CN206902051U - 一种适用于甲醇合成及甲醇精馏的节能系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及适用于甲醇合成及甲醇精馏的节能系统，包括依次连接的粗甲醇分离器、过滤器、甲醇膨胀罐、甲醇精馏预塔和甲醇输送泵，还包括设置在所述过滤器和甲醇膨胀罐之间的减压装置，减压装置包括液力透平，液力透平与甲醇输送泵驱动连接。本实用新型中通过在高压液相粗甲醇流股上安装液力透平系统回收高位能量，直接用液力透平回收的能量来驱动后续甲醇精馏预塔塔底甲醇输送泵，节省了装置的电耗，实现经济节能的目的。并且在液力透平进出端设置调节旁路，以调解液力透平回收的能量与甲醇输送泵的驱动能量相匹配，即使在低负荷下也能稳定输出相应的功率，带动的甲醇输送泵不需要配带电机，既节能，又稳定，降低了投资，降低设备损坏的风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种适用于甲醇合成及甲醇精馏的节能系统。
背景技术
工业甲醇是由含CO+H2的合成气在一定的温度、压力及催化剂的作用下化合而成，合成反应后的粗甲醇经进一步精馏从而得到工业甲醇。
目前，世界范围内的甲醇合成技术主要有等温式反应技术(Davy、Casale)、气冷－水冷联合反应器技术(Lurgi)、冷激反应技术(ICI、Topsoe)、三菱的超级合成反应器(Superconverter)技术以及国内的林达JW均温型甲醇塔技术。
从国内外甲醇合成装置技术发展和建设情况来看，各种甲醇合成技术并不存在十分悬殊的先进性差异，各技术的主要差别在于单系列装置生产能力的大型化及催化剂的性能两方面。其中，以副产蒸汽、等温合成为特征的合成工艺是甲醇合成的主流工艺，大型甲醇合成技术主要是被英国Davy、德国Lurgi和瑞士Casale三家公司所拥有。
上述三家公司的主要流程基本相同，工艺流程设置采用中压或高压蒸汽透平驱动压缩机、精脱硫保护床、低压甲醇合成、精馏的工艺路线。在甲醇合成工段，上述三种大型甲醇合成技术的甲醇合成塔(或甲醇合成反应器)操作压力在7.8～8.6MPaG，出塔温度在252～275℃。离开甲醇合成塔(或甲醇合成反应器)的工艺气经换热冷却到40℃左右送往粗甲醇分离器进行气液分离，气相循环气送回合成气增压段，液相粗甲醇压力约7.8MPaG，经减压至0.5MPaG左右送往甲醇精馏工段。在常规甲醇合成工段，离开粗甲醇分离器的高压液相粗甲醇(压力为：7.8～8.6MPaG)通过减压阀减压至0.5MPaG左右后送入到下游甲醇精馏工段。此流股减压过程中溶解其中的部分气体会闪蒸出来(含有H2、CO、CO2等)，其溶解的气体与液相甲醇的比值约0.023(mol/mol)。高气体含量、可燃临氢气体闪蒸的特性致使当前世界范围内甲醇合成装置中此流股中的高位能量未被利用，导致能量损失。
授权公告号为CN103373898B(申请号为201210119479.1)的中国发明专利《甲醇合成工艺、甲醇合成系统》以及授权公告号为CN202543108U(申请号为201220172067.X)的中国实用新型专利《甲醇合成系统》中均提到通过在高压液相粗甲醇流股上设置液力透平回收高位能量，高压液相粗甲醇流股全量通过液力透平，回收的能量用来驱动合成塔锅炉给水泵或者用于发电。但由于受液力透平效率曲线的限制，只有在较窄负荷范围 内，液力透平的节能效果才比较明显。当出现低负荷运行时，液力透平的输出功很小以至于此部分能量不能被有效利用，从而导致此部分能量白白浪费，节能效果差。
授权公告号为CN203393063U(申请号为201320400445.X)的中国实用新型专利《一种甲醇合成工艺中高压粗甲醇能量回收系统》中提到通过在高压液相粗甲醇流股上设置液力透平回收高位能量，并在液力透平进出端设置旁路，旁路上设有液位调节阀，通过液位调节阀调节液力透平上游储罐的液位，并利用液体透平节省的能量来发电。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能够充分利用了高压粗甲醇具有的高位能量、并且能减少甲醇输送泵能耗的适用于甲醇合成及甲醇精馏的节能系统。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种适用于甲醇合成及甲醇精馏的节能系统，包括依次连接的粗甲醇分离器、过滤器、甲醇膨胀罐、甲醇精馏预塔和甲醇输送泵，其特征在于：还包括设置在所述过滤器和甲醇膨胀罐之间的减压装置，所述减压装置包括液力透平，所述液力透平与所述甲醇输送泵驱动连接。
为了方便调节液力透平进入液力透平高压粗甲醇流量，以保证液力透平的输出功率与甲醇输送泵相匹配，所述液力透平的进出口之间连接设置有旁路管线。
为了方便调节旁路管线内的流量，所述旁路管线上设置有调节阀。
优选地，所述减压装置还包括串联连接在液力透平前端或后端的至少一级减压阀。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型中通过在高压液相粗甲醇流股上安装液力透平系统回收高位能量，直接用液力透平回收的能量来驱动后续甲醇精馏预塔塔底甲醇输送泵，节省了装置的电耗，实现经济节能的目的。并且在液力透平进出端设置调节旁路，以保证液力透平回收的能量与甲醇输送泵的驱动能量相匹配，即使在低负荷下也能稳定输出相应的功率，带动的甲醇输送泵不需要配带电机，既节能，又稳定，降低了投资，还降低设备损坏的风险。
附图说明
图1为本实用新型实施例中适用于甲醇合成及甲醇精馏的节能系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例中的适用于甲醇合成及甲醇精馏的节能系统，包括粗甲醇分离器1、过滤器2、减压装置、甲醇膨胀罐4、甲醇精馏预塔5和甲醇输送泵6。本实施 例中的减压装置采用液力透平3，根据需要，减压装置可以设置至少两级减压，即在液力透平3前端或者后端连接减压阀。
其中粗甲醇分离器1的入口连接上游的粗甲醇经管道，粗甲醇分离器1的顶部设置有气相出口，气相出口上连接有出气管以供粗甲醇分离器1内的气相循环气导出至上游循环气压缩机中。
过滤器2的入口与粗甲醇分离器1的液相出口相连接，过滤器2用于过滤粗甲醇内的杂质。
液力透平3连接在过滤器2的出口和甲醇膨胀罐4的入口之间，液力透平3与甲醇输送泵6驱动连接，并且液力透平3的进出口之间连接设置有旁路管线j。如此自过滤器2流出的粗甲醇分别通过该旁路管线j和液力透平3两条线路流入至甲醇膨胀罐4内。旁路管线j上设置有调节阀7以调节旁路管线j内的流量。调节阀7和甲醇输送泵6在同一控制回路中，根据甲醇输送泵6需要的动力控制调节阀7的开度。
甲醇精馏预塔5的入口与甲醇膨胀罐4的液相出口相连接，甲醇精馏预塔5的出口与甲醇输送泵6相连接。
该适用于甲醇合成及甲醇精馏的节能系统的工作过程为：来自上游的粗甲醇经管道a送入粗甲醇分离器1中进行气液分离，气相循环气由管道b导出往上游循环气压缩机，液相经过滤器2过滤杂质后由管道c导出分为两部分：一部分由旁路管线j导出经调节阀7后汇入管道d中，另一部分由管道k送往液力透平3的入口，经液力透平3做功后由管道d送往甲醇膨胀罐4。
在甲醇膨胀罐4的顶部，由管道e导入洗涤水对膨胀气进行洗涤，经洗涤后的膨胀气由管道f导出。甲醇膨胀罐4底部的低压粗甲醇由管道g导出送往甲醇精馏预塔5进行精馏分离提纯，塔顶燃料气由管道h导出，塔底粗甲醇经甲醇输送泵6加压后由管道i导出送往下游。
在高压液相粗甲醇流股上安装液力透平3来充分回收这部分高位能量，并将液力透平3回收的能量直接用于驱动甲醇输送泵6，甲醇输送泵6不需设置电机驱动，即使在低负荷下也能稳定输出相应的功率，既节能又稳定，降低了投资，还降低设备损坏的风险。
在液力透平3的进出口设有的旁路管线j，用于调节进入液力透平3的高压粗甲醇流量。当负荷变化时，可通过控制调节阀7来调节旁路管线j的流量，从而达到调节进入液力透平3高压粗甲醇流量的目的，最终使液力透平3的做功能和甲醇输送泵6相匹配，并保证液力透平3的操作点始终处于最佳操作点附近。
Claims (4)
1.一种适用于甲醇合成及甲醇精馏的节能系统，包括依次连接的粗甲醇分离器(1)、过滤器(2)、甲醇膨胀罐(4)、甲醇精馏预塔(5)和甲醇输送泵(6)，其特征在于：还包括设置在所述过滤器(2)和甲醇膨胀罐(4)之间的减压装置，所述减压装置包括液力透平(3)，所述液力透平(3)与所述甲醇输送泵(6)驱动连接。
2.根据权利要求1所述的适用于甲醇合成及甲醇精馏的节能系统，其特征在于：所述液力透平(3)的进出口之间连接设置有旁路管线(j)。
3.根据权利要求2所述的适用于甲醇合成及甲醇精馏的节能系统，其特征在于：所述旁路管线(j)上设置有调节阀(7)。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的适用于甲醇合成及甲醇精馏的节能系统，其特征在于：所述减压装置还包括串联连接在液力透平(3)前端或后端的至少一级减压阀。
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| CN201720639516.XU CN206902051U (zh) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | 一种适用于甲醇合成及甲醇精馏的节能系统 |
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| CN201720639516.XU CN206902051U (zh) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | 一种适用于甲醇合成及甲醇精馏的节能系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115784841A (zh) * | 2022-12-01 | 2023-03-14 | 南京诚志清洁能源有限公司 | 一种节能的甲醇合成工艺和装置 |
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