一种适用于甲醇合成工艺中的余压节能发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种适用于甲醇合成工艺中的余压节能发电系统。


背景技术：

2.工业甲醇是由含co+h2的合成气在一定的温度、压力及催化剂的作用下发生合成反应生产粗甲醇，合成反应后的粗甲醇经进一步精馏得到一定纯度的工业甲醇。目前甲醇合成反应均在》5mpa的高压下进行，合成塔出来经换热器换热后的流股在高压粗甲醇分离器中将粗甲醇与未反应的气体分离，分离下来的高压液相粗甲醇通过减压阀减至低压的粗甲醇闪蒸罐中，大部分溶解在粗甲醇的气体(酮和醛)等副物,在闪蒸罐里从液相甲醇中被闪蒸，使之与粗甲醇分离,闪蒸汽从粗甲闪蒸罐顶出去,液相粗甲醇送至后续工段进行进一步甲醇精馏。上述流经减压阀的流股具有高气体含量、闪蒸汽含有可燃气的特性，致使当前国内甲醇合成装置中此流股中的压力能未被回收利用，导致能量损失。
3.授权公告号为cn103373898b(申请号为201210119479.1)的中国发明专利《甲醇合成工艺、甲醇合成系统》中提到在甲醇合成工艺中的甲醇高压分离器与闪蒸罐之间安装液力透平回收高压甲醇所蕴含的压力能，液力透平输出的机械能通过三种方式进行消耗：1驱动发电机发电， 2驱动锅给给水泵工作，3通过离合器辅助异步电机驱动水泵。没有安装液力透平旁路，甲醇高压分离器的液位通过安装在液力透平进口管路上的调节阀调节，这样液力透平进口管路上的调节阀的变化会引起液力透平工况的变化，不利于液力透平的稳定运行。
4.根据目前甲醇合成装置规模越来越大的建设需求，从甲醇合成塔单塔能力及安全稳定性考虑，大部分企业采用两个甲醇合成塔并联设置来匹配的这样的建设需求，就出现了一套甲醇合成装置中有两股高压粗甲醇的压力能需要被回收利用，根据授权公告号为cn103373898b(申请号为201210119479.1)的中国发明专利《甲醇合成工艺、甲醇合成系统》中描述的内容，需要两台液力透平才能回收这两股高压粗甲醇所蕴含的压力能。
5.针对上述问题，本实用新型提出采用一台液力透平回收上述两股高压粗甲醇所蕴含的压力能，并在液力透平进出口间设置一大一小两条旁路，用于在不同的负荷情况下，调节甲醇高压分离器的液位，不再使用液力透平进口管路上的调节阀调节甲醇高压分离器，运行时液力透平进口管路上的调节阀阀位基本保持不变，所以基本保持液力透平流量不变，有利于液力透平稳定运行。


技术实现要素：

6.本实用新型所有解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能更高效、更安全可靠、更节省投资成本的回收利用高压粗甲醇压力能的适用于甲醇合成工艺中的余压节能发电系统。
7.本实用新型采用的技术方案为：一种适用于甲醇合成工艺中的余压节能发电系统，包括第一高压粗甲醇分离器、高压粗甲醇分离器和液力透平；
8.所述第一高压粗甲醇分离器的液相出口通过第一管路与液力透平的第一进口相连，所述第二高压粗甲醇分离器的液相出口通过第二管路与液力透平的第二进口相连；液力透平的第一出口通过第三管路与粗甲醇闪蒸罐的入口相连，液力透平的第二出口通过第四管路与粗甲醇闪蒸罐的入口相连；
9.所述第一管路与第三管路之间通过第一减压旁路管线和第二减压旁路管线连接；第一减压旁路管线上设有第一减压调节阀，第二减压旁路管线上设有第二减压调节阀；
10.所述第二管路与第四管路之间通过第三减压旁路管线和第四减压旁路管线连接；第三减压旁路管线上设有第三减压调节阀，第四减压旁路管线上设有第四减压调节阀。
11.进一步地，所述第一管路靠近第一高压粗甲醇分离器一端设有第一过滤器。
12.进一步地，所述第二管路靠近第二高压粗甲醇分离器一端设有第二过滤器。
13.进一步地，所述第一管路靠近液力透平第一进口一端设有第一调节阀。
14.进一步地，所述第二管路靠近液力透平第二进口一端设有第二调节阀。
15.进一步地，所述液力透平的输出轴与发电机连接。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型中通过在两套高压粗甲醇分离器与粗甲醇闪蒸罐之间设置一台液力透平，即可回收两股高压液相粗甲醇流股的压力能，直接驱动发电机发电并网，节省生产运行电耗，实现经济节能的目的。并且在液力透平的一个进出端设置两条调节旁路，以保证在运行液力透平与不运行液力透平的两种工况下，调节高压粗甲醇分离器液位的需求。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例中适用于甲醇合成工艺中的余压节能发电系统的示意图；
18.图2为本实用新型另一个实施例中适用于甲醇合成工艺中的余压节能发电系统的的示意图；
19.其中：
20.第一分离器进口1、第一高压粗甲醇分离器2、第一过滤器3、第一减压调节阀4、第二减压调节阀5、第一调节阀6、液力透平7、粗甲醇闪蒸罐8、第二分离器进口9、第二高压粗甲醇分离器10、第二过滤器11、第三减压调节阀12、第四减压调节阀13、第二调节阀14、第一气相出口管线15、第二气相出口管线16、闪蒸罐气相出口管线17、闪蒸罐液相出口管线18、第一管路19、第二管路20、第三管路21、第四管路22、第一减压旁路管线23、第二减压旁路管线24、第三减压旁路管线25、第四减压旁路管线26。
具体实施方式
21.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明；在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本实用新型所列举的各实施例仅用以说明本实用新型，并非用以限制本实用新型的范围。对本实用新型所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本实用新型的精神与范围。
22.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。如图1和图2 所示，本实施
例中的适用于甲醇合成工艺中的余压节能发电系统，包括第一高压粗甲醇分离器2、第二高压粗甲醇分离器10和液力透平7；
23.液力透平7共有两个进口与两个出口，一个进口连接第一高压粗甲醇分离器2的液相出口，另一个进口连接第二高压粗甲醇分离器10的液相出口，两个出口均连接粗甲醇闪蒸罐8的进口；
24.第一高压粗甲醇分离器2的第一分离器进口1和第二高压粗甲醇分离器10的第二分离器进口9连接上游甲醇合成塔出口经换热器换热后的管道，第一高压粗甲醇分离器2的顶部设有第一气相出口管线15；
25.第二高压粗甲醇分离器10的顶部设有第二气相出口管线16，第一气相出口管线15和第二气相出口管线16连接至循环气压缩机入口；
26.第一高压粗甲醇分离器2的液相出口通过第一管路19与液力透平7的第一进口相连，第二高压粗甲醇分离器10的出口通过第二管路20与液力透平7的第二进口相连；液力透平7的第一出口通过第三管路21与粗甲醇闪蒸罐8的入口相连，液力透平7的第二出口通过第四管路22与粗甲醇闪蒸罐8的入口相连；
27.为了方便调节液力透平7上游第一高压粗甲醇分离器2和第二高压粗甲醇分离器10的液位，以保证液位的稳定，在液力透平的每个进口管线和出口管线之间设置有两条减压旁路管线，一条为全流量旁路减压管线，管线上设置有全流量调节阀；一条为小流量旁路减压管线，管线上设置有小流量调节阀。
28.具体为：第一管路19与第三管路21之间通过第一减压旁路管线23和第二减压旁路管线24连接，第一减压旁路管线23和第二减压旁路管线24 并排设置，方便操作；第一减压旁路管线23上设有第一减压调节阀4，用于全流量减压调节；第二减压旁路管线24上设有第二减压调节阀5，用于小流量减压调节；
29.第二管路20与第四管路24之间通过第三减压旁路管线25和第四减压旁路管线26连接，第三减压旁路管线25和第四减压旁路管线26并排设置，方便操作；第三减压旁路管线25上设有第三减压调节阀12，用于全流量减压调节；第四减压旁路管线26上设有第四减压调节阀13，用于小流量减压调节；
30.在液力透平7不运行时，自第一高压粗甲醇分离器2流出的粗甲醇通过第一减压旁路管线23上的第一减压调节阀4流入至粗甲醇闪蒸罐8内；在液力透平7运行时，自第一高压粗甲醇分离器2流出的粗甲醇通过第二减压旁路管线24上的第二减压调节阀5与压力透平7两条线路流入至粗甲醇闪蒸罐8内；
31.第二高压粗甲醇分离器10的操作过程与第一高压粗甲醇分离器2相同，再次不做重复描述。
32.进一步地，第一管路19靠近第一高压粗甲醇分离器2一端设有第一过滤器3；第二管路20靠近第二高压粗甲醇分离器10一端设有第二过滤器 11，第一过滤器3与第二过滤器11用于过滤粗甲醇内的杂质。
33.进一步地，为了方便调节进入液力透平7的高压粗甲醇流量，调节液力透平机组发电并网功率，将液力透平7的第一进口经第一调节阀6连接第一过滤器3的出口，液力透平7的第二进口经第二调节阀14连接第二过滤器11的出口；液力透平7的两个出口均连接粗甲醇闪蒸罐8进口。为了保证液力透平7需要紧急停车时，快速安全的停止运行，第一调节阀6
和第二调节阀14应具有快速关闭的功能，或在液力透平7进口管路的调节阀前设置快速切断阀。
34.进一步地，液力透平的输出轴与发电机连接，在两股高压液相粗甲醇流股上安装一台液力透平7来充分回收这部分压力能，并将液力透平7回收压力能后输出的轴功率驱动发电机发电并网。设备数量少，达到节能效果的同时，还降低了投资，减少了设备运行维护数量。
35.余压节能发电系统的工作工程为：来自上游甲醇合成塔出口经换热后的粗甲醇进入第一高压粗甲醇分离器2、第二高压粗甲醇分离器10中进行气液分离，气相循环气从顶部的第一气相出口管线15和第二气相出口管线16导出至循环气压缩机；液相经过第一过滤器3和第二过滤器11过滤杂质后，在液力透平7不运行工况时，进入第一减压调节阀4、第二减压调节阀12减压后流入粗甲醇闪蒸罐8内；大部分溶解在粗甲醇的气体(酮和醛)等副物,在粗甲醇闪蒸罐8里从液体粗甲醇中被闪蒸，使之与粗甲醇分离，闪蒸汽从顶部闪蒸罐气相出口管线17出去，液相从底部闪蒸罐液相出口管线18流入去去粗甲醇精馏。
36.在液力透平7运行工况时，经过第一过滤器3和第二过滤器11过滤杂质后流股被分成两部分：一部分进入第二减压调节阀5、第四减压调节阀 13减压后流入粗甲醇闪蒸罐8内，另外一部分经液力透平入口第一调节阀6、液力透平入口第二调节阀14送往液力透平7的两个入口，经过液力透平7回收压力能后，由液力透平7两个出口排出至粗甲醇闪蒸罐8内。
37.以上所述，仅为本实用新型公开的具体实施方式，但本实用新型公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型公开的保护范围之内。因此，本实用新型公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。