本發明專利技術公開了一種可調節合成回路循環比的防喘振壓縮循環裝置，包括依次連接的壓縮機、分流器、循環段出口混合器、合成反應器、反應氣分離器、弛放氣分離器、循環段進口混合器和循環機；本發明專利技術還公開了利用上述裝置對合成回路循環比進行調節的工藝，新鮮氣部分或全部在循環機進口前端或循環機出口后端與循環氣混合，通過將第一調節閥和第二調節閥全部開啟或開啟其中之一，控制全部新鮮氣或部分新鮮氣與混合氣的混合比例。采用本發明專利技術裝置可大幅調節合成回路的循環比，降低生產負荷，大幅提高出合成產物含量，同時防止因循環氣量減小引起喘振、影響安全生產，具有顯著的節能效果。
【技術實現步驟摘要】
一種可調節合成回路循環比的防喘振壓縮循環裝置及工藝
本專利技術涉及化工能源工程
的化工合成管路和設備，尤其涉及一種可調節合成回路循環比的防喘振壓縮循環裝置及工藝。
技術介紹
現代化工及能源動力工程中，離心壓縮機得到廣泛應用，在大型甲醇或氨合成中，透平壓縮機設計中通常有低壓氣經壓縮段達到合成壓力和循環段將合成后的較低壓力氣循環升壓到合成進口壓力，當合成氣壓縮比高時，壓縮機可是有多段而逐級壓縮和升壓，當與循環機段分開時也分別稱壓縮機和循環機，一般二者同軸用同一臺透平機驅動，故本專利技術以下統稱壓縮段和循環段。在現有國內外透平壓縮機設計中，通常將合成氣和循環氣先在進循環段前氣缸內混合。實際工業生產中往往需要在低負荷下運行或循環比作較大的調節，但離心壓縮機設計制造后其壓縮氣量需在規定的范圍內，圖1是透平壓縮機的特性曲線，由圖1可見在不同轉速下，其壓縮機穩定運行范圍的最小流量限是喘振線，當流量小于喘振線時就會發生喘振，喘振流量一般為正常流量的70％，通常將喘振線右移5～10％作防護曲線。例如圖1中當循環機轉速為100％時，設計進循環機氣量為5300m3/h，當這一轉速下流量降到4000m3/h，即設計氣量為75％時，雖然對應的主軸功率也下降100Kw，但已在防護線左側，會產生喘振。當流量小于防護曲線流量時，一般采用旁路回流或放空的辦法防止喘振。例如圖2是現有技術中常用的透平壓縮機防喘振的壓縮機或循環機管路圖，在生產操作中當壓縮氣量小于喘振線時，如圖2所示用分流器S3分流循環機T2出口的循環氣Q11，部分循環氣Q14經旁路閥V22、與原料氣Q1匯合回流至循環機T2進口，保持壓縮氣量大于喘振氣量，或者對于像空氣、CO2等價格不大的氣體，不經回路而是打開放空閥V32，將防喘振而增加的部分氣量經放空管放空，其余氣量去合成。但采用上述旁路回流的防喘振辦法，都會造成壓縮機旁路回流所需的壓縮功耗。當合成回路循環氣量和新鮮合成氣量之比(簡稱循環比)需做較大范圍時，造成的能量損失和設備投資更大。
技術實現思路
本專利技術為克服上述現有技術浪費能量和氣量不能大幅變化的缺陷，提供一種可大范圍調節合成回路循環比的防喘振壓縮循環裝置及工藝。一種可調節合成回路循環比的防喘振壓縮循環裝置，包括壓縮機、分流器、循環段出口混合器、合成反應器、反應氣分離器、弛放氣分離器、循環段進口混合器和循環機，所述的分流器的出口設有二個，即第一出口和第二出口，所述的循環段進口混合器和循環段出口混合器的進口均設有二個，即第一進口和第二進口。所述的壓縮機出口與分流器的進口連接，所述的分流器的第一出口與循環段出口混合器的第一進口連接，所述的循環段出口混合器的出口與合成反應器、反應氣分離器、弛放氣分離器依次連接，弛放氣分離器的出口與循環段進口混合器的第一進口連接，循環段進口混合器的第二進口與分流器的第二出口連接，循環段進口混合器的出口與循環機進口連接，循環機出口連接至循環段出口混合器的第二進口。作為一種優選方案，所述的分流器與循環段出口混合器之間設有第一調節閥，所述的分流器與循環段進口混合器之間設有第二調節閥，用以調節合成回路循環比。所述的反應氣分離器外接放液閥，所述的弛放氣分離器外接放空閥。當壓縮機和循環機由同一電動機或蒸汽透平機帶動連在一機時，又稱壓縮機的壓縮段和循環段，循環段出口壓力和進口壓力差一般為0.1～1.5Mpa。利用上述防喘振壓縮循環裝置對合成回路循環比進行調節的工藝，經壓縮后的新鮮氣與循環氣混合后進反應系統，所述的新鮮氣部分或全部在循環機進口前端或循環機出口后端與循環氣混合，通過將第一調節閥和第二調節閥全部開啟或開啟其中之一，控制全部新鮮氣或部分新鮮氣與循環氣的混合比例，具體如下：當第一調節閥和第二調節閥均開啟時，新鮮氣經壓縮機加壓后進入分流器，出分流器的新鮮氣分為二股，一股從分流器的第一出口經第一調節閥進循環段出口混合器，與來自循環機出口的循環機出口氣混合成入塔氣去合成反應器；另一股新鮮氣從分流器的第二出口經第二調節閥進循環段進口混合器，與來自弛放氣分離器的循環氣混合成循環機進口氣進入循環機，經循環機加壓成循環機出口氣。出合成反應器的反應氣進入反應氣分離器，部分產品經放液閥排出，其余氣體作為弛放氣去弛放氣分離器，部分弛放氣經放空閥放空，其余弛放氣作為循環氣去循環段進口混合器與部分新鮮氣混合。當第二調節閥關閉、第一調節閥開啟時，來自壓縮機出口的全部新鮮氣和來自循環機出口的循環機出口氣經循環段出口混合器形成入塔氣去合成反應器。當第二調節閥開啟、第一調節閥關閉時，來自壓縮機出口的全部新鮮氣和來自弛放氣分離器的循環氣經循環段進口混合器混合成循環機入口氣，再經循環機加壓成循環機出口氣，去循環段出口混合器。本專利技術的防喘振壓縮循環裝置通過將全部或部分合成氣與循環氣在循環機進口端或者出口端進行缸外混合，可大幅調節合成回路循環比，與已有技術相比具有重大的有益效果：1.可大幅調節生產負荷，當氣化爐等前工段故障原料氣不足大幅減小時，可由塔后混合改為全部或部分新鮮氣與循環氣在塔前混合，以防止循環氣量減小引起喘振；2.當新鮮氣量大幅增加時，可增加缸后混合氣量，避免缸前混合使循環機超過設計能力，超負荷運行；3.可大幅調節合成回路的循環比，降低進合成塔氣量，大幅提高出合成產物含量，提高醇凈值或氨凈值；4.降低循環比后不會由壓縮循環機的氣量大幅減少而引起喘振，影響安全生產；5.與采用現有技術旁路回流或放空的辦法防止喘振相比，節約了作無用功的電耗達到顯著的節能效果；6.缸外混合可降低壓縮機氣溫，例如當合成氣由2.9MPa壓縮到8.5MPa時，氣溫由30℃增高到170℃，需設空冷和水冷降溫，否則輸氣量降低，增加能耗，若與循環氣混合降溫，會增加合成進塔氣中產物含量，減少產量。附圖說明圖1是透平壓縮機的性能曲線。圖2是現有技術透平壓縮機防喘振的壓縮循環機管路圖圖3是本專利技術的可大幅調節循環比的防喘振壓縮循環裝置的管路圖。附圖標記說明：T1-壓縮機T2-循環機S1-分流器S2-循環段進口混合器S3-循環段出口混合器S4-反應氣氣液分離器S5-弛放氣分離器R-合成反應器V1-第一調節閥V2-第二調節閥V3-放液閥V4-放空閥；Q1-新鮮氣Q2、Q3-部分新鮮氣Q4-循環氣Q5-循環機進口氣Q6-入塔氣Q7-反應氣Q8-分離產品Q9-分離后反應氣Q10-放空氣Q11-循環機出口氣。具體實施方式下面結合附圖3對本專利技術的技術方案進行詳細地說明。實施例1如圖3所示的可調節合成回路循環比的防喘振壓縮循環裝置，包括壓縮機T1、分流器S1、循環段出口混合器S3、合成反應器R、反應氣氣液分離器S4、弛放氣分離器S5、循環段進口混合器S2和循環機T2，所述的分流器S1的出口設有二個，即第一出口和第二出口，所述的循環段進口混合器S2和循環段出口混合器S3的進口均各設有二個，即第一進口和第二進口。壓縮機T1的出口與分流器S1的進口連接，分流器S1的第一出口與循環段出口混合器S3的第一進口連接，所述的循環段出口混合器S3的出口與合成反應器R、反應氣氣液分離器S4、弛放氣分離器S5依次連接，弛放氣分離S5器的出口與循環段進口混合器S2的第一進口連接，循環段進口混合器S2的第二進口與分流器S1的第二出口連接，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種可調節合成回路循環比的防喘振壓縮循環裝置，包括壓縮機、分流器、循環段出口混合器、合成反應器、反應氣分離器、弛放氣分離器、循環段進口混合器和循環機，其特征在于：所述的分流器的出口設有二個，即第一出口和第二出口，所述的循環段進口混合器和循環段出口混合器的進口均設有二個，即第一進口和第二進口，所述的壓縮機出口與分流器的進口連接，所述的分流器的第一出口與循環段出口混合器的第一進口連接，所述的循環段出口混合器的出口與合成反應器、反應氣分離器、弛放氣分離器依次連接，弛放氣分離器的出口與循環段進口混合器的第一進口連接，循環段進口混合器的第二進口與分流器的第二出口連接，循環段進口混合器的出口與循環機進口連接，循環機出口連接至循環段出口混合器的第二進口；所述的分流器與循環段出口混合器之間設有第一調節閥，所述的分流器與循環段進口混合器之間設有第二調節閥。
【技術特征摘要】
1.一種可調節合成回路循環比的防喘振壓縮循環裝置，包括壓縮機、分流器、循環段出口混合器、合成反應器、反應氣分離器、馳放氣分離器、循環段進口混合器和循環機，其特征在于：所述的分流器的出口設有二個，即第一出口和第二出口，所述的循環段進口混合器和循環段出口混合器的進口均設有二個，即第一進口和第二進口，所述的壓縮機出口與分流器的進口連接，所述的分流器的第一出口與循環段出口混合器的第一進口連接，所述的循環段出口混合器的出口與合成反應器、反應氣分離器、馳放氣分離器依次連接，馳放氣分離器的出口與循環段進口混合器的第一進口連接，循環段進口混合器的第二進口與分流器的第二出口連接，循環段進口混合器的出口與循環機進口連接，循環機出口連接至循環段出口混合器的第二進口；所述的分流器與循環段出口混合器之間設有第一調節閥，所述的分流器與循環段進口混合器之間設有第二調節閥。2.如權利要求1所述的可調節合成回路循環比的防喘振壓縮循環裝置，其特征在于：所述的反應氣分離器外接放液閥。3.如權利要求1所述的可調節合成回路循環比的防喘振壓縮循環裝置，其特征在于：所述的馳放氣分離器外接放空閥。4.一種利用如權利要求1所述的防喘振壓縮循環裝置對合成回路循環比進行調節的工藝，經壓縮后的新鮮氣與循環氣混合后進反應系統，其特征在于：所述的新鮮氣部分...
【專利技術屬性】
技術研發人員：樓韌，樓壽林，
申請(專利權)人：杭州林達化工技術工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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