螺桿與多段離心機組壓縮輸送煤氣系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種螺桿與多段離心機組壓縮輸送焦爐煤氣系統(tǒng)，包括并行設置的焦爐煤氣壓縮輸送子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)和洗滌子系統(tǒng)；所述焦爐煤氣壓縮子系統(tǒng)包括設置在焦爐煤氣柜出口處通過煤氣管道依次連通的螺桿壓縮機、直冷塔以及多級離心壓縮機組，其中每級離心壓縮機組的后端均設置一垂直列管式離心壓縮機冷卻器；所述冷卻水子系統(tǒng)包括母管和與母管連通并列設置的與離心壓縮機冷卻器數量相應用于冷卻離心壓縮機冷卻器內焦爐煤氣的支管。本發(fā)明在焦爐煤氣的壓縮輸送過程中有效地減少了壓縮缸氣門泄露和機間冷卻器阻塞的現象，大大降低檢修頻率，提高了開工率和運行效率，降低了電能消耗。
【專利說明】螺桿與多段離心機組壓縮輸送煤氣系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及焦爐煤氣應用【技術領域】，特別是一種焦爐煤氣的輸送系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在現代化化工生產中，以焦爐煤氣為原料合成氨、生產甲醇、制取氫氣、或采用燃氣輪機發(fā)電等生產加工都要先經過焦爐煤氣增壓輸送這一重要的環(huán)節(jié)?？梢哉f，增壓輸送工序是焦爐煤氣加工利用系統(tǒng)的心臟，其連續(xù)穩(wěn)定運行是確保焦爐煤氣深加工系統(tǒng)正常生產的基礎，也是確保焦化企業(yè)煤氣銷量，增加經濟效益的關鍵。
[0003]我國利用焦爐煤氣合成氨和生產甲醇的焦化企業(yè)，普遍采用四段八缸往復式壓縮機組對焦爐煤氣增壓輸送，但是，使用此技術在焦爐煤氣的壓縮輸送過程會存在較為突出的問題。首先，常壓凈化后的凈煤氣中仍含有微量的煤粉、蒽、苊、芴、氧芴、甲基萘、萘、茚、古馬隆和苯乙烯等大分子有機物，其中多種不飽和有機物具有熱敏性，易發(fā)生熱聚合生成大分子樹脂。在焦爐煤氣通過往復式壓縮機組的壓縮過程中，由于機組各段的壓縮比大，焦爐煤氣溫度高，焦爐煤氣在氣缸內停留時間長等因素，會生成有機聚合物，在壓縮缸及其氣門處積累大量的浙青狀有機物，從而導致壓縮缸氣門泄露。其次，焦爐煤氣中除含有細煤粉、焦油、萘等大分子有機物和熱敏有機物外，同時還含有C02、H2S、NH3和O2，在高溫加壓條件下，H2S與O2可發(fā)生克勞斯反應生成單質硫，熱敏性物質會發(fā)生聚合反應生成粘稠物；而在低溫加壓條件下，煤氣中微量的萘會析出結晶，CO2和H2S與NH3作用也會生成固體銨鹽。因此，當壓縮焦爐煤 氣通過臥置列管式機間冷卻器時，細煤粉、萘、熱聚粘稠物、單質硫和固體銨鹽就會造成機間冷卻器阻塞。
[0004]綜上所述，由于壓縮缸氣門泄露和機間冷卻器阻塞，在焦爐煤氣壓縮輸送中會出現以下問題:1)檢修頻繁，開工率低。據有關生產企業(yè)統(tǒng)計，煤氣利用往復式增壓機組的正常開工率不足85%。由于壓縮缸內及氣門漏氣和壓縮機間冷卻器堵塞從而導致機組檢修清掃頻繁，開工率降低。2)運行效率低，電能消耗大。氣缸與氣體壓縮活塞的往復滑動摩擦力較大，致使有效功率降低；因大分子有機物結焦沉積，造成壓縮缸進出氣門漏氣，導致壓縮煤氣回流，而做無用功；煤氣溫度高、體積大，使得壓縮輸送能耗較高。
[0005]另外，由于四段八缸往復式壓縮機組自身冷卻方式以及壓縮方法的局限，在實際的焦爐煤氣壓縮輸送中也會出現較突出的問題與不足。首先，焦爐煤氣通過每級壓縮后，煤氣溫度均會升至150°C以上，依靠循環(huán)水將其冷卻到45°C以下才能進入下一級壓縮，因此會造成煤氣壓縮輸送冷卻水消耗較多。其次，對于常壓焦爐煤氣，通過四級往復式壓縮機組后煤氣壓力最高僅能到2.3MPa，經甲烷轉化后，體積增加近1.5倍，而用于合成氨的壓力約15MPa，用于生產甲醇的壓力約6MPa，因此，后續(xù)合成氨或合成甲醇均需要再增壓，后續(xù)能耗提高。再者，目前國內生產的四段往復式壓縮機組，單臺壓縮輸送能力最大僅為22000Nm3/h。對于規(guī)模較大的焦化企業(yè)，焦爐煤氣深加工需要多臺機組，占地面積大，維護費用高，特別是往復式壓縮機組，只能采用電驅動，不能采用蒸汽驅動，不利于動力蒸汽的合理分級使用和熱工效率的提高。
【發(fā)明內容】

[0006]鑒于上述現有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種螺桿與多段離心機組壓縮輸送煤氣系統(tǒng)，用于解決焦爐煤氣壓縮輸送過程中由于壓縮缸內及氣門漏氣和壓縮機間冷卻器堵塞而導致的機組檢修清掃頻繁、開工率低、運行效率低，電能消耗大的問題。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案如下:
螺桿與多段離心機組壓縮輸送焦爐煤氣系統(tǒng)，包括并行設置的焦爐煤氣壓縮輸送子系統(tǒng)和冷卻水子系統(tǒng)；所述焦爐煤氣壓縮子系統(tǒng)包括設置在焦爐煤氣柜出口處通過煤氣管道依次連通的螺桿壓縮機、直冷塔以及多級離心壓縮機組，其中每級離心壓縮機組的后端均設置一垂直列管式離心壓縮機冷卻器；所述冷卻水子系統(tǒng)包括母管和與母管連通并列設置的與離心壓縮機冷卻器數量相應用于冷卻離心壓縮機冷卻器內焦爐煤氣的支管。
[0008]本發(fā)明的改進在于:所述直冷塔包括相連通的上段直冷塔和下段直冷塔，自螺桿壓縮機引出的焦爐煤氣送入下段直冷塔中后經上段直冷塔頂部排出。
[0009]本發(fā)明的改進在于:還包括與焦爐煤氣壓縮輸送子系統(tǒng)并行設置的洗滌子系統(tǒng)，所述洗滌子系統(tǒng)中的洗滌劑逆焦爐煤氣運行方向依次經末級離心壓縮機冷卻器至第一級離心壓縮機冷卻器后送入直冷塔中部，進入直冷塔中的洗滌劑分兩條支路對直冷塔中的焦爐煤氣進行洗滌，其中一條支路自直冷塔中部經上段直冷塔循環(huán)泵送至上段直冷塔頂部向下噴淋，另一條支路直接自直冷塔中部向下方的下段直冷塔噴淋；最后洗滌劑經直冷塔底部排出。
[0010]本發(fā)明的改 在于:自直冷塔底部排出的洗滌劑分三路輸出，第一分路經下段直冷塔循環(huán)泵返送至下段直冷塔上部，第二分路經過濾器過濾后送入螺桿壓縮機前的煤氣管道中對焦爐煤氣進行洗滌，第三分路返回至洗滌子系統(tǒng)進口端。
[0011]本發(fā)明的改進在于:所述上段直冷塔循環(huán)泵所在的支路上設置有上段直冷塔深冷水冷卻器，下段直冷塔循環(huán)泵所在的第一分路上設置有下段直冷塔循環(huán)水冷卻器，過濾器所在的第二分路上設置有螺桿壓縮機洗滌劑冷卻器。
[0012]本發(fā)明的改進在于:所述冷卻水子系統(tǒng)還包括與母管連通的用于冷卻下段直冷塔循環(huán)水冷卻器以及螺桿壓縮機洗滌劑冷卻器的支路。
[0013]本發(fā)明的改進在于:所述上段直冷塔深冷水冷卻器經16°C溴化鋰制冷水冷卻。
[0014]本發(fā)明的改進還在于:所述洗滌劑為低鹽蒸氨脫酚廢水。
[0015]由于采用了以上技術方案，本發(fā)明所取得技術進步如下:
本發(fā)明在焦爐煤氣的壓縮輸送過程中有效地減少了壓縮缸氣門泄露和機間冷卻器阻塞的現象，大大降低檢修頻率，提高了開工率和運行效率，降低了電能消耗。另外，本發(fā)明使螺桿壓縮機出口和離心機組各段出口的煤氣溫度都低于85°C，降低了煤氣溫度和冷卻水的消耗；本發(fā)明能將焦爐煤氣壓縮到1.6~3.5MPa，減小了后續(xù)增壓所帶來的能耗；壓縮機組單套功率大，可確保每年連續(xù)穩(wěn)定運行8000小時,并可采用蒸汽驅動,有利于動力蒸汽的合理分級和熱工效率的提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。[0017]其中:1.螺桿壓縮機，2.直冷塔，21.上段直冷塔循環(huán)泵，22.下段直冷塔循環(huán)泵，31~35.離心壓縮機組，4f45.離心壓縮機冷卻器，5.洗滌劑加壓泵，61.上段直冷塔深冷水冷卻器，62.下段直冷塔循環(huán)水冷卻器，63.螺桿壓縮機洗滌劑冷卻器，7.過濾器。
[0018]圖中帶箭頭的粗實線為焦爐煤氣走向，帶箭頭的細實線為洗滌劑走向，帶箭頭的虛線為冷卻水走向。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。
[0020]一種螺桿與多段離心機組壓縮輸送焦爐煤氣系統(tǒng)，其工藝流程如圖1所示。包括并行設置的焦爐煤氣壓縮輸送子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)以及洗滌子系統(tǒng)。
[0021]焦爐煤氣壓縮子系統(tǒng)包括設置在焦爐煤氣柜出口處通過煤氣管道依次連通的螺桿壓縮機1、直冷塔2以及多級離心壓縮機組，其中每級離心壓縮機組的后端均設置一垂直列管式離心壓縮機冷卻器；本實施例中共設計五級離心壓縮機組3廣35以及五個離心壓縮機冷卻器41~45。本發(fā)明中焦爐煤氣的走向如圖1中帶箭頭的粗實線所示。
[0022]本發(fā)明中的直冷塔包括相連通的上段直冷塔和下段直冷塔，自螺桿壓縮機引出的焦爐煤氣送入下段直冷塔中后經上段直冷塔頂部排出。 [0023]洗滌子系統(tǒng)中的洗滌劑逆焦爐煤氣運行方向依次經末級離心壓縮機冷卻器至第一級離心壓縮機冷卻器后送入直冷塔中部，進入直冷塔中的洗滌劑分兩條支路對直冷塔中的焦爐煤氣進行洗滌，其中一條支路自直冷塔中部經上段直冷塔循環(huán)泵21送至上段直冷塔頂部向下噴淋，另一條支路直接自直冷塔中部向下方的下段直冷塔噴淋；最后洗滌劑經直冷塔底部排出。自直冷塔底部排出的洗滌劑分三路輸出，第一分路經下段直冷塔循環(huán)泵22返送至下段直冷塔上部，第二分路經過濾器7過濾后送入螺桿壓縮機前的煤氣管道中對焦爐煤氣進行洗滌，第三分路返回至洗滌子系統(tǒng)進口端。本發(fā)明中的洗滌劑采用低鹽蒸氨脫酚廢水。本發(fā)明洗滌子系統(tǒng)中洗滌劑的走向如圖1中帶箭頭的細實線所示。
[0024]上段直冷塔循環(huán)泵21所在的支路上設置有上段直冷塔深冷水冷卻器61，下段直冷塔循環(huán)泵22所在的第一分路上設置有下段直冷塔循環(huán)水冷卻器62，過濾器7所在的第二分路上設置有螺桿壓縮機洗滌劑冷卻器63 ;均用于冷卻洗滌劑。
[0025]冷卻水子系統(tǒng)包括母管和七條并列設置的支管，其中五條支管用于冷卻離心壓縮機冷卻器內焦爐煤氣，一條用于冷卻下段直冷塔循環(huán)水冷卻器62, —條用于冷卻螺桿壓縮機洗滌劑冷卻器63。而上段直冷塔深冷水冷卻器61則可通過16°C溴化鋰制冷水進行冷卻。本發(fā)明中冷卻子系統(tǒng)中冷卻水的走向如圖1中帶箭頭的虛線所示。
[0026]實際運行中，來自焦爐煤氣柜的焦爐煤氣進入螺桿壓縮機，將常壓焦爐煤氣壓縮到0.45MPa，并將焦爐煤氣中的粉塵和焦油過濾掉后送入直冷塔。在焦爐煤氣進入螺桿壓縮機前，可通過經螺桿壓縮機洗滌劑冷卻器冷卻并經過濾器過濾后的洗滌劑對焦爐煤氣進行降溫處理。
[0027]進入直冷塔的焦爐煤氣進入直冷塔后進行進一步冷卻，使其溫度降至21°C以下，同時脫除大部分焦油和細煤粉，然后再經過五級離心壓縮機組繼續(xù)增壓。在離心壓縮機組各段之間均設有離心壓縮機冷卻器，經各段離心壓縮后溫度不高于85°C的焦爐煤氣由上至下通過離心壓縮機冷卻器，同時連續(xù)往離心壓縮機冷卻器內由上至下噴灑冷卻水和洗滌劑，溶解煤氣壓縮冷卻過程生成的銨鹽，同時避免煤氣夾帶的細煤粉、焦油、萘和煤氣壓縮冷卻過程中形成的聚合粘稠物及固體單質硫等。這樣，通過最后一級離心壓縮機冷卻器后，溫度為40°c、氣壓為1.6^3.5MPa的焦爐煤氣即可被送往變壓吸附制氫或合成氨和LNG裝置的有關工序。
[0028] 在本發(fā)明中，洗滌子系統(tǒng)的前段母管中可設置洗滌劑加壓泵5，提高洗滌劑的流動能力。
【權利要求】
1.螺桿與多段離心機組壓縮輸送焦爐煤氣系統(tǒng)，其特征在于:包括并行設置的焦爐煤氣壓縮輸送子系統(tǒng)和冷卻水子系統(tǒng)；所述焦爐煤氣壓縮子系統(tǒng)包括設置在焦爐煤氣柜出口處通過煤氣管道依次連通的螺桿壓縮機(I)、直冷塔(2)以及多級離心壓縮機組，其中每級離心壓縮機組的后端均設置一垂直列管式離心壓縮機冷卻器；所述冷卻水子系統(tǒng)包括母管和與母管連通并列設置的與離心壓縮機冷卻器數量相應用于冷卻離心壓縮機冷卻器內焦爐煤氣的支管。
2.根據權利要求1所述的螺桿與多段離心機組壓縮輸送焦爐煤氣系統(tǒng)，其特征在于:所述直冷塔包括相連通的上段直冷塔和下段直冷塔，自螺桿壓縮機引出的焦爐煤氣送入下段直冷塔中后經上段直冷塔頂部排出。
3.根據權利要求1所述的螺桿與多段離心機組壓縮輸送焦爐煤氣系統(tǒng)，其特征在于:還包括與焦爐煤氣壓縮輸送子系統(tǒng)并行設置的洗滌子系統(tǒng)，所述洗滌子系統(tǒng)中的洗滌劑逆焦爐煤氣運行方向依次經末級離心壓縮機冷卻器至第一級離心壓縮機冷卻器后送入直冷塔中部，進入直冷塔中的洗滌劑分兩條支路對直冷塔中的焦爐煤氣進行洗滌，其中一條支路自直冷塔中部經上段直冷塔循環(huán)泵(21)送至上段直冷塔頂部向下噴淋，另一條支路直接自直冷塔中部向下方的下段直冷塔噴淋；最后洗滌劑經直冷塔底部排出。
4.根據權利要求3所述的螺桿與多段離心機組壓縮輸送焦爐煤氣系統(tǒng)，其特征在于:自直冷塔底部排出的洗滌劑分三路輸出，第一分路經下段直冷塔循環(huán)泵(22 )返送至下段直冷塔上部，第二分路經過濾器(7)過濾后送入螺桿壓縮機前的煤氣管道中對焦爐煤氣進行洗滌，第三分路返回至洗滌子系統(tǒng)進口端。
5.根據權利要求4所述的螺桿與多段離心機組壓縮輸送焦爐煤氣系統(tǒng)，其特征在于:所述上段直冷塔循環(huán)泵(21)所在的支路上設置有上段直冷塔深冷水冷卻器(61)，下段直冷塔循環(huán)泵(22)所在的第一分路上設置有下段直冷塔循環(huán)水冷卻器(62)，過濾器(7)所在的第二分路上設置有螺桿壓縮機洗滌劑冷卻器(63)。
6.根據權利要求5所述的螺桿與多段離心機組壓縮輸送焦爐煤氣系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻水子系統(tǒng)還包括與母管連通的用于冷卻下段直冷塔循環(huán)水冷卻器(62)以及螺桿壓縮機洗滌劑冷卻器(63)的支路。
7.根據權利要求5所述的螺桿與多段離心機組壓縮輸送焦爐煤氣系統(tǒng)，其特征在于:所述上段直冷塔深冷水冷卻器(61)經16°C溴化鋰制冷水冷卻。
8.根據權利要求3至7任一項所述的螺桿與多段離心機組壓縮輸送焦爐煤氣系統(tǒng)，其特征在于:所述洗滌劑為低鹽蒸氨脫酚廢水。
【文檔編號】C10K1/08GK104031690SQ201410234249
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權日:2014年5月30日
【發(fā)明者】侯從霞, 盧云紅, 李歡歡, 岳學軍 申請人:石家莊德正環(huán)?？萍加邢薰?br>