专利名称：煤气联产甲醇过程中原料气的氢碳比调节装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种调节气体中氢气含量的装置，更具体地说，本实用新 型涉及一种调节曱醇合成原料气的氢碳比的装置，
背景技术：
曱醇合成气中氢碳比一般要求在2. 05 ~ 2. 25的范围之内，由于在城市煤气 联产曱醇过程中，进甲醇合成器的净煤气的氢碳比f = (H2-C02) / (C0+ C0J = 1.97，低于曱醇合成所要求的最佳化学当量范围，不仅副反应增加，造成合成 率下降，还会产生结蜡现象而堵塞催化剂，严重时，使生产无法进行。因此需 要将进甲醇合成器的净煤气的氢碳比从1. 97调节至2. 05 ~ 2. 25。调节氢碳比可 以釆用一氧化碳变换法，即发生化学反应CO+H20=C02+H2，首先将一氧化碳变换 为二氧化碳变换，然后将二氧化碳脱除，但这要增加变换和脱碳两个工序，使 工程项目投资大大增加。
所以，需要开发一种能够调节曱醇合成气的氢碳比的低成本装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对目前对能够调节曱醇合成气的氢碳比的低成本装 置的需求和煤气联产甲醇生产的特点，提供一种调节原料气中的氢碳比使之符 合甲醇合成气要求的装置。
本实用新型的煤气联产甲醇过程中原料气的氢碳比调节装置包括水洗塔、 气液分离器、加热器和膜分离器，水洗塔的中部设有原料气进气口，上部设有 进水口，下端设有出水口，水洗塔的顶部通过管道与气液分离器中部连接，气液分离器的顶部通过管道与加热器的气体入口连接，加热器的气体出口通过管 道与膜分离器的气体入口连接，膜分离器两端分别设有富氢气出口和提氬后的 弛放气出口 。
优选地，膜分离器的富氢气出口的压力不小于2.4Mpa,膜分离器的提氩后 的弛放气出口的压力不小于2.16 Mpa。这样富氢气可直接返回甲醇合成原料气 系统，回收氢后的弛放气可不经压缩直接进入城市煤气系统，大大地节省了其 它辅助设施的投资成本。膜分离器11装填合适量的膜可以满足这两个出口压力， 本领域的技术人员可以根据膜分离回收氢气的常识选择膜和膜的用量来达到这 两个出口压力的要求，这里不具体地详细说明。
所述加热器优选使用低压蒸汽加热。用低压蒸汽将气体加热至65。C使其温 度满足膜分离器的操作温度。设置加热器的目的就是调节气体的温度使膜分离 器正常运行。对加热器的具体结构形式没有特别的限定，技术人员根据常识和 工厂的实际情况加以选择，只要能够就气体加热到所需要的温度就可以。当然， 也可以使用热水加热，只不过要求较大的加热面积而已。
所述气液分离器内上部布置有不锈钢丝网。夹带液体的气体进入气液分离 器后，液体向下沉降，气体从上端的出口流出，设置不锈钢丝网有利于更好地 除去气体夹带的液体。
对水洗塔的具体结构没有特别的限定， 一般现有工业装置都配备，本领域 的技术人员对于水洗塔的结构和操作已经很熟悉，这里就不具体地描述。
在城市煤气联产曱醇过程中，曱醇合成弛放气中氢气含量较高，本实用新 型利用膜分离技术回收曱醇驰放气中的氢气，使之返回甲醇合成原料气中，从 而使得曱醇合成原料气H/C比由原来的1. 97提高到2. 25的最佳值，不仅可以 降低合成副反应的发生，减少蜡的生成，还可提高甲醇合成转化率约10%左右。 氢气加以回收后返回合成系统比直接进入城市煤气系统，在技术、经济等方面
均产生显著的效果。
根据本实用新型的特点，采用膜分离器回收弛放气中的氩，具有以下四个
优点①回收的富氢气压力>2. 4Mpa,可直接返回曱醇合成原料气系统；②回 收氢后的弛放气压力>2.16MPa，可不经压缩直接进入城市煤气系统；③氢气回 收率为70%~80%;④运行费用相对较低。
本实用新型应用于义马气化厂91万立方米/天的燃料煤气，配套年产8万 吨曱醇工程，采用膜分离提氢返回曱醇合成原料气中，使H/C可以在最佳工艺 条件范围内(2.05-2.2)进行调控，使净煤气消耗由2154.18 NmVt曱醇降至 1782. 96 NmVt曱醇。经过试生产期与满负荷生产期的验证，不仅可以降低合成 付反应的发生，减少蜡的生成；还可提高曱醇合成转化率约10%左右，经济效益 显著。此项技术填补了国内外甲醇生产的空白。
图1是本实用新型的煤气联产甲醇过程中原料气的氢碳比调节装置的示意图。
符号说明
1、来自曱醇合成的弛放气；2、来自外管的软水；3、来自外管的低压蒸汽； 4、含曱醇的软水送往精馏；5、冷凝水送往外管；6、富氢气至原料气压缩；7、 提氢后的弛放气去城市煤气；8、水洗塔；9、气液分离器；10、加热器；11、 膜分离器。
具体实施方式
以下结合附图作进一步描述本实用新型。
本实用新型的煤气联产曱醇过程中原料气的氢碳比调节装置包括水洗塔8、 气液分离器9、加热器IO和膜分离器11,水洗塔8的中部设有来自曱醇合成的 弛放气l的进气口，上部设有来自外管的软水2的进水口，下端设有含曱醇的 软水4的出水口 ，可送往精馏，水洗塔8的顶部通过管道与气液分离器9中部 的气体入口连接，气液分离器9的顶部通过管道与加热器10的气体入口连接，
加热器10的气体出口通过管道与膜分离器11的入口连接，膜分离器11两端均 设有富氢气6的气体出口和提氢后的弛放气7的气体出口 ，富氢气6至原料气 压缩，提氢后的弛放气7去城市煤气。
优选地，膜分离器11的富氢气出口 6的压力不小于2. 4 Mpa，膜分离器ll 的提氢后的弛放气出口 7的压力不小于2. 16 Mpa。
所述加热器10优选使用低压蒸汽3加热。
具体地说，来自曱醇合成的弛放气1 (压力4. 8Mpa，温度4(TC)，进入水洗 塔8,经塔顶喷淋的软水洗涤，洗去气体中夹带的曱醇后，气体经气液分离器9 除去水雾，送入加热器10，用低压蒸汽加热至65°C;然后进入膜分离器ll提 氢。提氢后的富氢气送回压缩机入口的原料气总管，提氢后弛放气并入城市煤 气总管。
权利要求1.一种煤气联产甲醇过程中原料气的氢碳比调节装置，其特征在于，所述原料气的氢碳比调节装置包括水洗塔、气液分离器、加热器和膜分离器，水洗塔的中部设有原料气进气口，上部设有进水口，下端设有出水口，水洗塔的顶部通过管道与气液分离器中部连接，气液分离器的顶部通过管道与加热器的气体入口连接，加热器的气体出口通过管道与膜分离器的气体入口连接，膜分离器两端分别设有富氢气出口和提氢后的弛放气出口。
2. 如权利要求l所述的原料气的氩碳比调节装置，其特征在于，所述气液 分离器内上部布置有不锈钢丝网。
专利摘要煤气联产甲醇过程中原料气的氢碳比调节装置属于调节气体的氢碳比的技术领域，针对目前对能够调节甲醇合成气的氢碳比的低成本装置的需求，提出一种包括水洗塔、气液分离器、加热器和膜分离器的氢碳比调节装置，水洗塔的中部设有进气口，上部设有进水口，下端设有出水口，水洗塔的顶部通过管道与气液分离器中部连接，气液分离器的顶部通过管道与加热器入口连接，加热器出口通过管道与膜分离器连接，膜分离器两端均设有气体出口。不仅可以降低合成副反应的发生，减少蜡的生成，还可提高甲醇合成转化率约10％左右。氢气加以回收后返回合成系统比直接进入城市煤气系统，在技术、经济等方面均产生显著的效果。
文档编号C10K3/00GK201065400SQ20072000487
公开日2008年5月28日 申请日期2007年2月12日 优先权日2007年2月12日
发明者孙永亮, 张晓安, 杨志敏, 韩玉锋 申请人:河南省化工设计院有限公司