专利名称：一种可调节合成回路循环比的防喘振压缩循环装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及化工能源工程技术领域的化工合成管路和设备，尤其涉及一种可调节合成回路循环比的防喘振压缩循环装置。
背景技术：
现代化工及能源动力工程中，离心压缩机得到广泛应用，在大型甲醇或氨合成中，透平压缩机设计中通常有低压气经压缩段达到合成压力和循环段将合成后的较低压力气循环升压到合成进口压力，当合成气压缩比高时，压缩机可是有多段而逐级压缩和升压，当与循环机段分开时也分别称压缩机和循环机，一般二者同轴用同一台透平机驱动，故本实用新型以下统称压缩段和循环段。在现有国内外透平压缩机设计中，通常将合成气和循环气先在进循环段前气缸内混合。实际工业生产中往往需要在低负荷下运行或循环比作较大的调节，但离心压缩机设计制造后其压缩气量需在规定的范围内，图I是透平压缩机的特性曲线，由图I可见在不同转速下，其压缩机稳定运行范围的最小流量限是喘振线，当流量小于喘振线时就会发生喘振，喘振流量一般为正常流量的70%，通常将喘振线右移5 10%作防护曲线。例如图I中当循环机转速为100%时，设计进循环机气量为5300m3/h，当这一转速下流量降到4000m3/h，即设计气量为75%时，虽然对应的主轴功率也下降lOOKw，但已在防护线左侧，会产生喘振。当流量小于防护曲线流量时，一般采用旁路回流或放空的办法防止喘振。例如图2是现有技术中常用的透平压缩机防喘振的压缩机或循环机管路图，在生产操作中当压缩气量小于喘振线时，如图2所示用分流器S3分流循环机T2出口的循环气Q11，部分循环气Q14经旁路阀V22、与原料气Ql汇合回流至循环机T2进口，保持压缩气量大于喘振气量，或者对于像空气、CO2等价格不大的气体，不经回路而是打开放空阀V32，将防喘振而增加的部分气量经放空管放空，其余气量去合成。但采用上述旁路回流的防喘振办法，都会造成压缩机旁路回流所需的压缩功耗。当合成回路循环气量和新鲜合成气量之比(简称循环比)需做较大范围时，造成的能量损失和设备投资更大。
实用新型内容本实用新型为克服上述现有技术浪费能量和气量不能大幅变化的缺陷，提供一种可大范围调节合成回路循环比的防喘振压缩循环装置。—种可调节合成回路循环比的防喘振压缩循环装置，包括压缩机、分流器、循环段出口混合器、合成反应器、反应气分离器、弛放气分离器、循环段进口混合器和循环机，所述的分流器的出口设有二个，即第一出口和第二出口，所述的循环段进口混合器和循环段出口混合器的进口均设有二个，即第一进口和第二进口。所述的压缩机出口与分流器的进口连接，所述的分流器的第一出口与循环段出口混合器的第一进口连接，所述的循环段出口混合器的出口与合成反应器、反应气分离器、弛放气分离器依次连接，弛放气分离器的出口与循环段进口混合器的第一进口连接，循环段进口混合器的第二进口与分流器的第二出口连接，循环段进口混合器的出口与循环机进口连接，循环机出口连接至循环段出口混合器的第二进口。作为一种优选方案，所述的分流器与循环段出口混合器之间设有第一调节阀，所述的分流器与循环段进口混合器之间设有第二调节阀，用以调节合成回路循环比。所述的反应气分离器外接放液阀，所述的弛放气分离器外接放空阀。当压缩机和循环机由同一电动机或蒸汽透平机带动连在一机时，又称压缩机的压缩段和循环段，循环段出口压力和进口压力差一般为0. I 1.5Mpa。本实用新型装置运行时，经压缩后的新鲜气与循环气混合后进反应系统，所述的新鲜气部分或全部在循环机进口前端或循环机出口后端与循环气混合，通过将第一调节阀和第二调节阀全部开启或开启其中之一，控制全部新鲜气或部分新鲜气与循环气的混合比例，具体如下当第一调节阀和第二调节阀均开启时，新鲜气经压缩机加压后进入分流器，出分流器的新鲜气分为二股，一股从分流器的第一出口经第一调节阀进循环段出口混合器，与来自循环机出口的循环机出口气混合成入塔气去合成反应器；另一股新鲜气从分流器的第二出口经第二调节阀进循环段进口混合器，与来自弛放气分离器的循环气混合成循环机进口气进入循环机，经循环机加压成循环机出口气。出合成反应器的反应气进入反应气分离器，部分产品经放液阀排出，其余气体作为弛放气去弛放气分离器，部分弛放气经放空阀放空，其余弛放气作为循环气去循环段进口混合器与部分新鲜气混合。当第二调节阀关闭、第一调节阀开启时，来自压缩机出口的全部新鲜气和来自循环机出口的循环机出口气经循环段出口混合器形成入塔气去合成反应器。当第二调节阀开启、第一调节阀关闭时，来自压缩机出口的全部新鲜气和来自弛放气分离器的循环气经循环段进口混合器混合成循环机入口气，再经循环机加压成循环机出口气，去循环段出口混合器。本实用新型的防喘振压缩循环装置通过将全部或部分合成气与循环气在循环机进口端或者出口端进行缸外混合，可大幅调节合成回路循环比，与已有技术相比具有重大的有益效果I.可大幅调节生产负荷，当气化炉等前工段故障原料气不足大幅减小时，可由塔后混合改为全部或部分新鲜气与循环气在塔前混合，以防止循环气量减小引起喘振；2.当新鲜气量大幅增加时，可增加缸后混合气量，避免缸前混合使循环机超过设计能力，超负荷运行；3.可大幅调节合成回路的循环比，降低进合成塔气量，大幅提高出合成产物含量，提高醇净值或氨净值；4.降低循环比后不会由压缩循环机的气量大幅减少而引起喘振，影响安全生产； 5.与采用现有技术旁路回流或放空的办法防止喘振相比，节约了作无用功的电耗达到显著的节能效果；6.缸外混合可降低压缩机气温，例如当合成气由2. 9MPa压缩到8. 5MPa时，气温由30°C增高到170°C，需设空冷和水冷降温，否则输气量降低，增加能耗，若与循环气混合降温，会增加合成进塔气中产物含量，减少产量。
图I是透平压缩机的性能曲线。图2是现有技术透平压缩机防喘振的压缩循环机管路图图3是本实用新型的可大幅调节循环比的防喘振压缩循环装置的管路图。附图标记说明Tl-压缩机T2-循环机SI-分流器S2-循环段进口混合器S3-循环段出口混合器S4-反应气气液分离器S5-弛放气分离器R-合成反应器Vl-第一调节阀V2-第二调节阀V3-放液阀V4-放空阀；Ql-新鲜气Q2、Q3_部分新鲜气Q4-循环气Q5-循环机进口气Q6-入塔气Q7-反应气Q8-分离产品Q9-分离后反应气QlO-放空气Qll-循环机出口气。
具体实施方式
以下结合附图3对本实用新型的技术方案进行详细地说明。实施例I如图3所示的可调节合成回路循环比的防喘振压缩循环装置，包括压缩机Tl、分流器SI、循环段出口混合器S3、合成反应器R、反应气气液分离器S4、弛放气分离器S5、循环段进口混合器S2和循环机T2，所述的分流器SI的出口设有二个，即第一出口和第二出口，所述的循环段进口混合器S2和循环段出口混合器S3的进口均各设有二个，即第一进口和
第二进口。压缩机Tl的出口与分流器SI的进口连接，分流器SI的第一出口与循环段出口混合器S3的第一进口连接，所述的循环段出口混合器S3的出口与合成反应器R、反应气气液分离器S4、弛放气分离器S5依次连接，弛放气分离S5器的出口与循环段进口混合器S2的第一进口连接，循环段进口混合器S2的第二进口与分流器SI的第二出口连接，循环段进口混合器S2的出口与循环机T2进口连接，循环机T2出口连接至循环段出口混合器S3的第二进口。所述的分流器SI与循环段出口混合器S3之间设有第一调节阀VI，所述的分流器SI与循环段进口混合器S2之间设有第二调节阀V2，用以调节合成回路循环比。所述的反应气气液分离器S4外接放液阀V3，所述的弛放气分离器S5外接放空阀V4。当压缩机Tl和循环机T2由同一电动机或蒸汽透平机带动连在一机时，Tl和T2又称压缩机的压缩段和循环段，循环段出口压力P4和进口压力P3差一般为O. I I. 5Mpa。图中合成反应器R表示(甲醇合成、二甲醚、F-T、氨合成)在工业装置上除合成反应器外还有反应气Q7的热回收、换热、冷却等属已知技术，不再说明。以60万吨/年甲醇合成为例，采用上述本实用新型装置，表I为缸前混合的两种工况，即第二调节阀V2开启、第一调节阀Vl关闭时，来自压缩机Tl出口的全部新鲜气Ql和来自弛放气分离器S5的循环气Q4经循环段进口混合器S2混合成循环机入口气Q5，再经循环机T2加压成循环机出口气Q11，去循环段出口混合器S3 [0036]表I缸前混合工况数据
权利要求1.一种可调节合成回路循环比的防喘振压缩循环装置，包括压缩机、分流器、循环段出口混合器、合成反应器、反应气分离器、弛放气分离器、循环段进口混合器和循环机，其特征在于所述的分流器的出口设有二个，即第一出口和第二出口，所述的循环段进口混合器和循环段出口混合器的进口均设有二个，即第一进口和第二进口，所述的压缩机出口与分流器的进口连接，所述的分流器的第一出口与循环段出口混合器的第一进口连接，所述的循环段出口混合器的出口与合成反应器、反应气分离器、弛放气分离器依次连接，弛放气分离器的出口与循环段进口混合器的第一进口连接，循环段进口混合器的第二进口与分流器的第二出口连接，循环段进口混合器的出口与循环机进口连接，循环机出口连接至循环段出口混合器的第二进口； 所述的分流器与循环段出口混合器之间设有第一调节阀，所述的分流器与循环段进口混合器之间设有第二调节阀。
2.如权利要求I所述的可调节合成回路循环比的防喘振压缩循环装置，其特征在于所述的反应气分离器外接放液阀。
3.如权利要求I所述的可调节合成回路循环比的防喘振压缩循环装置，其特征在于所述的弛放气分离器外接放空阀。
专利摘要本实用新型公开了一种可调节合成回路循环比的防喘振压缩循环装置，包括依次连接的压缩机、分流器、循环段出口混合器、合成反应器、反应气分离器、弛放气分离器、循环段进口混合器和循环机，利用上述装置对合成回路循环比进行调节，新鲜气部分或全部在循环机进口前端或循环机出口后端与循环气混合，通过将第一调节阀和第二调节阀全部开启或开启其中之一，控制全部新鲜气或部分新鲜气与混合气的混合比例。采用本实用新型装置可大幅调节合成回路的循环比，降低生产负荷，大幅提高出合成产物含量，同时防止因循环气量减小引起喘振、影响安全生产，具有显著的节能效果。
文档编号C07C29/152GK202410615SQ20122003431
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者楼寿林, 楼韧 申请人:杭州林达化工技术工程有限公司