气体换热系统及包括其的甲醇合成系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及甲醇生产领域，具体而言，涉及一种气体换热系统及包括其的甲醇合成系统。
【背景技术】
[0002]在1924年以前，甲醇几乎全部是通过木材干馏法分解获取。随着社会的发展，甲醇的需要量与日俱增，木材干馏法逐渐不能满足需要。因此人们开始采用化学合成的方法生产甲醇。目前，合成甲醇的方法主要是以一氧化碳与氢气的混合气为原料气的气相合成法，其具体反应式如下:
[0003]CO+2H2= CH 3OH ΔΗ = -90.8KJ/mol
[0004]这种气相合成方法包括高压、中压和低压三种方法。其中，高压合成法是指在高温高压下合成甲醇，但是此方法由于操作压力高，动力消耗大，设备复杂，产品质量差等原因正在逐渐被淘汰；低压法是指在低温低压下合成甲醇，是现在工业生产甲醇的主流方法；而中压法则是在低压制备方法上进一步发展而来，但是由于技术并不是很成熟，所以普及度并不高。现在70%以上的企业利用低压合成方法制备甲醇，即用一氧化碳与氢气为原料，在低压和275°C左右的温度下采用催化剂合成甲醇。
[0005]目前，这种低压法在实际操作中，来自变换炉的CO的温度约为450°C，远远高于低压法制备甲醇的温度。所以从变换炉出来的CO需要经过蒸汽换热器与来自汽包800’的蒸汽换热，这样不仅可以使CO达到所需温度，蒸汽还可以吸收CO的过多热能。
[0006]如图1所示，图1中给出了一种现有技术中常见的气体换热系统，在采用这种气体换热系时，来自汽包800’的蒸汽与从变换炉出来的CO的换热包括以下三个步骤:
[0007]I)开始没有蒸汽时，通过保护气供应装置700’提供蒸汽与CO换热，以保证CO的反应温度需求和蒸汽换热器100’的正常运转；
[0008]2)随着甲醇合成反应的进行，汽包800’中逐渐产生蒸汽，蒸汽通过并气流路200’与保护气供应装置700’中的水蒸汽一并进入蒸汽换热器100’，与此同时，慢慢切断保护气供应装置700’的水蒸汽供应，关闭控制阀610’，逐渐把并气流路200’上的并气控制阀210’开至最大。
[0009]3)最终达到正常工作状态，即来自汽包800’的蒸汽通过与从变换炉出来的450°C的CO进行热交换，使CO达到反应温度的需求，同时蒸汽由226 °C过热至390 °C。
[0010]但是在现有技术中蒸汽与CO的换热步骤中的第二步存在巨大的缺点，因为在并气流路200’中通入蒸汽时，随着汽包压力和温度的升高，需要及时调整汽包压力调节阀810’使蒸汽的温度变化在指标范围内，而在此同时还需要通过使控制阀610’逐步关闭，最终切断保护气供应装置700’中的水蒸汽的供应和逐渐把并气流路上200’的并气控制阀210’开至最大。
[0011]调整汽包压力调节阀810’、关闭控制阀610’这两个操作，在实际操作中因为操作幅度和可能出现的工艺波动等因素的存在，就很容易出现并气操作失控、蒸汽换热器壳程流动蒸汽流量较大幅度波动的情况，据实际数据当出蒸汽过热工艺气温度波动范围超过10°c /分钟时，必然出现蒸汽换热器封头泄漏的后果，影响正常开车进度，严重时被迫停工。
[0012]基于上述原因，有必要提出一种有效的方法，以避免在蒸汽换热过程中并气失控的问题。
【实用新型内容】
[0013]本实用新型旨在提供一种气体换热系统及包括其的甲醇合成系统，以解决现有技术中蒸汽换热过程中并气失控的问题。
[0014]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种气体换热系统，包括蒸汽换热器；进气流路，与蒸汽换热器的蒸汽进口端相连，进气流路上设置有第一控制阀；出气流路与蒸汽换热器的蒸汽出口端相连；保护气流路，一端与进气流路相连，形成第一连接点，第一连接点位于第一控制阀和蒸汽进口端之间，保护气流路上设有第二控制阀；气体换热系统还包括:稳压流路，一端与进气流路相连，形成第二连接点，且第二连接点位于第一控制阀的上游，另一端向外延伸形成排出口，稳压流路上设置有第三控制阀。
[0015]进一步地，上述气体换热系统还包括与出气流路相连的排气流路，排气流路上还设有第四控制阀。
[0016]进一步地，上述稳压流路的排出口与排气流路连接于第三连接点，且第三连接点沿气体的流动方向设置在第四控制阀的下游。
[0017]进一步地，上述气体换热系统还包括设置在稳压流路上的压力表，压力表沿气体的流动方向设置在第三控制阀的下游。
[0018]进一步地，上述气体换热系统还包括设置在稳压流路上的压力调节阀，压力调节阀沿气流的流动方向设置在压力表的下游。
[0019]进一步地，上述气体换热系统还包括设置在稳压流路上的消音器。
[0020]进一步地，上述气体换热系统还包括设置在出气流路上的出气逆止阀和第五控制阀，出气逆止阀和第五控制阀按顺序设置在第三连接点的下游。
[0021]进一步地，上述气体换热系统还包括设置在保护气流路上的保护逆止阀，保护逆止阀沿气体的流动方向设置在第二控制阀的上游。
[0022]根据本实用新型的另一方面，提供了一种甲醇合成系统，包括上述任意一种气体换热系统。
[0023]应用本实用新型的技术方案，在实际操作中，当进气流路上还没有蒸汽时，保护气供应装置通过保护气流路向蒸汽换热器提供的蒸汽，不仅起到与CO实现热交换的目的而且还保证了蒸汽换热器的正常运转；通过在进气流路上增加稳压流路，在蒸汽的水蒸汽并气前，通过第一控制阀关闭进气流路；同时打开第三控制阀使前期的蒸汽通过稳压流路排出，在此过程中通过汽包上的压力调节阀使蒸汽的温度变化在指标范围内，直至趋于稳定，此时打开第一控制阀，关闭第二控制阀，从而实现蒸汽逐渐并入保护气流路提供的水蒸汽和保护气流路提供的水蒸汽完全切换至进气流路的蒸汽两个过程。
【附图说明】
[0024]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0025]图1示出了现有技术中气体换热系统的流程示意图；以及
[0026]图2示出了根据本实用新型实施例的气体换热系统的流程示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的实施例中的技术方案进行详细的说明，但如下实施例以及附图仅是用以理解本实用新型，而不能限制本实用新型，本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0028]正如【背景技术】部分所介绍的，现有技术中在蒸汽换热过程中因并气失败而引起的蒸汽换热器100封头泄漏的问题。为了解决这一问题，本实用新型提供了一种气体换热系统。如图2所示，该气体换热系统包括蒸汽换热器100、进气流路200、出气流路300、保护气流路600和稳压流路400，进气流路200与蒸汽换热器100的蒸汽进口端相连，进气流路200上设置有第一控制阀210 ;出气流路300与所述蒸汽换热器100的蒸汽出口端相连；保护气流路600 —端与进气流路200相连，形成第一连接点，第一连接点位于第一控制阀210和蒸汽进口端之间，保护气流路600上设有第二控制阀610 ;稳压流路400 —端与进气流路200相连，形成第二连接点，且第二连接点位于第一控制阀210的上游，另一端向外延伸形成排出口，稳压流路400上设置有第三控制阀410。
[0029]应用本实用新型的技术方案，在实际操作中，当进气流路200上还没有蒸汽时，保护气供应装置700通过保护气流路600向蒸汽换热器100提供的蒸汽，不仅起到与CO实现热交换的目的，而且还保证了蒸汽换热器100的正常运转；通过在进气流路200上增加稳压流路400，在进气流路200的水蒸汽并气前，通过第一控制阀210关闭进气流路200 ;同时打开第三控制阀410使前期的蒸汽通过稳压流路400排出，在此过程中通过汽包上的压力调节阀810使蒸汽的温度变化在指标范围内，直至趋于稳定，此时打开第一控制阀210、同步关闭第二控制阀610在进气流路200压力稳定的前提下实现蒸汽逐渐并入保护气流路600提供的水蒸汽和保护气流路600提供的