專利名稱：合成氨、甲醇原料氣的凈化方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成氨或甲醇原料氣堿洗脫硫后的低溫變換系統(tǒng)，尤其是涉及一種合成氨、甲醇原料氣的凈化方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在采用觸媒變換流程的合成氨、甲醇原料氣凈化過程中，為了脫出原料堿洗氣的有機(jī)硫，在低溫變換爐(后簡稱低變爐)前設(shè)置氧化鋅脫硫槽，脫硫槽運(yùn)行溫度為 200-240°C，而進(jìn)入低變爐氣體溫度要求為170-20(TC，這樣氣體在進(jìn)入低變爐前必須減溫。氧化鋅脫硫至低變爐部分工藝流程堿洗氣經(jīng)氧化鋅脫硫后，利用噴射器噴入低溫變換需要的蒸汽，然后經(jīng)間接水冷卻降至需要的溫度進(jìn)入低變爐。低變前水冷器是“U” 形管型，冷卻管為025X2.5mm，換熱面積為52. 9m2，管內(nèi)走水，管外走堿洗氣。通過水冷器副線調(diào)整水冷器的氣體流量來改變?nèi)氲妥儬t的氣體溫度。具體工藝流程參見圖1。此流程存在主要問題是在低變前水冷器不可避免地析出蒸汽冷凝水，根據(jù)現(xiàn)場實測，每小時排出冷凝水1. 9噸，由于大量冷凝水析出，帶來下列問題1.從導(dǎo)淋排出1. 9噸/小時冷凝水，浪費(fèi)相應(yīng)數(shù)量的中壓蒸汽。2.由于液面控制不好，在冷凝水排出時，有部分原料氣跑出，增加了合成氨或甲醇消耗。3.由于堿洗氣含有3% -8% CO2,在冷凝水中溶解生成碳酸，對換熱器列管產(chǎn)生腐蝕。一個新的換熱器芯子(碳鋼)5-6個月就發(fā)生穿孔，原料氣就會漏入冷卻水中，系統(tǒng)只能被迫停車檢修更換換熱器芯子。由于氣體的出口管道靠近水冷器底部，難免將冷凝水帶入低變爐，減少了低變爐上層觸媒的壽命。更換觸媒時發(fā)現(xiàn)，上層觸媒結(jié)塊厚度有30-40厘米。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種合成氨或甲醇原料氣堿洗脫硫后的低溫變換系統(tǒng)，其使用噴水減溫工藝，減少設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，減少系統(tǒng)冷凝水排放量，節(jié)約蒸汽。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種合成氨、甲醇原料氣的凈化方法，采用噴水減溫方法對入低變爐前的原料氣進(jìn)行降溫至170-200°c。本發(fā)明的方法，具體包括以下步驟(1)將從氧化鋅脫硫槽中出來的原料氣通入管式噴水減溫器中，采用噴水減溫方法對其進(jìn)行降溫至170-200°C ；(2)降溫后的原料氣通入和中壓蒸汽一起通入汽水分離器中，經(jīng)汽水分離后通入至低變爐中。本發(fā)明的方法，其中所述管式噴水減溫器垂直布置，減溫器上部裝配霧化噴頭，噴頭下部是喉管，使水氣進(jìn)一步混合；喉管以下是蒸發(fā)段。
本發(fā)明的方法，其中所述管式噴水減溫器采用脫鹽水或冷凝水作為減溫水，水壓 5. 0-5. 8MPa0進(jìn)一步，本發(fā)明提供上述方法使用的設(shè)備包括氧化鋅脫硫槽、管式噴水減溫器、 汽水分離器、和低變爐，原料氣通過管道通入氧化鋅脫硫槽中，氧化鋅脫硫槽后通過管道連通管式噴水減溫器，管式噴水減溫器頂部設(shè)有減溫水入口 ；管式噴水減溫器后的管道與中壓蒸汽輸送管道并聯(lián)后通入汽水分離器中，汽水分離器頂部設(shè)有汽水分離管和原料氣出口，底部設(shè)有液位報警裝置和防水閥；頂部的原料氣出口通過管道通至低變爐中，低變爐底部設(shè)有低變氣出口。上述設(shè)備，所述管式噴水減溫器垂直布置，減溫器上部裝配霧化噴頭，噴頭下部是喉管，使水氣進(jìn)一步混合；喉管以下是蒸發(fā)段。上述設(shè)備，所述管式噴水減溫器采用脫鹽水或冷凝水作為減溫水，水壓 5. 0-5. 8MPa0本發(fā)明采用噴水減溫工藝實現(xiàn)入低變爐前原料氣降溫。使用管式減溫器，垂直布置，減溫器上部裝配兩個霧化噴頭，系統(tǒng)開單機(jī)時用一個，開雙機(jī)時用兩個，以保證有較好的霧化效果。噴頭下部是喉管，使水氣進(jìn)一步混合。喉管以下是蒸發(fā)段，噴水量由蒸發(fā)段的溫度來調(diào)節(jié)。采用鍋爐給水(脫鹽水或冷凝水)作減溫水，水壓5.0-5.8MPa。將原低變前水冷器拆去芯子改成汽水分離器，把原料氣出口從底部改到頂部，增加汽水分離管，底部裝設(shè)自動排液和液位報警裝置，發(fā)生噴水過量時，在此分離并從底部排出系統(tǒng)，防止帶到低變爐。變換反應(yīng)需要的蒸汽直接加入減溫器后的管道中，取消了原低變噴射器。本發(fā)明取得的技術(shù)效果是1.延長系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行周期，節(jié)約檢修更新費(fèi)用。改用噴水減溫后，沒有因低變前水冷器管子泄漏而造成計劃外停車檢修或更換設(shè)備。改造前水冷器堵漏每年平均2-3次，更換芯子一次，共需時間30小時左右，更新費(fèi)用約3萬元。2.節(jié)能效益顯著。原來采用低變前水冷器，底部排出冷凝水就是浪費(fèi)掉的中壓蒸汽量，其損失平均為1. 9噸/時，按平均降溫40°C計算，這部分熱量在改用噴水減溫后被用于蒸發(fā)噴入的水，每小時可減少變換用蒸汽0. 6噸，扣除噴水費(fèi)用后，每年節(jié)能效益45萬兀。3.避免了大量的水被帶入低變爐，對低變爐上層觸媒使用有益。由于沒有大量水自系統(tǒng)排出，避免了排水時帶走原料氣的損失，也避免了排出的高溫冷凝水和氣體對環(huán)境的危害。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)原料氣入低變爐前間接冷卻減溫的設(shè)備示意圖；其中1是氧化鋅脫硫槽；2是低變噴射器；3是間接水冷器；4是低變爐；5是副線閥；6是放水閥；圖2是本發(fā)明原料氣入低變爐前噴水減溫的設(shè)備示意圖；其中1是氧化鋅脫硫槽； 2是管式噴水減溫器；3是汽水分離器；4是汽水分離管；5是低變爐；6是液位報警裝置；7 是放水閥。
具體實施方式
為進(jìn)一步說明本發(fā)明，結(jié)合以下實施例具體說明實施例1 一種合成氨、甲醇原料氣的凈化方法，其采用噴水減溫方法對入低變爐前的原料氣進(jìn)行降溫至170-200°C。具體包括以下步驟(1)將從氧化鋅脫硫槽中出來的原料氣通入管式噴水減溫器中，采用噴水減溫方法對其進(jìn)行降溫至170-20(TC ；所述管式噴水減溫器垂直布置，減溫器上部裝配霧化噴頭， 噴頭下部是喉管，使水氣進(jìn)一步混合；喉管以下是蒸發(fā)段。采用脫鹽水或冷凝水作為減溫水,水壓5. 5MPa。(2)降溫后的原料氣通入和中壓蒸汽一起通入汽水分離器中，經(jīng)汽水分離后通入至低變爐中。實施例2 參見圖2，一種合成氨、甲醇原料氣的凈化設(shè)備，包括氧化鋅脫硫槽1、管式噴水減溫器2、汽水分離器3、和低變爐5，堿洗原料氣通過管道通入氧化鋅脫硫槽1中，氧化鋅脫硫槽1后通過管道連通管式噴水減溫器2，管式噴水減溫器2頂部設(shè)有減溫水入口 ；管式噴水減溫器2后的管道與中壓蒸汽輸送管道并聯(lián)后通入汽水分離器3中，汽水分離器3頂部設(shè)有汽水分離管4和原料氣出口，底部設(shè)有液位報警裝置6和防水閥7 ；頂部的原料氣出口通過管道通至低變爐5中，低變爐5底部設(shè)有低變氣出口。所述管式噴水減溫器2垂直布置， 減溫器上部裝配霧化噴頭，噴頭下部是喉管，使水氣進(jìn)一步混合；喉管以下是蒸發(fā)段。所述管式噴水減溫器2采用脫鹽水或冷凝水作為減溫水，水壓5. 5MPa。其中管式噴水減溫器2垂直布置，減溫器上部裝配兩個霧化噴頭，系統(tǒng)開單機(jī)時用一個，開雙機(jī)時用兩個，以保證有較好的霧化效果。噴頭下部是喉管，使水氣進(jìn)一步混合。 喉管以下是蒸發(fā)段，噴水量由蒸發(fā)段的溫度來調(diào)節(jié)。采用鍋爐給水(脫鹽水或冷凝水)作減溫水，水壓5. 5MPa。將原低變前水冷器拆去芯子改成汽水分離器，把原料氣出口從底部改到頂部，增加汽水分離管，底部裝設(shè)自動排液和液位報警裝置，發(fā)生噴水過量時，在此分離并從底部排出系統(tǒng)，防止帶到低變爐。變換反應(yīng)需要的蒸汽直接加入減溫器后的管道中，取消了原低變噴射器。采用上述設(shè)備，溫度為220°C左右的原料氣通入脫硫槽中，脫硫槽運(yùn)行溫度為 200-240°C，脫硫槽中出來的原料氣通入管式噴水減溫器中，采用噴水減溫方法對其進(jìn)行降溫至170-200°C。降溫的原料氣與中壓蒸汽一起通入汽水分離器中，最后進(jìn)入低變爐中，中壓蒸汽的壓力是3. 9MPa。以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種合成氨、甲醇原料氣的凈化方法，其特征在于采用噴水減溫方法對入低變爐前的原料氣進(jìn)行降溫至170-200°c。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于具體包括以下步驟(1)將從氧化鋅脫硫槽中出來的原料氣通入管式噴水減溫器中，采用噴水減溫方法對其進(jìn)行降溫至170-200°C ；(2)降溫后的原料氣和中壓蒸汽一起通入汽水分離器中，經(jīng)汽水分離后通入至低變爐中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述管式噴水減溫器垂直布置，減溫器上部裝配霧化噴頭，噴頭下部是喉管，使水氣進(jìn)一步混合；喉管以下是蒸發(fā)段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述管式噴水減溫器采用脫鹽水或冷凝水作為減溫水，水壓5. 0-5. 8MPa。
5.用于權(quán)利要求1-4任一項所述方法的設(shè)備，其特征在于包括氧化鋅脫硫槽(1)、管式噴水減溫器O)、汽水分離器(3)、和低變爐(5)，原料氣通過管道通入氧化鋅脫硫槽(1) 中，氧化鋅脫硫槽(1)后通過管道連通管式噴水減溫器O)，管式噴水減溫器( 頂部設(shè)有減溫水入口 ；管式噴水減溫器( 后的管道與中壓蒸汽輸送管道并聯(lián)后通入汽水分離器 (3)中，汽水分離器(3)頂部設(shè)有汽水分離管(4)和原料氣出口，底部設(shè)有液位報警裝置 (6)和防水閥(7)；頂部的原料氣出口通過管道通至低變爐(5)中，低變爐(5)底部設(shè)有低變氣出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于所述管式噴水減溫器( 垂直布置，減溫器上部裝配霧化噴頭，噴頭下部是喉管，使水氣進(jìn)一步混合；喉管以下是蒸發(fā)段。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于所述管式噴水減溫器( 采用脫鹽水或冷凝水作為減溫水，水壓5. 0-5. 8MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種合成氨或甲醇原料氣堿洗脫硫后的低溫變換系統(tǒng)，其使用噴水減溫工藝，減少設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，減少系統(tǒng)冷凝水排放量，節(jié)約蒸汽。本發(fā)明同時涉及一種合成氨、甲醇原料氣的凈化方法和設(shè)備。
文檔編號C01B3/50GK102351146SQ20111020505
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者陸軍 申請人:安徽淮化股份有限公司