CN214361087U - 一种粗煤气制甲醇变换工段预热器增设热侧旁路*** - Google Patents
一种粗煤气制甲醇变换工段预热器增设热侧旁路*** Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种粗煤气制备甲醇变换工段预热器增设热侧旁路***，该***包括气液分离器、预热器、变换炉以及蒸汽过热器，气液分离器入口与水煤气输送管连通，气液分离器顶部出口连通有带第一阀门的两条管路；预热器管程入口与位于气液分离器顶部的其中一管路连通加热，加热后的水煤气经管程出口流出；变换炉入口通过管路与预热器管程出口以及气液分离器顶部的另一管路连通，变换炉出口通过管路与蒸汽过热器的管程入口连通，蒸汽过热器的管程出口上连通有两条管路，其一管路与预热器壳程入口连通，带第二阀门另一管路与预热器壳程出口上设有的管路连通。本实用新型不仅能够控制变换炉入口温度，而且能够提高变换炉内催化剂使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤化工设备技术领域，具体涉及一种粗煤气制甲醇变换工段预热器增设热侧旁路***。
背景技术
富含一氧化碳与氢气的粗煤气，在一定温度下经变换工艺的变换炉中的催化剂催化，使粗煤气中的一氧化碳转变为甲醇或二氧化碳和氢气，该变换工艺不仅能够生成甲醇还能够降低一氧化碳含量，提高了粗煤气的利用率。
然而现有技术中的甲醇变换工段中，在变换之前的预热器管程入口冷侧设置旁路管路，由温度控制阀TV107阀控制输入变换炉壳程入口的水煤气温度；但是实际运行过程中发现，在高负荷运行时，温度控制阀TV107全开后变换炉入口温度为276℃-278℃，无法控制在270℃-272℃，影响变换炉催化剂使用寿命，同时TV107全开也会导致变换壳程出口工艺气CO含量难以控制，进一步影响合成工段催化剂使用寿命；因此设计一种可以控制变换炉入口温度且提高变换炉内催化剂使用寿命的粗煤气制甲醇变换工段预热器增设热侧旁路***具有很大的实用价值。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种粗煤气制甲醇变换工段预热器增设热侧旁路***。
本实用新型提供了一种粗煤气制甲醇变换工段预热器增设热侧旁路***，包括
气液分离器，用于分离粗煤气中的煤渣与水煤气，入口与水煤气输送管连通，顶部出口连通有带第一阀门的两条管路；
预热器，管程入口与位于气液分离器顶部的其中一管路连通，用于将送入预热器内的水煤气加热，加热后的水煤气经管程出口流出；
变换炉，入口通过管路与预热器管程出口以及气液分离器顶部的另一管路连通，变换炉出口通过管路与蒸汽过热器的管程入口连通，蒸汽过热器的管程出口上连通有两条管路，其一管路与预热器壳程入口连通，另一管路上设有第二阀门，且该管路与预热器壳程出口上设有的管路连通。
较佳地，所述气液分离器底部出口上设有液体排出管。
较佳地，所述变换炉内设有钴钼耐硫变换催化剂。
较佳地，所述蒸汽过热器为轴径向变换炉。
较佳地，所述第一阀门为电控阀，所述第二阀门均为手动控制阀，所述电控阀与中控室电连接，且电控阀与电源电连接。
所述变换炉入口与变换炉出口均设有用于检测变换炉入口与变换炉出口的温度传感器，所述温度传感器与中控室电连接，用于将检测信号传递给中控室。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过在蒸汽过热器管程出口与预热器壳程输出管路之间增设带第二阀门的管路，能够在保证未进入预热器管程换热的水煤气气量不变的前提下，通过打开蒸汽过热器管程出口与预热器壳程输出管路之间连通管路上的第二阀门，减少进入预热器参与换热的热源量，使得由蒸汽过热器管程出口流入预热器内参与换热的热量减少，不仅能够达到降低变换炉入口温度的目的，延长变换炉内催化剂寿命，而且还能够使得变换炉出口温度得到再次利用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的实际生产工艺流程图
附图标记说明：
1.气液分离器，2.预热器，3.变换炉，4.蒸汽过热器，5.粗煤气过滤器。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
如图1-2所示，本实用新型提供的一种粗煤气制甲醇变换工段预热器增设热侧旁路***，包括气液分离器1、预热器2以及变换炉3，所述气液分离器1用于分离粗煤气中的煤渣与水煤气，气液分离器1入口与水煤气输送管连通，气液分离器1顶部出口连通有带第一阀门的两条管路；预热器2管程入口与位于气液分离器1顶部的其中一管路连通，用于将送入预热器2内的水煤气加热，加热后的水煤气经管程出口流出；变换炉3入口通过管路与预热器2管程出口以及气液分离器1顶部的另一管路连通，用于调整水煤气中的C、H比值，变换炉3出口通过管路与蒸汽过热器4的管程入口连通，蒸汽过热器4的管程出口上连通有两条管路，其一管路与预热器2壳程入口连通，另一管路上设有第二阀门，且该管路与预热器2壳程出口上设有的管路连通，用于将工艺气输送至本工段其他换热器进一步进行热量回收后，工艺气降至40℃，进入下游工段吸收H2S、CO2，为制甲醇做好准备。
在本实施例中，为了解决现有技术中的甲醇变换工段存在的在预热器管程入口冷侧设置管路，在高负荷运行状态下，无法将变换炉入口的水煤气温度控制在270℃-272℃以及无法控制进入变换炉内的CO含量控制在一定的体积百分含量范围内，从而不仅缩短了变换炉内催化剂的使用寿命，还会使得该工艺段的热量流失的问题，采用本实用新型中给出的粗煤气制甲醇变换工段预热器增设热侧旁路***能够解决上述现有技术中存在的问题，在粗煤气制备甲醇前，首先将温度为240-255℃，压力为7.9-8.2MPa(G)，来自气化工段洗涤塔的粗煤气经气液分离器进行气液分离，分离掉气体中夹带的部分水分和煤渣后的气体由气液分离器1顶部的气体出口所连通的两条管路流出，其中一条带第一阀门的管路中输送体积含量为55％的煤气气体由预热器2管程入口进入预热器2内，通过预热器2壳程对其加热，用于能够使得流经预热器2的水煤气中的水汽化，增加进入变换炉3入口的汽气比，当预热器2直接换热，对带第一阀门的管路内流经的水煤气进行加热时，此时加热后由与预热器2管程相连通的水煤气温度远高于270℃-272℃，所以需要打开气液分离器1顶部流出的另一管路上的第一阀门，将该管路中的流经的水煤气与由预热器2管程出口流出的加热后的水煤气进行混合，使其满足进入变换炉3内入口的水煤气温度在270℃-272℃之间，但是此时需要控制进入变换炉3内入口的水煤气温度在270℃-272℃之间，就必须将气液分离器1顶部流出的另一管路上的第一阀门完全开启，但是一方面该第一阀门完全开启后虽然能将变换炉3内入口的水煤气温度在270℃-272℃之间，但是气液分离器1顶部流出的另一管路上的第一阀门完全开启又使得进入变换炉3内的CO浓度过高，影响变换炉3内催化剂的使用寿命，所以需要将温度调控后移，所以本实用新型中使用时，首先将一条带第一阀门的管路中输送体积含量为55％的煤气气体由预热器2管程入口进入预热器2内，由于第一循环时预热器2壳程内并没有流通热量气体，所以一条带第一阀门的管路中输送体积含量为55％的煤气气体由预热器2与开启一定程度的第一阀门的未经预热器2的水煤气混合后进入变换炉3入口的温度低于270℃-272℃之间，经变换炉3变换后，由变换炉3出口流出的高温气体流入蒸汽过热器4管程内，与蒸汽过热器4壳程流通的水蒸气进行换热，换热后使蒸汽过热器4壳程内流通的水蒸气变为过热水蒸气，从而使蒸汽过热器4管程的水煤气进行一次降温，如果将由蒸汽过热器4管程的水煤气全部送入预热器2壳程内对进入预热器2管程的水煤气进行换热，也会由于流经预热器2管程的水煤气温度过高，所以就需要加入未送入预热器2加热的冷煤气势必会很多，此时虽然能够使水煤气温度控制在270℃-272℃之间，但混合后的CO浓度也会过高，使得变换炉3内的催化剂床层的催化剂中毒，所以循环过程中，需要将蒸汽过热器4管程流出的水煤气部分进入预热器2的壳程进行换热，首先需要将气液分离器1顶部流出的另一管路上的第一阀门部分开启，降低进入变换炉3入口的CO浓度，从而降低高浓度CO对催化剂的毒害，同时将由蒸汽过热器4内的管程出口流出的变换水煤气分为两股，一股直接与预热器3壳程出口上连接的管路连通，另一股送入预热器2壳程内，用于降低送入预热器2壳程内参与换热的气体流量，此时才能够将一定温度范围内的进入预热器2壳程的变换水煤气控制在一定温度范围内，然后与为送入预热器2管程内的水煤气混合送入变换炉3内，然后由变换炉3出口流出的，此时流出变换炉3的变换气体温度约为420-425℃，将变换炉出口流出的气体经蒸汽过热器4的管程后，流入该蒸汽过热器4管程内的气体与蒸汽过热器4壳程内流通的4.0MPa(G)饱和蒸汽进行换热，然后将蒸汽过热器4壳程内的饱和蒸汽变为过热至390-400℃的过热蒸汽，从而将由蒸汽过热器4管程出口流出的气体温度降低至390-420℃，为了有效的利用能源，同时也是为了有效的控制进入变换炉3入口的水煤气的温度，所以由蒸汽过热器4管程出口流出的汽体一部分流入预热器2壳程，用于对流入预热器2管程内的未变换的水煤气进行加热和换热，将预热器2管程内的水煤气控制在一个低温温度范围内，由于蒸汽过热器4管程流出的汽体温度可控，所以能够有效的控制流入预热器2壳程的水煤气温度，同时为了能够控制由汽液分离器1顶部流出的未经预热器2加热的水煤气与变换炉3内加热后的水煤气的混合量(即控制由汽液分离器1顶部流出的未经预热器2加热的水煤气管路上的第一阀门的开启度)，能够有效的控制CO的浓度，所以将一部分由蒸汽过热器4管程流出的气体直接由全开第二阀门的管路与预热器2壳程流出的管路汇合，减少进入预热器2参与换热的热源，达到降低变换炉3入口温度的目的，同时起到了延长变换催化剂及合成催化剂的作用，同时也用于将工艺气输送至本工段其他预热器2进一步进行热量回收后，换热后的变换的水煤气工艺气降至40℃，进入下游工段吸收H2S、CO2，为制甲醇做好准备。
进一步地，为了进一步去除水煤气中的细煤灰，所述预热器2的管程出口与变换炉3的壳程入口之间通过管路连通有用于去除水煤气煤灰的粗煤气过滤器5，更有利于进入变换炉3内参与变换反应。
进一步地，所述气液分离器1底部出口上设有液体排出管，用于提高气液分离器的分离效果。
进一步地，给出了变换炉3内应用的催化剂，所述变换炉3内设有钴钼耐硫变换催化剂。
进一步地，所述蒸汽过热器4为轴径向变换炉。
进一步地，所述第一阀门为电控阀，所述第二阀门均为手动控制阀，所述电控阀与中控室电连接，且电控阀与电源电连接；预热器2热侧增加由蒸汽过热器4至预热器2壳程输出管相连通的带旁路手阀管路，通过减少进入预热器2壳程气量，来降低进入预热器管程内的冷侧原料气温度，同时通过减少未流经预热器2内的水煤气量，起到降低变换炉入口温度的作用，可分多次逐步投用，投用过程中中控室通过控制未流经预热器2管路上的第一阀门调整变换炉入口温度缓慢降低。待蒸汽过热器4至预热器2壳程输出管相连通的带旁路手阀全开后，中控室将变换炉3入口温度稳定在270℃-272℃之间；调整变换工段出口工艺气CO含量通过未流经预热器2管路上的第一阀门微调至±0.3％。
进一步地，所述变换炉3入口与变换炉3出口均设有用于检测变换炉3入口与变换炉3出口的温度传感器，所述温度传感器与中控室电连接，用于将检测信号传递给中控室。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种粗煤气制甲醇变换工段预热器增设热侧旁路***，其特征在于，包括
气液分离器(1)，用于分离粗煤气中的煤渣与水煤气，入口与水煤气输送管连通，顶部出口连通有带第一阀门的两条管路；
预热器(2)，管程入口与位于气液分离器(1)顶部的其中一管路连通，用于将送入预热器(2)内的水煤气加热，加热后的水煤气经管程出口流出；
变换炉(3)，入口通过管路与预热器(2)管程出口以及气液分离器(1)顶部的另一管路连通，变换炉(3)出口通过管路与蒸汽过热器(4)的管程入口连通，蒸汽过热器(4)的管程出口上连通有两条管路，其一管路与预热器(2)壳程入口连通，另一管路上设有第二阀门，且该管路与预热器(2)壳程出口上设有的管路连通。
2.如权利要求1所述的一种粗煤气制甲醇变换工段预热器增设热侧旁路***，其特征在于，所述气液分离器(1)底部出口上设有液体排出管。
3.如权利要求1所述的一种粗煤气制备甲醇变换工段预热器增设热侧旁路***，其特征在于，所述变换炉(3)内设有钴钼耐硫变换催化剂。
4.如权利要求1所述的一种粗煤气制甲醇变换工段预热器增设热侧旁路***，其特征在于，所述蒸汽过热器(4)为轴径向变换炉。
5.如权利要求1所述的一种粗煤气制甲醇变换工段预热器增设热侧旁路***，其特征在于，所述第一阀门为电控阀，所述第二阀门均为手动控制阀，所述电控阀与中控室电连接，且电控阀与电源电连接。
6.如权利要求1所述的一种粗煤气制甲醇变换工段预热器增设热侧旁路***，其特征在于，所述变换炉(3)入口与变换炉(3)出口均设有用于检测变换炉(3)入口与变换炉(3)出口的温度传感器，所述温度传感器与中控室电连接，用于将检测信号传递给中控室。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhong Wei Inventor after: Yang Jianguo Inventor after: Zhao Yuan Inventor after: Wang Weijun Inventor after: Yang Zhe Inventor after: Miao Xiangdong Inventor after: Zhang Qiang Inventor before: Zhong Wei Inventor before: Zhao Yuan Inventor before: Wang Weijun Inventor before: Yang Zhe Inventor before: Miao Xiangdong Inventor before: Zhang Qiang |