螺杆与多段离心机组压缩输送煤气系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种螺杆与多段离心机组压缩输送焦炉煤气系统，包括并行设置的焦炉煤气压缩输送子系统、冷却水子系统和洗涤子系统；所述焦炉煤气压缩子系统包括设置在焦炉煤气柜出口处通过煤气管道依次连通的螺杆压缩机、直冷塔以及多级离心压缩机组，其中每级离心压缩机组的后端均设置一垂直列管式离心压缩机冷却器；所述冷却水子系统包括母管和与母管连通并列设置的与离心压缩机冷却器数量相应用于冷却离心压缩机冷却器内焦炉煤气的支管。本发明在焦炉煤气的压缩输送过程中有效地减少了压缩缸气门泄露和机间冷却器阻塞的现象，大大降低检修频率，提高了开工率和运行效率，降低了电能消耗。
【专利说明】螺杆与多段离心机组压缩输送煤气系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及焦炉煤气应用【技术领域】，特别是一种焦炉煤气的输送系统。
【背景技术】
[0002]在现代化化工生产中，以焦炉煤气为原料合成氨、生产甲醇、制取氢气、或采用燃气轮机发电等生产加工都要先经过焦炉煤气增压输送这一重要的环节。可以说，增压输送工序是焦炉煤气加工利用系统的心脏，其连续稳定运行是确保焦炉煤气深加工系统正常生产的基础，也是确保焦化企业煤气销量，增加经济效益的关键。
[0003]我国利用焦炉煤气合成氨和生产甲醇的焦化企业，普遍采用四段八缸往复式压缩机组对焦炉煤气增压输送，但是，使用此技术在焦炉煤气的压缩输送过程会存在较为突出的问题。首先，常压净化后的净煤气中仍含有微量的煤粉、蒽、苊、芴、氧芴、甲基萘、萘、茚、古马隆和苯乙烯等大分子有机物，其中多种不饱和有机物具有热敏性，易发生热聚合生成大分子树脂。在焦炉煤气通过往复式压缩机组的压缩过程中，由于机组各段的压缩比大，焦炉煤气温度高，焦炉煤气在气缸内停留时间长等因素，会生成有机聚合物，在压缩缸及其气门处积累大量的浙青状有机物，从而导致压缩缸气门泄露。其次，焦炉煤气中除含有细煤粉、焦油、萘等大分子有机物和热敏有机物外，同时还含有C02、H2S、NH3和O2，在高温加压条件下，H2S与O2可发生克劳斯反应生成单质硫，热敏性物质会发生聚合反应生成粘稠物；而在低温加压条件下，煤气中微量的萘会析出结晶，CO2和H2S与NH3作用也会生成固体铵盐。因此，当压缩焦炉煤 气通过卧置列管式机间冷却器时，细煤粉、萘、热聚粘稠物、单质硫和固体铵盐就会造成机间冷却器阻塞。
[0004]综上所述，由于压缩缸气门泄露和机间冷却器阻塞，在焦炉煤气压缩输送中会出现以下问题:1)检修频繁，开工率低。据有关生产企业统计，煤气利用往复式增压机组的正常开工率不足85%。由于压缩缸内及气门漏气和压缩机间冷却器堵塞从而导致机组检修清扫频繁，开工率降低。2)运行效率低，电能消耗大。气缸与气体压缩活塞的往复滑动摩擦力较大，致使有效功率降低；因大分子有机物结焦沉积，造成压缩缸进出气门漏气，导致压缩煤气回流，而做无用功；煤气温度高、体积大，使得压缩输送能耗较高。
[0005]另外，由于四段八缸往复式压缩机组自身冷却方式以及压缩方法的局限，在实际的焦炉煤气压缩输送中也会出现较突出的问题与不足。首先，焦炉煤气通过每级压缩后，煤气温度均会升至150°C以上，依靠循环水将其冷却到45°C以下才能进入下一级压缩，因此会造成煤气压缩输送冷却水消耗较多。其次，对于常压焦炉煤气，通过四级往复式压缩机组后煤气压力最高仅能到2.3MPa，经甲烷转化后，体积增加近1.5倍，而用于合成氨的压力约15MPa，用于生产甲醇的压力约6MPa，因此，后续合成氨或合成甲醇均需要再增压，后续能耗提高。再者，目前国内生产的四段往复式压缩机组，单台压缩输送能力最大仅为22000Nm3/h。对于规模较大的焦化企业，焦炉煤气深加工需要多台机组，占地面积大，维护费用高，特别是往复式压缩机组，只能采用电驱动，不能采用蒸汽驱动，不利于动力蒸汽的合理分级使用和热工效率的提高。
【发明内容】
[0006]鉴于上述现有技术存在的问题，本发明提供一种螺杆与多段离心机组压缩输送煤气系统，用于解决焦炉煤气压缩输送过程中由于压缩缸内及气门漏气和压缩机间冷却器堵塞而导致的机组检修清扫频繁、开工率低、运行效率低，电能消耗大的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下:
螺杆与多段离心机组压缩输送焦炉煤气系统，包括并行设置的焦炉煤气压缩输送子系统和冷却水子系统；所述焦炉煤气压缩子系统包括设置在焦炉煤气柜出口处通过煤气管道依次连通的螺杆压缩机、直冷塔以及多级离心压缩机组，其中每级离心压缩机组的后端均设置一垂直列管式离心压缩机冷却器；所述冷却水子系统包括母管和与母管连通并列设置的与离心压缩机冷却器数量相应用于冷却离心压缩机冷却器内焦炉煤气的支管。
[0008]本发明的改进在于:所述直冷塔包括相连通的上段直冷塔和下段直冷塔，自螺杆压缩机引出的焦炉煤气送入下段直冷塔中后经上段直冷塔顶部排出。
[0009]本发明的改进在于:还包括与焦炉煤气压缩输送子系统并行设置的洗涤子系统，所述洗涤子系统中的洗涤剂逆焦炉煤气运行方向依次经末级离心压缩机冷却器至第一级离心压缩机冷却器后送入直冷塔中部，进入直冷塔中的洗涤剂分两条支路对直冷塔中的焦炉煤气进行洗涤，其中一条支路自直冷塔中部经上段直冷塔循环泵送至上段直冷塔顶部向下喷淋，另一条支路直接自直冷塔中部向下方的下段直冷塔喷淋；最后洗涤剂经直冷塔底部排出。
[0010]本发明的改 在于:自直冷塔底部排出的洗涤剂分三路输出，第一分路经下段直冷塔循环泵返送至下段直冷塔上部，第二分路经过滤器过滤后送入螺杆压缩机前的煤气管道中对焦炉煤气进行洗涤，第三分路返回至洗涤子系统进口端。
[0011]本发明的改进在于:所述上段直冷塔循环泵所在的支路上设置有上段直冷塔深冷水冷却器，下段直冷塔循环泵所在的第一分路上设置有下段直冷塔循环水冷却器，过滤器所在的第二分路上设置有螺杆压缩机洗涤剂冷却器。
[0012]本发明的改进在于:所述冷却水子系统还包括与母管连通的用于冷却下段直冷塔循环水冷却器以及螺杆压缩机洗涤剂冷却器的支路。
[0013]本发明的改进在于:所述上段直冷塔深冷水冷却器经16°C溴化锂制冷水冷却。
[0014]本发明的改进还在于:所述洗涤剂为低盐蒸氨脱酚废水。
[0015]由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下:
本发明在焦炉煤气的压缩输送过程中有效地减少了压缩缸气门泄露和机间冷却器阻塞的现象，大大降低检修频率，提高了开工率和运行效率，降低了电能消耗。另外，本发明使螺杆压缩机出口和离心机组各段出口的煤气温度都低于85°C，降低了煤气温度和冷却水的消耗；本发明能将焦炉煤气压缩到1.6~3.5MPa，减小了后续增压所带来的能耗；压缩机组单套功率大，可确保每年连续稳定运行8000小时,并可采用蒸汽驱动,有利于动力蒸汽的合理分级和热工效率的提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的工艺流程图。[0017]其中:1.螺杆压缩机，2.直冷塔，21.上段直冷塔循环泵，22.下段直冷塔循环泵，31~35.离心压缩机组，4f45.离心压缩机冷却器，5.洗涤剂加压泵，61.上段直冷塔深冷水冷却器，62.下段直冷塔循环水冷却器，63.螺杆压缩机洗涤剂冷却器，7.过滤器。
[0018]图中带箭头的粗实线为焦炉煤气走向，带箭头的细实线为洗涤剂走向，带箭头的虚线为冷却水走向。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
[0020]一种螺杆与多段离心机组压缩输送焦炉煤气系统，其工艺流程如图1所示。包括并行设置的焦炉煤气压缩输送子系统、冷却水子系统以及洗涤子系统。
[0021]焦炉煤气压缩子系统包括设置在焦炉煤气柜出口处通过煤气管道依次连通的螺杆压缩机1、直冷塔2以及多级离心压缩机组，其中每级离心压缩机组的后端均设置一垂直列管式离心压缩机冷却器；本实施例中共设计五级离心压缩机组3广35以及五个离心压缩机冷却器41~45。本发明中焦炉煤气的走向如图1中带箭头的粗实线所示。
[0022]本发明中的直冷塔包括相连通的上段直冷塔和下段直冷塔，自螺杆压缩机引出的焦炉煤气送入下段直冷塔中后经上段直冷塔顶部排出。 [0023]洗涤子系统中的洗涤剂逆焦炉煤气运行方向依次经末级离心压缩机冷却器至第一级离心压缩机冷却器后送入直冷塔中部，进入直冷塔中的洗涤剂分两条支路对直冷塔中的焦炉煤气进行洗涤，其中一条支路自直冷塔中部经上段直冷塔循环泵21送至上段直冷塔顶部向下喷淋，另一条支路直接自直冷塔中部向下方的下段直冷塔喷淋；最后洗涤剂经直冷塔底部排出。自直冷塔底部排出的洗涤剂分三路输出，第一分路经下段直冷塔循环泵22返送至下段直冷塔上部，第二分路经过滤器7过滤后送入螺杆压缩机前的煤气管道中对焦炉煤气进行洗涤，第三分路返回至洗涤子系统进口端。本发明中的洗涤剂采用低盐蒸氨脱酚废水。本发明洗涤子系统中洗涤剂的走向如图1中带箭头的细实线所示。
[0024]上段直冷塔循环泵21所在的支路上设置有上段直冷塔深冷水冷却器61，下段直冷塔循环泵22所在的第一分路上设置有下段直冷塔循环水冷却器62，过滤器7所在的第二分路上设置有螺杆压缩机洗涤剂冷却器63 ;均用于冷却洗涤剂。
[0025]冷却水子系统包括母管和七条并列设置的支管，其中五条支管用于冷却离心压缩机冷却器内焦炉煤气，一条用于冷却下段直冷塔循环水冷却器62, —条用于冷却螺杆压缩机洗涤剂冷却器63。而上段直冷塔深冷水冷却器61则可通过16°C溴化锂制冷水进行冷却。本发明中冷却子系统中冷却水的走向如图1中带箭头的虚线所示。
[0026]实际运行中，来自焦炉煤气柜的焦炉煤气进入螺杆压缩机，将常压焦炉煤气压缩到0.45MPa，并将焦炉煤气中的粉尘和焦油过滤掉后送入直冷塔。在焦炉煤气进入螺杆压缩机前，可通过经螺杆压缩机洗涤剂冷却器冷却并经过滤器过滤后的洗涤剂对焦炉煤气进行降温处理。
[0027]进入直冷塔的焦炉煤气进入直冷塔后进行进一步冷却，使其温度降至21°C以下，同时脱除大部分焦油和细煤粉，然后再经过五级离心压缩机组继续增压。在离心压缩机组各段之间均设有离心压缩机冷却器，经各段离心压缩后温度不高于85°C的焦炉煤气由上至下通过离心压缩机冷却器，同时连续往离心压缩机冷却器内由上至下喷洒冷却水和洗涤剂，溶解煤气压缩冷却过程生成的铵盐，同时避免煤气夹带的细煤粉、焦油、萘和煤气压缩冷却过程中形成的聚合粘稠物及固体单质硫等。这样，通过最后一级离心压缩机冷却器后，温度为40°c、气压为1.6^3.5MPa的焦炉煤气即可被送往变压吸附制氢或合成氨和LNG装置的有关工序。
[0028] 在本发明中，洗涤子系统的前段母管中可设置洗涤剂加压泵5，提高洗涤剂的流动能力。
【权利要求】
1.螺杆与多段离心机组压缩输送焦炉煤气系统，其特征在于:包括并行设置的焦炉煤气压缩输送子系统和冷却水子系统；所述焦炉煤气压缩子系统包括设置在焦炉煤气柜出口处通过煤气管道依次连通的螺杆压缩机(I)、直冷塔(2)以及多级离心压缩机组，其中每级离心压缩机组的后端均设置一垂直列管式离心压缩机冷却器；所述冷却水子系统包括母管和与母管连通并列设置的与离心压缩机冷却器数量相应用于冷却离心压缩机冷却器内焦炉煤气的支管。
2.根据权利要求1所述的螺杆与多段离心机组压缩输送焦炉煤气系统，其特征在于:所述直冷塔包括相连通的上段直冷塔和下段直冷塔，自螺杆压缩机引出的焦炉煤气送入下段直冷塔中后经上段直冷塔顶部排出。
3.根据权利要求1所述的螺杆与多段离心机组压缩输送焦炉煤气系统，其特征在于:还包括与焦炉煤气压缩输送子系统并行设置的洗涤子系统，所述洗涤子系统中的洗涤剂逆焦炉煤气运行方向依次经末级离心压缩机冷却器至第一级离心压缩机冷却器后送入直冷塔中部，进入直冷塔中的洗涤剂分两条支路对直冷塔中的焦炉煤气进行洗涤，其中一条支路自直冷塔中部经上段直冷塔循环泵(21)送至上段直冷塔顶部向下喷淋，另一条支路直接自直冷塔中部向下方的下段直冷塔喷淋；最后洗涤剂经直冷塔底部排出。
4.根据权利要求3所述的螺杆与多段离心机组压缩输送焦炉煤气系统，其特征在于:自直冷塔底部排出的洗涤剂分三路输出，第一分路经下段直冷塔循环泵(22 )返送至下段直冷塔上部，第二分路经过滤器(7)过滤后送入螺杆压缩机前的煤气管道中对焦炉煤气进行洗涤，第三分路返回至洗涤子系统进口端。
5.根据权利要求4所述的螺杆与多段离心机组压缩输送焦炉煤气系统，其特征在于:所述上段直冷塔循环泵(21)所在的支路上设置有上段直冷塔深冷水冷却器(61)，下段直冷塔循环泵(22)所在的第一分路上设置有下段直冷塔循环水冷却器(62)，过滤器(7)所在的第二分路上设置有螺杆压缩机洗涤剂冷却器(63)。
6.根据权利要求5所述的螺杆与多段离心机组压缩输送焦炉煤气系统，其特征在于:所述冷却水子系统还包括与母管连通的用于冷却下段直冷塔循环水冷却器(62)以及螺杆压缩机洗涤剂冷却器(63)的支路。
7.根据权利要求5所述的螺杆与多段离心机组压缩输送焦炉煤气系统，其特征在于:所述上段直冷塔深冷水冷却器(61)经16°C溴化锂制冷水冷却。
8.根据权利要求3至7任一项所述的螺杆与多段离心机组压缩输送焦炉煤气系统，其特征在于:所述洗涤剂为低盐蒸氨脱酚废水。
【文档编号】C10K1/08GK104031690SQ201410234249
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】侯从霞, 卢云红, 李欢欢, 岳学军 申请人:石家庄德正环保科技有限公司