CN103449965B - 一种甲醇生产设备及其防冻方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于甲醇生产设备的防冻方法，包括：步骤101）在加热炉的辐射段的出口处混合气体的温度降至350℃时，停止向原料预热器出口处的原料气通入蒸汽；步骤102）由所述辐射段的U形管入口向其出口通入低压氮气，并使所述加热炉维持在250℃-300℃温度范围内4h以上，使所述辐射段的蒸汽全部由其出口排出。本发明公开的防冻方法能够使辐射段内的蒸汽量为零，避免辐射段内出现冷凝液，防止其发生冻害。本发明还公开了一种应用上述防冻方法的甲醇生产设备，包括加热炉、自热式转化炉、汽包、废热锅炉、氧气预热器和转化气分离器，还包括与所述加热炉的辐射段入口相连的第一氮气管线。本发明公开的甲醇生产设备能够避免辐射段在冬季停车后发生冻害。

Description

一种甲醇生产设备及其防冻方法

技术领域

本发明涉及甲醇生产技术领域，更具体地说，涉及一种甲醇生产设备及其防冻方法。

背景技术

甲醇生产设备包括自热式转化炉、废热锅炉、加热炉、汽包、各换热器，以及连接各个设备的工艺管线。工作时，请参阅图1，空分分厂提供的氧气经过氧气预热器的加热后被送入自热式转化炉；作为燃料的净化气同时被送入自热式转化炉以在上述氧气的作用下燃烧；作为原料的净化气经脱硫槽后进入原料气预热器进行预热，之后在管线中与来自汽包、且经过加热炉对流段的过热蒸汽按一定比例混合，使蒸汽与烃类气体的总摩尔数值比为2.8；然后，混合气进入混合气预热器再次进行预热，再被送入加热炉的辐射段继续吸收热量；上述混合气由加热炉送入自热式转化炉，并在自热式转化炉中燃烧并到达自热式转化炉的催化剂床进行反应，以产生高温转化气；上述高温转化气依次进入废热锅炉、混合气预热器、锅炉给水预热器、原料气预热器、除盐水预热器和水冷器，以进行降温；上述转化气的温度变为40℃左右并形成气液混合物，该气液混合物经转化气分离器分离得到转化气和冷凝液，转化气进入甲醇压缩工序，冷凝液通过冷凝站被回收到电厂。

甲醇生产设备在正常生产中均无需考虑防冻问题，但当遇到冬季停产时，加热炉内温度降低，其辐射段处用于通过混合气的U形管内形成冷凝液，使辐射段发生冻害。

综上所述，如何提供一种用于甲醇生产设备的防冻方法和应用该方法的甲醇生产设备，以防止加热炉的辐射段发生冻害是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于甲醇生产设备的防冻方法，以防止加热炉的辐射段发生冻害。本发明还提供了一种甲醇生产设备，其应用了本发明提供的防冻方法，能够防止加热炉的辐射段发生冻害。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于甲醇生产设备的防冻方法，包括：

步骤101）在加热炉辐射段的出口处的混合气体的温度降至350℃时，停止向原料预热器出口处的原料气通入蒸汽；

步骤102）由所述辐射段的入口向其出口通入低压氮气，并使所述加热炉维持在250℃-300℃温度范围内4h以上，使所述辐射段的蒸汽全部由其出口排出。

优选的，上述防冻方法中，还包括：

在所述甲醇生产设备的辐射段、自热式转化炉、废热锅炉、混合气预热器、锅炉给水预热器、原料预热器、除盐水预热器、水冷器和转化气分离器上依次连通的管线上的多处低点进行导淋排液；

将所述转化气分离器处的冷凝液由其放空管线进行连续排放，并使所述管线内的冷凝液和蒸汽排尽后充满氮气，以对所述管线进行防冻保护。

优选的，上述防冻方法中，还包括：

在所述加热炉内设置至少2个长明灯，使其内温度在150℃-200℃的范围内，以使所述加热炉的对流段配合汽包和所述废热锅炉正常投用。

优选的，上述防冻方法中，所述使所述加热炉的对流段配合汽包和所述废热锅炉正常投用具体包括：

将中压管网内的中压蒸汽引至所述对流段的入口；

将电厂的锅炉给水通过所述锅炉给水预热器的壳程引入汽包，拆除所述汽包与所述对流段相连的管线上的止回阀的挡板，以使所述中压管网中的中压蒸汽返回所述汽包内；

将所述废热锅炉底部的间断排污导淋处与通向电厂的工艺冷凝管线接通。

优选的，上述防冻方法中，还包括：

将所述中压管网返向所述汽包的第一部分蒸汽依次通过所述自热式转化炉和所述废热锅炉，以为所述自热式转化炉的外部、所述自热式转化炉的夹套循环水管和所述废热锅炉的封头增加伴热；

将所述第一部分蒸汽或其冷凝液并入与所述废热锅炉底部相连的连续排污膨胀罐，将所述连续排污膨胀罐处的冷凝液送入所述工艺冷凝管线，并将所述连续排污膨胀罐内的闪蒸蒸汽并入低压管网。

优选的，上述防冻方法中，还包括：

步骤701）将所述低压氮气通入氧气预热器；

步骤702）手动打开由所述氧气预热器通向所述自热式转化炉的管线上的气阀，以使所述步骤701）中的低压氮气通入所述管线。

一种甲醇生产设备，包括加热炉、自热式转化炉、汽包、废热锅炉、氧气预热器和转化气分离器，还包括与所述加热炉的辐射段相连的第一氮气管线。

优选的，上述甲醇生产设备中，还包括两端分别与所述第一氮气管线和所述氧气预热器相连的氮气分支管线。

优选的，上述甲醇生产设备中，还包括一端与所述汽包和所述加热炉的对流段之间的连管连通，另一端与所述废热锅炉和连续排污膨胀罐之间的连管连通的伴热管线，其依次通过所述自热式转化炉和所述废热锅炉。

优选的，上述甲醇生产设备中，还包括两端分别与所述废热锅炉底部的间断排污导淋处和通向电厂的工艺冷凝管线连通的临时管线。

本发明提供的用于甲醇生产设备的防冻方法包括：步骤101）在加热炉的辐射段出口处的混合气体的温度降至350℃时，停止向原料预热器出口处的原料气通入蒸汽；步骤102）由辐射段的入口向其出口通入低压氮气，并使加热炉维持在250℃-300℃温度范围内4h以上，使辐射段的蒸汽全部由其出口排出。本发明提供的防冻方法中，进行步骤101）能够避免蒸汽由混合气预热器进入加热炉的辐射段，防止加热炉的辐射段增加新的蒸汽；进行步骤102）能够使低压氮气将辐射段原有的蒸汽逐步并全部带出。

本发明提供的防冻方法能够使辐射段内的蒸汽量为零，避免辐射段内出现冷凝液，防止其发生冻害。

本发明还提供了一种甲醇生产设备，包括自热式转化炉、汽包、废热锅炉、氧气预热器和转化气分离器，其中，其还包括与加热炉的辐射段的入口相连的第一氮气管线。应用时，首先，在加热炉的辐射段的出口处混合气体的温度降至350℃时，停止向原料预热器出口处的原料气通入蒸汽，以避免蒸汽由混合气预热器进入辐射段，避免辐射段增加新的蒸汽；然后，由上述第一氮气管线通入低压氮气，并使加热炉维持在250℃-300℃温度范围内4h以上，使辐射段的蒸汽全部由其出口排出。本发明提供的甲醇生产设备应用了本发明提供的防冻方法，能够防止加热炉中辐射段发生冻害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中甲醇生产设备的工作简图；

图2为本发明实施例提供的用于甲醇生产设备的防冻方法的简图；

图3为本发明实施例提供的用于甲醇生产设备的防冻方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种用于甲醇生产设备的防冻方法，以防止加热炉辐射段发生冻害。本发明还提供了一种甲醇生产设备，其应用了本发明提供的防冻方法，能够防止加热炉的辐射段发生冻害。

请参阅现有技术中的甲醇生产设备简图，即图1，以及本发明实施例提供的甲醇生产设备的防冻方法简图，即图2，甲醇生产设备包括自热式转化炉、废热锅炉、加热炉、汽包、各换热器，以及连接各个设备的工艺管线；其中，上述甲醇生产设备在工作时，加热炉的对流段为氧气预热器提供热源，空分分厂提供氧气经过氧气预热器加热后流入自热式转化炉；作为燃料的净化气同时被送入自热式转化炉并在上述氧气的作用下燃烧；作为原料的净化气由脱硫槽进入原料气预热器，并与来自汽包、且经过上述对流段的过热蒸汽按一定比例混合后进入混合气预热器，然后，上述混合气由加热炉进入自热式转化炉进行反应，反应后得到的高温转化气，上述高温转化气依次流过废热锅炉、混合气预热器、锅炉给水预热器、原料气预热器、除盐水预热器和水冷器进行余热的多级利用；其中，电厂锅炉水通过锅炉给水预热器送入上述汽包；转化气分离器处设有通向电厂的管线。

本发明实施例提供的用于甲醇生产设备的防冻方法包括：

步骤100）在加热炉的辐射段的出口处混合气体的温度降至350℃时，停止向原料预热器出口处的原料气通入蒸汽；

步骤200）由辐射段的入口向其出口通入低压氮气，并使加热炉维持在250℃-300℃温度范围内4h以上，使辐射段的蒸汽全部由其出口排出。

具体的，上述实施例提供的防冻方法中，使加热炉维持在250℃-300℃温度范围内8h。

具体的，上述实施例提供的防冻方法中，通过点燃2个-6个长明灯使加热炉维持在250℃-300℃温度范围内8h。

本发明实施例提供的防冻方法中，进行步骤100）能够避免蒸汽由混合气预热器进入加热炉的辐射段，防止加热炉的辐射段增加新的蒸汽；进行步骤200）能够使低压氮气将辐射段原有的蒸汽逐步并全部带出。本发明实施例提供的防冻方法能够使辐射段内的蒸汽量为零，避免辐射段内出现冷凝液，防止其发生冻害。

为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例提供的防冻方法中，还包括：

在辐射段、自热式转化炉、废热锅炉、混合气预热器、锅炉给水预热器、原料预热器、除盐水预热器、水冷器和转化气分离器上依次连通的管线上的多处低点，即多处竖直高度较小的位置进行导淋排液；将转化气分离器处的冷凝液由其放空管线进行连续排放；在上述管线内的冷凝液和蒸汽排尽后使其内充满氮气，以对其进行防冻保护。上述实施例提供的防冻方法中，辐射段出口处的氮气会依次通过自热式转化炉、废热锅炉、混合气预热器、锅炉给水预热器、原料预热器、除盐水预热器、水冷器和转化气分离器，并将上述各个装置依次连通的管线上的蒸汽带入转换气分离器，转化气分离器处的冷凝液由其放空管线进行连续排放；同时，本发明提供的方法中还包括在上述管线上的多处低点进行导淋排液的步骤，能够排尽上述管线内的冷凝水；本发明实施例提供的防冻方法能够避免上述管线内保留冷凝液，防止其发生冻害。

具体的，上述实施例提供的防冻方法中，上述管线内的冷凝液和蒸汽排尽后，可以使其内部充满静止的氮气，优选的，使其内部充满流动的氮气，以随时将不慎进入其内的蒸汽带出。

上述实施例提供的防冻方法中，还包括：

在加热炉内设置至少2个长明灯，使其内温度范围为150℃-200℃，以使所述加热炉的对流段配合汽包和废热锅炉正常投用。上述使加热炉的对流段配合汽包和废热锅炉正常投用具体包括：

将中压管网内的中压蒸汽引入对流段的入口；

将电厂中的锅炉给水通过锅炉给水预热器的壳程引入汽包，拆除汽包与加热炉的对流段相连的管线上的止回阀的挡板，以使蒸汽返回汽包内；

将废热锅炉底部的间断排污导淋处与通向电厂的工艺冷凝管线接通。

加热炉正常起车时需要向其对流段通入来自中压管网的中压蒸汽，以进行预热，加热炉正常起车后即可将中压管网通入加热炉对流段的管线上的蒸汽引入阀组关闭。上述实施例中，将中压管网中的中压蒸汽引入对流段的入口，即将上述蒸汽引入阀组打开，以使对流段内的蒸汽量足够其正常运行；将电厂中的锅炉给水通过锅炉给水预热器的壳程引入汽包，并拆除汽包与加 热炉的对流段相连的管线上的止回阀的挡板，上述对中压管网中的蒸汽返入汽包内，为汽包增加热源，同时，使汽包保持一定的压力，以保证废热锅炉间断排污导淋处与工艺冷凝管线连通后锅炉水能够被送回电厂回收。

具体的，上述实施例中，中压管网通过上述汽包和对流段之间的连接管线与对流段相连通。

具体的，上述实施例提供的防冻方法中，还包括：

将中压管网中返向汽包的第一部分蒸汽依次通过自热式转化炉和废热锅炉，以为自热式转化炉的外部、自热式转化炉的夹套循环水管和废热锅炉的封头增加伴热；

将上述第一部分蒸汽或其冷凝液并入与废热锅炉底部相连的连续排污膨胀罐，将连续排污膨胀罐处的冷凝液送入工艺冷凝管线，并将连续排污膨胀罐内的闪蒸蒸汽并入低压管网。

该实施例提供的防冻方法中，引用了中压管网返向汽包的第一部分蒸汽为自热式转化炉和废热锅炉增加伴热，能够防止自热式转化炉的外部、自热式转化炉的夹套循环水管和废热锅炉的封头发生冻害；同时，上述用于伴热的第一部分蒸汽最后形成冷凝液和闪蒸蒸汽，其中，冷凝液返回电厂回收，闪蒸蒸汽并入低压管网进行供暖，防止了水资源和蒸汽热量的浪费。

具体的，上述实施例提供的防冻方法中，对流段正常投用，对流段出口处的一部分蒸汽经过减温减压器后并入低压管网，补充了低压管网的蒸汽量，缓解了冬季城市暖气供应紧张的压力；对流段出口处的另一部分蒸汽经过氧气预热器后形成冷凝液并进入除盐水站进行除水。上述实施例提供的防冻方法中，还包括：

步骤701）将上述低压氮气通入氧气预热器；

步骤702）手动打开由氧气预热器通向自热式转化炉的管线上的气阀，以使上述步骤701）中的氮气通入上述管线。

上述由氧气预热器通向自热式转化炉的管线上的气阀在正常生产时其在系统控制下自动打开。该实施例提供的防冻方法中，低压氮气经过氧气预热器加热后通过经手动打开的上述气阀进入自热式转化炉，并在转锅炉处汇入 上述辐射段、自热式转化炉、废热锅炉、混合气预热器、锅炉给水预热器、原料预热器、除盐水预热器、水冷器和转化气分离器上依次连通的管线，其能够保护自热式转化炉中的催化剂，同时，保护自热式转化炉及废热锅炉内的浇注料，防止其在冬季发生冻裂。

具体的，上述低压氮气的压力为0.5MPa。

请参阅图2，本发明实施例还提供了一种甲醇生产设备，其包括自热式转化炉、汽包、废热锅炉、氧气预热器和转化气分离器；其还包括与加热炉的辐射段的入口相连的第一氮气管线。应用时，在加热炉的辐射段的出口处混合气体的温度降至350℃时，停止向原料预热器出口处的原料气通入蒸汽，以避免蒸汽由混合气预热器进入加热炉的辐射段，防止加热炉的辐射段增加新的蒸汽；然后，将低压氮气由上述第一氮气管线通入加热炉的辐射段，并使加热炉通过长明灯维持在250℃-300℃温度范围内4h以上，使辐射段的蒸汽全部由其出口排出。应用本发明实施例提供的甲醇生产设备能够防止加热炉的辐射段在冬季停车后发生冻害。上述氮气具体采用0.5MPa的氮气。

具体的，上述实施例提供的甲醇生产设备中，还包括两端分别与第一氮气管线和氧气预热器相连的氮气分支管线。上述甲醇生产设备在冬季停产后，加热炉的对流段正常运行，具体的，需将中压管网内的中压蒸汽引入对流段的入口，以使对流段内的蒸汽量足够其正常运行，同时，在加热炉内点燃2-6个长明灯，为对流段正常运行提供热源，对流段出口处的一部分蒸汽被引入氧气预热器；低压氮气由上述氮气分支管线进入氧气预热器进行加热，加热后的低压氮气与上述实施例中辐射段出口处的低压氮气在自热式转化炉内汇合后依次通过废热锅炉、混合气预热器、锅炉给水预热器、原料预热器、除盐水预热器、水冷器和转化气分离器，转化气分离器处的冷凝液由其放空管线进行连续排放。

本发明实施例提供的甲醇生产设备中，氮气分支管线使低压氮气引入氧气预热器并经加热后进入自热式转化炉，能够保护自热式转化炉中的催化剂，同时，保护自热式转化炉及废热锅炉内的浇注料在冬季不发生冻裂。

优选的，上述实施例提供的甲醇生产设备中，还包括两端分别与废热锅炉底部的间断排污导淋处和工艺冷凝管线连通的临时管线。应用本发明实施例提供的甲醇生产设备时，使加热炉的对流段具体为：将电厂中的锅炉给水通过锅炉给水预热器的壳程引入汽包，并拆除汽包与加热炉的对流段相连的管线上的止回阀的挡板，以使中压管网的蒸汽返回汽包内。上述中压管网的蒸汽返回汽包后，为汽包增加热源，同时，使汽包保持一定的压力，使上述临时管线在上述汽包内的压力作用下将锅炉水并入工艺冷凝管线，以送回电厂回收。

具体的，本发明实施例提供的甲醇生产设备中，还包括一端与汽包和加热炉的对流段之间的连管连通，另一端与废热锅炉和连续排污膨胀罐之间的连管连通的伴热管线，其依次通过自热式转化炉和废热锅炉。应用时，返向汽包的中压蒸汽通过上述伴热管线依次通过自热式转化炉和废热锅炉，为自热式转化炉的外部、自热式转化炉的夹套循环水管和废热锅炉的封头增加伴热，防止发生冻害；同时，上述用于伴热的蒸汽最后形成冷凝液和闪蒸蒸汽，冷凝液通过连续排污膨胀罐返回电厂，和闪蒸蒸汽通过连续排污膨胀罐并入低压管网，防止了水和余热的浪费。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种用于甲醇生产设备的防冻方法，其特征在于，包括：

步骤101)在加热炉辐射段的出口处的混合气体的温度降至350℃时，停止向原料预热器出口处的原料气通入蒸汽；

步骤102)由所述辐射段的入口向其出口通入低压氮气，并使所述加热炉维持在250℃-300℃温度范围内4h以上，使所述辐射段的蒸汽全部由其出口排出。

2.根据权利要求1所述的防冻方法，其特征在于，还包括：

在所述甲醇生产设备的辐射段、自热式转化炉、废热锅炉、混合气预热器、锅炉给水预热器、原料预热器、除盐水预热器、水冷器和转化气分离器上依次连通的管线上的多处低点进行导淋排液；

将所述转化气分离器处的冷凝液由其放空管线进行连续排放，并使所述管线内的冷凝液和蒸汽排尽后充满氮气，以对所述管线进行防冻保护。

3.根据权利要求2所述的防冻方法，其特征在于，还包括：

在所述加热炉内设置至少2个长明灯，使其内温度在150℃-200℃的范围内，以使所述加热炉的对流段配合汽包和所述废热锅炉投用。

4.根据权利要求3所述的防冻方法，其特征在于，所述使所述加热炉的对流段配合汽包和所述废热锅炉投用具体包括：

将中压管网内的中压蒸汽引至所述对流段的入口；

将电厂的锅炉给水通过所述锅炉给水预热器的壳程引入汽包，拆除所述汽包与所述对流段相连的管线上的止回阀的挡板，以使所述中压管网中的中压蒸汽返回所述汽包内；

将所述废热锅炉底部的间断排污导淋处与通向电厂的工艺冷凝管线接通。

5.根据权利要求4所述的防冻方法，其特征在于，还包括：

将所述中压管网返向所述汽包的第一部分蒸汽依次通过所述自热式转化炉和所述废热锅炉，以为所述自热式转化炉的外部、所述自热式转化炉的夹套循环水管和所述废热锅炉的封头增加伴热；

将所述第一部分蒸汽或其冷凝液并入与所述废热锅炉底部相连的连续排污膨胀罐，将所述连续排污膨胀罐处的冷凝液送入所述工艺冷凝管线，并将所述连续排污膨胀罐内的闪蒸蒸汽并入低压管网。

6.根据权利要求3所述的防冻方法，其特征在于，还包括：

步骤701)将所述低压氮气通入氧气预热器；

步骤702)手动打开由所述氧气预热器通向所述自热式转化炉的管线上的气阀，以使所述步骤701)中的低压氮气通入所述管线。