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摘 要：因我厂氢气膜回收装置的氢回收率较低，难以对后系统甲醇合成H/C比进行有效调整，本文介绍了我厂膜回收装置技改活动，通过新增两组膜回收装置，提高氢气回收率，提高甲醇产能。
关键词：莫里森膜 回收率 产能
我厂25万吨甲醇/年于2007年8月投产，氢气膜回收装置选用两组串联普里森膜，在装置投入运行4年内因负荷不稳，入口压力低，操作人员经验不足及原料气中甲醇含量时有超标，造成普里森膜中毒、降低了氢气的回收率。因无法保证合成装置产能要求，特提出技术改造。
一、膜回收工艺流程简述
原料气以7.2MPa的压力和40℃的温度进入膜分离装置界区，气体设计流量为3470Nm3/H。原料气首先经压力调节阀PV-2401减压至7.2MPa后进入除雾器(V-101)。其中装有高效除雾原件，可除去小于1μm的粒子，然后原料气经管式换热器（E-101）加热至50℃保证原料气中烃类介质远离露点，防止冷凝形成液膜，影响分离性能，后进入普里森膜(X-101A/B)得到纯度大约83%的富氢气，压力为3.6MPa回到合成系统。
二、现装置运行情况及技改参数
现两组普里森膜进气压力在5.0～6.0Mpa，原料气氢气含量为67%。回收率36%。现需新增两台美国产普里森-中空钎维渗透膜，压力容器Ⅱ类，设计压力8.0MPa，气量4000 Nm3/hr，H2组成74.95（mol%），渗透气量2684 Nm3/hr，H2组成92.2495（mol%），采用串联方式安装，设计氢回收率达到82.58%。
三、技改流程
原工艺流程为普里森膜(X-101A/B)串联工艺，原料气从X-101A下端侧面计入PRISM膜分离器，通过各种气体组分在透过中空纤维膜时溶解度和扩散系数不同，在中空纤维芯侧（分离器底部）得到富氢气，非渗透气再一次进入X-101B。现新增两组膜分离器X-101C/D依旧使用串联工艺，最终四组膜分离器分离后富氢气汇集后进入系统。见图1技改流程
四、施工方案
在原料气入口处安装2〞盲板一块；X-101A/B/C/D底部H2出口法蘭处安装2〞盲板；X-101B/C/D顶部工艺气出口法兰处安装盲板（X-101B为1 1/2〞，其余为2〞）；X-101C/D中部工艺气入口法兰处安装2〞盲板；TG101管线上阀门V12处安装1 1/2〞盲板；H102管线上于阀门V13安装一块2〞盲板；VT106管线上V17处各安装1〞一块盲板。因设备本体管口与支耳方向已定，所以采用四台膜分离器一字排开的安装方式。使用14号槽钢焊接支架。支架安装要求：槽钢间高度方向上的错位小于1.0mm，水平度偏差小于3.0mm。支架焊好后，用吊车将膜分离器起吊就位，调整好安装位置后接电钻在支架上钻出安装孔，安装固定螺栓。膜分离器安装好后，在其三个管口分别安装盲板。配置管线PG106、PG107、TG103；更改管线H101、H102。管线配置完成后抽出盲板，管线吹扫、气密试漏后投用。
五、改造前后参数对比（见表1）
通过数据对比，H2回收率有一定的提高。
六、现存在问题及计划解决方案
现存问题：技改后，H2回收率有一定的提高，但未达到计技改后H2回收率＞83%的要求。
分析原因：目前合成系统负荷及压力未达到设计值，气体推动力受到一定影响。
解决方案：增加合成系统负荷。（1）提高入口压力有利于氢气的回收；（2）提高入口气氢气含量有利于氢气的回收；（3）提高膜压差有利于氢气的回收。
七、性能测试
1.本系统所有流量、压力、温度数据由现场仪表测量获得。
2.气体组成由气相色谱仪分析。
参考文献
[1]25万吨甲醇/年 合成精馏装置培训教材，2006/
[2]陆培文；孙晓霞 阀门选用手册 机械工业出版社 2002 10/
[3]工业金属管道设计规范GB-50316 中华人民共和国原化学工业部 2000/
作者简介：郭俊财（1985-），男，2007年毕业于宁夏大学过程装备与控制工程专业，现就职于神华宁煤集团煤炭化学工业分公司甲醇厂合成一车间，从事甲醇合成及精馏、低温甲醇洗设备工作。
关键词：莫里森膜 回收率 产能
我厂25万吨甲醇/年于2007年8月投产，氢气膜回收装置选用两组串联普里森膜，在装置投入运行4年内因负荷不稳，入口压力低，操作人员经验不足及原料气中甲醇含量时有超标，造成普里森膜中毒、降低了氢气的回收率。因无法保证合成装置产能要求，特提出技术改造。
一、膜回收工艺流程简述
原料气以7.2MPa的压力和40℃的温度进入膜分离装置界区，气体设计流量为3470Nm3/H。原料气首先经压力调节阀PV-2401减压至7.2MPa后进入除雾器(V-101)。其中装有高效除雾原件，可除去小于1μm的粒子，然后原料气经管式换热器（E-101）加热至50℃保证原料气中烃类介质远离露点，防止冷凝形成液膜，影响分离性能，后进入普里森膜(X-101A/B)得到纯度大约83%的富氢气，压力为3.6MPa回到合成系统。
二、现装置运行情况及技改参数
现两组普里森膜进气压力在5.0～6.0Mpa，原料气氢气含量为67%。回收率36%。现需新增两台美国产普里森-中空钎维渗透膜，压力容器Ⅱ类，设计压力8.0MPa，气量4000 Nm3/hr，H2组成74.95（mol%），渗透气量2684 Nm3/hr，H2组成92.2495（mol%），采用串联方式安装，设计氢回收率达到82.58%。
三、技改流程
原工艺流程为普里森膜(X-101A/B)串联工艺，原料气从X-101A下端侧面计入PRISM膜分离器，通过各种气体组分在透过中空纤维膜时溶解度和扩散系数不同，在中空纤维芯侧（分离器底部）得到富氢气，非渗透气再一次进入X-101B。现新增两组膜分离器X-101C/D依旧使用串联工艺，最终四组膜分离器分离后富氢气汇集后进入系统。见图1技改流程
四、施工方案
在原料气入口处安装2〞盲板一块；X-101A/B/C/D底部H2出口法蘭处安装2〞盲板；X-101B/C/D顶部工艺气出口法兰处安装盲板（X-101B为1 1/2〞，其余为2〞）；X-101C/D中部工艺气入口法兰处安装2〞盲板；TG101管线上阀门V12处安装1 1/2〞盲板；H102管线上于阀门V13安装一块2〞盲板；VT106管线上V17处各安装1〞一块盲板。因设备本体管口与支耳方向已定，所以采用四台膜分离器一字排开的安装方式。使用14号槽钢焊接支架。支架安装要求：槽钢间高度方向上的错位小于1.0mm，水平度偏差小于3.0mm。支架焊好后，用吊车将膜分离器起吊就位，调整好安装位置后接电钻在支架上钻出安装孔，安装固定螺栓。膜分离器安装好后，在其三个管口分别安装盲板。配置管线PG106、PG107、TG103；更改管线H101、H102。管线配置完成后抽出盲板，管线吹扫、气密试漏后投用。
五、改造前后参数对比（见表1）
通过数据对比，H2回收率有一定的提高。
六、现存在问题及计划解决方案
现存问题：技改后，H2回收率有一定的提高，但未达到计技改后H2回收率＞83%的要求。
分析原因：目前合成系统负荷及压力未达到设计值，气体推动力受到一定影响。
解决方案：增加合成系统负荷。（1）提高入口压力有利于氢气的回收；（2）提高入口气氢气含量有利于氢气的回收；（3）提高膜压差有利于氢气的回收。
七、性能测试
1.本系统所有流量、压力、温度数据由现场仪表测量获得。
2.气体组成由气相色谱仪分析。
参考文献
[1]25万吨甲醇/年 合成精馏装置培训教材，2006/
[2]陆培文；孙晓霞 阀门选用手册 机械工业出版社 2002 10/
[3]工业金属管道设计规范GB-50316 中华人民共和国原化学工业部 2000/
作者简介：郭俊财（1985-），男，2007年毕业于宁夏大学过程装备与控制工程专业，现就职于神华宁煤集团煤炭化学工业分公司甲醇厂合成一车间，从事甲醇合成及精馏、低温甲醇洗设备工作。