生气出口连接再生冷却器(13),原料气出口连接粉尘精密过滤器(12),分子筛吸附器(11)的再生气进口连接再生气加热器(10),所述再生冷却器(13)与低温甲醇洗单元(14)相连,所述粉尘精密过滤器(12)与CO提存冷箱系统(2)相连;所述CO提存冷箱系统(2)包括冷箱主换热器(20)、富氢气闪蒸罐(23)、甲醇合成装置(21)、汽提塔(24)、脱氮塔(26)、低压变换装置(25)、脱甲烷塔(22)、燃料气网管(27)、DMO装置(28),粉尘精密过滤器(12)的原料气出口管路顺次经冷箱主换热器(20)、脱甲烷塔(22)的塔底、冷箱主换热器(20)进行冷却后连接至富氢气闪蒸罐(23),富氢气闪蒸罐(23)罐顶出口管路经冷箱主换热器(20)后连接甲醇合成装置(21);富氢气闪蒸罐(23)罐底的液体出料分为两部分,一部分节流后直接进入汽提塔(24)顶部,另一部分节流后经冷箱主换热器(20)复热并连接至汽提塔(24)中部;
汽提塔(24)塔底设有经冷箱主换热器(20)后返回汽提塔(24)塔底的加热管路;汽提塔(24)顶部出料经冷箱主换热器(20)后连接低压变换装置(25);
汽提塔(24)塔底通过管路连接脱氮塔(26),脱氮塔(26)塔顶冷凝器(262)出来的含少量甲烷的CO气体物料进入脱甲烷塔(22);
脱甲烷塔(22)底部出料经节流后和冷箱主换热器(20)复温后送至燃料气管网(27);脱甲烷塔(22)顶部出料经冷箱主换热器(20)复热后连接至下游的DMO装置(28)。
2.根据权利要求1所述的合成气制乙二醇系统,其特征在于,所述汽提塔(24)设有顶部、中部和底部,汽提塔(24)顶部和中部分别与上游的富氢气闪蒸罐(23)底部相通;汽提塔(24)底部上游与富氢气闪蒸罐(23)相连,下游与脱氮塔(26)相连。
3.根据权利要求1所述的合成气制乙二醇系统,其特征在于:所述脱氮塔(26)设有顶部和底部,底部至顶部单向导通,其中顶部还设有分离器(261)和冷凝器(262),所述分离器(261)出料通过管路依次与冷箱主换热器(20)、燃料气管网(27)相连,所述冷凝器(262)出料通过管路依次与脱甲烷塔(22)塔底、冷箱主换热器(20)、燃料气管网(27)相连。
4.根据权利要求2所述的合成气制乙二醇系统,其特征在于:所述脱甲烷塔(22)塔底设有换热管路,该换热管路上游连接冷箱主换热器(20)的原料气管路,下游通过管路依次连接冷箱主换热器(20)和富氢气闪蒸罐(23),脱甲烷塔(22)塔底物料进口连接脱氮塔(26)顶部的冷凝器(262),塔底物料出口经冷箱主换热器(20)换热后连接燃料气管网(27)。
5.根据权利要求1所述的一种合成气制乙二醇系统,其特征在于:所述的低温甲醇洗单元(14)还与汽提塔(24)相连。
6.一种基于权利要求1所述系统由合成气制乙二醇的方法,其特征在于包括如下步骤:
1)原料气自上而下通过分子筛吸附器(11)进行吸附,所述分子筛吸附器(11)采用低压氮气再生,低压氮气在再生气加热器(10)中被加热至需要的温度,加热后的气体作为再生气通过分子筛吸附器(11),再生气将被吸附的甲醇、CO2和水带出脱除,而后经过再生冷却器(13)冷却到≤40℃后,返回低温甲醇洗单元(14)作为汽提气;
2)经分子筛吸附器(11)吸附后的原料气通过粉尘精密过滤器(12)过滤,过滤后的原料气送至下游CO提存冷箱系统(2)的冷箱主换热器(20);
3)在冷箱主换热器(20)中原料气降温到设定温度后抽出,作为热源送入脱甲烷塔(22)的塔底,在脱甲烷塔(22)塔底冷却后再返回冷箱主换热器(20)中进一步冷却,然后进入富氢气闪蒸罐(23)中闪蒸;
4)闪蒸后,富氢气闪蒸罐(23)罐顶的富氢气返回冷箱主换热器(20)复温后送至下游甲醇合成装置(21);而富氢气闪蒸罐(23)罐底的液体分为两部分,一部分节流后直接进入汽提塔(24)顶部,另一部分节流后返回冷箱主换热器(20)复热后进入汽提塔(24)中部;
5)从汽提塔(24)塔底抽出部分液体,经过冷箱主换热器(20)复温后回到汽提塔(24)塔底作为汽提气,经过汽提塔(24)汽提后,顶部的闪蒸汽返回冷箱主换热器(20)复温后送至低压变换装置(25),其中闪蒸汽返回冷箱主换热器(20)复温后,温度为常温,压力≥
1.5MpaG;
6)汽提塔(24)塔底的剩余液体节流后直接进入脱氮塔(26)中,脱氮塔(26)塔底液体节流后去往塔顶提供部分冷量,脱氮塔(26)塔顶分离器(261)出来的富氮气返回冷箱主换热器(20)复温后送至燃料气管网(27);脱氮塔(26)塔顶冷凝器(262)出来的含少量甲烷的CO气体进入脱甲烷塔(22);
7)脱甲烷塔(22)底部得到富甲烷液体,节流后返回冷箱主换热器(20)复温后送至燃料气管网(27);在脱甲烷塔(22)顶部得到CO产品气体,该气体返回冷箱主换热器(20)复热后送至下游的DMO装置(28)。
7.如权利要求6所述合成气制乙二醇方法,其特征在于,所述步骤1)中的低压氮气压力为0.42Mpa。
8.如权利要求6所述合成气制乙二醇方法,其特征在于,经分子筛吸附器(11)吸附后的原料气中甲醇含量<0.1ppm,CO2含量<0.1ppm,H2S/COS<0.1ppm。
9.如权利要求6所述合成气制乙二醇方法,其特征在于,步骤4)中,富氢气返回冷箱主换热器(20)复温后,温度≥30℃,压力≥5.3MpaG。
说明书 :
一种合成气制乙二醇系统及方法
技术领域
背景技术
剂,合成纤维、化妆品和炸药,并用作染料、油墨等的溶剂、配制发动机的抗冻剂,气体脱水
剂,制造树脂、也可用于玻璃纸、纤维、皮革、粘合剂的湿润剂。可生产合成树脂PET,纤维级
PET即涤纶纤维,瓶片级PET用于制作矿泉水瓶等。还可生产醇酸树脂、乙二醛等,也用作防
冻剂。
期被外资垄断的格局。尽管如此,H2/CO深冷分离装置的国产化研究起步较晚,仍停留在引
进技术改良的研发层面,内资企业普遍缺少自主创新能力,因此无论是在单系列产能大型
化方面,还是在净化效率及能耗控制方面,国产技术与境外技术相比仍存在较大的差距。无
论选择怎样的终端产品路线,都需要经过造气、分离、合成三个关键环节,原料合成气中的
组分主要为H2、CO、N2、AR、CH4等,杂质N2、AR、CH4等不利于乙二醇合成的杂质分离出来,这些
杂质因不参与合成反应,会在整个系统中积累造成合成效率下降、能耗增加。因此,需提供
一种采用合成气制乙二醇的高效工艺来解决目前的现状。
发明内容
器、再生冷却器、低温甲醇洗单元,所述分子筛吸附器设有原料气进、出口和再生气进、出
口,分子筛吸附器的再生气出口连接再生冷却器,原料气出口连接粉尘精密过滤器,分子筛
吸附器的再生气进口连接再生气加热器,所述再生冷却器与低温甲醇洗单元相连,所述粉
尘精密过滤器与CO提存冷箱系统相连;所述CO提存冷箱系统包括冷箱主换热器、富氢气闪
蒸罐、甲醇合成装置、汽提塔、脱氮塔、低压变换装置、脱甲烷塔、燃料气网管、DMO装置,粉尘
精密过滤器的原料气出口管路顺次经冷箱主换热器、脱甲烷塔的塔底、冷箱主换热器进行
冷却后连接至富氢气闪蒸罐,
主换热器复热并连接至汽提塔中部;
子筛吸附器,再生气将被吸附的甲醇、CO2和水带出脱除,而后经过再生冷却器冷却到≤40
℃后,返回低温甲醇洗单元作为汽提气;
闪蒸;
部分节流后返回冷箱主换热器复热后进入汽提塔中部;
管网;脱氮塔塔顶冷凝器出来的含少量甲烷的CO气体进入脱甲烷塔;
置。
比,大幅度减少了循环氮气。与传统的工艺相比,显著降低了循环氮气压缩机的能量消耗。
通过合成气制乙二醇工艺技术的突破,打破了国外企业对制取乙二醇的垄断状态,提升了
国内乙二醇制备的整体技术水平,也将提升国内煤化工相关企业生产效能,降低生产成本,
为乙二醇行业提供质优价廉的产品,更好地满足煤化工等生产需求,支持煤化工行业发展,
同时改善了现有工艺能耗大、污染大的状况。
附图说明
醇合成装置;22、脱甲烷塔;23、富氢气闪蒸罐;24、汽提塔;25、低压变换装置;26、脱氮塔;
261、分离器;262、冷凝器;27、燃料气管网;28、DMO装置。
具体实施方式
进、出口,分子筛吸附器11的再生气出口连接再生冷却器13,原料气出口连接粉尘精密过滤
器12,分子筛吸附器11的再生气进口连接再生气加热器10,所述再生冷却器13与低温甲醇
洗单元14相连,所述粉尘精密过滤器12与CO提存冷箱系统2相连;
滤器12的原料气出口管路顺次经冷箱主换热器20、脱甲烷塔22的塔底、冷箱主换热器20进
行冷却后连接至富氢气闪蒸罐23,
流后经冷箱主换热器20复热并连接至汽提塔24中部;
网27相连,所述冷凝器262依次与脱甲烷塔22塔底、冷箱主换热器20、燃料气管网27相连。
氮塔26顶部的冷凝器262,而后下游又依次连接冷箱主换热器20、燃料气管网27,所述脱甲
烷塔22塔顶下游依次连接冷箱主换热器20、DMO装置28。
子筛吸附器11,用这股再生气将被吸附的微量甲醇、CO2和水带出脱除,以免在CO提纯冷箱
系统2中冻结引起低温设备和管道的堵塞,而后经过再生冷却器13冷却到≤40℃后,返回低
温甲醇洗单元14作为汽提气。
过滤后的原料气送至下游CO提存冷箱系统2。
冷却后再返回冷箱主换热器20中进一步冷却,然后进入富氢气闪蒸罐23中闪蒸。
塔24顶部,另一部分节流后返回冷箱主换热器20适当复热后进入汽提塔24中部。
温,≥1.5MPaG)送至低压变换装置25。
20复温后送至燃料气管网27;脱氮塔26塔顶冷凝器262出来的含少量甲烷的CO气体进入脱
甲烷塔22。
热后送至下游的DMO装置28。
分一氧化碳、氮气和甲烷液化,并通过闪蒸的工艺将绝大部分氢气分离,通过汽提塔24进一
步脱氢,有利于脱氮塔26的稳定运行。
明的权利要求范围内都受到专利法的保护。