氨合成多聯(lián)產(chǎn)甲醇合成用變換氣的制取裝置及制取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氨合成多聯(lián)產(chǎn)甲醇合成用變換氣的制取裝置及制取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的合成氨多聯(lián)查甲醇的裝置，在變換工段制取甲醇合成用變換氣時(shí)，一般采用一定量的粗煤氣與第二變換爐后氣體混合配制符合(112-(1)2)/(0)+0)2) = 2.05?2.1的變換氣。但是這種情況，由于第二變換爐出來(lái)的氣體CO含量低，所需的粗煤氣量就比較多，這樣經(jīng)過(guò)第一變換爐的粗煤氣就會(huì)相應(yīng)減少，第一變換爐出來(lái)的高溫氣體也相應(yīng)減少，最終導(dǎo)致利用高溫氣體換熱產(chǎn)生的中壓過(guò)熱蒸汽量減少。在當(dāng)前國(guó)家取消化肥行業(yè)優(yōu)惠電價(jià)的情況下，少產(chǎn)高品質(zhì)蒸汽對(duì)企業(yè)降低生產(chǎn)成本極為不利。同時(shí)由于粗煤氣量較多，這部分氣體由于未經(jīng)變換爐攜帶的COS，帶入甲醇洗的COS就多，導(dǎo)致甲醇洗0)2產(chǎn)品氣中COS超標(biāo)，給尿素生產(chǎn)造成被動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷而提供一種提供配比效率和精度高，產(chǎn)生中壓蒸汽量較多，同時(shí)去甲醇洗變換氣COS低的氨合成多聯(lián)產(chǎn)甲醇合成用變換氣的制取裝置及制取方法。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:包括機(jī)械部分和控制部分，a、機(jī)械部分包括氣化水洗塔，氣化水洗塔出口通過(guò)管道與第二熱量及冷凝液回收單元進(jìn)口相連，氣化水洗塔出口與第二熱量及冷凝液回收單元之間的管道上依次安裝有第五三通、第一自調(diào)閥、第一三通和第二三通，第二熱量及冷凝液回收單元出口與第二洗氨塔中部進(jìn)口相連，第二洗氨塔頂部氣相出口通過(guò)管道與甲醇合成用變換氣洗滌塔下部進(jìn)口相連，甲醇合成用變換氣洗滌塔頂部氣相出口與甲醇合成裝置相連;所述第五三通第三端與氣液分離器相連，氣液分離器底部液相出口通過(guò)凝液栗與氣化水洗塔進(jìn)口相連，氣液分離器頂部氣相出口與進(jìn)料預(yù)熱器管程進(jìn)口相連，進(jìn)料預(yù)熱器管程出口依次通過(guò)第一變換爐、第三三通、中壓蒸汽過(guò)熱器管程、進(jìn)料預(yù)熱器殼程、中壓蒸汽發(fā)生器管程、第二變換爐、第四三通、第一熱量及冷凝液回收單元和第一洗氨塔下部的進(jìn)口相連，第一洗氨塔頂部氣相出口與氨合成用變換氣洗滌塔下部進(jìn)口相連，氨合成用變換氣洗滌塔頂部氣相出口通過(guò)液氮洗裝置與氨合成裝置相連;脫鹽水管道依次通過(guò)管道與中壓蒸汽發(fā)生器殼程、中壓蒸汽過(guò)熱器殼程和中壓蒸汽管網(wǎng)相連;所述第三三通的第三端通過(guò)管道與第一三通的第三端相連，第四三通的第三端通過(guò)管道與第二三通的第三端相連;所述第二洗氨塔底部液相出口和第一洗氨塔底部液相出口分別與后續(xù)處理裝置相連，所述第二洗氨塔中部液相進(jìn)口和第一洗氨塔中部液相進(jìn)口分別與氣化密封水管道相連，所述氨合成用變換氣洗滌塔的底部液相出口和甲醇合成用變換氣洗滌塔的底部液相出口分別與富甲醇液再生裝置相連，所述氨合成用變換氣洗滌塔的中部液相進(jìn)口和甲醇合成用變換氣洗滌塔的中部液相進(jìn)口分別與貧甲醇液管道相連;b、控制部分包括安裝在第一三通和第二三通之間管道上的第一在線分析計(jì)算顯示儀、安裝在第二洗氨塔頂部氣相出口與甲醇合成用變換氣洗滌塔下部進(jìn)口之間管道第二在線分析計(jì)算顯示儀、第三三通的第三端與第一三通的第三端之間的管道上安裝的第二自調(diào)閥、第四三通的第三端與第二三通的第三端相連之間的管道上設(shè)置的第三自調(diào)閥；所述第一在線分析計(jì)算顯示儀和第二在線分析計(jì)算顯示儀分別與控制器的輸入端相連，控制器的輸出端分別與第二自調(diào)閥、第三自調(diào)閥相連。
[0005]優(yōu)選地，所述第二變換爐為絕熱變換爐或可控移熱變換爐之一。
[0006]優(yōu)選地，所述第一熱量及冷凝液回收單元和第二熱量及冷凝液回收單元分別包括至少一套換熱器與至少一套氣液分離器串聯(lián)構(gòu)成。
[0007]—種氨合成多聯(lián)產(chǎn)甲醇合成用變換氣的制取方法，包括如下步驟:
[0008]一、氣化水洗塔來(lái)的被蒸汽飽和的粗煤氣被分為兩部分，一部分經(jīng)過(guò)第五三通的第三端進(jìn)入氣液分離器內(nèi)，另一部分經(jīng)過(guò)第五三通、第一自調(diào)閥、第一三通和第二三通與第二熱量及冷凝液回收單元相連;所述粗煤氣的溫度為:225?240 0C，壓力為:5.3?8.5Mpa，一氧化碳的體積分?jǐn)?shù):40?55% ；
[0009]二、步驟一所述進(jìn)入氣液分離器內(nèi)的粗煤氣進(jìn)行氣液分離后，液相的水由氣液分離器底部液相出口、凝液栗和氣化水洗塔進(jìn)口進(jìn)入氣化水洗塔內(nèi)；氣相通過(guò)氣液分離器頂部氣相出口和進(jìn)料預(yù)熱器管程進(jìn)入第一變換爐內(nèi)；所述粗煤氣在第一變換爐內(nèi)進(jìn)行變換反應(yīng)后一氧化碳的體積分?jǐn)?shù):4.0?7.0%;所述粗煤氣在進(jìn)料預(yù)熱器管程中被換熱至270?310 °C ;所述粗煤氣在第一變換爐內(nèi)發(fā)生變換反應(yīng)成為變換氣，所述變換氣溫度為:440?455 °C；
[0010]三、步驟二中所述的變換氣通過(guò)第三三通進(jìn)入中壓蒸汽過(guò)熱器管程內(nèi)與中壓蒸汽發(fā)生器殼程中過(guò)來(lái)的壓力為3.5?4.0Mpa的飽和蒸汽進(jìn)行換熱，使變換氣的溫度降低至400?430°C;通過(guò)中壓蒸汽過(guò)熱器殼程內(nèi)換熱后的中壓蒸汽變成過(guò)熱蒸汽進(jìn)入中壓蒸汽管網(wǎng)內(nèi)；
[0011]四、步驟三中所述溫度降低至400?430°C的變換氣進(jìn)入進(jìn)料預(yù)熱器殼程與步驟二中進(jìn)入進(jìn)料預(yù)熱器管程的粗煤氣進(jìn)行換熱，所述變換氣溫度降低至370?400°C;
[0012]五、步驟四中的溫度降低至370?400°C的變換氣通過(guò)中壓蒸汽發(fā)生器管程與脫鹽水管道中進(jìn)入中壓蒸汽發(fā)生器殼程的脫鹽水進(jìn)行換熱后進(jìn)入第二變換爐進(jìn)行變換反應(yīng)，與中壓蒸汽發(fā)生器管程進(jìn)行換熱后產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入中壓蒸汽過(guò)熱器殼程內(nèi)；所述進(jìn)入第二變換爐進(jìn)行變換反應(yīng)后的二次變換氣的氣體中一氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為:0.4?1.7% ;
[0013]六、步驟五中所述二次變換氣經(jīng)過(guò)第一熱量及冷凝液回收單元回收熱量和氣體中冷凝液后成為溫度為20?40 0C的氣體，溫度為20?40 0C的氣體進(jìn)入第一洗氨塔內(nèi)；
[0014]七、步驟六中所述溫度為20?40°C的氣體進(jìn)入第一洗氨塔后與氣化密封水管道來(lái)的常溫，壓力為:8.0?9.0Mpa的密封水逆向接觸后，溫度為20?40°C的氣體脫除氨后由第一洗氨塔頂部氣相出口進(jìn)入氨合成用變換氣洗滌塔內(nèi)，并與貧甲醇液管道中進(jìn)入氨合成用變換氣洗滌塔內(nèi)的貧甲醇液逆向接觸，脫除酸性氣，成為凈化氣；所述凈化氣中CO2^20??111，總硫<0.1??111，0130!^25??111;所述第一洗氨塔底部的冷凝液通過(guò)第一洗氨塔底部液相出口進(jìn)入到后續(xù)處理裝置中；
[0015]八、步驟七中所述的凈化氣通過(guò)氨合成用變換氣洗滌塔頂部氣相出口進(jìn)入液氮洗裝置，液氮洗裝置進(jìn)一步脫除氣體中的CH4、C02、C030H、C0、Ar成分，并配置氮?dú)浔葹?:l的合成氣送至氨合成裝置去生產(chǎn)合成氨;所述氨合成用變換氣洗滌塔內(nèi)底部的富甲醇液通過(guò)氨合成用變換氣洗滌塔的底部液相出口進(jìn)入富甲醇液再生裝置內(nèi)；
[0016]九、步驟一中所述通過(guò)第五三通和第一自調(diào)閥的粗煤氣與通過(guò)第一變換爐、第三三通第三端、第二自調(diào)閥和第一三通的第三端的變換氣混合后成為混合氣體，上述混合氣體與經(jīng)過(guò)第二變換爐、第四三通的第三端、第三自調(diào)閥和第二三通的第三端的二次變換氣混合后進(jìn)入第二熱量和冷凝液回收單元回收熱量和氣體中冷凝液成為溫度為20?40°C的氣體，溫度為20?40°C的氣體進(jìn)入第二洗氨塔內(nèi)；
[0017]十、步驟九中所述溫度為20?40°C的氣體進(jìn)入第二洗氨塔后與氣化密封水管道來(lái)的常溫，壓力為:8.0?9.0Mpa的密封水逆向接觸后，溫度為20?40°C的氣體脫除氨后由第二洗氨塔頂部氣相出口進(jìn)入甲醇合成用變換氣洗滌塔內(nèi)，并與貧甲醇液管道中進(jìn)入甲醇合成用變換氣洗滌塔內(nèi)的貧甲醇液逆向接觸，脫除酸性氣，成為二次凈化氣;所述二次凈化氣中總硫<0.lppm，CH30H < 25ppm;所述第二洗氨塔底部的冷凝液通過(guò)第二洗氨塔底部液相出口進(jìn)入到后續(xù)處理裝置中；
[0018]十一、步驟十中所述二次凈化氣通過(guò)甲醇合成用變換氣洗滌塔頂部氣相出口進(jìn)入甲醇合成裝置內(nèi)，作為生產(chǎn)甲醇的原料氣;所述甲醇合成用變換氣洗滌塔內(nèi)底部的富甲醇液通過(guò)甲醇合成用變換氣洗滌塔的底部液相出口進(jìn)入富甲醇液再生裝置內(nèi)；
[0019]十二、上述生產(chǎn)過(guò)程中第一在線分析計(jì)算顯示儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)第一三通和第二三通之間氣體中(H2-CO2) / (C0+C02)的值，當(dāng)該值顯示< 2.0或> 2.15時(shí)，第一在線分析計(jì)算顯示儀將信號(hào)反饋至控制器，控制器將信號(hào)傳遞給第二自調(diào)閥，第二自調(diào)閥開(kāi)度相應(yīng)增大或減小，直至顯示值在2.0?2.15;
[0020]十三、上述生產(chǎn)過(guò)程中第二在線分析計(jì)算顯示儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)第二洗氨塔頂部氣相出口與甲醇合成用變換氣洗滌塔下部進(jìn)口之間氣體中(H2-CO2)/(C0+C02)的值，當(dāng)該值顯示不在2.05?2.1之間時(shí)，第二在線分析計(jì)算顯示儀將信號(hào)反饋至控制器，控制器將信號(hào)傳遞給第三自調(diào)閥，第三自調(diào)閥開(kāi)度相應(yīng)增大或減小，直至顯示值在2.05?2.1。
[0021]本發(fā)明通過(guò)設(shè)置第一變換爐后一股變換氣與第一變換爐前一股粗煤氣首次粗配，然后再用第二變換爐后一股變換氣與之前的混合氣再次精配，保證甲醇合成原料氣出-0)2/C0+C02 = 2.05?2.1，同時(shí)增加了比值監(jiān)測(cè)及自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，保證甲醇合成原料氣的配制精度和效率。由于粗配量大，精配量小，一段產(chǎn)高品質(zhì)蒸汽量多，同時(shí)甲醇合成原料氣中COS含量相對(duì)較低，具有配比效率和精度高，調(diào)節(jié)手段多，產(chǎn)生高品質(zhì)蒸汽量較多，同時(shí)降低去甲醇洗變換氣中COS含量的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明控制部分結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，在各圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件。為使圖面簡(jiǎn)潔，各圖中只示意性地表示出了與發(fā)明相關(guān)的部分，它們并不代表其作為產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)。
[0025]如圖1、2所示，本發(fā)明包括機(jī)械部分和控制部分，a、機(jī)械部分包括氣化水洗塔I，氣化水洗塔I出口通過(guò)管道與第二熱量及冷凝液回收單元22進(jìn)口相連，氣化水洗塔I出口與第二熱量及冷凝液回收單元22之間的管道上依次安裝有第五三通25、第一自調(diào)閥15、第一三通20和第二三通21，第二熱量及冷凝液回收單元22出口與第二洗氨塔23中部進(jìn)口相連，第二洗氨塔23頂部氣相出口通過(guò)管道與甲醇合成用變換氣洗滌塔24下部進(jìn)口相連，甲醇合成用變換氣洗滌塔24頂部氣相出口與甲醇合成裝置34相連;所述第五三通25第三端與氣液分離器2相連，氣液分離器2底部液相出口通過(guò)凝液栗28與氣化水洗塔I進(jìn)口相連，氣液分離器2頂部氣相出口與進(jìn)料預(yù)熱器3管程進(jìn)口相連，進(jìn)料預(yù)熱器3管程出口依次通過(guò)第一變換爐
4、第三三通18、中壓蒸汽過(guò)熱器5管程、進(jìn)料預(yù)熱器3殼程、中壓蒸汽發(fā)生器6管程、第二變換爐7、第四三通19、第一熱量及冷凝液回收單元8和第一洗氨塔9下部的進(jìn)口相連，第一洗氨塔9頂部氣相出口與氨合成用變換氣洗滌塔10下部進(jìn)口相連，氨合成用變換氣洗滌塔10頂部氣相出口通過(guò)液氮洗裝置31與氨合成裝置29相連;脫鹽水管道13依次通過(guò)管道與中壓蒸汽發(fā)生器6殼程、中壓蒸汽過(guò)熱器5殼程和中壓蒸汽管網(wǎng)14相連;所述第三三通18