用于低温甲醇洗节能装置的制作方法

1.本实用新型涉及合成氨低温甲醇洗节能装置技术领域，是一种用于低温甲醇洗节能装置。


背景技术：

2.低温甲醇洗工艺利用低温甲醇在高压条件下吸收变换气中的二氧化碳和硫化氢等气体，吸收了二氧化碳和硫化氢的甲醇经过减压阀进入中压闪蒸罐，造成能量的严重浪费。
3.如附图1所示，低温甲醇洗工艺的技术概要如下：
4.（1）在变换气洗涤塔中，吸收了二氧化碳的无硫甲醇，经u型换热管热气、绕管换热器、釜式换热器与其它冷介质换热降温后，经自调阀节流减压后进入无硫甲醇闪蒸罐。
5.（2）在变换气洗涤塔中，吸收了二氧化碳、硫化氢的含硫甲醇，经u型换热管热气、绕管换热器、釜式换热器与其它冷介质换热降温后，经过自调阀节流减压后进入含硫甲醇闪蒸罐。
6.（3）硫化氢浓缩塔顶闪蒸罐中的半贫甲醇先经过半贫液气提塔进一步气提回收冷量后，再经过半贫甲醇液泵p3109a/b进入变换气洗涤塔。
7.对于上述能量浪费问题，现有技术（耍芬芬等.低温甲醇洗系统的节能改造[j].化肥工业,2019年4月,文章编号：1006
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7779（2019）02
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0049
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03）引入液力透平机组对其能量进行利用。该现有技术的技术原理为：高压液态工质所具有的能量经过透平转换为动能，流过叶轮时流体冲击叶片推动叶轮转动，从而驱动透平轴旋转，透平轴直接或经过传动机构带动其他能耗机构输出机械功。其利用高压含硫甲醇液的能量驱动硫化氢浓缩塔底泵p1603（131kw），该技术只利用含硫甲醇液能量，未利用无硫甲醇液能量，装置结构简单，能量利用率低，节约成本少。


技术实现要素：

[0008]
本实用新型提供了一种用于低温甲醇洗节能装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有利用减压过程中的能量时，仅利用了含硫甲醇液的能量，未利用无硫甲醇液能量的问题。本装置能够同时利用含硫甲醇液能量和无硫甲醇液能量，由此提高能量利用率，进一步节约成本。
[0009]
本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种用于低温甲醇洗节能装置，包括液力透平机组，液力透平机组包括泵端和两个透平端，液力透平机组的第一透平端进口连通有进含硫甲醇管线，液力透平机组的第一透平端出口连通有出含硫甲醇管线，液力透平机组的第二透平端进口连通有进无硫甲醇管线，液力透平机组的第二透平端出口连通有出无硫甲醇管线，液力透平机组的泵端进口连通有进半贫甲醇液管线，液力透平机组的泵端出口连通有出半贫甲醇液管线；进含硫甲醇管线与出含硫甲醇管线之间连通有含硫甲醇连接管线，进无硫甲醇管线与出无硫甲醇管线之间连通有无硫甲醇连接管线。
[0010]
下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：
[0011]
上述进半贫甲醇液管线上设置有过滤器和安全阀，出半贫甲醇液管线上设置有最小回流阀和安全阀。
[0012]
上述还包括含硫甲醇氨冷器和含硫甲醇闪蒸罐，含硫甲醇氨冷器的出口和含硫甲醇闪蒸罐的进口之间连通有含硫甲醇管线，进含硫甲醇管线的进液端与靠近含硫甲醇氨冷器出口的含硫甲醇管线连通，出含硫甲醇管线的出液端与靠近含硫甲醇闪蒸罐进口的含硫甲醇管线连通；在进含硫甲醇管线上设置有用于调节第一透平端转速的透平控制阀。
[0013]
上述进含硫甲醇管线与出含硫甲醇管线之间的含硫甲醇管线上设置有用于调节变换气洗涤塔a段液位的液位控制阀。
[0014]
上述还包括无硫甲醇氨冷器和无硫甲醇闪蒸罐，无硫甲醇氨冷器的出口和无硫甲醇闪蒸罐的进口之间连通有无硫甲醇管线，进无硫甲醇管线的进液端与靠近无硫甲醇氨冷器出口的无硫甲醇管线连通，出无硫甲醇管线的出液端与靠近无硫甲醇闪蒸罐进口的无硫甲醇管线连通；在进无硫甲醇管线上设置有用于调节第二透平端转速的透平控制阀。
[0015]
上述进无硫甲醇管线与出无硫甲醇管线之间的无硫甲醇管线上设置有用于调节变换气洗涤塔b段液位的液位控制阀。
[0016]
上述含硫甲醇连接管线和无硫甲醇连接管线上均设置有阀门。
[0017]
上述进含硫甲醇管线、出含硫甲醇管线、进无硫甲醇管线、出无硫甲醇管线、进半贫甲醇液管线和出半贫甲醇液管线上分别设置有压力监测仪表。
[0018]
上述液力透平机组的泵端出口连通有冲洗管线。
[0019]
上述液力透平机组的泵端与第二透平端同轴。
[0020]
本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过采用包括两个透平端的液力透平机组，把含硫甲醇和无硫甲醇两股流体原本需要减压而损失的压力能转换为机械能，即通过含硫甲醇和无硫甲醇的液力能量驱动液力透平机组的泵端，以达到输送半贫甲醇的动力需求，从而无需启动半贫甲醇液泵p3109a/b，节约了半贫甲醇液泵运行产生的电耗，不仅有效利用能量，而且节约成本。
附图说明
[0021]
附图1为现有技术的工艺流程简图。
[0022]
附图2为本实用新型应用工况的工艺流程简图。
[0023]
附图中的编码分别为：1为液力透平机组，2为第一透平端进口，3为进含硫甲醇管线，4为第一透平端出口，5为出含硫甲醇管线，6为第二透平端进口，7为进无硫甲醇管线，8为第二透平端出口，9为出无硫甲醇管线，10为泵端进口，11为进半贫甲醇液管线，12为泵端出口，13为出半贫甲醇液管线，14为含硫甲醇连接管线，15为无硫甲醇连接管线，16为过滤器，17为安全阀，18为最小回流阀，19为含硫甲醇氨冷器，20为含硫甲醇闪蒸罐，21为含硫甲醇管线，22为透平控制阀，23为液位控制阀，24为无硫甲醇氨冷器，25为无硫甲醇闪蒸罐，26为无硫甲醇管线，27为半贫甲醇液泵，28为冲洗管线，29为变换气洗涤塔，30为u型换热管，31为绕管换热器，32为硫化氢浓缩塔，33为半贫液气提塔。
具体实施方式
[0024]
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0025]
在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
[0026]
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：
[0027]
如附图2所示，该用于低温甲醇洗节能装置包括液力透平机组1，液力透平机组1包括泵端和两个透平端，液力透平机组1的第一透平端进口2连通有进含硫甲醇管线3，液力透平机组1的第一透平端出口4连通有出含硫甲醇管线5，液力透平机组1的第二透平端进口6连通有进无硫甲醇管线7，液力透平机组1的第二透平端出口8连通有出无硫甲醇管线9，液力透平机组1的泵端进口10连通有进半贫甲醇液管线11，液力透平机组1的泵端出口12连通有出半贫甲醇液管线13；进含硫甲醇管线3与出含硫甲醇管线5之间连通有含硫甲醇连接管线14，进无硫甲醇管线7与出无硫甲醇管线9之间连通有无硫甲醇连接管线15。
[0028]
本装置通过采用包括两个透平端的液力透平机组1，把含硫甲醇和无硫甲醇两股流体原本需要减压而损失的压力能转换为机械能，即通过含硫甲醇和无硫甲醇的液力能量驱动液力透平机组1的泵端，以达到输送半贫甲醇的动力需求，从而无需启动半贫甲醇液泵27 p3109a/b（电动机泵、355kw），节约了半贫甲醇液泵27运行产生的电耗，节约了成本。
[0029]
本装置通过所述第一透平端将含硫甲醇的压力能量转换为动能，通过所述第二透平端将无硫甲醇的压力能量转换为动能，以液力透平机组1两个透平端驱动其泵端运行，以所述泵端输送半贫甲醇液。
[0030]
相较于现有工艺，经含硫甲醇氨冷器19冷却后的含硫甲醇，一股经进含硫甲醇管线3引入液力透平机组1回收能量后再进入含硫甲醇闪蒸罐20，另一股直接可进入含硫甲醇闪蒸罐20。同时，经无硫甲醇氨冷器24冷却后的无硫甲醇，一股经进无硫甲醇管线7引入液力透平机组1回收能量后再进入无硫甲醇闪蒸罐25，另一股直接可进入无硫甲醇闪蒸罐25。进入各自透平端的含硫甲醇、无硫甲醇共同驱动所述泵端运行。
[0031]
在不需要将含硫甲醇、无硫甲醇引入液力透平机组1时，可通过其对应的含硫甲醇连接管线14、无硫甲醇连接管线15切出。
[0032]
可根据实际需要，对上述用于低温甲醇洗节能装置作进一步优化或/和改进：
[0033]
如附图2所示，进半贫甲醇液管线11上设置有过滤器16和安全阀17，出半贫甲醇液管线13上设置有最小回流阀18和安全阀17。
[0034]
过滤器16能过滤杂质，防止杂质损坏机泵。安全阀17保护整套装置的安全运行。最小回流阀18用于防止提转速过程泵气蚀。
[0035]
如附图2所示，还包括含硫甲醇氨冷器19和含硫甲醇闪蒸罐20，含硫甲醇氨冷器19的出口和含硫甲醇闪蒸罐20的进口之间连通有含硫甲醇管线21，进含硫甲醇管线3的进液端与靠近含硫甲醇氨冷器19出口的含硫甲醇管线21连通，出含硫甲醇管线5的出液端与靠近含硫甲醇闪蒸罐20进口的含硫甲醇管线21连通；在进含硫甲醇管线3上设置有用于调节第一透平端转速的透平控制阀22。
[0036]
通过控制进含硫甲醇管线3上的透平控制阀22，可控制进入第一透平端流体的流
量及压力，从而控制第一透平端转速大小。
[0037]
如附图2所示，进含硫甲醇管线3与出含硫甲醇管线5之间的含硫甲醇管线21上设置有用于调节变换气洗涤塔29 a段的液位控制阀23。
[0038]
如附图2所示，还包括无硫甲醇氨冷器24和无硫甲醇闪蒸罐25，无硫甲醇氨冷器24的出口和无硫甲醇闪蒸罐25的进口之间连通有无硫甲醇管线26，进无硫甲醇管线7的进液端与靠近无硫甲醇氨冷器24出口的无硫甲醇管线26连通，出无硫甲醇管线9的出液端与靠近无硫甲醇闪蒸罐25进口的无硫甲醇管线26连通；在进无硫甲醇管线7上设置有用于调节第二透平端转速的透平控制阀22。
[0039]
进无硫甲醇管线7上所述透平控制阀22的原理同上。
[0040]
如附图2所示，进无硫甲醇管线7与出无硫甲醇管线9之间的无硫甲醇管线26上设置有用于调节变换气洗涤塔29 b段的液位控制阀23。
[0041]
本领域技术人员公知，变换气洗涤塔29分为a、b两段，通过控制所述液位控制阀23，调节变换气洗涤塔29的液位。
[0042]
根据需要，含硫甲醇连接管线14和无硫甲醇连接管线15上均设置有阀门。
[0043]
根据需要，进含硫甲醇管线3、出含硫甲醇管线5、进无硫甲醇管线7、出无硫甲醇管线9、进半贫甲醇液管线11和出半贫甲醇液管线13上分别设置有压力监测仪表。
[0044]
压力监测仪表可采用现有公知公用的压力表、压力传感器等。通过压力监测，能对装置运行过程实时监控。
[0045]
如附图2所示，液力透平机组1的泵端出口12连通有冲洗管线28。
[0046]
需要时，可通过冲洗管线28对液力透平机组1的泵端进行冲洗。
[0047]
根据需要，液力透平机组1的泵端与第二透平端同轴。
[0048]
液力透平机组1的泵端与第一透平端可通过现有传动机构连接。
[0049]
相比于现有“一驱一”形式，即只利用含硫甲醇驱动硫化氢浓缩塔底泵（131kw），本装置采用“二驱一”形式，两个透平端驱动一个泵端，即无硫甲醇和含硫甲醇共同驱动半贫甲醇液输送。
[0050]
一年300天运行计算，电价0.6元/度，现有技术（耍芬芬等.低温甲醇洗系统的节能改造）节约电费131
×
300
×
24
×
0.6=56.59万元；本装置节约电费355
×
300
×
24
×
0.6=81.79万元。
[0051]
以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。