一種一氧化碳原料氣膜分離深度脫氫工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種一氧化碳原料氣膜分離深度脫氫工藝方法，工藝步驟包括預(yù)處理、加熱和膜分離，具體為氫氣含量低于2000ppm、壓力為0.5~4.0MPa.G、溫度為常溫的一氧化碳原料氣首先進入預(yù)處理系統(tǒng)脫除微細粉塵，然后進入加熱器加熱，使CO原料氣溫升5~10℃，再直接進入膜分離裝置，一氧化碳原料氣中的易滲透組份氫氣透過膜并在膜的滲透側(cè)富集，在膜的滲余側(cè)獲得氫氣含量低于100ppm的一氧化碳產(chǎn)品氣。這種工藝方法具有投資小、流程簡單、操作簡便、脫氫成本低的特點，有效解決了傳統(tǒng)催化氧化脫氫工藝方法存在操作復(fù)雜、后處理工序繁多、能耗高的問題。
【專利說明】一種一氧化碳原料氣膜分離深度脫氫工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種膜分離工藝，具體涉及一種用于合成乙二醇的一氧化碳原料氣膜分離深度脫氫工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乙二醇作為一種重要的石油化工基礎(chǔ)有機原料，每年的需求量非常高，如2012年我國乙二醇表觀消費量1160萬噸，進口量794萬噸，自給率僅為31.6%，對外依存度較高。目前工業(yè)應(yīng)用較多的生產(chǎn)乙二醇的工藝方法為CO氧化偶聯(lián)法，即CO原料氣先與亞硝酸甲酯催化合成草酸二甲酯，草酸二甲酯再催化加氫制得乙二醇，該工藝方法需要解決的一個重要問題是CO原料氣中的氫氣含量問題。文獻資料表明氫氣的存在對第一步草酸二甲酯的合成影響較大，具體體現(xiàn)在氫氣含量越高，副產(chǎn)物甲酸甲酯和甲醇量越大，催化劑活性明顯下降。CO原料氣一般是將合成氣、水煤氣、半水煤氣、鋼廠和電石廠尾氣等通過變壓吸附分離提濃獲得的，最終獲得的CO產(chǎn)品氣無可避免的含有微量氫氣，為滿足CO氧化偶聯(lián)法對CO原料氣中氫氣含量的要求必須將其中的微量氫氣進行深度脫除，使CO原料氣中氫氣的含量低于lOOppm。[0003]目前關(guān)于CO原料氣深度脫氫公開的專利有CN200910061853.5、CN201110045473.X、CN201110046318.X、CN201110047240.3、CN201110045647.2、CN201110045204.3、CN201210425285.4，這些專利所使用的深度脫氫方法均是利用氫氣和氧氣在脫氫催化劑作用下反應(yīng)生成水的原理來脫氫。
[0004]目前一氧化碳深度脫氫催化氧化脫氫方法存在的主要問題是:
(1)需要額外引入氧氣；
(2)需要使用昂貴的負載貴金屬組份的脫氫催化劑；
(3)需要精確控制催化反應(yīng)所需要的各種條件(如氫氣和氧氣的配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力等);
(4)需要防止一氧化碳與氧氣反應(yīng)(該反應(yīng)不僅消耗一氧化碳而且還為CO原料氣帶來新的雜質(zhì)CO2)；
(5)需要控制反應(yīng)后的氣體中氧氣的含量。
[0005]針對以上一氧化碳原料氣深度脫氫工藝過程中存在的問題，本發(fā)明提供了一種膜分離深度脫氫工藝方法。氣體膜分離工藝的基本原理是利用各氣體組分在膜材料中的溶解擴散速率不同、在膜兩側(cè)分壓差推動力作用下導(dǎo)致其滲透速率不同而實現(xiàn)分離，該工藝方法不存在化學(xué)反應(yīng)，不需要引入新的雜質(zhì)，具有設(shè)備簡單、投資小、脫氫成本低、操作方便等優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種一氧化碳原料氣膜分離深度脫
氫工藝方法。[0007] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:一氧化碳原料氣膜分離深度脫氫工藝方法，包括預(yù)處理、加熱和膜分離三個主要步驟，其工藝步驟包括:
(1)預(yù)處理:將氫氣含量低于2000ppm、壓力為0.5^4.0MPa.G、溫度為常溫的CO原料氣送入精過濾器，脫除其攜帶的微細粉塵；
(2)加熱:預(yù)處理后的CO原料氣進入加熱器加熱，使CO原料氣溫升5~10°C；
(3)膜分離:加熱后的CO原料氣直接進入膜分離裝置，CO原料氣中的易滲透組份氫氣透過膜并在膜的滲透側(cè)富集，在膜的滲余側(cè)獲得氫氣含量低于IOOppm的CO產(chǎn)品氣。
[0008]作為優(yōu)選，所述精過濾器中裝有數(shù)個過濾芯件，對CO原料氣攜帶的微細粉塵的脫除精度達到0.03 μ m，保護后續(xù)膜分離裝置的膜組件。
[0009]作為優(yōu)選，所述膜分離過程，CO原料氣壓力在0.5^1.5MPa.G時，在膜分離裝置的滲透測設(shè)置降壓裝置，使?jié)B透側(cè)壓力為(T-80kPa.G，設(shè)置降壓裝置的目的是在CO原料氣壓力不高的情況下增大膜兩側(cè)的壓差，提高分離速率。
[0010]所述膜分離裝置使用的膜材料為有機高分子膜，根據(jù)不同氣體在膜中的滲透速率不同對氣體進行分離。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1.膜分離深度脫氫工藝流程簡單，分離過程屬于物理過程，無化學(xué)變化，獲得的CO產(chǎn)品氣中的氫氣含量低于IOOppm,脫氫精度高；
2.膜分離裝置幾乎沒有移動部件，膜材料使用壽命長，所需維護甚少，操作簡單可靠；
3.膜分離深度脫氫工藝能耗低，脫氫成本低；
4.膜分離深度脫氫工藝投資低、占地面積??；
5.整個深度脫氫工藝控制回路及監(jiān)控點少，開車及停車方便快捷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為膜分離深度脫氫工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0014]如圖所示，一氧化碳原料氣膜分離深度脫氫工藝具體過程為:
(1)預(yù)處理:將氫氣含量低于2000ppm、壓力為0.5^4.0MPa.G、溫度為常溫的CO原料氣送入精過濾器，精過濾器選用PALL聚結(jié)過濾器，精過濾器中裝有數(shù)個過濾芯件，脫除CO原料氣中大于0.03 μ m的微細粉塵，在精過濾器中聚集的微細粉塵定期排出；
(2)加熱:預(yù)處理后的CO原料氣進入加熱器，使CO原料氣溫升5~10°C，其目的一是避免CO原料氣中含有的水蒸汽在后續(xù)膜分離器滲透側(cè)濃縮后凝結(jié)，二是為了恒定膜分離器操作溫度以使其處于最優(yōu)化的工作狀態(tài)；
(3)膜分離:加熱后的CO原料氣直接進入膜分離裝置，在CO原料氣壓力為
0.5^1.5MPa.G時，為增大膜兩側(cè)的壓力差，在膜分離裝置的滲透側(cè)設(shè)置了降壓裝置如真空泵(附圖中未畫出)，CO原料氣中的易滲透組份氫氣透過膜并在膜的滲透側(cè)富集，在膜的滲余側(cè)獲得氫氣含量低于IOOppm的CO產(chǎn)品氣。
[0015]實施例:將氫氣含量為0.lmol%(1000ppm)、壓力為1.2MPa.G、溫度為40°C的CO原料氣以8.923kmol/h的流量進入裝有數(shù)個過濾芯件的PALL聚結(jié)過濾器，脫除CO原料氣中大于0.03 μ m的微細粉塵，經(jīng)預(yù)處理后進入加熱器加熱至50°C，加熱后的CO原料氣再進入膜分離裝置，在膜的滲透側(cè)設(shè)置真空泵降壓裝置使?jié)B透側(cè)壓力為_50kPa.G，CO原料氣中的易滲透組份氫氣透過膜并在膜的滲透側(cè)富集，在膜的滲余側(cè)獲得CO產(chǎn)品氣。
[0016]獲得的分離結(jié)果如表1所示(表1:膜分離深度脫氫結(jié)果)。
【權(quán)利要求】
1.一種一氧化碳原料氣膜分離深度脫氫工藝方法，其工藝步驟包括: (1)預(yù)處理:將氫氣含量低于2000ppm、壓力為0.5^4.0MPa.G、溫度為常溫的CO原料氣送入精過濾器，脫除其攜帶的微細粉塵； (2)加熱:預(yù)處理后的CO原料氣進入加熱器加熱，使CO原料氣溫升5~10°C； (3)膜分離:加熱后的CO原料氣直接進入膜分離裝置，CO原料氣中的易滲透組份氫氣透過膜并在膜的滲透側(cè)富集，在膜的滲余側(cè)獲得氫氣含量低于IOOppm的CO產(chǎn)品氣。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述CO原料氣壓力在0.5^1.5MPa.G時，在所述膜分離裝置的膜滲透側(cè)設(shè)置降壓裝置，使?jié)B透側(cè)壓力為(T-80kPa.G。
3.如權(quán)利要求1所述的 方法，其特征在于:所述膜分離裝置使用的膜材料為有機高分子膜。
【文檔編號】C01B31/18GK103922339SQ201410156742
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】朱代希, 蘭治淮, 陳理, 唐亮 申請人:四川省達科特能源科技有限公司