[實(shí)用新型]氣體換熱系統(tǒng)及包括其的甲醇合成系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520208610.0
• 申請(qǐng)日: 2015-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN204594312U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司;中國(guó)神華煤制油化工有限公司;陜西咸陽(yáng)化學(xué)工業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): F28F27/00
• 分類號(hào): F28F27/00;C07C29/152;C07C31/04
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 梁文惠;吳貴明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及甲醇生產(chǎn)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種氣體換熱系統(tǒng)及包括其的甲醇合成系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在1924年以前，甲醇幾乎全部是通過木材干餾法分解獲取。隨著社會(huì)的發(fā)展，甲醇的需要量與日俱增，木材干餾法逐漸不能滿足需要。因此人們開始采用化學(xué)合成的方法生產(chǎn)甲醇。目前，合成甲醇的方法主要是以一氧化碳與氫氣的混合氣為原料氣的氣相合成法，其具體反應(yīng)式如下：

CO+2H₂＝CH₃OH?△H＝-90.8KJ/mol

這種氣相合成方法包括高壓、中壓和低壓三種方法。其中，高壓合成法是指在高溫高壓下合成甲醇，但是此方法由于操作壓力高，動(dòng)力消耗大，設(shè)備復(fù)雜，產(chǎn)品質(zhì)量差等原因正在逐漸被淘汰；低壓法是指在低溫低壓下合成甲醇，是現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)甲醇的主流方法；而中壓法則是在低壓制備方法上進(jìn)一步發(fā)展而來(lái)，但是由于技術(shù)并不是很成熟，所以普及度并不高。現(xiàn)在70％以上的企業(yè)利用低壓合成方法制備甲醇，即用一氧化碳與氫氣為原料，在低壓和275℃左右的溫度下采用催化劑合成甲醇。

目前，這種低壓法在實(shí)際操作中，來(lái)自變換爐的CO的溫度約為450℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于低壓法制備甲醇的溫度。所以從變換爐出來(lái)的CO需要經(jīng)過蒸汽換熱器與來(lái)自汽包800’的蒸汽換熱，這樣不僅可以使CO達(dá)到所需溫度，蒸汽還可以吸收CO的過多熱能。

如圖1所示，圖1中給出了一種現(xiàn)有技術(shù)中常見的氣體換熱系統(tǒng)，在采用這種氣體換熱系時(shí)，來(lái)自汽包800’的蒸汽與從變換爐出來(lái)的CO的換熱包括以下三個(gè)步驟：

1)開始沒有蒸汽時(shí)，通過保護(hù)氣供應(yīng)裝置700’提供蒸汽與CO換熱，以保證CO的反應(yīng)溫度需求和蒸汽換熱器100’的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；

2)隨著甲醇合成反應(yīng)的進(jìn)行，汽包800’中逐漸產(chǎn)生蒸汽，蒸汽通過并氣流路200’與保護(hù)氣供應(yīng)裝置700’中的水蒸汽一并進(jìn)入蒸汽換熱器100’,與此同時(shí)，慢慢切斷保護(hù)氣供應(yīng)裝置700’的水蒸汽供應(yīng)，關(guān)閉控制閥610’，逐漸把并氣流路200’上的并氣控制閥210’開至最大。

3)最終達(dá)到正常工作狀態(tài)，即來(lái)自汽包800’的蒸汽通過與從變換爐出來(lái)的450℃的CO進(jìn)行熱交換，使CO達(dá)到反應(yīng)溫度的需求，同時(shí)蒸汽由226℃過熱至390℃。

但是在現(xiàn)有技術(shù)中蒸汽與CO的換熱步驟中的第二步存在巨大的缺點(diǎn)，因?yàn)樵诓饬髀?00’中通入蒸汽時(shí)，隨著汽包壓力和溫度的升高，需要及時(shí)調(diào)整汽包壓力調(diào)節(jié)閥810’使蒸汽的溫度變化在指標(biāo)范圍內(nèi)，而在此同時(shí)還需要通過使控制閥610’逐步關(guān)閉，最終切斷保護(hù)氣供應(yīng)裝置700’中的水蒸汽的供應(yīng)和逐漸把并氣流路上200’的并氣控制閥210’開至最大。

調(diào)整汽包壓力調(diào)節(jié)閥810’、關(guān)閉控制閥610’這兩個(gè)操作，在實(shí)際操作中因?yàn)椴僮鞣群涂赡艹霈F(xiàn)的工藝波動(dòng)等因素的存在，就很容易出現(xiàn)并氣操作失控、蒸汽換熱器殼程流動(dòng)蒸汽流量較大幅度波動(dòng)的情況，據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)當(dāng)出蒸汽過熱工藝氣溫度波動(dòng)范圍超過10℃/分鐘時(shí)，必然出現(xiàn)蒸汽換熱器封頭泄漏的后果，影響正常開車進(jìn)度，嚴(yán)重時(shí)被迫停工。

基于上述原因，有必要提出一種有效的方法，以避免在蒸汽換熱過程中并氣失控的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型旨在提供一種氣體換熱系統(tǒng)及包括其的甲醇合成系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中蒸汽換熱過程中并氣失控的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種氣體換熱系統(tǒng)，包括蒸汽換熱器；進(jìn)氣流路，與蒸汽換熱器的蒸汽進(jìn)口端相連，進(jìn)氣流路上設(shè)置有第一控制閥；出氣流路與蒸汽換熱器的蒸汽出口端相連；保護(hù)氣流路，一端與進(jìn)氣流路相連，形成第一連接點(diǎn)，第一連接點(diǎn)位于第一控制閥和蒸汽進(jìn)口端之間，保護(hù)氣流路上設(shè)有第二控制閥；氣體換熱系統(tǒng)還包括：穩(wěn)壓流路，一端與進(jìn)氣流路相連，形成第二連接點(diǎn)，且第二連接點(diǎn)位于第一控制閥的上游，另一端向外延伸形成排出口，穩(wěn)壓流路上設(shè)置有第三控制閥。

進(jìn)一步地，上述氣體換熱系統(tǒng)還包括與出氣流路相連的排氣流路，排氣流路上還設(shè)有第四控制閥。

進(jìn)一步地，上述穩(wěn)壓流路的排出口與排氣流路連接于第三連接點(diǎn)，且第三連接點(diǎn)沿氣體的流動(dòng)方向設(shè)置在第四控制閥的下游。

進(jìn)一步地，上述氣體換熱系統(tǒng)還包括設(shè)置在穩(wěn)壓流路上的壓力表，壓力表沿氣體的流動(dòng)方向設(shè)置在第三控制閥的下游。

進(jìn)一步地，上述氣體換熱系統(tǒng)還包括設(shè)置在穩(wěn)壓流路上的壓力調(diào)節(jié)閥，壓力調(diào)節(jié)閥沿氣流的流動(dòng)方向設(shè)置在壓力表的下游。

進(jìn)一步地，上述氣體換熱系統(tǒng)還包括設(shè)置在穩(wěn)壓流路上的消音器。