一种用于乙醇制备中驰放气的回收系统的制作方法

1.本实用新型属于驰放气回收的技术领域，特别涉及一种用于乙醇制备中驰放气的回收系统。


背景技术：

2.乙醇是世界上公认的环保清洁燃料，同时可作为车用燃料和车用燃料添加剂，可以降低汽车尾气中一氧化碳、碳氢化合物、颗粒物、氮氧化合物及苯系有害物的排放，可以有效改善我国的环境质量，对解决我国大气污染问题，实现国家碳减排、碳达峰目标具有重要的意义。
3.目前乙醇制备采用合成气经中间产物乙酸甲酯，进一步加氢生成乙醇的工艺技术路线，包含了甲醇合成、二甲醚合成、二甲醚羰基化、乙酸甲酯加氢以及产品分离等单元，相关技术方案的可行性、合理性已经过实际验证。
4.为了保证乙醇制备中的物料平衡，避免乙醇制备的装置中惰性组分聚集引起合成单元的超压，需要将引入惰性气体（氮气、氩气等）驰放出去，在羰基化单元和加氢单元分别设置了驰放措施，鉴于驰放气中的组分复杂，且无有效吸附氮气的吸附剂，二甲醚低温易凝固的特点，乙醇制备过程中驰放气回收困难，造成了驰放气中的有效气（一氧化碳和氢气）损失，增加了乙醇制备的有效气消耗。
5.目前乙醇装置的驰放气主要通过以下两种方式进行回收：
6.第一种方式为通过变温吸附的方式脱除其中的二甲醚，并将脱除后的驰放气送往甲醇装置进行回收驰放气中的有效气，此方法存在以下缺点：（1）变温吸附单元投资高；（2）脱附后的二甲醚无法回收利用（3）驰放气需送往非乙醇装置外的工艺装置，并且无法实现氮气与驰放气中有效气的分离；
7.第二种是通过设置等温变换炉，低温甲醇洗，合成氨单元，将有效气中的一氧化碳气变换为h2后制备合成氨，此方法存在以下缺点：（1）驰放气量少，所新增设置的工艺单元投资高；（2）新增工艺单元不在最佳负荷点，能耗高。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足之处，本实用新型提供一种用于乙醇制备中驰放气的回收系统，分离出了驰放气中的惰性气体，同时对驰放气中的有效气回收利用，降低了乙醇制备的原料消耗，经济效益显著，具体技术方案如下：
9.一种用于乙醇制备中驰放气的回收系统，包括制备乙醇的羧基化单元61、乙醇加氢单元62和二甲醚合成单元63，还包括第一换热器1、甲醇洗涤塔2、第二换热器3和冷箱4；
10.所述第一换热器1的热料进口通过管道接通驰放气进口，第一换热器1的冷料出口通过管道连通甲醇洗涤塔2的下部，第一换热器1的冷料进口通过管道接通甲醇洗涤塔2的顶部，第一换热器1的热料出口通过管道接通冷箱4，冷箱4的一氧化碳气体出口通过管道接通羰基化单元61，冷箱4的富氢气出口通过变压吸附装置5连通乙醇加氢单元62，冷箱1的惰
性气出口接通燃料气管网；
11.所述甲醇洗涤塔1的底部通过管道连通第二换热器3的冷料进口，第二换热器3的热料出口通过管道连通二甲醚合成单元63，第二换热器3的热料进口通过管道连通甲醇原料进口，第二换热器3的冷料出口通过过冷器31连通甲醇洗涤塔2的上部。
12.进一步，所述甲醇洗涤塔2为板式塔或填料塔。
13.本实用新型的有益技术效果如下：
14.本实用新型的一种用于乙醇制备中驰放气的回收系统，包括第一换热器、甲醇洗涤塔、第二换热器和冷箱，使得甲醇经第二换热器及过冷器降温，在甲醇洗涤塔中自上至下低温洗涤从甲醇洗涤塔下部通入的驰放气，分离了驰放气中的有效气一氧化碳和氢气和二甲醚，同时实现了对驰放气中二甲醚的回收利用，洗涤后的驰放气送入冷箱和变压吸附装置，既脱除了驰放气中的惰性气体，又实现了对驰放气中的有效气的回收利用；同时通过设置第一换热器和第二换热器，实现了甲醇和驰放气中能量的回收利用，减少了装置的冷量消耗；因此本实用新型的回收装置，减少了碳排放的同时，有效气回收率大于98%，可降低乙醇制备中原料消耗的5%~8%，经济效益显著。
附图说明
15.图1为本实用新型节能分离系统的结构示意图。
16.其中：1第一换热器、2甲醇洗涤塔、3第二换热器、31过冷器、4冷箱、5变压吸附装置、61羧基化单元、62乙醇加氢单元、63二甲醚合成单元。
具体实施方式
17.为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
18.实施例1
19.见图1，一种用于乙醇制备中驰放气的回收系统，包括制备乙醇的羧基化单元61、乙醇加氢单元62和二甲醚合成单元63，还包括第一换热器1、甲醇洗涤塔2、第二换热器3和冷箱4；
20.所述第一换热器1的热料进口通过管道接通驰放气进口，第一换热器1的冷料出口通过管道连通甲醇洗涤塔2的下部，第一换热器1的冷料进口通过管道接通甲醇洗涤塔2的顶部，第一换热器1的热料出口通过管道接通冷箱4，冷箱4的一氧化碳气体出口通过管道接通羧基化单元61，冷箱4的富氢气出口通过变压吸附装置5连通乙醇加氢单元62，冷箱1的惰性气出口接通燃料气管网；
21.所述甲醇洗涤塔1的底部通过管道连通第二换热器3的冷料进口，第二换热器3的热料出口通过管道连通二甲醚合成单元63，第二换热器3的热料进口通过管道连通甲醇原料进口，第二换热器3的冷料出口通过过冷器31连通甲醇洗涤塔2的上部。
22.所述甲醇洗涤塔2为板式塔或填料塔。
23.所述第一换热器1的冷料出口温度为-10℃~30℃，所述第二换热器3的冷料出口温度为-10℃~30℃，所述过冷器31的出口温度为-25℃~-5℃。
24.实施例2
25.实施例1中的回收系统的具体操作过程，
26.将来自乙醇制备中的驰放气（体积百分比组成为co：47.3%，h2：42.7%，n2 ar：6.0%，二甲醚：2.2%，乙酸甲酯：0.17%，乙醇：0.05%，其余惰性组分：1.58%）通入第一换热器1的热料进口，驰放气与来自甲醇洗涤塔2塔顶的驰放气换热后冷却至-12.5℃的低温驰放气，低温驰放气进入甲醇洗涤塔2的底部；来自界区的甲醇依次经过第二换热器3、过冷器31冷却至-30℃的低温甲醇，低温甲醇进入甲醇洗涤塔2的顶部。
27.在压力4.5mpa下，甲醇洗涤塔2内低温甲醇与低温驰放气逆向接触，并对低温驰放气中的有效组分进行回收，得到二甲醚含量小于10ppm的洗涤驰放气，洗涤驰放气中体积百分比组成为co：48.6%，h2：43.9%，n2 ar：6.2%，二甲醚：9.2ppm，其余惰性组分：1.3%。
28.洗涤后的甲醇富液通过第二换热器3换热，温度提升至30℃后送入二甲醚合成单元63，实现对甲醇和二甲醚的综合利用；
29.洗涤驰放气经过第一换热器1换热温度升至30℃后，送至冷箱4中进行气体分离。
30.在压力4.2mpa，温度-150℃的冷箱4中分离出一氧化碳和富氢气，剩余惰性气体送至燃料气管网作为燃料气使用；一氧化碳送往羰基化单元61回收利用；富氢气送至变压吸附装置5，在吸附压力为4.0mpa，解吸压力为0.2mpa，操作温度20℃条件下回收氢气送至乙醇加氢单元62。
31.其中甲醇洗涤塔2的顶部出口的洗涤驰放气中二甲醚的含量低于1~100ppm，乙酸甲酯和乙醇均为痕量；冷箱4一氧化碳出口的气体中一氧化碳的浓度不低于98.5%（摩尔体积分数）；变压吸附装置5出口的氢气气体中氢气的浓度不低于99.9%（摩尔体积分数）。
32.因此本实用新型的回收装置分离了乙醇制备中驰放气中的有效气（一氧化碳和氢气）和二甲醚，实现了对驰放气中二甲醚的回收利用，同时通过设置第一换热器1和第二换热器3，实现了甲醇和驰放气中能量的回收利用，减少了装置的冷量消耗；本实用新型的回收装置，减少了碳排放的同时，有效气回收率大于98%，可降低乙醇制备中原料消耗的5%~8%，经济效益显著。
33.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。