一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制系统，利用甲醇合成气中的二氧化碳含量与低温甲醇洗工段洗涤塔出口净化气中的二氧化碳含量成正比关系，而低温甲醇洗工段洗涤塔出口净化气中的二氧化碳含量与洗涤塔出口净化气温度和贫甲醇温度之间的差值存在正比关系的原理，通过调节洗涤塔出口净化气温度与贫甲醇温度之间的差值，实现了对甲醇合成气中的二氧化碳含量进行自动控制，降低了甲醇合成气二氧化碳含量和氢碳比的波动幅度，不仅可以提高甲醇产量和质量，延长合成催化剂使用寿命，降低装置消耗，还可以降低工艺操作人员劳动强度，具有自动化水平高、使用方便、控制稳定、实用性强等特点。实用性强等特点。实用性强等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制系统


[0001]本专利技术涉及煤制甲醇合成气二氧化碳含量控制
，特别是涉及一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制系统。

技术介绍

[0002]在煤制甲醇生产中，由煤气化装置制取的富含一氧化碳和氢气的粗煤气，首先在一氧化碳变换工段将粗煤气中的一氧化碳部分变换为氢气和二氧化碳，再在低温甲醇洗工段将大部分二氧化碳脱除，最终制得含氢气、一氧化碳和二氧化碳的甲醇合成原料气。甲醇合成原料气在合成工序合成催化剂的作用下，发生如下反应生成甲醇：2H2＋CO=CH3OH、3H2＋CO2=CH3OH＋H2O。
[0003]甲醇合成原料气中氢气、一氧化碳和二氧化碳的含量必须满足一定的比例要求，通常用氢碳比f表示，f=（n（H2）
‑
n（CO2））/（n（CO）+n（CO2））。要求进入合成系统新鲜气的氢碳比f=2.05～2.15，进入合成塔循环合成气的氢碳比f=3.5～4.5。甲醇合成气的二氧化碳虽然不是主要原料，但合成气中控制适量的二氧化碳，可以减缓CO与H2反应的剧烈程度，有利于稳定催化剂床层温度，延长催化剂的使用寿命，还可以提高催化剂的选择性，促进甲醇产率的提高，减少副反应的发生，降低粗甲醇中副产物含量，提高产品质量，降低甲醇精馏能耗。但过量的二氧化碳含量，会导致CO的合成率下降，甲醇产量下降，粗甲醇中的水含量上升，增加精馏的运行费用。一般控制进入合成塔气体中的二氧化碳含量为3.0～5.0%（vol%）为宜。
[0004]甲醇合成气中的氢气和一氧化碳含量，由变换工段控制，二氧化碳含量由低温甲醇洗工段进行控制。现有煤制甲醇生产工艺中，通常在低温甲醇洗工段洗涤塔上部设置一根带调节阀的副线控制合成气中的二氧化碳含量，如申请号为201320387484.0的专利技术专利《可微量调控二氧化碳浓度的低温甲醇洗洗涤塔》，即采用该方法控制二氧化碳含量。但部分厂家洗涤塔中上部的气体中硫含量较高，使用洗涤塔上部设置的副线控制合成气中的二氧化碳含量，会导致合成气硫含量超标，合成催化剂中毒，故不再使用该副线控制二氧化碳含量。除此之外，控制二氧化碳含量的手段还有调节洗涤塔贫甲醇流量、调节洗涤塔三段出口氨冷器、循环甲醇冷却器及二段循环甲醇旁路调节阀的开度。但现有部分厂家配置的合成气组分在线分析仪需要一定时间（比如5分钟左右）才能出一次分析值，无法实时显示分析数据，操作人员只能根据间断报出的分析数据进行手动调节，无法实现自动控制，存在调节滞后、调节频繁、控制精度差、稳定性差、操作人员工作量大等缺点，造成合成气二氧化碳含量及氢碳比波动大，影响甲醇产品的产量、质量及消耗，严重时还影响合成催化剂使用寿命。因此，开发一套甲醇合成气二氧化碳含量自动控制系统，具有很大的实用价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术存在的问题和不足，提供一种新型的煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制系统。
[0006]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：本专利技术提供一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制系统，其包括变换气预冷器、变换气分离器、四段式洗涤塔、循环甲醇冷却器、洗涤塔段间氨冷器、合成气压缩机，其特点在于，还包括设置在合成气压缩机与甲醇合成塔之间管路上的合成气在线分析仪和与合成气在线分析仪电连接的总控制器，所述四段式洗涤塔的顶部设置有净化气温度测量仪表，所述四段式洗涤塔的顶部通过贫甲醇流量调节阀通入低温贫甲醇，所述贫甲醇流量调节阀由贫甲醇流量控制器所控制，贫甲醇流量调节阀所在管路上设置有贫甲醇温度测量仪表，所述净化气温度测量仪表与贫甲醇温度测量仪表均与温差控制器电连接，所述四段式洗涤塔的二段与洗涤塔段间氨冷器的输入管路之间设置有甲醇旁路调节阀，所述甲醇旁路调节阀由旁路调节阀控制器所控制，所述总控制器与温差控制器电连接，所述温差控制器与旁路调节阀控制器电连接，所述旁路调节阀控制器与贫甲醇流量控制器电连接；所述总控制器上设有甲醇合成气二氧化碳含量控制目标值输入框、温差控制目标值输入框、甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框、温差控制器给定值加减量输入框、旁路调节阀开度设定值输入框、贫甲醇流量控制器给定值加减量输入框，甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框输入的范围值与温差控制器给定值加减量输入框输入的加减量一一对应，旁路调节阀开度设定值输入框输入的开度范围与贫甲醇流量控制器给定值加减量输入框输入的加减量一一对应，贫甲醇流量控制器预先设置有贫甲醇流量目标值；所述合成气在线分析仪用于实时分析甲醇合成气中的实际二氧化碳含量，所述贫甲醇流量控制器用于实时获取贫甲醇的实际流量，所述温差控制器用于基于净化气温度测量仪表的实时净化气温度值与贫甲醇温度测量仪表的实时贫甲醇温度值计算出实际温差，所述旁路调节阀控制器用于实时获取甲醇旁路调节阀的开度；所述总控制器用于将实际二氧化碳含量值与甲醇合成气二氧化碳含量控制目标值输入框中输入的所要控制的目标值进行差值计算，根据差值自动选择甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框中输入的该差值所属的范围，根据选中的范围选定温差控制器给定值加减量输入框输入的对应加减量，将温差控制目标值输入框输入的温差控制目标值与选中范围对应的加减量相加以获得新的温差控制目标值；所述温差控制器用于将实际温差值与新的温差控制目标值进行对比，驱动旁路调节阀控制器调节旁路调节阀的开度，使得实际温差值不断趋近于新的温差控制目标值，根据旁路调节阀的开度自动选择旁路调节阀开度设定值输入框中输入的该开度所属的范围，根据选中的范围选定贫甲醇流量控制器给定值加减量输入框输入的对应加减量，将贫甲醇流量控制器预先输入的贫甲醇流量目标值与选中范围对应的加减量相加以获得新的贫甲醇流量目标值；所述贫甲醇流量控制器用于将实际贫甲醇流量值与新的贫甲醇流量目标值进行对比，自动调节贫甲醇流量调节阀的开度，使得实际贫甲醇流量值不断趋近于新的贫甲醇流量目标值。
[0007]较佳地，所述系统还包括净化气在线分析仪，所述净化气在线分析仪设置在变换气预冷器和合成气压缩机之间的管路上，所述净化气在线分析仪用于分析净化气中的H2、CO、CO2和H2S物质的含量。
[0008]本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术利用甲醇合成气中的二氧化碳含量与低温甲醇洗工段洗涤塔出口净化气中的二氧化碳含量成正比关系，而低温甲醇洗工段洗涤塔出口净化气中的二氧化碳含量与洗涤塔出口净化气温度和贫甲醇温度之间的差值存在正比关系的原理，克服甲醇合成气在线分析仪不能实时分析、数据滞后的困难，通过调节洗涤塔出口净化气温度与贫甲醇温度之间的差值，实现了对甲醇合成气中的二氧化碳含量进行自动控制，降低了甲醇合成气二氧化碳含量和氢碳比的波动幅度，不仅可以提高甲醇产量和质量，延长合成催化剂使用寿命，降低装置消耗，还可以降低工艺操作人员劳动强度，具有自动化水平高、使用方便、控制稳定、实用性强等特点，为煤制甲醇合成气的制取提供了一种先进的二氧化碳含量控制系统。
附图说明
[0009]图1为本专利技术较佳实施例的煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤制甲醇合成气二氧化碳含量自动控制系统，其包括变换气预冷器、变换气分离器、四段式洗涤塔、循环甲醇冷却器、洗涤塔段间氨冷器、合成气压缩机，其特征在于，还包括设置在合成气压缩机与甲醇合成塔之间管路上的合成气在线分析仪和与合成气在线分析仪电连接的总控制器，所述四段式洗涤塔的顶部设置有净化气温度测量仪表，所述四段式洗涤塔的顶部通过贫甲醇流量调节阀通入低温贫甲醇，所述贫甲醇流量调节阀由贫甲醇流量控制器所控制，贫甲醇流量调节阀所在管路上设置有贫甲醇温度测量仪表，所述净化气温度测量仪表与贫甲醇温度测量仪表均与温差控制器电连接，所述四段式洗涤塔的二段与洗涤塔段间氨冷器的输入管路之间设置有甲醇旁路调节阀，所述甲醇旁路调节阀由旁路调节阀控制器所控制，所述总控制器与温差控制器电连接，所述温差控制器与旁路调节阀控制器电连接，所述旁路调节阀控制器与贫甲醇流量控制器电连接；所述总控制器上设有甲醇合成气二氧化碳含量控制目标值输入框、温差控制目标值输入框、甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框、温差控制器给定值加减量输入框、旁路调节阀开度设定值输入框、贫甲醇流量控制器给定值加减量输入框，甲醇合成气二氧化碳含量实际值与目标值偏差设定值输入框输入的范围值与温差控制器给定值加减量输入框输入的加减量一一对应，旁路调节阀开度设定值输入框输入的开度范围与贫甲醇流量控制器给定值加减量输入框输入的加减量一一对应，贫甲醇流量控制器预先设置有贫甲醇流量目标值；所述合成气在线分析仪用于实时分析甲醇合成气中的实际二氧化碳含量，所述贫甲醇流量控制器用于实时获取贫甲醇的...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾光应，杨献杰，赵宁，
申请(专利权)人：云南水富云天化有限公司，
类型：发明
国别省市：