CN205398105U - 氨合成多联产甲醇合成用变换气的制取装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属一种氨合成多联产甲醇合成用变换气的制取装置；包括机械部分和控制部分，机械部分包括气化水洗塔，气化水洗塔出口通过管道与第二热量及冷凝液回收单元进口相连，气化水洗塔出口与第二热量及冷凝液回收单元之间的管道上依次安装有第五三通、第一自调阀、第一三通和第二三通，第二热量及冷凝液回收单元出口与第二洗氨塔中部进口相连，第二洗氨塔顶部气相出口通过管道与甲醇合成用变换气洗涤塔下部进口相连；控制部分包括第一在线分析计算显示仪、第二在线分析计算显示仪、第二自调阀、第三自调阀；具有配比效率和精度高，调节手段多，产生高品质蒸汽量较多，同时降低去甲醇洗变换气中COS含量的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于煤化工生产技术领域，具体涉及一种氨合成多联产甲醇合成用变换气的制取装置。
背景技术
目前的合成氨多联查甲醇的装置，在变换工段制取甲醇合成用变换气时，一般采用一定量的粗煤气与第二变换炉后气体混合配制符合(H2-CO2)/(CO+CO2)＝2.05～2.1的变换气。但是这种情况，由于第二变换炉出来的气体CO含量低，所需的粗煤气量就比较多，这样经过第一变换炉的粗煤气就会相应减少，第一变换炉出来的高温气体也相应减少，最终导致利用高温气体换热产生的中压过热蒸汽量减少。在当前国家取消化肥行业优惠电价的情况下，少产高品质蒸汽对企业降低生产成本极为不利。同时由于粗煤气量较多，这部分气体由于未经变换炉携带的COS，带入甲醇洗的COS就多，导致甲醇洗CO2产品气中COS超标，给尿素生产造成被动。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷而提供一种提供配比效率和精度高，产生中压蒸汽量较多，同时去甲醇洗变换气COS低的氨合成多联产甲醇合成用变换气的制取装置。
本实用新型的目的是这样实现的：包括机械部分和控制部分，a、机械部分包括气化水洗塔，气化水洗塔出口通过管道与第二热量及冷凝液回收单元进口相连，气化水洗塔出口与第二热量及冷凝液回收单元之间的管道上依次安装有第五三通、第一自调阀、第一三通和第二三通，第二热量及冷凝液回收单元出口与第二洗氨塔中部进口相连，第二洗氨塔顶部气相出口通过管道与甲醇合成用变换气洗涤塔下部进口相连，甲醇合成用变换气洗涤塔顶部气相出口与甲醇合成装置相连；所述第五三通第三端与气液分离器相连，气液分离器底部液相出口通过凝液泵与气化水洗塔进口相连，气液分离器顶部气相出口与进料预热器管程进口相连，进料预热器管程出口依次通过第一变换炉、第三三通、中压蒸汽过热器管程、进料预热器壳程、中压蒸汽发生器管程、第二变换炉、第四三通、第一热量及冷凝液回收单元和第一洗氨塔下部的进口相连，第一洗氨塔顶部气相出口与氨合成用变换气洗涤塔下部进口相连，氨合成用变换气洗涤塔顶部气相出口通过液氮洗装置与氨合成装置相连；脱盐水管道依次通过管道与中压蒸汽发生器壳程、中压蒸汽过热器壳程和中压蒸汽管网相连；所述第三三通的第三端通过管道与第一三通的第三端相连，第四三通的第三端通过管道与第二三通的第三端相连；所述第二洗氨塔底部液相出口和第一洗氨塔底部液相出口分别与后续处理装置相连，所述第二洗氨塔中部液相进口和第一洗氨塔中部液相进口分别与气化密封水管道相连，所述氨合成用变换气洗涤塔的底部液相出口和甲醇合成用变换气洗涤塔的底部液相出口分别与富甲醇液再生装置相连，所述氨合成用变换气洗涤塔的中部液相进口和甲醇合成用变换气洗涤塔的中部液相进口分别与贫甲醇液管道相连；b、控制部分包括安装在第一三通和第二三通之间管道上的第一在线分析计算显示仪、安装在第二洗氨塔顶部气相出口与甲醇合成用变换气洗涤塔下部进口之间管道上的第二在线分析计算显示仪、第三三通的第三端与第一三通的第三端之间的管道上安装的第二自调阀、第四三通的第三端与第二三通的第三端相连之间的管道上设置的第三自调阀；所述第一在线分析计算显示仪和第二在线分析计算显示仪分别与控制器的输入端相连，控制器的输出端分别与第二自调阀、第三自调阀相连。
优选地，所述第二变换炉为绝热变换炉或可控移热变换炉之一。
优选地，所述第一热量及冷凝液回收单元和第二热量及冷凝液回收单元分别包括至少一套换热器与至少一套气液分离器串联构成。
本实用新型通过设置第一变换炉后一股变换气与第一变换炉前一股粗煤气首次粗配，然后再用第二变换炉后一股变换气与之前的混合气再次精配，保证甲醇合成原料气H2-CO2/CO+CO2＝2.05～2.1，同时增加了比值监测及自动调节系统，保证甲醇合成原料气的配制精度和效率。由于粗配量大，精配量小，一段产高品质蒸汽量多，同时甲醇合成原料气中COS含量相对较低，具有配比效率和精度高，调节手段多，产生高品质蒸汽量较多，同时降低去甲醇洗变换气中COS含量的优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型控制部分结构示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
如图1、2所示，本实用新型包括机械部分和控制部分，a、机械部分包括气化水洗塔1，气化水洗塔1出口通过管道与第二热量及冷凝液回收单元22进口相连，气化水洗塔1出口与第二热量及冷凝液回收单元22之间的管道上依次安装有第五三通25、第一自调阀15、第一三通20和第二三通21，第二热量及冷凝液回收单元22出口与第二洗氨塔23中部进口相连，第二洗氨塔23顶部气相出口通过管道与甲醇合成用变换气洗涤塔24下部进口相连，甲醇合成用变换气洗涤塔24顶部气相出口与甲醇合成装置34相连；所述第五三通25第三端与气液分离器2相连，气液分离器2底部液相出口通过凝液泵28与气化水洗塔1进口相连，气液分离器2顶部气相出口与进料预热器3管程进口相连，进料预热器3管程出口依次通过第一变换炉4、第三三通18、中压蒸汽过热器5管程、进料预热器3壳程、中压蒸汽发生器6管程、第二变换炉7、第四三通19、第一热量及冷凝液回收单元8和第一洗氨塔9下部的进口相连，第一洗氨塔9顶部气相出口与氨合成用变换气洗涤塔10下部进口相连，氨合成用变换气洗涤塔10顶部气相出口通过液氮洗装置31与氨合成装置29相连；脱盐水管道13依次通过管道与中压蒸汽发生器6壳程、中压蒸汽过热器5壳程和中压蒸汽管网14相连；所述第三三通18的第三端通过管道与第一三通20的第三端相连，第四三通19的第三端通过管道与第二三通21的第三端相连；所述第二洗氨塔23底部液相出口和第一洗氨塔9底部液相出口分别与后续处理装置12相连，所述第二洗氨塔23中部液相进口和第一洗氨塔9中部液相进口分别与气化密封水管道11相连，所述氨合成用变换气洗涤塔10的底部液相出口和甲醇合成用变换气洗涤塔24的底部液相出口分别与富甲醇液再生装置33相连，所述氨合成用变换气洗涤塔10的中部液相进口和甲醇合成用变换气洗涤塔24的中部液相进口分别与贫甲醇液管道32相连；b、控制部分包括安装在第一三通20和第二三通21之间管道上的第一在线分析计算显示仪27、安装在第二洗氨塔23顶部气相出口与甲醇合成用变换气洗涤塔24下部进口之间管道上的第二在线分析计算显示仪26、第三三通18的第三端与第一三通20的第三端之间的管道上安装的第二自调阀16、第四三通19的第三端与第二三通21的第三端相连之间的管道上设置的第三自调阀17；所述第一在线分析计算显示仪27和第二在线分析计算显示仪26分别与控制器30的输入端相连，控制器30的输出端分别与第二自调阀16、第三自调阀17相连。
所述第二变换炉7为绝热变换炉或可控移热变换炉之一。
所述第一热量及冷凝液回收单元8和第二热量及冷凝液回收单元22分别包括至少一套换热器与至少一套气液分离器串联构成。
一种氨合成多联产甲醇合成用变换气的制取方法，包括如下步骤：
一、气化水洗塔1来的被蒸汽饱和的粗煤气被分为两部分，一部分经过第五三通25的第三端进入气液分离器2内，另一部分经过第五三通25、第一自调阀15、第一三通20和第二三通21与第二热量及冷凝液回收单元22相连；所述粗煤气的温度为：225～240℃，压力为：5.3～8.5Mpa，一氧化碳的体积分数：40～55％；
二、步骤一所述进入气液分离器2内的粗煤气进行气液分离后，液相的水由气液分离器2底部液相出口、凝液泵28和气化水洗塔1进口进入气化水洗塔1内；气相通过气液分离器2顶部气相出口和进料预热器3管程进入第一变换炉4内；所述粗煤气在第一变换炉4内进行变换反应后一氧化碳的体积分数：4.0～7.0％；所述粗煤气在进料预热器3管程中被换热至270～310℃；所述粗煤气在第一变换炉4内发生变换反应成为变换气，所述变换气温度为：440～455℃；
三、步骤二中所述的变换气通过第三三通18进入中压蒸汽过热器5管程内与中压蒸汽发生器6壳程中过来的压力为3.5～4.0Mpa的饱和蒸汽进行换热，使变换气的温度降低至400～430℃；通过中压蒸汽过热器5壳程内换热后的中压蒸汽变成过热蒸汽进入中压蒸汽管网14内；
四、步骤三中所述温度降低至400～430℃的变换气进入进料预热器3壳程与步骤二中进入进料预热器3管程的粗煤气进行换热，所述变换气温度降低至370～400℃；
五、步骤四中的温度降低至370～400℃的变换气通过中压蒸汽发生器6管程与脱盐水管道13中进入中压蒸汽发生器6壳程的脱盐水进行换热后进入第二变换炉7进行变换反应，与中压蒸汽发生器6管程进行换热后产生的蒸汽进入中压蒸汽过热器5壳程内；所述进入第二变换炉7进行变换反应后的二次变换气的气体中一氧化碳的体积分数为：0.4～1.7％；
六、步骤五中所述二次变换气经过第一热量及冷凝液回收单元8回收热量和气体中冷凝液后成为温度为20～40℃的气体，温度为20～40℃的气体进入第一洗氨塔9内；
七、步骤六中所述温度为20～40℃的气体进入第一洗氨塔9后与气化密封水管道11来的常温，压力为：8.0～9.0Mpa的密封水逆向接触后，温度为20～40℃的气体脱除氨后由第一洗氨塔9顶部气相出口进入氨合成用变换气洗涤塔10内，并与贫甲醇液管道32中进入氨合成用变换气洗涤塔10内的贫甲醇液逆向接触，脱除酸性气，成为净化气；所述净化气中CO2≤20ppm，总硫＜0.1ppm，CH3OH≤25ppm；所述第一洗氨塔9底部的冷凝液通过第一洗氨塔9底部液相出口进入到后续处理装置12中；
八、步骤七中所述的净化气通过氨合成用变换气洗涤塔10顶部气相出口进入液氮洗装置31，液氮洗装置31进一步脱除气体中的CH4、CO2、CO3OH、CO、Ar成分，并配置氮氢比为3∶1的合成气送至氨合成装置29去生产合成氨；所述氨合成用变换气洗涤塔10内底部的富甲醇液通过氨合成用变换气洗涤塔10的底部液相出口进入富甲醇液再生装置33内；
九、步骤一中所述通过第五三通25和第一自调阀15的粗煤气与通过第一变换炉4、第三三通18第三端、第二自调阀16和第一三通20的第三端的变换气混合后成为混合气体，上述混合气体与经过第二变换炉7、第四三通19的第三端、第三自调阀17和第二三通21的第三端的二次变换气混合后进入第二热量和冷凝液回收单元22回收热量和气体中冷凝液成为温度为20～40℃的气体，温度为20～40℃的气体进入第二洗氨塔23内；
十、步骤九中所述温度为20～40℃的气体进入第二洗氨塔23后与气化密封水管道11来的常温，压力为：8.0～9.0Mpa的密封水逆向接触后，温度为20～40℃的气体脱除氨后由第二洗氨塔23顶部气相出口进入甲醇合成用变换气洗涤塔24内，并与贫甲醇液管道32中进入甲醇合成用变换气洗涤塔24内的贫甲醇液逆向接触，脱除酸性气，成为二次净化气；所述二次净化气中总硫＜0.1ppm，CH3OH≤25ppm；所述第二洗氨塔23底部的冷凝液通过第二洗氨塔23底部液相出口进入到后续处理装置12中；
十一、步骤十中所述二次净化气通过甲醇合成用变换气洗涤塔24顶部气相出口进入甲醇合成装置34内，作为生产甲醇的原料气；所述甲醇合成用变换气洗涤塔24内底部的富甲醇液通过甲醇合成用变换气洗涤塔24的底部液相出口进入富甲醇液再生装置33内；
十二、上述生产过程中第一在线分析计算显示仪27实时监测第一三通20和第二三通21之间气体中(H2-CO2)/(CO+CO2)的值，当该值显示＜2.0或＞2.15时，第一在线分析计算显示仪27将信号反馈至控制器30，控制器30将信号传递给第二自调阀16，第二自调阀16开度相应增大或减小，直至显示值在2.0～2.15；
十三、上述生产过程中第二在线分析计算显示仪26实时监测第二洗氨塔23顶部气相出口与甲醇合成用变换气洗涤塔24下部进口之间气体中(H2-CO2)/(CO+CO2)的值，当该值显示不在2.05～2.1之间时，第二在线分析计算显示仪26将信号反馈至控制器30，控制器30将信号传递给第三自调阀17，第三自调阀17开度相应增大或减小，直至显示值在2.05～2.1。
本实用新型中所述第一热量及冷凝液回收单元8和第二热量及冷凝液回收单元22分别由至少一套换热器与至少一套气液分离器串联构成。第一热量及冷凝液回收单元8和第二热量及冷凝液回收单元22其目的是回收变换气中热量和气体中冷凝液，使释放出的气体温度为20～40℃。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。需要指出的是在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。
Claims (3)
1.一种氨合成多联产甲醇合成用变换气的制取装置，包括机械部分和控制部分，其特征在于：
a、机械部分包括气化水洗塔(1)，气化水洗塔(1)出口通过管道与第二热量及冷凝液回收单元(22)进口相连，气化水洗塔(1)出口与第二热量及冷凝液回收单元(22)之间的管道上依次安装有第五三通(25)、第一自调阀(15)、第一三通(20)和第二三通(21)，第二热量及冷凝液回收单元(22)出口与第二洗氨塔(23)中部进口相连，第二洗氨塔(23)顶部气相出口通过管道与甲醇合成用变换气洗涤塔(24)下部进口相连，甲醇合成用变换气洗涤塔(24)顶部气相出口与甲醇合成装置(34)相连；
所述第五三通(25)第三端与气液分离器(2)相连，气液分离器(2)底部液相出口通过凝液泵(28)与气化水洗塔(1)进口相连，气液分离器(2)顶部气相出口与进料预热器(3)管程进口相连，进料预热器(3)管程出口依次通过第一变换炉(4)、第三三通(18)、中压蒸汽过热器(5)管程、进料预热器(3)壳程、中压蒸汽发生器(6)管程、第二变换炉(7)、第四三通(19)、第一热量及冷凝液回收单元(8)和第一洗氨塔(9)下部的进口相连，第一洗氨塔(9)顶部气相出口与氨合成用变换气洗涤塔(10)下部进口相连，氨合成用变换气洗涤塔(10)顶部气相出口通过液氮洗装置(31)与氨合成装置(29)相连；脱盐水管道(13)依次通过管道与中压蒸汽发生器(6)壳程、中压蒸汽过热器(5)壳程和中压蒸汽管网(14)相连；所述第三三通(18)的第三端通过管道与第一三通(20)的第三端相连，第四三通(19)的第三端通过管道与第二三通(21)的第三端相连；所述第二洗氨塔(23)底部液相出口和第一洗氨塔(9)底部液相出口分别与后续处理装置(12)相连，所述第二洗氨塔(23)中部液相进口和第一洗氨塔(9)中部液相进口分别与气化密封水管道(11)相连，所述氨合成用变换气洗涤塔(10)的底部液相出口和甲醇合成用变换气洗涤塔(24)的底部液相出口分别与富甲醇液再生装置(33)相连，所述氨合成用变换气洗涤塔(10)的中部液相进口和甲醇合成用变换气洗涤塔(24)的中部液相进口分别与贫甲醇液管道(32)相连；
b、控制部分包括安装在第一三通(20)和第二三通(21)之间管道上的第一在线分析计算显示仪(27)、安装在第二洗氨塔(23)顶部气相出口与甲醇合成用变换气洗涤塔(24)下部进口之间管道上的第二在线分析计算显示仪(26)、第三三通(18)的第三端与第一三通(20)的第三端之间的管道上安装的第二自调阀(16)、第四三通(19)的第三端与第二三通(21)的第三端相连之间的管道上设置的第三自调阀(17)；所述第一在线分析计算显示仪(27)和第二在线分析计算显示仪(26)分别与控制器(30)的输入端相连，控制器(30)的输出端分别与第二自调阀(16)、第三自调阀(17)相连。
2.根据权利要求1所述一种氨合成多联产甲醇合成用变换气的制取装置，其特征在于：所述第二变换炉(7)为绝热变换炉或可控移热变换炉之一。
3.根据权利要求1所述一种氨合成多联产甲醇合成用变换气的制取装置，其特征在于：所述第一热量及冷凝液回收单元(8)和第二热量及冷凝液回收单元(22)分别包括至少一套换热器与至少一套气液分离器串联构成。
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