CN216296265U - 一种甲醇合成回路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种甲醇合成回路，包括一级合成单元和二级合成单元、压缩机、一个氮气管和一个放空管，氮气管和放空管与任意管道连通。本实用新型通过将传统DAVY甲醇合成回路中的两套氮气管与放空管替换为一套，且替换后的氮气管和放空管可设置在回路中的任何管线上，在操作时仅需启闭氮气阀和放空阀即可实现充放氮置换，操作简单，在置换时仅需将氮气阀和放空阀多次间断开闭，实现间断充放氮，待回路中气体合格即可开车，不仅节约了氮气用量，而且节约了置换时间。

Description

一种甲醇合成回路

技术领域：

本实用新型涉及一种甲醇合成回路，属于甲醇合成领域。

背景技术：

DAVY甲醇合成回路包括两级合成单元，采用两台蒸汽上升合成塔串/并联耦合方式，气体由中心分布管进入，沿径向通过装填在壳侧的催化剂床层，发生甲醇合成反应。

两级合成单元具体为依次通过管道连通的一号甲醇合成塔、一号中间换热器、一号粗甲醇冷凝器、一号粗甲醇调节冷凝器、一号分离器和依次通过管道连通的二号甲醇合成塔、二号中间换热器、二号粗甲醇冷凝器、二号粗甲醇调节冷凝器、二号分离器；二号分离器的气体出口通过压缩机与二号甲醇合成塔的进口通过管道连通；

甲醇合成生产时，从界外来的合成气净化后大部分和循环气混合，经过合成回路一号中间换热器加热后进入一号甲醇合成塔。一号甲醇合成塔出口的热气体分别通过合成回路一号中间换热器、一号粗甲醇冷凝器、一号粗甲醇调节冷凝器冷却，最终在一号粗甲醇分离器中粗甲醇与循环气分离。循环气与另一部分合成气混合，经过循环气压缩机加压，通过合成回路二号中间换热器加热后进入二号甲醇合成塔。二号甲醇合成塔出口的热气体分别通过合成回路二号中间换热器、二号粗甲醇冷凝器、二号粗甲醇调节冷凝器冷却，最终在二号粗甲醇分离器中粗甲醇与循环气分离，这股循环气返回一号甲醇合成塔，通过驰放气排出多余的氢气并控制回路的惰气。

DAVY甲醇合成回路在冷态开车时，需要用氮气对整个回路进行置换，现有的置换方案如图2所示，在一号甲醇合成塔和二号甲醇合成塔的进口管道上连通两个氮气管，在一号粗甲醇分离器的气体出口管道以及压缩机的出口管道上设置两个放空管，在放空管与氮气管之间的管道上设置截止阀；在置换时，分别关闭两个截止阀，采用氮气管充氮、放空管放空的方式连续置换，直到回路内氧含量小于0.15％视为合格。

该置换方法存在的问题是：设置两个氮气进气口，同时按照两个甲醇合成塔不同的组成流程分别置换，且两个合成单元需要采用阀门隔离，这样现场的操作较多，置换时间长，不利于远程控制；而且消耗的置换氮气较多，使开车的时间和成本增加。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种甲醇合成回路；以解决现有的DAVY甲醇合成回路置换时间长，置换消耗氮气多的问题。

本实用新型的目的由如下技术方案实施：一种甲醇合成回路，包括一级合成单元和二级合成单元，

一级合成单元包括依次通过管道连通的一号甲醇合成塔、一号中间换热器、一号粗甲醇冷凝器、一号粗甲醇调节冷凝器、一号分离器；

二级合成单元包括依次通过管道连通的二号甲醇合成塔、二号中间换热器、二号粗甲醇冷凝器、二号粗甲醇调节冷凝器、二号分离器；

其还包括压缩机、一个氮气管和一个放空管，所述二号分离器的气体出口与所述压缩机的进口通过管道连通，所述压缩机的出口与二号甲醇合成塔的进口通过管道连通；

所述氮气管和放空管与任意所述管道连通，在氮气管上设有氮气阀，所述放空管上设有放空阀。

进一步的，所述氮气管和所述放空管均与连通二号分离器和压缩机之间的管道连通。

进一步的，所述一号甲醇合成塔的出口与一号中间换热器的热介质入口连通，所述一号中间换热器的热介质出口与所述一号粗甲醇冷凝器的进口连通，所述二号分离器的气体出口与所述一号中间换热器的冷介质入口连通，所述一号中间换热器的冷介质出口与所述一号甲醇合成塔的进口连通。

进一步的，所述二号甲醇合成塔的出口与二号中间换热器的热介质入口连通，所述二号中间换热器的热介质出口与所述二号粗甲醇冷凝器的进口连通，所述压缩机的出口与所述二号中间换热器的冷介质入口连通，所述二号中间换热器的冷介质出口与所述二号甲醇合成塔的进口连通。

进一步的，其还包括DCS控制系统、压力计和氧含量在线分析仪，所述压力计和氧含量在线分析仪设置于回路上，压力计和氧含量在线分析仪与DCS控制系统输入端信号连接，所述DCS控制系统输出端分别与氮气阀和放空阀信号连接。

本实用新型的置换过程如下：置换前关闭甲醇合成置换回路的放空阀，打开氮气管向系统内充压到系统压力为0.3MPa以上后，关闭氮气阀；打开放空阀排气到0.1MPa；重复上述步骤直至氧含量小于0.15％，完成置换。

进一步的，压力计和氧含量在线分析仪实时监测回路压力和氧含量，并反馈DCS系统，待压力计监测压力达到0.3MPa以上后，关闭氮气阀，全开放空阀排气到常压；待压力小于0.1MPa时，关闭放空阀，打开氮气阀继续充压；重复上述步骤，直到氧含量在线分析仪监测到氧含量小于0.15％时，泄压到0.1MPa，完成置换。

本实用新型的优点：

1、本实用新型通过将传统DAVY甲醇合成回路中的两套氮气管与放空管替换为一套，且替换后的氮气管和放空管可设置在回路中的任何管线上，在操作时仅需启闭氮气阀和放空阀即可实现充放氮置换，操作简单，易实现自动化控制。

2、本实用新型将传统的连续置换更改为间断置换，在置换时仅需将氮气阀和放空阀多次间断开闭，实现间断充放氮，待回路中气体合格即可开车，不仅节约了氮气用量，而且节约了置换时间。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为实施例1中甲醇合成回路示意图。

图2为实施例2中甲醇合成回路示意图。

图3为实施例1的控制图。

图中：一号甲醇合成塔1、一号中间换热器2、一号粗甲醇冷凝器3、一号粗甲醇调节冷凝器4、一号分离器5、二号甲醇合成塔6、二号中间换热器7、二号粗甲醇冷凝器8、二号粗甲醇调节冷凝器9、二号分离器10、截止阀11、压缩机12、氮气管13、放空管14、氮气阀15、放空阀16、DCS控制系统17、压力计18、氧含量在线分析仪19。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下实施例均在内蒙古呼和浩特某年产100万吨乙二醇项目中实施。

实施例1：

一种甲醇合成回路，包括一级合成单元、二级合成单元、压缩机12、一个氮气管13、一个放空管14、DCS控制系统17、压力计18和氧含量在线分析仪19，

一级合成单元包括依次通过管道连通的一号甲醇合成塔1、一号中间换热器2、一号粗甲醇冷凝器3、一号粗甲醇调节冷凝器4、一号分离器5；

二级合成单元包括依次通过管道连通的二号甲醇合成塔6、二号中间换热器7、二号粗甲醇冷凝器8、二号粗甲醇调节冷凝器9、二号分离器10；

二号分离器10的气体出口与压缩机12的进口通过管道连通，压缩机12的出口与二号甲醇合成塔6的进口通过管道连通；

氮气管13和放空管14均与连通二号分离器10和压缩机12之间的管道连通，在氮气管13上设有氮气阀15，放空管14上设有放空阀16。

一号甲醇合成塔1的出口与一号中间换热器2的热介质入口连通，一号中间换热器2的热介质出口与一号粗甲醇冷凝器3的进口连通，二号分离器10的气体出口与一号中间换热器2的冷介质入口连通，一号中间换热器2的冷介质出口与一号甲醇合成塔1的进口连通。

二号甲醇合成塔6的出口与二号中间换热器7的热介质入口连通，二号中间换热器7的热介质出口与二号粗甲醇冷凝器8的进口连通，压缩机12的出口与二号中间换热器7的冷介质入口连通，二号中间换热器7的冷介质出口与二号甲醇合成塔6的进口连通。

压力计18和氧含量在线分析仪19设置于回路上，压力计18和氧含量在线分析仪19与DCS控制系统17输入端信号连接，DCS控制系统17输出端分别与氮气阀15和放空阀16信号连接。

实施例2：

该实施例为对比例，采取改进前的合成回路，即包括一级合成单元、二级合成单元、压缩机12、两个氮气管13和两个放空管14，

一级合成单元包括依次通过管道连通的一号甲醇合成塔1、一号中间换热器2、一号粗甲醇冷凝器3、一号粗甲醇调节冷凝器4、一号分离器5；

二级合成单元包括依次通过管道连通的二号甲醇合成塔6、二号中间换热器7、二号粗甲醇冷凝器8、二号粗甲醇调节冷凝器9、二号分离器10；

二号分离器10的气体出口与压缩机12的进口通过管道连通，压缩机12的出口与二号甲醇合成塔6的进口通过管道连通；

两个氮气管13分别与一号甲醇合成塔1和二号甲醇合成塔6的进口连通，两个放空管14分别与压缩机12出口和二号分离器10的气体出口连通，在氮气管13上设有氮气阀15，放空管14上设有放空阀16，在连通相邻氮气管13和放空管14之间的管道上设有截止阀11。

一号甲醇合成塔1的出口与一号中间换热器2的热介质入口连通，一号中间换热器2的热介质出口与一号粗甲醇冷凝器3的进口连通，二号分离器10的气体出口与一号中间换热器2的冷介质入口连通，一号中间换热器2的冷介质出口与一号甲醇合成塔1的进口连通。

二号甲醇合成塔6的出口与二号中间换热器7的热介质入口连通，二号中间换热器7的热介质出口与二号粗甲醇冷凝器8的进口连通，压缩机12的出口与二号中间换热器7的冷介质入口连通，二号中间换热器7的冷介质出口与二号甲醇合成塔6的进口连通。

实施例3：

对实施例1的甲醇合成回路进行置换的方法，置换前关闭甲醇合成置换回路的放空阀16，打开氮气管13向系统内充压，压力计18和氧含量在线分析仪19实时监测回路压力和氧含量，并反馈DCS系统，待压力计18监测压力达到0.3MPa以上后，关闭氮气阀15，全开放空阀16排气到常压；待压力小于0.1MPa时，关闭放空阀16，打开氮气阀15继续充压；重复上述步骤，直到氧含量在线分析仪19监测到氧含量小于0.15％时，泄压到0.1MPa，完成置换。

实施例4：

对实施例2的甲醇合成回路进行置换的方法，置换前关闭连通相邻氮气管13和放空管14之间管道上设置的两个截止阀11，使回路分成两个单独的单元，关闭两个放空阀16，打开两个氮气阀15，氮气管13连续向系统内充氮，放空管14连续放空，直到氧含量在线分析仪19监测到氧含量小于0.15％时，关闭放空阀16和氮气阀15，完成置换。

经统计，实施例1的置换过程用时约24h以内，耗费氮气42300Nm³，实施例2的置换过程用时约36h，耗费氮气67680Nm³，由此可见，采用本实用新型的系统的方法，可有效减少置换时间和氮气的耗费量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种甲醇合成回路，其特征在于，包括一级合成单元和二级合成单元，

一级合成单元包括依次通过管道连通的一号甲醇合成塔、一号中间换热器、一号粗甲醇冷凝器、一号粗甲醇调节冷凝器、一号分离器；

二级合成单元包括依次通过管道连通的二号甲醇合成塔、二号中间换热器、二号粗甲醇冷凝器、二号粗甲醇调节冷凝器、二号分离器；

其还包括压缩机、一个氮气管和一个放空管，所述二号分离器的气体出口与所述压缩机的进口通过管道连通，所述压缩机的出口与二号甲醇合成塔的进口通过管道连通；

所述氮气管和放空管与任意所述管道连通，在氮气管上设有氮气阀，所述放空管上设有放空阀。

2.根据权利要求1所述的一种甲醇合成回路，其特征在于，所述氮气管和所述放空管均与连通二号分离器和压缩机之间的管道连通。

3.根据权利要求1所述的一种甲醇合成回路，其特征在于，所述一号甲醇合成塔的出口与一号中间换热器的热介质入口连通，所述一号中间换热器的热介质出口与所述一号粗甲醇冷凝器的进口连通，所述二号分离器的气体出口与所述一号中间换热器的冷介质入口连通，所述一号中间换热器的冷介质出口与所述一号甲醇合成塔的进口连通。

4.根据权利要求1所述的一种甲醇合成回路，其特征在于，所述二号甲醇合成塔的出口与二号中间换热器的热介质入口连通，所述二号中间换热器的热介质出口与所述二号粗甲醇冷凝器的进口连通，所述压缩机的出口与所述二号中间换热器的冷介质入口连通，所述二号中间换热器的冷介质出口与所述二号甲醇合成塔的进口连通。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种甲醇合成回路，其特征在于，其还包括DCS控制系统、压力计和氧含量在线分析仪，所述压力计和氧含量在线分析仪设置于回路上，压力计和氧含量在线分析仪与DCS控制系统输入端信号连接，所述DCS控制系统输出端分别与氮气阀和放空阀信号连接。

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