甲醇合成系統(tǒng)及該甲醇合成系統(tǒng)的蒸汽擴容方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種甲醇合成系統(tǒng)及該甲醇合成系統(tǒng)的蒸汽擴容方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的甲醇合成系統(tǒng)中，甲醇合成反應(yīng)器為徑向流反應(yīng)器，氣體由中心分布管進入，然后沿徑向通過裝填在殼側(cè)的催化劑床層，從而發(fā)生甲醇合成反應(yīng)。該甲醇合成反應(yīng)為放熱反應(yīng)。甲醇合成反應(yīng)器中分布大量的換熱管，連通鍋爐給水，鍋爐給水由外界提供，鍋爐給水吸收甲醇合成反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱后形成副產(chǎn)蒸汽，從而控制甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)的溫度范圍。副產(chǎn)蒸汽一部分用于預熱原料氣，另一部分被輸送至全廠的蒸汽管網(wǎng)。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)合成反應(yīng)放出的熱量僅僅由鍋爐給水直接換熱，但是，鍋爐給水在甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)能夠帶走的熱量有限，從而導致了甲醇合成反應(yīng)器輸出的氣相產(chǎn)物仍然具有大部分余熱無法得到有效回收，在后續(xù)的對氣相產(chǎn)物進行冷凝作業(yè)的時候，高溫余熱使得后續(xù)冷凝裝置的負荷增加，冷凝裝置的耗電量增加，并且冷凝裝置的耗水量也有增加，造成了能源浪費。同時，具有較高余熱溫度的氣相產(chǎn)物在冷凝裝置內(nèi)被冷凝的時候，如果，室外溫度較高，冷凝裝置則不能滿足要求，造成氣相產(chǎn)物中的甲醇不能徹底被液化，這樣分離出的循環(huán)氣中夾帶大量的氣相甲醇返回到甲醇合成反應(yīng)器中，使得合成反應(yīng)惡化，進而影響甲醇產(chǎn)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種甲醇合成系統(tǒng)及該甲醇合成系統(tǒng)的蒸汽擴容方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)合成反應(yīng)放出的熱量不能被有效帶走或利用而導致輸出的產(chǎn)物余熱溫度高的問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種甲醇合成系統(tǒng)，包括:原料氣預處理裝置，其與原料氣輸送管線連接；甲醇合成反應(yīng)器，與原料氣預處理裝置連接；鍋爐給水管線，與甲醇合成反應(yīng)器連接以使鍋爐給水在甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)換熱并輸出副產(chǎn)蒸汽；其中，鍋爐給水管線上設(shè)置有鍋爐給水預熱器，鍋爐給水預熱器的供熱入口與甲醇合成反應(yīng)器的氣相產(chǎn)物輸出口連接以使甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)的氣相產(chǎn)物在鍋爐給水預熱器內(nèi)預熱鍋爐給水后輸出。
[0006]進一步地，原料氣預處理裝置包括依次連接的壓縮機和原料氣預熱器，壓縮機與原料氣輸送管線連接，原料氣預熱器與甲醇合成反應(yīng)器的原料氣輸入口連接，且原料氣預熱器的供熱入口與甲醇合成反應(yīng)器的氣相產(chǎn)物輸出口連接以使甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)的氣相產(chǎn)物在原料氣預熱器內(nèi)預熱原料氣后輸出。
[0007]進一步地，甲醇合成系統(tǒng)還包括冷凝裝置，冷凝裝置的輸入口與鍋爐給水預熱器的供熱出口、原料氣預熱器的供熱出口連接。
[0008]進一步地，壓縮機的驅(qū)動機構(gòu)(驅(qū)動機構(gòu)優(yōu)選為汽輪機)具有輸入動力蒸汽的蒸汽輸入管路和輸出蒸汽冷凝液的冷凝液導出管路。
[0009]進一步地，甲醇合成系統(tǒng)還包括汽包，汽包的鍋爐給水入口與鍋爐給水預熱器的鍋爐給水出口連接，汽包的鍋爐給水出口與甲醇合成反應(yīng)器的鍋爐給水入口連接，汽包的蒸汽入口與甲醇合成反應(yīng)器的蒸汽出口連接，且汽包輸出副產(chǎn)蒸汽。
[0010]進一步地，冷凝裝置包括依次連接的空氣冷卻器和循環(huán)水冷凝器，空氣冷卻器與鍋爐給水預熱器、原料氣預熱器連通。
[0011]進一步地，甲醇合成系統(tǒng)還包括粗甲醇分離器，粗甲醇分離器與循環(huán)水冷凝器連接。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種甲醇合成系統(tǒng)的蒸汽擴容方法，應(yīng)用前述的甲醇合成系統(tǒng)進行生產(chǎn)操作，蒸汽擴容方法包括:原料氣在甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)并放熱，原料氣反應(yīng)后獲得熱的氣相產(chǎn)物；鍋爐給水輸入鍋爐給水預熱器，且至少部分氣相產(chǎn)物輸送至鍋爐給水預熱器對鍋爐給水進行預熱后輸出；預熱后的鍋爐給水輸入甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)以帶走甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)的熱量，且鍋爐給水形成副產(chǎn)蒸汽輸出。
[0013]進一步地，原料氣輸入甲醇合成反應(yīng)器之前流經(jīng)原料氣預熱器，且部分氣相產(chǎn)物輸送至原料氣預熱器對原料氣進行加熱后輸出。
[0014]應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，該甲醇合成系統(tǒng)包括原料氣預處理裝置、甲醇合成反應(yīng)器和鍋爐給水管線以及設(shè)置在鍋爐給水管線上的鍋爐給水預熱器，原料氣由預處理裝置處理后輸送至甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)進行甲醇合成反應(yīng)，并且在合成反應(yīng)的過程中由鍋爐給水管路提供換熱用的鍋爐給水，利用鍋爐給水與甲醇合成反應(yīng)器換熱對甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)部進行降溫。而且，在鍋爐給水進入甲醇合成反應(yīng)器之前，鍋爐給水先要在鍋爐給水預熱器中進行預熱，并且鍋爐給水預熱器利用甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)輸出的高溫的氣相產(chǎn)物對鍋爐給水進行預熱，因而鍋爐給水在甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)更易汽化為飽和蒸汽，從而帶走更多的熱量，同時降低氣相產(chǎn)物的溫度。
【附圖說明】
[0015]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0016]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的甲醇合成系統(tǒng)的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中，上述附圖包括以下附圖標記:
[0018]10、鍋爐給水預熱器；20、甲醇合成反應(yīng)器；
[0019]30、汽包；40、原料氣預熱器；
[0020]50、冷凝裝置；60、粗甲醇分離器；
[0021]70、壓縮機；81、蒸汽輸入管路；
[0022]82、冷凝液導出管路。
【具體實施方式】
[0023]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0024]如圖1所示，本實施例提供了一種甲醇合成系統(tǒng)，該甲醇合成系統(tǒng)包括原料氣預處理裝置、甲醇合成反應(yīng)器20和鍋爐給水管線，并且鍋爐給水管線上設(shè)置有鍋爐給水預熱器10。原料氣預處理裝置與原料氣輸送管線連接，從而對從原料氣輸送管線輸送來的原料氣進行預處理操作，然后將預處理后的原料氣輸送到甲醇合成反應(yīng)器20內(nèi)進行合成反應(yīng)，鍋爐給水管線與甲醇合成反應(yīng)器20連接以使鍋爐給水在甲醇合成反應(yīng)器20內(nèi)換熱并輸出副產(chǎn)蒸汽，并且，為了進一步對甲醇合成反應(yīng)器20內(nèi)放出的熱量進行回收利用，因而，利用從甲醇合成反應(yīng)器20內(nèi)輸出的高溫的氣相產(chǎn)物對鍋爐給水進行預熱，使得鍋爐給水在進入甲醇合成反應(yīng)器20之前溫度有所升高，從而鍋爐給水在甲醇合成反應(yīng)器20內(nèi)吸收熱量而快速地轉(zhuǎn)化為副產(chǎn)蒸汽輸出以提高副產(chǎn)蒸汽效率。
[0025]在本實施例中，原料氣預處理裝置包括依次連接的壓縮機70和原料氣預熱器40，壓縮機70與原料氣輸送管線連接，原料氣預熱器40與甲醇合成反應(yīng)器20的原料氣輸入口連接，且原料氣預熱器40的供熱入口與甲醇合成反應(yīng)器20的氣相產(chǎn)物輸出口連接以使甲醇合成反應(yīng)器20內(nèi)的氣相產(chǎn)物在原料氣預熱器40內(nèi)預熱原料氣后輸出。這樣，甲醇合成系統(tǒng)能夠進一步地通過原料氣預熱器40利用甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)放出的熱量，從而進一步降低甲醇合成反應(yīng)器輸出的氣相產(chǎn)物的溫度以減輕后續(xù)的冷凝裝置的負荷。
[0026]甲醇合成系統(tǒng)還包括冷凝裝置50，冷凝裝置50的輸入口與鍋爐給水預熱器10的供熱出口、原料氣預熱器40的供熱出口連接，這樣，高溫的氣相產(chǎn)物在鍋爐給水預熱器10和原料氣預熱器40中換熱完成后經(jīng)供熱出口流出，換熱后的氣相產(chǎn)物流進冷凝裝置50內(nèi)進行進一步冷凝降溫。具體地，冷凝裝置50包括依次連接的空氣冷卻器和循環(huán)水冷凝器，空氣冷卻器與鍋爐給水預熱器10、原料氣預熱器40連通。經(jīng)過多重換熱冷卻之后的產(chǎn)物在粗甲醇分離系統(tǒng)內(nèi)分離出粗甲醇，并將分離出來的粗甲醇輸送至后續(xù)的精甲醇加工設(shè)備中進行進一步加工生產(chǎn)。
[0027]優(yōu)選地，壓縮機70由汽輪機進行驅(qū)動(即壓縮機70的驅(qū)動機構(gòu)是汽輪機)，汽輪機具有用于輸入動力蒸汽的蒸汽輸入管路81和用于輸出蒸汽冷凝液的冷凝液導出管路
82ο
[0028]甲醇合成系統(tǒng)還包括汽包30，汽包30的鍋爐給水入口與鍋爐給水預熱器10的鍋爐給水出口連接，汽包30的鍋爐給水出口與甲醇合成反應(yīng)器20的鍋爐給水入口連接，汽包30的蒸汽入口與甲醇合成反應(yīng)器20的蒸汽出口連接，且汽包30輸出副產(chǎn)蒸汽。汽包30能夠較好地對鍋爐給水的壓力以及對形成的副產(chǎn)蒸汽的氣壓進行平衡控制，降低因甲醇合成系統(tǒng)中的液相和/或氣相流體的壓力不穩(wěn)定而影響甲醇的正常合成，保證甲醇合成系統(tǒng)穩(wěn)定工作。在工作過程中，經(jīng)過鍋爐給水預熱器10加熱的鍋爐給水首先流入汽包30，然后，汽包30將鍋爐給水輸入甲醇合成反應(yīng)器20內(nèi)進行換熱。鍋爐給水在甲醇合成反應(yīng)器20內(nèi)吸熱產(chǎn)生飽和蒸汽和吸熱后的水，即鍋爐給水在甲醇合成反應(yīng)器20內(nèi)換熱后形成了汽水混合物。吸熱后的汽水混合物再次輸送至汽包30內(nèi)，并在汽包30內(nèi)進行分離，分離并輸出副產(chǎn)蒸汽(副產(chǎn)蒸汽是飽和蒸汽)。
[0029]如圖1所示，本實施例的甲醇合成系統(tǒng)包括相互連通的甲醇合成反應(yīng)器20和鍋爐給水預熱器10，蒸汽擴容方法包括:原料氣在甲醇合成反應(yīng)器20內(nèi)反應(yīng)并放熱，原料氣反應(yīng)后獲得熱的氣相產(chǎn)物；5.04Mpa至5.07Mpa的鍋爐給水加壓到5.50Mpa后輸入鍋爐給水預熱器10，鍋爐給水的溫度在150°C至155°C，且至少部分氣相產(chǎn)物輸送至鍋爐給水預熱器10對鍋爐給水進行預熱后輸出；預熱后的鍋爐給水的溫度達到158°C?204°C左右后輸入甲醇合成反應(yīng)器20內(nèi)以帶走甲醇合成反應(yīng)器20