本發(fā)明一種利用分子篩再生氣對雙甲催化劑升溫系統(tǒng)及其工藝，屬于合成氨裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
合成氨系統(tǒng)在進行小修短暫開停車過程中，合成透平壓縮機沖轉(zhuǎn)后對雙甲催化劑升溫時均使用系統(tǒng)中配置的低壓升溫還原管線利用工藝氣結(jié)合氮氣進行升溫，但是升溫過程中：1、合成透平壓縮機要將進出口閥門關(guān)閉隔離，由于雙甲系統(tǒng)設(shè)計在合成透平壓縮機的高低壓缸之間，為確保合成透平壓縮機機組本體的安全穩(wěn)定運行，避免發(fā)生喘振，造成機組本體位移、振值上漲，機組運行過程中必須確保高低壓缸連通，不能單獨運行，這樣就造成含CO和CO2工藝氣進入合成透平壓縮機的高壓缸體，雖然表面看到雙甲出口CO和CO2微量指標(biāo)合格，但是實際高壓缸內(nèi)的氣體微量嚴(yán)重超標(biāo)，且很多企業(yè)未發(fā)現(xiàn)，造成在雙甲催化劑升溫結(jié)束后，合成塔進氣的指標(biāo)超標(biāo)，合成催化劑會輕微中毒，這樣開停車次數(shù)稍多后，合成催化劑就會出現(xiàn)活性嚴(yán)重下降，但是原因分析不清；2、雖然部分企業(yè)能發(fā)現(xiàn)這樣的問題，但是由于高壓缸的循環(huán)量達到300000m3/h，造成合成透平壓縮機的高壓缸體極難將CO和CO2微量置換合格，合成塔長時間不能接氣，造成大量的工藝氣放空浪費；3、同時在升溫結(jié)束后，需要對低壓升溫還原管線進行倒盲板作業(yè)，過程中雙甲系統(tǒng)需要停止循環(huán)升溫數(shù)小時，造成已經(jīng)升好的催化劑溫度下降等問題很多。
急需一種設(shè)備結(jié)合工藝的優(yōu)化控制，避免合成系統(tǒng)開車過程中CO和CO2微量不合格的氣體進入合成透平壓縮機高壓缸，從而進入合成塔損壞合成催化劑。不僅要節(jié)約CO和CO2微量的置換時間，節(jié)約合成氨系統(tǒng)的開車時間，減少開車成本，且過程中要解決控制合成透平壓縮機機組本體的位移和振值上漲的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種通過合成透平機高低壓缸單轉(zhuǎn)利用分子篩再生氣對雙甲催化劑升溫系統(tǒng)及其工藝，合成氨系統(tǒng)開車總時間節(jié)省15小時以上，避免的大量工藝氣的放空，大幅節(jié)省了開車成本，且避免的放空噪音對周邊生活環(huán)境的噪音污染時間；同時確保了合成透平壓縮機高低壓缸和汽輪機不發(fā)生喘振，位移和振值正常；更避免了合成催化劑因CO和CO2中毒現(xiàn)象的發(fā)生。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種通過合成透平機高低壓缸單轉(zhuǎn)利用分子篩再生氣對雙甲催化劑升溫的系統(tǒng)，包括脫碳系統(tǒng)出口閥至合成透平機進口閥間的長80m、DN350的緩沖管線、合成透平機低壓缸、合成透平機高壓缸、合成透平機低壓缸和高壓缸的直接連通管線、分子篩再生氣管線、雙甲升溫管線、和合成氨反應(yīng)系統(tǒng)；
所述合成透平機低壓缸和合成透平機高壓缸之間是雙甲和分子篩系統(tǒng)，之間依次是甲醇塔、甲烷化塔和分子篩吸附塔，所述甲醇塔、甲烷化塔和分子篩吸附塔的一個塔屬于串聯(lián)關(guān)系，分子篩吸附塔的另一個塔屬于再生塔，分子篩吸附塔、分子篩吸附塔兩塔依吸附再生，循環(huán)使用。
所述分子篩再生氣管線經(jīng)過改造，由以前的變脫系統(tǒng)管線進行連接，改到經(jīng)過變脫、預(yù)脫、水解、精脫、脫碳后的管線進行連接，在升溫時將脫碳出口閥關(guān)閉，雙甲升溫管線停用，由分子篩再生氣管線替代。
所述合成透平機低壓缸和高壓缸的直接連通管線中的閥門關(guān)閉，合成透平機低壓缸、合成透平機高壓缸在蒸汽透平機的驅(qū)動下單獨進行運轉(zhuǎn)，同時將分子篩吸附塔的出口閥門關(guān)閉，確保合成透平機低壓缸、甲醇塔、甲烷化塔和分子篩吸附塔內(nèi)微量CO+CO2≥5ppm的不合格氣體無法進入合成透平機高壓缸。
所述分子篩吸附塔的進口閥打開，將雙甲升溫管線的閥門關(guān)閉，合成透平機低壓缸、甲醇塔、甲烷化塔和分子篩吸附塔內(nèi)的氣體通過分子篩吸附塔中的一個吸附塔后，再分子篩吸附塔中的一個再生塔，經(jīng)過分子篩再生氣管線，進入到脫碳系統(tǒng)出口閥至合成透平機進口閥間的長80m、DN350的緩沖管線，再通過合成透平機低壓缸的進口閥HV2000和低壓缸進口管線進入到合成透平機系統(tǒng)進行循環(huán)升溫，直到甲醇塔和甲烷化塔升溫結(jié)束，壓力提到2.5MPa后，出口氣體微量CO+CO2≤5ppm時，打開合成透平機高壓缸的進口閥HV2006，氣體進入合成透平機高壓缸，打開HV2002閥門，氣體進入合成氨反應(yīng)系統(tǒng)，由于升溫前后合成透平機高壓缸內(nèi)未進入不合格的氣體，大幅降低合成透平機高壓缸置換微量的時間，同時避免不合格的氣體進入合成氨反應(yīng)系統(tǒng)，造成合成催化劑中毒。
停用雙甲升溫管線，由改造后的分子篩再生氣管線替代，通過脫碳系統(tǒng)出口閥至合成透平機進口閥間的長80m、DN350的緩沖管線充分起到緩沖作用，避免合成透平機低壓缸、蒸汽透平機、合成透平機高壓缸因合成透平機低壓缸和合成透平機高壓缸的單獨運轉(zhuǎn)，緩沖空間不足發(fā)生喘振現(xiàn)象。
本發(fā)明一種利用分子篩再生氣對雙甲催化劑升溫的工藝，按以下步驟執(zhí)行：
第一步：所述分子篩吸附塔和分子篩吸附塔，運行16小時后倒一次塔，將其中再生塔的再生氣直接送往脫碳系統(tǒng)出口閥與壓縮機低壓缸進口閥HV2000之間；
第二步：在合成透平壓縮機停車后，壓縮機高壓缸和低壓缸保壓，且不打開低壓缸出口至高壓缸直接連通管線中的連通閥，并將甲醇塔和甲烷化塔、分子篩吸附塔和再生塔以及和蒸汽透平機隔離，在準(zhǔn)備開車前，先關(guān)閉脫碳系統(tǒng)出口閥，打開合成透平壓縮機低壓缸進口切斷閥HV2000，分子篩吸附塔和再生塔組成的分子篩調(diào)整好運行程序，緩慢打開分子篩再生氣出口閥，將甲醇塔和甲烷化塔組成的雙甲系統(tǒng)壓力同壓縮機低壓缸壓力充平，充平后壓力為3MPa，打開高壓缸放空閥，將高壓缸內(nèi)壓力也卸至3MPa；
第三步：低壓缸壓力與雙甲系統(tǒng)壓力充平后，打開壓縮機低壓缸出口切斷閥HV2005，蒸汽透平機進蒸汽準(zhǔn)備帶雙甲系統(tǒng)進行沖轉(zhuǎn)，蒸汽透平機轉(zhuǎn)速達到9500r/min主控接管時，穩(wěn)定到這個轉(zhuǎn)速，甲醇塔和甲烷化塔加蒸汽開始升溫，此時壓縮機低壓缸和高壓缸在單獨運行，由低壓缸帶雙甲系統(tǒng)利用分子篩再生氣升溫；
第四步：雙甲系統(tǒng)升溫結(jié)束后，直接緩慢打開脫碳出口閥，雙甲系統(tǒng)接工藝氣進行反應(yīng)，因雙甲系統(tǒng)壓力高于2.5MPa，甲醇塔和甲烷化塔均反應(yīng)正常，沒有超溫現(xiàn)象，此時出甲烷化塔氣體中CO和CO2微量已經(jīng)小于5ppm，氣體進入分子篩吸附工藝氣中的水分，在雙甲系統(tǒng)接工藝氣的同時，打開壓縮機高壓缸進口閥HV2006，稍開高壓缸出口放空閥；
第五步：因高壓缸內(nèi)原氣體是合成工段的循環(huán)氣，氣體中有4%的氣氨，但是氣體中的CO和CO2微量小于5ppm，不會在管道內(nèi)形成碳氨，也不會影響高壓缸出口氣體中的CO和CO2微量，此時從低壓缸過來的工藝氣直接經(jīng)過甲醇塔、甲烷化塔、分子篩進入高壓缸后，出高壓缸的氣體微量合格，經(jīng)過提壓后合成工段可以直接接氣。
將甲醇塔和甲烷化塔組成的雙甲系統(tǒng)壓力同壓縮機低壓缸壓力充平后，若壓力高于3MPa，則打開壓縮機低壓缸出口放空閥泄壓至3MPa，要保證雙甲系統(tǒng)壓力不能低于2.5MPa，若低于2.5MPa雙甲系統(tǒng)接低壓缸工藝氣時甲醇塔基本不反應(yīng)，會導(dǎo)致甲烷化塔超溫。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的益效果是：本發(fā)明經(jīng)過設(shè)備技術(shù)和工藝技術(shù)改造后，合成氨系統(tǒng)開車總時間節(jié)省15小時以上，避免的大量工藝氣的放空，大幅節(jié)省了開車成本，且避免的放空噪音對周邊生活環(huán)境的噪音污染時間；同時確保了合成透平壓縮機高低壓缸和汽輪機不發(fā)生喘振，位移和振值正常；也避免了合成催化劑中毒現(xiàn)象的發(fā)生。
附圖說明
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。
圖1為本發(fā)明的流程示意圖。
圖中：1為脫碳系統(tǒng)出口閥至合成透平機進口閥間的長80m、DN350的緩沖管線、2為低壓缸進口管線、3為合成透平機低壓缸、4為蒸汽透平機、5為合成透平機高壓缸、6合成透平機低壓缸和高壓缸的直接連通管線、7為甲醇塔、8為甲烷化塔、9和10為分子篩吸附塔、11為分子篩再生氣管線、12為雙甲升溫管線。
具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明一種通過合成透平機高低壓缸單轉(zhuǎn)利用分子篩再生氣對雙甲催化劑升溫的系統(tǒng)，包括脫碳系統(tǒng)出口閥至合成透平機進口閥間的長80m、DN350的緩沖管線（1）、合成透平機低壓缸（3）、合成透平機高壓缸（5）、合成透平機低壓缸和高壓缸的直接連通管線（6）、分子篩再生氣管線（11）、雙甲升溫管線（12）、和合成氨反應(yīng)系統(tǒng)；
所述合成透平機低壓缸（3）和合成透平機高壓缸（5）之間是雙甲和分子篩系統(tǒng)，之間依次是甲醇塔（7）、甲烷化塔（8）和分子篩吸附塔（9、10），所述甲醇塔（7）、甲烷化塔（8）和分子篩吸附塔（9、10）的一個塔屬于串聯(lián)關(guān)系，分子篩吸附塔（9、10）的另一個塔屬于再生塔，分子篩吸附塔（9）、分子篩吸附塔（10）兩塔依吸附再生，循環(huán)使用。
所述分子篩再生氣管線（11）經(jīng)過改造，由以前的變脫系統(tǒng)管線進行連接，改到經(jīng)過變脫、預(yù)脫、水解、精脫、脫碳后的管線進行連接，在升溫時將脫碳出口閥關(guān)閉，雙甲升溫管線（12）停用，由分子篩再生氣管線（11）替代。
所述合成透平機低壓缸和高壓缸的直接連通管線（6）中的閥門關(guān)閉，合成透平機低壓缸（3）、合成透平機高壓缸（5）在蒸汽透平機（4）的驅(qū)動下單獨進行運轉(zhuǎn)，同時將分子篩吸附塔（9、10）的出口閥門關(guān)閉，確保合成透平機低壓缸（3）、甲醇塔（7）、甲烷化塔（8）和分子篩吸附塔（9、10）內(nèi)微量CO+CO2≥5ppm的不合格氣體無法進入合成透平機高壓缸（5）。
所述分子篩吸附塔（9、10）的進口閥打開，將雙甲升溫管線（12）的閥門關(guān)閉，合成透平機低壓缸（3）、甲醇塔（7）、甲烷化塔（8）和分子篩吸附塔（9、10）內(nèi)的氣體通過分子篩吸附塔（9、10）中的一個吸附塔后，再分子篩吸附塔（9、10）中的一個再生塔，經(jīng)過分子篩再生氣管線（11），進入到脫碳系統(tǒng)出口閥至合成透平機進口閥間的長80m、DN350的緩沖管線（1），再通過合成透平機低壓缸（3）的進口閥HV2000和低壓缸進口管線（2）進入到合成透平機系統(tǒng)進行循環(huán)升溫，直到甲醇塔（7）和甲烷化塔（8）升溫結(jié)束，壓力提到2.5MPa后，出口氣體微量CO+CO2≤5ppm時，打開合成透平機高壓缸（5）的進口閥HV2006，氣體進入合成透平機高壓缸（5），打開HV2002閥門，氣體進入合成氨反應(yīng)系統(tǒng)，由于升溫前后合成透平機高壓缸（5）內(nèi)未進入不合格的氣體，大幅降低合成透平機高壓缸（5）置換微量的時間，同時避免不合格的氣體進入合成氨反應(yīng)系統(tǒng)，造成合成催化劑中毒。
停用雙甲升溫管線（12），由改造后的分子篩再生氣管線（11）替代，通過脫碳系統(tǒng)出口閥至合成透平機進口閥間的長80m、DN350的緩沖管線（1）充分起到緩沖作用，避免合成透平機低壓缸（3）、蒸汽透平機（4）、合成透平機高壓缸（5）因合成透平機低壓缸（3）和合成透平機高壓缸（5）的單獨運轉(zhuǎn)，緩沖空間不足發(fā)生喘振現(xiàn)象。
本發(fā)明一種通過合成透平機高低壓缸單轉(zhuǎn)利用分子篩再生氣對雙甲催化劑升溫的工藝，按以下步驟執(zhí)行：
第一步：所述分子篩吸附塔（9）和分子篩吸附塔（10），運行16小時后倒一次塔，將其中再生塔的再生氣直接送往脫碳系統(tǒng)出口閥與壓縮機低壓缸（3）進口閥HV2000之間；
第二步：在合成透平壓縮機停車后，壓縮機高壓缸（5）和低壓缸（3）保壓，且不打開低壓缸（3）出口至高壓缸（5）直接連通管線（6）中的連通閥，并將甲醇塔（7）和甲烷化塔（8）、分子篩吸附塔（9）和再生塔（10）以及和蒸汽透平機（4）隔離，在準(zhǔn)備開車前，先關(guān)閉脫碳系統(tǒng)出口閥，打開合成透平壓縮機低壓缸（3）進口切斷閥HV2000，分子篩吸附塔（9）和再生塔（10）組成的分子篩調(diào)整好運行程序，緩慢打開分子篩再生氣出口閥，將甲醇塔（7）和甲烷化塔（8）組成的雙甲系統(tǒng)壓力同壓縮機低壓缸（3）壓力充平，充平后壓力為3MPa，打開高壓缸（5）放空閥，將高壓缸內(nèi)壓力也卸至3MPa；
第三步：低壓缸（3）壓力與雙甲系統(tǒng)壓力充平后，打開壓縮機低壓缸（3）出口切斷閥HV2005，蒸汽透平機（5）進蒸汽準(zhǔn)備帶雙甲系統(tǒng)進行沖轉(zhuǎn)，蒸汽透平機（5）轉(zhuǎn)速達到9500r/min主控接管時，穩(wěn)定到這個轉(zhuǎn)速，甲醇塔（7）和甲烷化塔（8）加蒸汽開始升溫，此時壓縮機低壓缸（3）和高壓缸（4）在單獨運行，由低壓缸（3）帶雙甲系統(tǒng)利用分子篩再生氣升溫；
第四步：雙甲系統(tǒng)升溫結(jié)束后，直接緩慢打開脫碳出口閥，雙甲系統(tǒng)接工藝氣進行反應(yīng)，因雙甲系統(tǒng)壓力高于2.5MPa，甲醇塔（7）和甲烷化塔（8）均反應(yīng)正常，沒有超溫現(xiàn)象，此時出甲烷化塔（8）氣體中CO和CO2微量已經(jīng)小于5ppm，氣體進入分子篩吸附工藝氣中的水分，在雙甲系統(tǒng)接工藝氣的同時，打開壓縮機高壓缸（5）進口閥HV2006，稍開高壓缸（5）出口放空閥；
第五步：因高壓缸（5）內(nèi)原氣體是合成工段的循環(huán)氣，氣體中有4%的氣氨，但是氣體中的CO和CO2微量小于5ppm，不會在管道內(nèi)形成碳氨，也不會影響高壓缸出口氣體中的CO和CO2微量，此時從低壓缸（3）過來的工藝氣直接經(jīng)過甲醇塔（7）、甲烷化塔（8）、分子篩進入高壓缸（5）后，出高壓缸（5）的氣體微量合格，經(jīng)過提壓后合成工段可以直接接氣。
將甲醇塔（7）和甲烷化塔（8）組成的雙甲系統(tǒng)壓力同壓縮機低壓缸（3）壓力充平后，若壓力高于3MPa，則打開壓縮機低壓缸（3）出口放空閥泄壓至3MPa，要保證雙甲系統(tǒng)壓力不能低于2.5MPa，若低于2.5MPa雙甲系統(tǒng)接低壓缸（3）工藝氣時甲醇塔（7）基本不反應(yīng)，會導(dǎo)致甲烷化塔（8）超溫。
本發(fā)明的工作過程：
1、在雙甲催化劑升溫過程中，將合成透平壓縮機的高壓缸隔離，關(guān)閉高低壓缸的連通閥，并將分子篩出口閥關(guān)閉，使合成透平壓縮機的高低壓缸單獨運行，利用低壓缸單獨對雙甲催化劑升溫，杜絕CO和CO2微量進入高壓缸體內(nèi)和合成催化劑，不僅避免合成催化劑中毒，同時節(jié)約高壓缸體微量置換時間10小時。
2、分子篩系統(tǒng)有兩個塔，一個塔吸附，另一個塔再生，將再生塔的再生氣管線進行改造，改造前分子篩的再生氣送至變脫塔進口，現(xiàn)將分子篩再生氣進行改造，直接送往脫碳凈化氣出口閥后與壓縮機低壓缸進口閥之間，可以節(jié)約低壓升溫管線抽堵盲板作業(yè)時間3小時。且對雙甲催化劑來講，以前使用升溫管線升溫結(jié)束后，抽堵盲板的作業(yè)過程雙甲系統(tǒng)需要切氣，會有一定程度的溫度下降，而采用新方法升溫結(jié)束后雙甲系統(tǒng)不需要切氣，可以直接接氣，避免了溫度下降過多造成垮溫或重新升溫風(fēng)險。
3、合成透平壓縮機的高低壓缸單獨運行，負(fù)荷不平衡時會造成機組的位移不平衡，為避免機組位移上漲跳車，利用分子篩再生氣進行升溫，將分子篩再生氣由變脫塔進口改至脫碳系統(tǒng)出口，合成透平壓縮機高低壓缸單獨運行時，打開進口閥門，關(guān)閉脫碳出口閥門，利用脫碳系統(tǒng)出口的長80m、DN350的管線作為緩沖管線，增加合成透平壓縮機進口的緩沖空間，避免機組發(fā)生喘振，導(dǎo)致位移、振值上漲跳車。
4、直接接氣通過脫碳出口閥控制緩慢補氣提壓，可以避免以前方法接氣后壓力提不起甲醇塔不反應(yīng)，造成微量直接進入甲烷塔，造成甲烷催化劑超溫。
經(jīng)過設(shè)備技術(shù)和工藝技術(shù)改造后，合成氨系統(tǒng)開車總時間節(jié)省15小時以上，避免的大量工藝氣的放空，大幅節(jié)省了開車成本，且避免的放空噪音對周邊生活環(huán)境的噪音污染時間；同時確保了合成透平壓縮機高低壓缸和汽輪機不發(fā)生喘振，位移和振值正常；也避免了合成催化劑中毒現(xiàn)象的發(fā)生。
上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。