一种天然气制甲醇装置热量回收系统的制作方法

1.本技术属于热量回收技术领域，具体涉及一种天然气制甲醇装置热量回收系统。


背景技术：

2.在天然气制甲醇的领域中，天然气进行转化反应生成合成甲醇所需要的转化气，转化气经逐级热量回收温度降至120℃，然后再送至空冷器进行继续冷却降温，空冷器降温过程中耗电较大，同时也造成了较多热量的浪费。


技术实现要素：

3.本技术实施例通过提供一种天然气制甲醇装置热量回收系统，解决了现有技术中转化气在逐级热量回收时，存在较多热量浪费的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种天然气制甲醇装置热量回收系统，包括锅炉水加热器、第一气液分离器、热脱盐水加热器、采暖水加热器、第三气液分离器、空冷器、水冷器、第二气液分离器、脱盐水预热器、以及除氧器；
5.转化气输出管路连接于所述锅炉水加热器的热源进口，所述锅炉水加热器的热源出口连接于所述第一气液分离器的进气口；
6.所述第一气液分离器的出气口连接于所述热脱盐水加热器的转化气进口；所述热脱盐水加热器的转化气出口连接于所述采暖水加热器的热源进口；
7.所述采暖水加热器的热源出口连接于所述第三气液分离器的进液口，所述第三气液分离器的出液口连接于所述空冷器的进液口，所述空冷器的出液口连接于所述水冷器的进液口，所述水冷器的出液口连接于所述第二气液分离器的进液口，所述第二气液分离器的出液口连接于合成压缩机的进液口；
8.热脱盐水输出管路连接于所述脱盐水预热器的进液口，所述脱盐水预热器的出液口连接于所述热脱盐水加热器的脱盐水进口，所述热脱盐水加热器的脱盐水出口连接于所述除氧器的进液口，所述除氧器的出液口连接于锅炉给水管网。
9.在一种可能的实现方式中，所述采暖水加热器的采暖水出口管线上、以及所述热脱盐水加热器的脱盐水出口管线上均设置有一氧化碳在线报警仪。
10.在一种可能的实现方式中，还包括第一热脱盐水加热副线管路和采暖水加热副线管路；
11.所述第一热脱盐水加热副线管路和所述热脱盐水加热器并联，所述采暖水加热副线管路和所述采暖水加热器并联；
12.所述第一热脱盐水加热副线管路的一端连接于所述第一气液分离器的出气口，所述第一热脱盐水加热副线管路的另一端连接于所述采暖水加热副线管路的进气口，所述采暖水加热副线管路的出气口连接于所述第三气液分离器的进气口。
13.在一种可能的实现方式中，还包括第二热脱盐水加热副线管路；
14.所述第二热脱盐水加热副线管路和所述热脱盐水加热器并联，所述第二热脱盐水
加热副线管路的一端连接于所述脱盐水预热器的出液口，所述第二热脱盐水加热副线管路的另一端连接于所述除氧器的进液口。
15.在一种可能的实现方式中，所述热脱盐水加热器的转化气进口和转化气出口的管路上设置有阀门；
16.所述热脱盐水加热器的脱盐水进口和脱盐水出口的管路上设置有阀门；
17.所述采暖水加热器的热源进口和热源出口的管路上设置有阀门；
18.所述第一热脱盐水加热副线管路、所述第二热脱盐水加热副线管路、所述采暖水加热副线管路上设置有阀门。
19.本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
20.本实用新型实施例提供了一种天然气制甲醇装置热量回收系统，该系统在运行时，将天然气转化制甲醇装置转化气中残余热量回收，用于加热脱盐水以供应全厂锅炉给水，同时可在冬季时加热全厂采暖水，以达到降低甲醇生产企业的能源消耗的目的，将热量及时回收利用。本实用新型通过增设热脱盐水加热器和采暖水加热器，达到了回收转化气中残余热量的目的，该工艺不仅减少了转化气降温的电力消耗，而且节约了加热脱盐水及采暖水所需要的蒸汽，极大地降低了甲醇生产企业的能源消耗。本实用新型对原有甲醇装置进行简单改造，投入成本低，实施难度小。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型实施例提供的天然气制甲醇装置热量回收系统的结构示意图。
23.附图标记：1-锅炉水加热器；2-第一气液分离器；3-空冷器；4-水冷器；5-第二气液分离器；6-脱盐水预热器；7-除氧器；8-热脱盐水加热器；9-采暖水加热器；10-第三气液分离器；11-一氧化碳在线报警仪；12-第一热脱盐水加热副线管路；13-采暖水加热副线管路；14-第二热脱盐水加热副线管路；15-阀门。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此
外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
26.如图1所示，本实用新型实施例提供的天然气制甲醇装置热量回收系统，包括锅炉水加热器1、第一气液分离器2、热脱盐水加热器8、采暖水加热器9、第三气液分离器10、空冷器3、水冷器4、第二气液分离器5、脱盐水预热器6、以及除氧器7。
27.转化气输出管路连接于锅炉水加热器1的热源进口，锅炉水加热器1的热源出口连接于第一气液分离器2的进气口。
28.第一气液分离器2的出气口连接于热脱盐水加热器8的转化气进口。热脱盐水加热器8的转化气出口连接于采暖水加热器9的热源进口。
29.采暖水加热器9的热源出口连接于第三气液分离器10的进液口，第三气液分离器10的出液口连接于空冷器3的进液口，空冷器3的出液口连接于水冷器4的进液口，水冷器4的出液口连接于第二气液分离器5的进液口，第二气液分离器5的出液口连接于合成压缩机的进液口。
30.热脱盐水输出管路连接于脱盐水预热器6的进液口，脱盐水预热器6的出液口连接于热脱盐水加热器8的脱盐水进口，热脱盐水加热器8的脱盐水出口连接于除氧器7的进液口，除氧器7的出液口连接于锅炉给水管网。
31.需要说明的是，本实用新型以转化气90万吨/年天然气制甲醇装置为例。转化气的状态为120℃，31.5万nm3/h。转化气经过锅炉水加热器1、第一气液分离器2后，进入热脱盐水加热器8对热脱盐水进行加热，温度降至107℃，然后进入采暖水加热器9，对采暖水进行加热，采暖水加热后进入采暖水管网。热脱盐水温度降至95℃后，进入第三气液分离器10分离出冷却下的水，然后分别经过空冷器3、水冷器4、第二气液分离器5温度降至40℃后，进入合成压缩机。
32.热脱盐水，约700t/h，经过脱盐水预热器6加热后温度为85℃，再进入热脱盐水加热器8，经加热后温度升高至95℃，然后到除氧器7进行除氧，然后送往锅炉给水管网。
33.空冷器3采用变频风机进行降温，热脱盐水加热器8、采暖水加热器9工作时，根据水冷器4出口转化气温度不高于40℃的原则，降低风机转速，从而降低耗电量。
34.第一气液分离器2、第二气液分离器5、第三气液分离器10的凝液汇集到同一根凝液管线后，送至凝液管网。
35.本实用新型将天然气转化制甲醇装置转化气中残余热量回收，用于加热脱盐水以供应全厂锅炉给水，同时可在冬季时加热全厂采暖水，以达到降低甲醇生产企业的能源消耗的目的，将热量及时回收利用。本实用新型通过增设热脱盐水加热器8和采暖水加热器9，达到了回收转化气中残余热量的目的，该工艺不仅减少了转化气降温的电力消耗，而且节约了加热脱盐水及采暖水所需要的蒸汽，极大地降低了甲醇生产企业的能源消耗。本实用新型对原有甲醇装置进行简单改造，投入成本低，实施难度小。
36.现有技术中全厂锅炉、废锅生产蒸汽所需要的锅炉水需在除氧器加热至120℃以上进行除氧，需要消耗大量蒸汽进行加热升温。冬季全厂取暖采用蒸汽换热的方式加热采暖水，需消耗大量蒸汽，特别是北方企业，采暖季较长，采暖能源消耗较大。因此通过本发明
的系统能够节约加热脱盐水、及采暖水所需要的蒸汽，进而降低了成本。
37.本实施例中，采暖水加热器9的采暖水出口管线上、以及热脱盐水加热器8的脱盐水出口管线上均设置有一氧化碳在线报警仪11。
38.需要说明的是，一氧化碳在线报警仪11用于监控热脱盐水加热器8、采暖水加热器9是否存在泄漏问题，进而及时提醒操作人员进行排查处理，防止采暖水加热器9、以及热脱盐水加热器8泄漏时转化气进入热脱盐水或者采暖水系统，防止事故发生。
39.本实施例中，还包括第一热脱盐水加热副线管路12和采暖水加热副线管路13。
40.第一热脱盐水加热副线管路12和热脱盐水加热器8并联，采暖水加热副线管路13和采暖水加热器9并联。
41.第一热脱盐水加热副线管路12的一端连接于第一气液分离器2的出气口，第一热脱盐水加热副线管路12的另一端连接于采暖水加热副线管路13的进气口，采暖水加热副线管路13的出气口连接于第三气液分离器10的进气口。
42.即热脱盐水加热器8的转化气出口连接于第一热脱盐水加热副线管路12和采暖水加热副线管路13之间的部分。采暖水加热器9的热源进口连接于第一热脱盐水加热副线管路12和采暖水加热副线管路13之间的部分。
43.本实施例中，还包括第二热脱盐水加热副线管路14。
44.第二热脱盐水加热副线管路14和热脱盐水加热器8并联，第二热脱盐水加热副线管路14的一端连接于脱盐水预热器6的出液口，第二热脱盐水加热副线管路14的另一端连接于除氧器7的进液口。
45.本实施例中，热脱盐水加热器8的转化气进口和转化气出口的管路上设置有阀门15。
46.热脱盐水加热器8的脱盐水进口和脱盐水出口的管路上设置有阀门15。
47.采暖水加热器9的热源进口和热源出口的管路上设置有阀门15。
48.第一热脱盐水加热副线管路12、第二热脱盐水加热副线管路14、采暖水加热副线管路13上设置有阀门15。
49.需要说明的是，热脱盐水加热器8的转化气进口管路上的阀门、转化气出口管路上的阀门、以及第一热脱盐水加热副线管路12上的阀门可实现热脱盐水加热器8的随时投用的切出。
50.采暖水加热器9仅冬季投用，采暖水加热器9投用时，关闭采暖水加热副线管路13上的阀门，打开采暖水加热器9的热源进口管路上的阀门、采暖水加热器9的热源出口的管路上的阀门。
51.采暖季结束切出采暖水加热器9时，打开采暖水加热副线管路13上的阀门，关闭采暖水加热器9的热源进口管路上的阀门、采暖水加热器9的热源出口的管路上的阀门。
52.若热脱盐水加热器8出现故障，可通过打开第一热脱盐水加热副线管路12上的阀门、第二热脱盐水加热副线管路14上的阀门，同时关闭热脱盐水加热器8的转化气进口管路上的阀门、转化气出口管路上的阀门、以及热脱盐水加热器8的脱盐水进口管路上的阀门、以及热脱盐水加热器8的脱盐水出口管路上的阀门，从而恢复原有处理流程，以保证系统正常运行。
53.本实用新型热量回收过程简单、操作方便灵活，装置投用后可以随时根据运行情
况进行切出和投用。
54.本实用新型通过设置热脱盐水加热器8、采暖水加热器9、第一热脱盐水加热副线管路12、采暖水加热副线管路13、第二热脱盐水加热副线管路14及进出口的阀门，可灵活控制热脱盐水加热器8、采暖水加热器9及其副线管路的投用及切出，根据装置运行情况灵活调整，以保障系统正常可靠运行。
55.本实施例中，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。