甲醇合成驰放气综合回收利用

周国明

（山东华鲁恒升集团，山东德州 253024）

甲醇合成驰放气综合回收利用

周国明

（山东华鲁恒升集团，山东德州 253024）

总结甲醇合成驰放气几种利用形式，提氢后气体回用，解析气的综合利用，形成闭环；改造后取得环境、节能双重效益。

膜提氢装置；效益；综合利用

0 引 言

2004年华鲁恒升通过消化吸收国外同类装置，第一套国产大氮肥及洁净煤气化技术装置一次开车成功，形成一头三线的生产模式，相应的年产20万t甲醇合成装置同步开车成功，甲醇合成弛放3000m3（标）／h；2012年5月醋酸节能改造项目投入运行，配套甲醇合成产能为年产25万t，甲醇合成弛放气3 500 m3（标）／h，为了进一步调整醇／氨值，发挥装置的柔性多联产优势，一年后又上马一套25万t甲醇合成，甲醇合成弛放气3 500 m3（标）／h，三套甲醇合成驰放气如何高效回收，是摆在技术人员首要解决的课题。

1 我公司甲醇合成驰放气回收经历了一下几个阶段

1）第一套甲醇合成驰放气回收至老系统压缩机四段进口，因与脱碳出口气体基本相似，脱碳出口压力为1.75 MPa，回压缩机四段进行回收。甲醇合成驰放气压力为4.5 MPa，通过减压阀减压至1.8 MPa，甲醇驰放气的大量回收直接增加了压缩机进口的压力，表现为压缩机进、出气量不平衡，造成压缩机4－6列缸活塞力超设计活塞力，以致出现活塞杆断裂的现象。

2）随着第二套甲醇合成驰放气投入运行，气量明显增加，回压缩机段间已没有可能，为此通过限流孔板减压至0.1 MPa（功耗浪费比较严重），进脱硫系统出口（压缩一段进口），运行半年后，随着淘汰落后产能，老系统全部停车；甲醇合成驰放气回收面临又一难题。

3）随着三套甲醇合成投入运行，甲醇合成弛放气总量达10460 m3（标）／h，经过多方论证，结合公司的实际情况决定实施驰放气膜回收提氢技术，提氢解析气回燃料气管网供气化烘炉使用，实现了驰放气回收的闭环操作。

2 甲醇驰放气膜回收提氢技术、非渗透气闭环回收技术工艺选择的及工艺简介

1）甲醇驰放气数据分析

2）选择依据：根据驰放气组成，通过计算，将驰放气中的氢气提浓，供甲醇合成使用；考虑到气化装置为德士古工艺，公司有7台气化炉，连续的投用倒炉，需要升温，非渗透气作为烘炉燃料气使用。

表1 甲醇驰放气数据分析

3）工艺流程：膜分离的工艺流程可划分为预处理和膜分离两部分，用于从甲醇驰放气中将氢气浓度提浓，以应用于甲醇生产工艺。

膜分离提氢装置原料气体为三套甲醇合成的驰放气。驰放气以10460m3（标）／h、4.18MPaG、40℃进入膜分离装置界区，此气体首先通过调节阀稳定压力后，进入装有高效除雾元件的除雾器，以除去小于1μm的粒子，可冷凝的液沫雾滴被捕集形成液体后，通过除雾器底部的阀门排出；经过除雾后的原料气进入加热器加热至50℃，使原料气远离露点，并恒定膜分离系统的操作温度，而不影响膜分离性能，用蒸汽流量调节阀，温度计和温度变送器实现原料气温度控制、指示、报警和联锁。

原料气加热至50℃后，进入膜分离器进行分离，每个膜分离器外形类似一管壳式换热器，膜分离器壳内由中空纤维束填充，类似于管束，原料气从下端侧面进入膜分离器，由于各种气体组分在透过中空纤维膜时的溶解度和扩散系数不同，不同气体在膜中的相对渗透速率不同，各组分中氢气的相对渗透速率最快，从而可将氢气分离，在原料气沿膜分离器长度方向流动时，更多的氢气扩散进入中空纤维，在中空纤维芯侧得到渗透气产品，该含氢气量92.87%的渗透气以7 850 m3（标）／h，50℃，1.8 MPaG的压力进入氢气压缩机进行提压。壳程得到的2 610 m3（标）／h，50℃，4.08 MPaG的非渗透气减压送至0.8 MPaG燃料气管网供气化烘炉使用。

3 甲醇驰放气膜回收提氢技术+解析气闭环回收技术的运行数据及存在问题

项目自2013年11月投入运行以来，效果较好，见下表2。

表2

1）由于近期合成氨较产甲醇的利润大，合成氨产量加满，受前工序制约，开两套甲醇合成运行。

2）尾气能够全部代替干煤气作为气化炉烘炉使用，每小时节约干煤气1900 m3（标）／h，可多生产合成氨；实现了闭路循环，综合利用效果明显。

3）氢气纯度有待提高，设计为92%，主要是由于原料气压力偏低，现运行3.2 MPa，设计为4.2 MPa，氢气出口压力为恒压1.8 MPa，压差小，导致氢含量降低；甲醇合成开车初期，催化剂活性较高，系统压力较低在3.0－3.2 MPa左右，随着催化剂的长期运行，活性下降，系统压力逐步达到设计值。

4）氢气纯度有待提高，膜束开的多少有关，我们进行了测试，当膜束开5组时、氢气含量为91.5，当膜束开6组时、氢气含量为89.5%，找准气量与膜束组数的平衡点，从而达到经济运行。

4 实现效益

自甲醇合成驰放气回收后，甲醇合成的原料气增加4650 m3（标）／h，每小时可多生产甲醇2.2 t；节约烘炉用煤气1 850 m3（标）／h，每小时可多生产甲醇0.8t；共计多生产甲醇3.0t／h。全年多生产甲醇24 000 t，取得良好的经济效益，这也是我企业多年立于不败之地的原因之一。

总之化工企业在整个行业不景气的大环境下，节能降耗，降低成本是企业立足的根本保证；通过本企业工艺运行的特点，和各工序物料存在的必然联系，整合资源，这次主要是甲醇合成与气化工序实现物料的有效利用，从而从根本上实现效益最大化。

Comprehensive recovery and utilization of methanol synthesis gas

Zhou Guo-ming
（Shandong Hualu－Hengsheng group，Dezhou Shandong 253024 China）

summary of the use of methanol synthesis gas purge gas in several forms，the use of hydrogen gas back，analysis of the comprehensive utilization of gas，forming a closed loop；the transformation of the environment，energy saving.

membrane stripping device；benefit；comprehensive utilization

TQ223.12

B

1003-6490（2015）04-0033-02

2015－01－19

周国明（1962－），男，山东德州人，毕业于河北科技大学，工程师，长期从事化肥化工的生产实践和技术工作。