CN217458831U - 一种甲醇制氢装置的安全保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种甲醇制氢装置的安全保护系统，涉及制氢装置控制系统技术领域，包括甲醇泵、脱盐水泵、氮气储存罐和天然气储存罐，甲醇泵和脱盐水泵连通有反应设备，反应设备上安装有压力放空阀，反应设备出气口连通有PSA制氢设备，反应设备和PSA制氢设备之间安装有气阀，PSA制氢设备的出口连通有压缩机，压缩机出口连通有充装装置，氮气储存罐与反应设备连通，氮气储存罐出口安装有氮气电磁阀，天然气储存罐出气口安装有天然气电磁阀，天然气电磁阀的出口安装有导热油炉，甲醇泵、脱盐水泵、氮气电磁阀、天然气电磁阀、压力放空阀、气阀的信号端信号连接有S I S控制系统；可在事故状态下快速其准确的将装置安全停运，达到一键自动保护的效果。

Description

一种甲醇制氢装置的安全保护系统

技术领域

本实用新型涉及制氢装置控制系统技术领域，更具体的是涉及甲醇制氢装置的安全保护系统。

背景技术

甲醇制氢是为减少化工生产中的能耗和降低成本，以替代"电解水制氢"工艺的一种制氢技术，通过使甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下，通过催化剂发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢和二氧化碳,这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统，重整反应生成的氢气和二氧化碳，经过变压吸附法(PSA)将氢气和二氧化碳分离,得到高纯氢气。

但现有的甲醇制氢设备具有以下问题：在事故状态下部分设备的停运工作和阀门关闭工作需要操作人员在现场手动执行，由于设备停车过程中要按照一定的顺序完成，工作人员手动执行的反应速度较慢、所需时间较长，因此容易发生二次事故及对人身造成伤害。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种甲醇制氢装置的安全保护系统，可在事故状态下快速其准确的将装置安全停运，达到一键自动保护的效果。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种甲醇制氢装置的安全保护系统，包括甲醇泵、脱盐水泵、氮气储存罐和天然气储存罐，所述甲醇泵和脱盐水泵的出口连通有混配罐，所述混配罐的出口安装有计量泵，所述计量泵的出口连通有反应设备，所述反应设备上安装有压力放空阀，所述反应设备出气口通过管道连接有PSA制氢设备，所述连接反应设备和PSA制氢设备的管道上安装有气阀，所述PSA制氢设备的出口连通有压缩机，所述压缩机的出口连通有充装装置，所述氮气储存罐的出气口与反应设备的入气口连通，所述连接氮气储存罐和反应设备的管道上安装有氮气电磁阀，所述天然气储存罐的出气口安装有天然气电磁阀，所述天然气电磁阀的出口安装有导热油炉，所述导热油炉的出油口安装有导热油泵，所述导热油泵的出油口连通有加热空腔，所述加热空腔位于反应设备的外侧，所述甲醇泵、脱盐水泵、氮气电磁阀、天然气电磁阀、压力放空阀、气阀的信号端信号连接有SIS控制系统。

进一步的，所述加热空腔的出油口通过管道与导热油炉的入油口连通。

优选的，所述充装装置包括管束车、集装格和散瓶，所述压缩机连接管束车、集装格和散瓶的三个管道上分别安装有第一分装阀、第二分装阀和第三分装阀。

优选的，所述压缩机的发射端信号连接有PES控制系统，所述第一分装阀、第二分装阀和第三分装阀的接收端均与PES控制系统信号连接。

进一步的，所述PES控制系统包括有检测单元、输入模块、控制模块、输出模块和执行单元。

进一步的，作为本实用新型一种甲醇制氢装置的安全保护系统优选的，所述PES控制系统实时数据通信连接有DCS控制系统，DCS控制系统包括有操作站。

本实用新型的有益效果如下：

1、系统通过SIS控制系统一键控制后，依次关闭甲醇泵、脱盐水泵、压力放空阀、氮气电磁阀、天然气电磁阀和气阀，PES系统感应压缩机没有氢气进入后停止压缩机，并关闭充装装置的阀门，从而达到在紧急情况时一键停止运行的效果；

2、通过采用PES控制系统(安全仪表系统)，系统按照故障安全型设计，有良好的硬件冗余、通讯冗余、电源冗余等，I/O卡件或接线端子采用通道隔离或逐点隔离，与DCS控制系统实时数据通信，在DCS系统操作站上显示报警。工业网络交换机、网络通讯均1:1冗余配置；

3、装置运行期间出现事故状态或需要紧急停车时，可以实现制氢装置一键式紧急停车，确保制氢装置在最短时间内安全停运，中控人员不需要多余的操作步骤，不需要现场人员人为操作，也可避免人的误操作出现次生灾害事故，极大地提高了制氢装置运行的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的系统组成示意图；

图2是PES控制系统组成示意图；

图3是DCS控制系统组成示意图；

图4是充装装置组成示意图。

附图标记：1、甲醇泵；2、脱盐水泵；3、混配罐；4、计量泵；5、反应设备；6、PSA制氢设备；7、压缩机；8、管束车；9、集装格；10、散瓶；11、氮气储存罐；12、天然气储存罐；13、导热油炉；14、导热油泵；15、PES控制系统；16、DCS控制系统；17、氮气电磁阀；18、天然气电磁阀；19、压力放空阀；20、气阀；21、第一分装阀；22、第二分装阀；23、第三分装阀；24、SIS控制系统；25、加热空腔。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

请参阅图1-4，本实用新型提供以下技术方案：一种甲醇制氢装置的安全保护系统，甲醇泵1和脱盐水泵2的出口连通有混配罐3，混配罐3的出口安装有计量泵4，计量泵4的出口连通有反应设备5，反应设备5用于生成混合气体，反应设备5上安装有压力放空阀19，反应设备5出气口通过管道连接有PSA制氢设备6，PSA制氢设备6用于氢气提纯，连接反应设备5和PSA制氢设备6的管道上安装有气阀20，PSA制氢设备6的出口连通有压缩机7，压缩机7的出口连通有充装装置，氮气储存罐11的出气口与反应设备5的入气口连通，连接氮气储存罐11和反应设备5的管道上安装有氮气电磁阀17，天然气储存罐12的出气口安装有天然气电磁阀18，天然气电磁阀18的出口安装有导热油炉13，导热油炉13用于加热油液，进而对反应设备5进行加热，导热油炉13的出油口安装有导热油泵14，导热油泵14的出油口连通有加热空腔25，加热空腔25的出油口通过管道与导热油炉13的入油口连通，加热空腔25位于反应设备5的外侧，甲醇泵1、脱盐水泵2、氮气电磁阀17、天然气电磁阀18、压力放空阀19、气阀20的信号端信号连接有SIS控制系统24，通过SIS控制系统24可一键控制氮气通入、天然气通入、反应设备5压力释放和反应设备5内混合气体排出的工作，充装装置包括管束车8、集装格9和散瓶10，压缩机7连接管束车8、集装格9和散瓶10的三个管道上分别安装有第一分装阀21、第二分装阀22和第三分装阀23，压缩机7的发射端信号连接有PES控制系统15，PES控制系统15控制第一分装阀21、第二分装阀22和第三分装阀23依次关闭，PES控制系统15与DCS控制系统16实时数据通信连接，DCS控制系统16通过其操作站发出警报。

实施例2

在实施例1的基础上，装置运行时，遇到紧急情况安全停运步骤：

(1)、停止系统进料：

按压SIS控制系统24紧急暂停按钮，首先停甲醇泵1和脱盐水泵2，在2秒后打开压力放空阀19(开度为66％)，将反应系统压力泄至0.3MPa时控制氮气电磁阀17自动通入氮气进行置换，保持置换压力不低于0.3MPa；

(2)、停止热油炉加热：

停甲醇泵1的同时SIS控制系统24切断天然气电磁阀18，进而使导热油炉13停止加热，使导热油进行内循环(导热油泵14不停)；

(3)、停PSA系统：

SIS控制系统24在停甲醇泵1的同时停止PSA制氢设备6运行，PSA制氢设备6入口切断气阀20；

(4)、停氢压机和充装阀：

气阀20关闭5秒后，停止氢气压缩机，压缩机停机，当DCS控制系统16控制下PES控制系统15检测到压缩机7停机(停机信号来自配电室压缩机控制柜)，15秒后PES控制系统15关闭第一分装阀21、第二分装阀22和第三分装阀23。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种甲醇制氢装置的安全保护系统，包括甲醇泵(1)、脱盐水泵(2)、氮气储存罐(11)和天然气储存罐(12)，其特征在于：所述甲醇泵(1)和脱盐水泵(2)的出口连通有混配罐(3)，所述混配罐(3)的出口安装有计量泵(4)，所述计量泵(4)的出口连通有反应设备(5)，所述反应设备(5)上安装有压力放空阀(19)，所述反应设备(5)出气口通过管道连接有PSA制氢设备(6)，所述连接反应设备(5)和PSA制氢设备(6)的管道上安装有气阀(20)，所述PSA制氢设备(6)的出口连通有压缩机(7)，所述压缩机(7)的出口连通有充装装置，所述氮气储存罐(11)的出气口与反应设备(5)的入气口连通，所述连接氮气储存罐(11)和反应设备(5)的管道上安装有氮气电磁阀(17)，所述天然气储存罐(12)的出气口安装有天然气电磁阀(18)，所述天然气电磁阀(18)的出口安装有导热油炉(13)，所述导热油炉(13)的出油口安装有导热油泵(14)，所述导热油泵(14)的出油口连通有加热空腔(25)，所述加热空腔(25)位于反应设备(5)的外侧，所述甲醇泵(1)、脱盐水泵(2)、氮气电磁阀(17)、天然气电磁阀(18)、压力放空阀(19)、气阀(20)的信号端信号连接有SIS控制系统(24)。

2.根据权利要求1所述的一种甲醇制氢装置的安全保护系统，其特征在于：所述加热空腔(25)的出油口通过管道与导热油炉(13)的入油口连通。

3.根据权利要求1所述的一种甲醇制氢装置的安全保护系统，其特征在于：所述充装装置包括管束车(8)、集装格(9)和散瓶(10)，所述压缩机(7)连接管束车(8)、集装格(9)和散瓶(10)的三个管道上分别安装有第一分装阀(21)、第二分装阀(22)和第三分装阀(23)。

4.根据权利要求3所述的一种甲醇制氢装置的安全保护系统，其特征在于：所述压缩机(7)的发射端信号连接有PES控制系统(15)，所述第一分装阀(21)、第二分装阀(22)和第三分装阀(23)的接收端均与PES控制系统(15)信号连接。

5.根据权利要求4所述的一种甲醇制氢装置的安全保护系统，其特征在于：所述PES控制系统(15)包括有检测单元、输入模块、控制模块、输出模块和执行单元。

6.根据权利要求4所述的一种甲醇制氢装置的安全保护系统，其特征在于：所述PES控制系统(15)实时数据通信连接有DCS控制系统(16)，DCS控制系统(16)包括有操作站。

Images