本實(shí)用新型涉及一種甲醇生產(chǎn)設(shè)備，尤其是指一種觸媒安全保護(hù)裝置及甲醇合成塔系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

甲醇合成塔的操作是甲醇生產(chǎn)的中心，不僅關(guān)系甲醇的產(chǎn)量質(zhì)量、消耗，而且影響催化劑和設(shè)備的使用壽命，乃至全廠的經(jīng)濟(jì)效益，因此，一切操作條件都要維護(hù)甲醇合成塔的生產(chǎn)條件。影響合成甲醇的各種因素有：溫度、壓力、空間速度、氣體組份等。甲醇合成觸媒需要在一定范圍內(nèi)才能發(fā)揮最大的活性、所以合成反應(yīng)需要嚴(yán)格控制好觸媒床層的溫度。要控制好觸媒床層的溫度必需依附于自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)，但實(shí)際情況是：過(guò)程控制裝置無(wú)法100%的保證整個(gè)裝置生產(chǎn)的穩(wěn)定性和連續(xù)性，因此，對(duì)于影響甲醇合成塔的觸媒床層溫度的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥要采用相應(yīng)的保護(hù)措施，即氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的斷電、斷氣、斷信號(hào)（簡(jiǎn)稱(chēng)“三斷”）保護(hù)，使氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥保持在故障前的原有位置處，以保證調(diào)節(jié)回路被調(diào)溫度參數(shù)不變，溫度的被調(diào)作用不中斷，保障整個(gè)裝置生產(chǎn)的穩(wěn)定性和連續(xù)性，減少不必要的停產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)損失。

然而，就目前而言，現(xiàn)有甲醇合成塔并沒(méi)有對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行三斷保護(hù)的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種觸媒安全保護(hù)裝置及甲醇合成塔系統(tǒng)，其主要目的在于克服現(xiàn)有甲醇合成塔容易因氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥三斷而出現(xiàn)停產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)損失的缺陷。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種觸媒安全保護(hù)裝置，包括氣源、單電控電磁換向閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、信號(hào)比較器、智能閥門(mén)定位器、氣動(dòng)保位閥以及控制系統(tǒng)，所述信號(hào)比較器的使能端連接于所述控制系統(tǒng)的輸出端；所述信號(hào)比較器的輸出端與智能閥門(mén)定位器的使能端連接；所述氣源分成兩路，一路與所述單電控電磁換向閥的進(jìn)氣端連接，另一路與所述智能閥門(mén)定位器的進(jìn)氣端連接；所述單電控電磁換向閥的出氣端與氣動(dòng)保位閥的進(jìn)氣端連接；所述氣動(dòng)保位閥的進(jìn)氣端與智能閥門(mén)定位器的出氣端連接，氣動(dòng)保位閥的出氣端與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的膜室連接。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)比較器用于接收控制系統(tǒng)輸出控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的電流信號(hào)，并與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值進(jìn)行運(yùn)算比較。

進(jìn)一步的，所述智能閥門(mén)定位器用于接收信號(hào)比較器輸出的電流信號(hào)，并將該電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成氣動(dòng)信號(hào)給氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的膜室，當(dāng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的彈簧產(chǎn)生反作用力與該氣動(dòng)信號(hào)相平衡時(shí)，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥位開(kāi)度動(dòng)作至預(yù)定的開(kāi)度。

進(jìn)一步的，還包括一空氣過(guò)濾減壓器，該空氣過(guò)濾減壓器的進(jìn)氣端與氣源相連接，出氣端分成兩路，一路與所述單電控電磁換向閥的進(jìn)氣端連接，另一路與智能閥門(mén)定位器的進(jìn)氣端連接。

進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)為DCS控制系統(tǒng)，所述信號(hào)比較器上設(shè)置有一供電源，該供電源與所述DCS控制系統(tǒng)的電源系統(tǒng)并接。

進(jìn)一步的，所述單電控電磁換向閥與所述供電源電連接。

一種甲醇合成塔系統(tǒng)，包括甲醇合成塔、至少一組觸媒安全保護(hù)裝置，每組觸媒安全保護(hù)裝置均包括氣源、單電控電磁換向閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、信號(hào)比較器、智能閥門(mén)定位器、氣動(dòng)保位閥以及控制系統(tǒng)，所述信號(hào)比較器的使能端連接于所述控制系統(tǒng)的輸出端；所述信號(hào)比較器的輸出端與智能閥門(mén)定位器的使能端連接；所述氣源分成兩路，一路與所述單電控電磁換向閥的進(jìn)氣端連接，另一路與所述智能閥門(mén)定位器的進(jìn)氣端連接；所述單電控電磁換向閥的出氣端與氣動(dòng)保位閥的進(jìn)氣端連接；所述氣動(dòng)保位閥的進(jìn)氣端與智能閥門(mén)定位器的出氣端連接，氣動(dòng)保位閥的出氣端與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的膜室連接。

進(jìn)一步的，所述觸媒安全保護(hù)裝置共設(shè)置有四組，分別為第一觸媒安全保護(hù)裝置、第二觸媒安全保護(hù)裝置、第三觸媒安全保護(hù)裝置和第四觸媒安全保護(hù)裝置，甲醇合成塔的循環(huán)氣經(jīng)油水分離后氣體分兩路一路進(jìn)甲醇合成塔作為冷激氣f1，該冷激氣f1組成第一觸媒安全保護(hù)裝置的氣源，經(jīng)由第一觸媒安全保護(hù)裝置的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥后向通入甲醇合成塔中催化劑層的第二徑向?qū)?；另一路?jīng)熱交換器換熱后分四股，其中第一股作為冷激氣f2組成第二觸媒安全保護(hù)裝置的氣源，經(jīng)由第二觸媒安全保護(hù)裝置的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥后向通入甲醇合成塔中催化劑層的第一徑向?qū)?；其中第二股作為冷激氣f3組成第三觸媒安全保護(hù)裝置的氣源，經(jīng)由第三觸媒安全保護(hù)裝置的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥后向通入甲醇合成塔中催化劑層的第二軸向?qū)?；其中第三股作為合成塔副線氣體f4，組成第四觸媒安全保護(hù)裝置的氣源，經(jīng)由第四觸媒安全保護(hù)裝置的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥后由甲醇合成塔的塔底中心管進(jìn)入甲醇合成塔內(nèi)；其中第四股作為主氣流a從甲醇合成塔的環(huán)隙進(jìn)入底層換熱后由中心管與合成塔副線氣體f4混合進(jìn)入第一徑向?qū)臃磻?yīng)，經(jīng)四個(gè)絕熱層反應(yīng)的氣體b排出甲醇合成塔。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果在于:

本實(shí)用新型應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，以氣動(dòng)保位閥為核心，信號(hào)比較器、單電控電磁換向閥為輔助部件，及時(shí)準(zhǔn)確判斷生產(chǎn)過(guò)程中氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥存在的“三斷”故障，并能及時(shí)進(jìn)行防護(hù)動(dòng)作，進(jìn)而智能實(shí)現(xiàn)對(duì)甲醇合成塔觸媒的安全保護(hù)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型中所述甲醇合成塔系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型中所述觸媒安全保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

參照?qǐng)D1和圖2。一種甲醇合成塔系統(tǒng)，包括甲醇合成塔1、四組觸媒安全保護(hù)裝置2以及用于給甲醇合成塔1內(nèi)觸媒提供穩(wěn)定環(huán)境的循環(huán)氣。該四組觸媒安全保護(hù)裝置2分別為第一觸媒安全保護(hù)裝置2a、第二觸媒安全保護(hù)裝置2b、第三觸媒安全保護(hù)裝置2c和第四觸媒安全保護(hù)裝置2d。

參照?qǐng)D1和圖2。每組觸媒安全保護(hù)裝置2均包括氣源3、單電控電磁換向閥4、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5、信號(hào)比較器6、智能閥門(mén)定位器7、氣動(dòng)保位閥8以及控制系統(tǒng)9，所述信號(hào)比較器6的使能端連接于所述控制系統(tǒng)9的輸出端；所述信號(hào)比較器6的輸出端與智能閥門(mén)定位器7的使能端連接；所述氣源3分成兩路，一路與所述單電控電磁換向閥4的進(jìn)氣端連接，另一路與所述智能閥門(mén)定位器7的進(jìn)氣端連接；所述單電控電磁換向閥4的出氣端與氣動(dòng)保位閥8的進(jìn)氣端連接；所述氣動(dòng)保位閥8的進(jìn)氣端與智能閥門(mén)定位器7的出氣端連接，氣動(dòng)保位閥8的出氣端與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5的膜室連接。

參照?qǐng)D1和圖2。所述信號(hào)比較器6用于接收控制系統(tǒng)9輸出控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5的電流信號(hào)(4~20mA)，并與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值進(jìn)行運(yùn)算比較。所述智能閥門(mén)定位器7用于接收信號(hào)比較器6輸出的電流信號(hào)，并將該電流信號(hào)(4~20mA)轉(zhuǎn)換成（0~0.14MPa）氣動(dòng)信號(hào)給氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5的膜室，當(dāng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5的彈簧產(chǎn)生反作用力與該氣動(dòng)信號(hào)相平衡時(shí)，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5的閥位開(kāi)度動(dòng)作至預(yù)定的開(kāi)度。

參照?qǐng)D1和圖2。每組觸媒安全保護(hù)裝置2均包括一空氣過(guò)濾減壓器10，該空氣過(guò)濾減壓器10的進(jìn)氣端與氣源3相連接，出氣端分成兩路，一路與所述單電控電磁換向閥4的進(jìn)氣端連接，另一路與智能閥門(mén)定位器7的進(jìn)氣端連接。

參照?qǐng)D1和圖2。所述控制系統(tǒng)9為DCS控制系統(tǒng)，所述信號(hào)比較器6上設(shè)置有一供電源11(可選交流~220VAC，或直流24VDC)，該供電源11與所述DCS控制系統(tǒng)的電源系統(tǒng)并接。另外，所述單電控電磁換向閥4也與所述供電源11電連接。

參照?qǐng)D1和圖2。甲醇合成塔1的循環(huán)氣經(jīng)油水分離后氣體分兩路一路進(jìn)甲醇合成塔1作為冷激氣f1，該冷激氣f1組成第一觸媒安全保護(hù)裝置2a的氣源3，經(jīng)由第一觸媒安全保護(hù)裝置2a的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5后向通入甲醇合成塔1中催化劑層的第二徑向?qū)?。另一路?jīng)熱交換器換熱后分四股，其中第一股作為冷激氣f2組成第二觸媒安全保護(hù)裝置2b的氣源3，經(jīng)由第二觸媒安全保護(hù)裝置2b的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5后向通入甲醇合成塔1中催化劑層的第一徑向?qū)?；其中第二股作為冷激氣f3組成第三觸媒安全保護(hù)裝置2c的氣源3，經(jīng)由第三觸媒安全保護(hù)裝置2c的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5后向通入甲醇合成塔1中催化劑層的第二軸向?qū)樱黄渲械谌勺鳛楹铣伤本€氣體f4，組成第四觸媒安全保護(hù)裝置2d的氣源3，經(jīng)由第四觸媒安全保護(hù)裝置2d的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5后由甲醇合成塔1的塔底中心管進(jìn)入甲醇合成塔1內(nèi)；其中第四股作為主氣流a從甲醇合成塔1的環(huán)隙進(jìn)入底層換熱后由中心管與合成塔副線氣體f4混合進(jìn)入第一徑向?qū)臃磻?yīng)，經(jīng)四個(gè)絕熱層反應(yīng)的氣體b排出甲醇合成塔1。

參照?qǐng)D1和圖2。本實(shí)用新型的控制原理為：甲醇合成過(guò)程控制裝置“三斷”保護(hù)措施動(dòng)作必須及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠，以避免任一氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5自動(dòng)全關(guān)發(fā)生不必要的事故。本實(shí)用新型以氣動(dòng)保位閥8為核心，通過(guò)采集氣源壓力，即氣動(dòng)保位閥8的信號(hào)壓力與氣動(dòng)保位閥8的設(shè)定壓力（假設(shè)設(shè)定壓力為0.14MPa,可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定）比較，使智能閥門(mén)定位器7輸出的氣動(dòng)信號(hào)管路與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5膜室的氣源管路連通或切斷,氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5根據(jù)智能定位器的輸出指令進(jìn)行動(dòng)作。

1）當(dāng)控制系統(tǒng)9氣源故障時(shí)，即“斷氣源”，氣動(dòng)保位閥8的信號(hào)壓力小于氣動(dòng)保位閥8的設(shè)定壓力（假設(shè)設(shè)定壓力為0.14MPa，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定），氣動(dòng)保位閥8自動(dòng)關(guān)閉，使智能閥門(mén)定位器7輸出的氣動(dòng)信號(hào)管路與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5膜室的氣源管路切斷，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5膜室內(nèi)壓力信號(hào)被鎖死不受外界氣源影響，從而實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5的閥位保持在故障前的位置。從而實(shí)現(xiàn)甲醇合成塔1觸媒安保狀態(tài)。

2）當(dāng)控制系統(tǒng)9電源故障時(shí)，即“斷電源”，信號(hào)比較器6檢測(cè)到電源，信號(hào)比較器6動(dòng)作，使得單電控電磁換向閥4失電動(dòng)作，單電控電磁換向閥4換向切斷氣動(dòng)保位閥8的氣源供應(yīng)，氣動(dòng)保位閥8自動(dòng)關(guān)閉，后續(xù)的保護(hù)動(dòng)作和斷氣源時(shí)相同，實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5的閥位保持在故障前的位置。從而實(shí)現(xiàn)甲醇合成塔1觸媒安保狀態(tài)。

3）當(dāng)控制系統(tǒng)9失信號(hào)故障時(shí)，即“斷信號(hào)”丟失電流(4~20mA)信號(hào)，信號(hào)比較器6檢測(cè)到并動(dòng)作，使得單電控電磁換向閥4失電動(dòng)作，單電控電磁換向閥4換向切斷氣動(dòng)保位閥8的氣源供應(yīng)，氣動(dòng)保位閥8自動(dòng)關(guān)閉，后續(xù)的保護(hù)動(dòng)作和斷氣源時(shí)相同，實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5的閥位保持在故障前的位置。從而實(shí)現(xiàn)甲醇合成塔1觸媒安保狀態(tài)。

有上述可知，本實(shí)用新型能及時(shí)準(zhǔn)確判斷過(guò)程控制裝置的故障，并智能保位入甲醇合成塔1各路冷激氣的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5，及時(shí)準(zhǔn)確判斷生產(chǎn)過(guò)程中氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥5存在的“三斷”故障，并能及時(shí)進(jìn)行防護(hù)動(dòng)作，進(jìn)而智能實(shí)現(xiàn)對(duì)甲醇合成塔1觸媒的安全保護(hù)，避免事故的發(fā)生。

上述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本實(shí)用新型保護(hù)范圍的行為。