CN115155253A - 一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制*** - Google Patents
一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN115155253A CN115155253A CN202210777647.XA CN202210777647A CN115155253A CN 115155253 A CN115155253 A CN 115155253A CN 202210777647 A CN202210777647 A CN 202210777647A CN 115155253 A CN115155253 A CN 115155253A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- methanol
- value
- carbon dioxide
- controller
- synthesis gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Substances OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 619
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 210
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 117
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 117
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 105
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 105
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 48
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 44
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 9
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 167
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 26
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 11
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LOCPTSFJZDIICR-UHFFFAOYSA-N 1,3-bis(3-isocyanato-4-methylphenyl)-1,3-diazetidine-2,4-dione Chemical compound C1=C(N=C=O)C(C)=CC=C1N1C(=O)N(C=2C=C(C(C)=CC=2)N=C=O)C1=O LOCPTSFJZDIICR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013024 troubleshooting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
- C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
- C07C29/152—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by the reactor used
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
- G01K13/024—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow of moving gases
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/004—CO or CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***，利用甲醇合成气中的二氧化碳含量与低温甲醇洗工段洗涤塔出口净化气中的二氧化碳含量成正比关系，而低温甲醇洗工段洗涤塔出口净化气中的二氧化碳含量与洗涤塔出口净化气温度和贫甲醇温度之间的差值存在正比关系的原理，通过调节洗涤塔出口净化气温度与贫甲醇温度之间的差值，实现了对甲醇合成气中的二氧化碳含量进行自动控制，降低了甲醇合成气二氧化碳含量和氢碳比的波动幅度，不仅可以提高甲醇产量和质量，延长合成催化剂使用寿命，降低装置消耗，还可以降低工艺操作人员劳动强度，具有自动化水平高、使用方便、控制稳定、实用性强等特点。
Description
技术领域
本发明涉及煤制甲醇合成气二氧化碳含量控制技术领域，特别是涉及一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***。
背景技术
在煤制甲醇生产中，由煤气化装置制取的富含一氧化碳和氢气的粗煤气，首先在一氧化碳变换工段将粗煤气中的一氧化碳部分变换为氢气和二氧化碳，再在低温甲醇洗工段将大部分二氧化碳脱除，最终制得含氢气、一氧化碳和二氧化碳的甲醇合成原料气。甲醇合成原料气在合成工序合成催化剂的作用下，发生如下反应生成甲醇：2H2＋CO=CH3OH、3H2＋CO2=CH3OH＋H2O。
甲醇合成原料气中氢气、一氧化碳和二氧化碳的含量必须满足一定的比例要求，通常用氢碳比f表示，f=（n（H2）-n（CO2））/（n（CO）+n（CO2））。要求进入合成***新鲜气的氢碳比f=2.05～2.15，进入合成塔循环合成气的氢碳比f=3.5～4.5。甲醇合成气的二氧化碳虽然不是主要原料，但合成气中控制适量的二氧化碳，可以减缓CO与H2反应的剧烈程度，有利于稳定催化剂床层温度，延长催化剂的使用寿命，还可以提高催化剂的选择性，促进甲醇产率的提高，减少副反应的发生，降低粗甲醇中副产物含量，提高产品质量，降低甲醇精馏能耗。但过量的二氧化碳含量，会导致CO的合成率下降，甲醇产量下降，粗甲醇中的水含量上升，增加精馏的运行费用。一般控制进入合成塔气体中的二氧化碳含量为3.0～5.0%（vol%）为宜。
甲醇合成气中的氢气和一氧化碳含量，由变换工段控制，二氧化碳含量由低温甲醇洗工段进行控制。现有煤制甲醇生产工艺中，通常在低温甲醇洗工段洗涤塔上部设置一根带调节阀的副线控制合成气中的二氧化碳含量，如申请号为201320387484.0的发明专利《可微量调控二氧化碳浓度的低温甲醇洗洗涤塔》，即采用该方法控制二氧化碳含量。但部分厂家洗涤塔中上部的气体中硫含量较高，使用洗涤塔上部设置的副线控制合成气中的二氧化碳含量，会导致合成气硫含量超标，合成催化剂中毒，故不再使用该副线控制二氧化碳含量。除此之外，控制二氧化碳含量的手段还有调节洗涤塔贫甲醇流量、调节洗涤塔三段出口氨冷器、循环甲醇冷却器及二段循环甲醇旁路调节阀的开度。但现有部分厂家配置的合成气组分在线分析仪需要一定时间（比如5分钟左右）才能出一次分析值，无法实时显示分析数据，操作人员只能根据间断报出的分析数据进行手动调节，无法实现自动控制，存在调节滞后、调节频繁、控制精度差、稳定性差、操作人员工作量大等缺点，造成合成气二氧化碳含量及氢碳比波动大，影响甲醇产品的产量、质量及消耗，严重时还影响合成催化剂使用寿命。因此，开发一套甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***，具有很大的实用价值。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种新型的煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***，其包括变换气预冷器、变换气分离器、四段式洗涤塔、循环甲醇冷却器、洗涤塔段间氨冷器、合成气压缩机，其特点在于，还包括设置在合成气压缩机与甲醇合成塔之间管路上的合成气在线分析仪和与合成气在线分析仪电连接的总控制器，所述四段式洗涤塔的顶部设置有净化气温度测量仪表，所述四段式洗涤塔的顶部通过贫甲醇流量调节阀通入低温贫甲醇，所述贫甲醇流量调节阀由贫甲醇流量控制器所控制，贫甲醇流量调节阀所在管路上设置有贫甲醇温度测量仪表，所述净化气温度测量仪表与贫甲醇温度测量仪表均与温差控制器电连接，所述四段式洗涤塔的二段与洗涤塔段间氨冷器的输入管路之间设置有甲醇旁路调节阀，所述甲醇旁路调节阀由旁路调节阀控制器所控制，所述总控制器与温差控制器电连接，所述温差控制器与旁路调节阀控制器电连接，所述旁路调节阀控制器与贫甲醇流量控制器电连接；
所述总控制器上设有甲醇合成气二氧化碳含量控制目标值输入框、温差控制目标值输入框、甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框、温差控制器给定值加减量输入框、旁路调节阀开度设定值输入框、贫甲醇流量控制器给定值加减量输入框，甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框输入的范围值与温差控制器给定值加减量输入框输入的加减量一一对应，旁路调节阀开度设定值输入框输入的开度范围与贫甲醇流量控制器给定值加减量输入框输入的加减量一一对应，贫甲醇流量控制器预先设置有贫甲醇流量目标值；
所述合成气在线分析仪用于实时分析甲醇合成气中的实际二氧化碳含量，所述贫甲醇流量控制器用于实时获取贫甲醇的实际流量，所述温差控制器用于基于净化气温度测量仪表的实时净化气温度值与贫甲醇温度测量仪表的实时贫甲醇温度值计算出实际温差，所述旁路调节阀控制器用于实时获取甲醇旁路调节阀的开度；
所述总控制器用于将实际二氧化碳含量值与甲醇合成气二氧化碳含量控制目标值输入框中输入的所要控制的目标值进行差值计算，根据差值自动选择甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框中输入的该差值所属的范围，根据选中的范围选定温差控制器给定值加减量输入框输入的对应加减量，将温差控制目标值输入框输入的温差控制目标值与选中范围对应的加减量相加以获得新的温差控制目标值；
所述温差控制器用于将实际温差值与新的温差控制目标值进行对比，驱动旁路调节阀控制器调节旁路调节阀的开度，使得实际温差值不断趋近于新的温差控制目标值，根据旁路调节阀的开度自动选择旁路调节阀开度设定值输入框中输入的该开度所属的范围，根据选中的范围选定贫甲醇流量控制器给定值加减量输入框输入的对应加减量，将贫甲醇流量控制器预先输入的贫甲醇流量目标值与选中范围对应的加减量相加以获得新的贫甲醇流量目标值；
所述贫甲醇流量控制器用于将实际贫甲醇流量值与新的贫甲醇流量目标值进行对比，自动调节贫甲醇流量调节阀的开度，使得实际贫甲醇流量值不断趋近于新的贫甲醇流量目标值。
较佳地，所述***还包括净化气在线分析仪，所述净化气在线分析仪设置在变换气预冷器和合成气压缩机之间的管路上，所述净化气在线分析仪用于分析净化气中的H2、CO、CO2和H2S物质的含量。
本发明的积极进步效果在于：本发明利用甲醇合成气中的二氧化碳含量与低温甲醇洗工段洗涤塔出口净化气中的二氧化碳含量成正比关系，而低温甲醇洗工段洗涤塔出口净化气中的二氧化碳含量与洗涤塔出口净化气温度和贫甲醇温度之间的差值存在正比关系的原理，克服甲醇合成气在线分析仪不能实时分析、数据滞后的困难，通过调节洗涤塔出口净化气温度与贫甲醇温度之间的差值，实现了对甲醇合成气中的二氧化碳含量进行自动控制，降低了甲醇合成气二氧化碳含量和氢碳比的波动幅度，不仅可以提高甲醇产量和质量，延长合成催化剂使用寿命，降低装置消耗，还可以降低工艺操作人员劳动强度，具有自动化水平高、使用方便、控制稳定、实用性强等特点，为煤制甲醇合成气的制取提供了一种先进的二氧化碳含量控制***。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***的结构示意图。
图2为本发明较佳实施例的总控制器的界面显示图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的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。
如图1和图2所示，本实施例提供一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***，其包括变换气预冷器1、变换气分离器2、四段式洗涤塔3、循环甲醇冷却器4、洗涤塔段间氨冷器5、合成气压缩机6、净化气在线分析仪8（如位号AI201）、合成气在线分析仪9（如位号AT301）和总控制器10，四段式洗涤塔3的顶部设置有净化气温度测量仪表7（如位号TI201），四段式洗涤塔3的顶部通过贫甲醇流量调节阀15（如位号FV201）通入低温贫甲醇，贫甲醇流量调节阀15由贫甲醇流量控制器16（如位号FIC201）所控制，贫甲醇流量调节阀15所在管路上设置有贫甲醇温度测量仪表14（如位号TI202），净化气在线分析仪8设置在变换气预冷器1和合成气压缩机6之间的管路上，合成气在线分析仪9设置在合成气压缩机6与甲醇合成塔之间管路上。合成气在线分析仪9与总控制器10电连接，净化气温度测量仪表7（TI201）与贫甲醇温度测量仪表14（TI202）均与温差控制器17（TDIC201）电连接，四段式洗涤塔3的二段与洗涤塔段间氨冷器5的输入管路之间设置有甲醇旁路调节阀12（HV201），甲醇旁路调节阀12由旁路调节阀控制器13（HIC201）所控制，总控制器10与温差控制器17电连接，温差控制器17与旁路调节阀控制器13电连接，旁路调节阀控制器13与贫甲醇流量控制器16电连接。
设备硬件部分如附图1所示，来自变换工段的变换气首先进入低温甲醇洗工段的变换气预冷器1的壳程，被变换气预冷器1的管程的低温尾气、二氧化碳和净化气冷却降温，经变换气分离器2分离水、甲醇等液态物质后，进入四段式洗涤塔3塔底，变换气自下而上经过四段式洗涤塔3的四段若干层浮阀塔板，被从塔顶加入的低温贫甲醇溶液吸收掉全部硫化物及大部分二氧化碳，从塔顶出来的气体称为净化气（即甲醇合成新鲜气）。净化气进入变换气预冷器1的管程，将冷量传递给变换气预冷器1的壳程的变换气，进入合成气压缩机6升压后输送到甲醇合成塔生产粗甲醇。从四段式洗涤塔3的顶部加入的低温贫甲醇，在第四段吸收二氧化碳后温度上升，通过第四段多层浮阀塔板和第四段底部的积液盘进入塔外的循环甲醇冷却器4移走吸收热，再返回第三段顶部吸收二氧化碳后，通过第三段多层浮阀塔板和第三段底部的积液盘进入塔外的洗涤塔段间氨冷器5和循环甲醇冷却器4移走吸收热，再次返回第二段顶部吸收二氧化碳。出第二段底部的富碳甲醇分为两路，一路返回第一段吸收硫化物、一路去后续闪蒸***的闪蒸槽，吸收硫化物后的富硫甲醇从四段式洗涤塔3的底部出来，去后续闪蒸***的闪蒸槽。
进一步地，净化气在线分析仪8（AI201）可以分析净化气中的H2、CO、CO2和H2S等物质，分析数据5分钟左右更新一次。合成气在线分析仪9可以分析进入甲醇合成塔气体中的H2、CO、CO2、N2、CH4等物质，分析数据5分钟左右更新一次。
软件部分操作界面如图2所示，总控制器10上设有甲醇合成气二氧化碳含量（AIC301_3）控制目标值输入框18、洗涤塔净化气与贫甲醇温差（TDIC201）控制目标值输入框19、甲醇合成气二氧化碳含量实际值（AIC301_3.PV）与目标值偏差设定值输入框20、温差控制器给定值（TDIC201.SP）加减量输入框21、旁路调节阀开度（HIC201.OP）设定值输入框22、贫甲醇流量控制器给定值（FIC201.SP）加减量输入框23，甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框20输入的范围值与温差控制器给定值加减量输入框21输入的加减量一一对应，旁路调节阀开度设定值输入框22输入的开度范围与贫甲醇流量控制器给定值加减量输入框23输入的加减量一一对应，贫甲醇流量控制器16预先设置有贫甲醇流量目标值。
进一步地，甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框20的数值以及旁路调节阀开度设定值输入框22的数值，并不是一成不变的，可以根据实际运行情况进行增减。操作界面中的数值仅作演示用，不代表实际运行数据。
本发明的甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***的工作原理为：
利用甲醇合成气中的二氧化碳含量与低温甲醇洗工段洗涤塔出口净化气中的二氧化碳含量成正比关系，而低温甲醇洗工段洗涤塔出口净化气中的二氧化碳含量与洗涤塔塔顶净化气温度和贫甲醇温度之间的差值存在正比关系的原理，克服了甲醇合成气在线分析仪不能实时分析、分析数据滞后的困难，通过提前调节洗涤塔塔顶净化气温度与贫甲醇温度之间的差值，实现对甲醇合成气二氧化碳含量的自动控制。
进一步地，净化气中的二氧化碳含量决定了甲醇合成气中的二氧化碳含量，净化气中的二氧化碳含量越高，甲醇合成气中的二氧化碳含量越高，反之亦然。但受装置运行负荷、合成催化剂活性、合成气中惰性气体含量等因素的影响，相同的净化气二氧化碳含量，甲醇合成气的二氧化碳含量不一定相同，故不能将净化气二氧化碳含量作为控制目标，只能作为参考数据。
进一步地，不同工况下的贫甲醇温度测量仪表14测量出的贫甲醇温度和净化气温度测量仪表7测量出的净化气温度是变化的，但净化气温度值与贫甲醇温度值之间的差值，决定了净化气中的二氧化碳含量，差值越高，二氧化碳含量越高，反之亦然。
进一步地，净化气温度测量仪表7测量出的净化气温度值与贫甲醇温度测量仪表14测量出的贫甲醇温度值之间的差值与贫甲醇流量成反比，贫甲醇流量越高，温差越低，反之亦然。
进一步地，净化气温度测量仪表7测量出的净化气温度值与贫甲醇温度测量仪表14测量出的贫甲醇温度值之间的差值与旁路调节阀12的开度成正比，旁路调节阀12的开度越大，温差越高，反之亦然。
由于频繁调整贫甲醇流量控制器16，会影响整个低温甲醇洗工段的稳定，故将旁路调节阀12的开度作为控制温差的主调，将贫甲醇流量作为控制温差的副调。
本发明的甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***的操作过程及工作过程为：
在甲醇合成气二氧化碳含量控制目标值输入框18中输入所要控制的目标值，在洗涤塔净化气与贫甲醇温差控制目标值输入框19中输入与输入框18中输入的目标值相对应的数值。合成气二氧化碳含量与温差之间的对应关系需要技术人员、操作人员一定时间的经验总结。
在甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框20中输入不同范围的数值，在净化气与贫甲醇温差控制器给定值加减量输入框21中输入与输入框20对应的需要改变的温差控制器给定值的数值。需要输入的数值与技术人员、操作人员的经验有关，可以经过摸索总结固化下来。
在旁路调节阀开度设定值输入框22中输入不同范围的数值，在贫甲醇流量控制器给定值加减量输入框23中输入与输入框22对应的需要改变的贫甲醇流量控制器给定值的数值。需要输入的数值与技术人员、操作人员的经验有关，可以经过摸索总结固化下来。
上述数值输入完成后，将旁路调节阀控制器13、温差控制器17、贫甲醇流量控制器16投依次置“串级”，本发明的甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***即投入运行。在合成气在线分析仪9故障检修期间，将温差控制器17置“自动”或“手动”，即解除甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***。
本发明的甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***投入运行后，合成气在线分析仪9用于实时分析甲醇合成气中的实际二氧化碳含量，贫甲醇流量控制器16用于实时获取贫甲醇的实际流量，温差控制器17用于基于净化气温度测量仪表7的实时净化气温度值与贫甲醇温度测量仪表14的实时贫甲醇温度值计算出实际温差，旁路调节阀控制器13用于实时获取甲醇旁路调节阀12的开度。
总控制器10用于将实际二氧化碳含量值与甲醇合成气二氧化碳含量控制目标值输入框18中输入的所要控制的目标值进行差值计算，根据差值自动选择甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框20中输入的该差值所属的范围，根据选中的范围选定温差控制器给定值加减量输入框21输入的对应加减量，将温差控制目标值输入框19输入的温差控制目标值与选中范围对应的加减量相加以获得新的温差控制目标值。
温差控制器17用于将实际温差值与新的温差控制目标值进行对比，驱动旁路调节阀控制器13调节旁路调节阀12的开度，使得实际温差值不断趋近于新的温差控制目标值，根据旁路调节阀12的开度自动选择旁路调节阀开度设定值输入框22中输入的该开度所属的范围，根据选中的范围选定贫甲醇流量控制器给定值加减量输入框23输入的对应加减量，将贫甲醇流量控制器16预先输入的贫甲醇流量目标值与选中范围对应的加减量相加以获得新的贫甲醇流量目标值。
贫甲醇流量控制器16用于将实际贫甲醇流量值与新的贫甲醇流量目标值进行对比，自动调节贫甲醇流量调节阀15的开度，使得实际贫甲醇流量值不断趋近于新的贫甲醇流量目标值。
下面举一具体例子来说明本发明，以使得本领域的技术人员能够更好地理解本发明的技术方案：
如图1所示，来自变换工段温度为30～40℃、二氧化碳含量38～41%（vol%）的变换气，进入低温甲醇洗工段的变换气预冷器1的壳程，被变换气预冷器1的管程的低温尾气、二氧化碳和净化气冷却降温至-30～-34℃，经变换气分离器2分离水、甲醇等液态物质后，进入四段式洗涤塔3的塔底，变换气自下而上经过四段浮阀塔板，被从塔顶加入的温度为-54～-60℃的低温贫甲醇溶液吸收掉全部硫化物及大部分二氧化碳，从塔顶出来的气体称为净化气（即甲醇合成气新鲜气），温度为-48～-53℃，二氧化碳含量为2～3%（vol%）。净化气进入变换气预冷器1的管程，将冷量传递给变换气预冷器1的壳程的变换气后温度升至21～27℃，进入合成气压缩机6升压后输送到甲醇合成塔生产粗甲醇，净化气与甲醇合成塔循环气混合后，二氧化碳含量控制在3～5%（vol%）。
在装置开车期间，由于各工段工艺参数波动大，运行不稳定，不投用本发明的甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***，所涉及的贫甲醇流量控制器16、旁路调节阀控制器13置“手动”或“自动”控制，待低温甲醇洗工段和甲醇合成工段各项工艺参数基本调整稳定后，即可投用本发明的甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***。
下面结合附图2中的数据描述本发明的甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***的投用过程：
在甲醇合成气二氧化碳含量控制目标值输入框18中输入所要控制的甲醇合成气二氧化碳含量AIC301_3的目标值：4.0%，在洗涤塔净化气与贫甲醇温差控制目标值输入框19中输入洗涤塔净化气与贫甲醇温差TDIC201的目标值：6.5℃。
在所述“AIC301_3.PV-目标值”输入框20（甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框）中从左到右依次输入：＞0.5、0.5～0.3、0.3～0.1、0.1～-0.1、-0.1～-0.3、-0.3～-0.5、＜-0.5，在TDIC201.SP输入框21（温差控制器给定值加减量输入框）中从左到右输入依次输入：-1.5、-1.0、-0.5、0、+0.5、+1.0、+1.5。
在HIC201开度输入框22（即旁路调节阀开度设定值输入框）中从左到右依次输入：>90、>80、>70、<30、<20、<10、，在FIC201.SP输入框23（贫甲醇流量控制器给定值加减量输入框）中从左到右依次输入：-2.0、-1.0、-1.0、+1.0、+1.0、+2.0。
上述数值输入完成后，将旁路调节阀控制器13、温差控制器17、贫甲醇流量控制器16投依次置“串级”，本发明的甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***即投入运行。
比如，当前合成气在线分析仪9分析出的甲醇合成气中的二氧化碳含量AIC301_3.PV为3.8%（vol%），贫甲醇流量控制器16的贫甲醇流量目标值（SP值）为200t/h、贫甲醇流量实际值（PV值）为199.5t/h，温差控制器17的温差目标值（SP值）为6.5℃、温差实际值（PV值）为6.0℃，旁路调节阀控制器13的开度为60%。计算出“AIC301_3.PV-目标值”为-0.2（即3.8-4.0=-0.2），在“AIC301_3.PV-目标值”输入框20的“-0.1～-0.3”的范围内，对应TDIC201.SP输入框21中的“+0.5”，将温差控制器17的温差SP值从6.5℃（即输入框19中输入的数值）升为7.0℃。温差控制器17将当前的温差PV值“6.0℃”与新的温差SP值“7.0℃”进行对比，把旁路调节阀控制器13的开度从当前的60%逐渐开大，使洗涤塔三段出口进入所述氨冷器5、循环甲醇冷却器4及二段的循环甲醇减少，净化气温度测量仪表7测出的净化气出口温度上升，温差实际值从当前的“6.0℃”不断趋近于SP值“7.0℃”。温差的实际值上升后，净化气中的二氧化碳将上升，使甲醇合成气中的二氧化碳含量从当前的3.8%（vol%）逐渐上升至接近目标值4.0%（vol%）。当旁路调节阀控制器13控制的旁路调节阀12的开度从当前的60%逐渐开大至70.1%时，在HIC201开度输入框22中的“＞70”的范围内，对应FIC201.SP输入框23中的“-1.0”，将贫甲醇流量控制器16的流量目标值（SP值）从当前的200t/h降为199t/h，贫甲醇流量控制器16根据当前的流量PV值199.5t/h，逐渐关小贫甲醇流量调节阀15的开度，降低贫甲醇流量，使新的流量PV值逐渐接近流量SP值。贫甲醇流量降低后，净化气温度测量仪表7测出的净化气出口温度上升，辅助将温差的PV值从当前的“6.0℃”不断趋近于SP值“7.0℃”，净化气中的二氧化碳将上升，使甲醇合成气中的二氧化碳含量从当前的3.8%（vol%）逐渐上升至接近目标值4.0%（vol%）。约5分钟后，合成气在线分析仪9分析出新的数据，根据总控制器中的甲醇合成气二氧化碳含量又进行下一个周期的调整。在新的分析数据出来之前，维持温差控制器17的温差SP值不变，但旁路调节阀12和贫甲醇流量调节阀15的开度会持续不断地进行调整，使温差控制器17的PV值始终无限接近SP值，如此即实现了对甲醇合成气二氧化碳含量的自动控制。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***，其包括变换气预冷器、变换气分离器、四段式洗涤塔、循环甲醇冷却器、洗涤塔段间氨冷器、合成气压缩机，其特征在于，还包括设置在合成气压缩机与甲醇合成塔之间管路上的合成气在线分析仪和与合成气在线分析仪电连接的总控制器，所述四段式洗涤塔的顶部设置有净化气温度测量仪表，所述四段式洗涤塔的顶部通过贫甲醇流量调节阀通入低温贫甲醇，所述贫甲醇流量调节阀由贫甲醇流量控制器所控制，贫甲醇流量调节阀所在管路上设置有贫甲醇温度测量仪表，所述净化气温度测量仪表与贫甲醇温度测量仪表均与温差控制器电连接，所述四段式洗涤塔的二段与洗涤塔段间氨冷器的输入管路之间设置有甲醇旁路调节阀，所述甲醇旁路调节阀由旁路调节阀控制器所控制，所述总控制器与温差控制器电连接，所述温差控制器与旁路调节阀控制器电连接，所述旁路调节阀控制器与贫甲醇流量控制器电连接；
所述总控制器上设有甲醇合成气二氧化碳含量控制目标值输入框、温差控制目标值输入框、甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框、温差控制器给定值加减量输入框、旁路调节阀开度设定值输入框、贫甲醇流量控制器给定值加减量输入框，甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框输入的范围值与温差控制器给定值加减量输入框输入的加减量一一对应，旁路调节阀开度设定值输入框输入的开度范围与贫甲醇流量控制器给定值加减量输入框输入的加减量一一对应，贫甲醇流量控制器预先设置有贫甲醇流量目标值；
所述合成气在线分析仪用于实时分析甲醇合成气中的实际二氧化碳含量，所述贫甲醇流量控制器用于实时获取贫甲醇的实际流量，所述温差控制器用于基于净化气温度测量仪表的实时净化气温度值与贫甲醇温度测量仪表的实时贫甲醇温度值计算出实际温差，所述旁路调节阀控制器用于实时获取甲醇旁路调节阀的开度；
所述总控制器用于将实际二氧化碳含量值与甲醇合成气二氧化碳含量控制目标值输入框中输入的所要控制的目标值进行差值计算，根据差值自动选择甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框中输入的该差值所属的范围，根据选中的范围选定温差控制器给定值加减量输入框输入的对应加减量，将温差控制目标值输入框输入的温差控制目标值与选中范围对应的加减量相加以获得新的温差控制目标值；
所述温差控制器用于将实际温差值与新的温差控制目标值进行对比，驱动旁路调节阀控制器调节旁路调节阀的开度，使得实际温差值不断趋近于新的温差控制目标值，根据旁路调节阀的开度自动选择旁路调节阀开度设定值输入框中输入的该开度所属的范围，根据选中的范围选定贫甲醇流量控制器给定值加减量输入框输入的对应加减量，将贫甲醇流量控制器预先输入的贫甲醇流量目标值与选中范围对应的加减量相加以获得新的贫甲醇流量目标值；
所述贫甲醇流量控制器用于将实际贫甲醇流量值与新的贫甲醇流量目标值进行对比，自动调节贫甲醇流量调节阀的开度，使得实际贫甲醇流量值不断趋近于新的贫甲醇流量目标值。
2.如权利要求1所述的煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制***，其特征在于，所述***还包括净化气在线分析仪，所述净化气在线分析仪设置在变换气预冷器和合成气压缩机之间的管路上，所述净化气在线分析仪用于分析净化气中的H2、CO、CO2和H2S物质的含量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210777647.XA CN115155253B (zh) | 2022-07-04 | 2022-07-04 | 一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210777647.XA CN115155253B (zh) | 2022-07-04 | 2022-07-04 | 一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制*** |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115155253A true CN115155253A (zh) | 2022-10-11 |
| CN115155253B CN115155253B (zh) | 2023-05-26 |
Family
ID=83490937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210777647.XA Active CN115155253B (zh) | 2022-07-04 | 2022-07-04 | 一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115155253B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116538833A (zh) * | 2023-05-22 | 2023-08-04 | 中国神华煤制油化工有限公司 | 三股流缠绕管式换热器 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102538393A (zh) * | 2011-07-26 | 2012-07-04 | 上海启元空分技术发展股份有限公司 | 含co2和甲烷的氪氙浓缩物的分离方法 |
| CN203355571U (zh) * | 2013-07-01 | 2013-12-25 | 陕西渭河煤化工集团有限责任公司 | 可微量调控二氧化碳浓度的低温甲醇洗洗涤塔 |
| CN104208978A (zh) * | 2014-08-28 | 2014-12-17 | 崔静思 | 一种气体净化的设备及方法 |
| CN105542876A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-05-04 | 七台河宝泰隆煤化工股份有限公司 | 一种利用低温用甲醇洗装置去除变换气中杂质的方法 |
| CN106520215A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-03-22 | 中石化宁波工程有限公司 | 一种配套粉煤气化的准贫液甲醇生成工艺 |
| CN206635251U (zh) * | 2017-03-15 | 2017-11-14 | 湖北三宁化工股份有限公司 | 一种甲醇驰放气回收净化装置 |
| US9994782B2 (en) * | 2015-04-23 | 2018-06-12 | Linde Aktiengesellschaft | Method and device for separating synthesis gas |
| CN112250258A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-22 | 云南水富云天化有限公司 | 一种煤化工混合废水的处理*** |
| CN113769540A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-10 | 河南心连心化学工业集团股份有限公司 | 一种同时适用三种变换***的甲醇洗涤塔及工艺 |
| CA3135879A1 (en) * | 2020-11-11 | 2022-05-11 | Sophia Schmidt | Process and plant for removing carbon dioxide from synthesis gas |
-
2022
- 2022-07-04 CN CN202210777647.XA patent/CN115155253B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102538393A (zh) * | 2011-07-26 | 2012-07-04 | 上海启元空分技术发展股份有限公司 | 含co2和甲烷的氪氙浓缩物的分离方法 |
| CN203355571U (zh) * | 2013-07-01 | 2013-12-25 | 陕西渭河煤化工集团有限责任公司 | 可微量调控二氧化碳浓度的低温甲醇洗洗涤塔 |
| CN104208978A (zh) * | 2014-08-28 | 2014-12-17 | 崔静思 | 一种气体净化的设备及方法 |
| US9994782B2 (en) * | 2015-04-23 | 2018-06-12 | Linde Aktiengesellschaft | Method and device for separating synthesis gas |
| CN105542876A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-05-04 | 七台河宝泰隆煤化工股份有限公司 | 一种利用低温用甲醇洗装置去除变换气中杂质的方法 |
| CN106520215A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-03-22 | 中石化宁波工程有限公司 | 一种配套粉煤气化的准贫液甲醇生成工艺 |
| CN206635251U (zh) * | 2017-03-15 | 2017-11-14 | 湖北三宁化工股份有限公司 | 一种甲醇驰放气回收净化装置 |
| CN112250258A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-22 | 云南水富云天化有限公司 | 一种煤化工混合废水的处理*** |
| CA3135879A1 (en) * | 2020-11-11 | 2022-05-11 | Sophia Schmidt | Process and plant for removing carbon dioxide from synthesis gas |
| US20220143546A1 (en) * | 2020-11-11 | 2022-05-12 | L;Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procêdês Georges Claude | Process and plant for removing carbon dioxide from synthesis gas |
| CN113769540A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-10 | 河南心连心化学工业集团股份有限公司 | 一种同时适用三种变换***的甲醇洗涤塔及工艺 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116538833A (zh) * | 2023-05-22 | 2023-08-04 | 中国神华煤制油化工有限公司 | 三股流缠绕管式换热器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115155253B (zh) | 2023-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1321966C (zh) | 对乙酸及/或乙酸甲酯连续生产方法的改进 | |
| CN115155253A (zh) | 一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制*** | |
| DE102012014094A1 (de) | Verfahren und Anlage zur Erzeugung eines H2-Produktstromes und eines CO-Produktstromes | |
| DE69516680T2 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Steuerung des Wärmeinhaltes der Gaszufuhr bei einer Partialoxydationseinrichtung | |
| TW202212261A (zh) | 控制迴路中壓力以製備氨或甲醇的方法 | |
| CN103289769A (zh) | 无循环回路的合成气完全甲烷化制合成天然气的方法 | |
| JPH07206401A (ja) | 水素製造装置の制御方法及びその装置 | |
| US3692480A (en) | Method for controlling a sulfur recovery process | |
| CN116496817A (zh) | 煤制甲醇气化炉单烧嘴跳车酸脱工序自动控制***及方法 | |
| SU971442A1 (ru) | Устройство дл автоматического управлени процессом улавливани бензольных углеводородов из коксового газа | |
| SU1693025A1 (ru) | Способ управлени процессом каталитического риформинга | |
| CN113149811B (zh) | 甲醇合成的调整方法 | |
| CN111394117A (zh) | 汽油吸附脱硫的处理方法及处理***、电子设备、存储介质 | |
| CN113429998B (zh) | 汽油吸附脱硫智能控制***及设备 | |
| US20230017255A1 (en) | Method for stable operation of a steam reforming system | |
| JPH09110401A (ja) | 水素製造装置の制御方法及びその装置 | |
| SU1555323A1 (ru) | Способ управлени процессом гидроформилировани пропилена | |
| WO2024089002A1 (en) | Method for the control of pressure in a loop for the preparation of methanol | |
| US20230202853A1 (en) | Method for the control of pressure in a loop for the preparation of ammonia or methanol | |
| SU1247075A1 (ru) | Способ автоматического управлени технологическим процессом с рециркул цией газообразного реагента | |
| Van Hoof et al. | Application of a constrained multi-variable controller to a hydrogen plant | |
| SU798160A1 (ru) | Способ управлени гидрогенизацион-НыМ пРОцЕССОМ | |
| CN114995109A (zh) | 一种基于pid的催化装置整定方法 | |
| SU1046276A1 (ru) | Способ переработки бензиновых фракций | |
| CN117612619A (zh) | 一种费托合成浆态床催化剂智能运行管理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |