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權(quán)利要求
1.一種降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的系統(tǒng)，包括變溫吸附單元(1)、冷箱(2)、CO壓縮機(jī)(3)、變壓吸附單元(4)和循環(huán)氣壓縮機(jī)(5)，所述變溫吸附單元(1)入口連接原料管線(16)，所述原料管線(16)用于接入合成氣，所述原料管線(16)上設(shè)置用于檢測合成氣進(jìn)料量的進(jìn)料檢測閥(10)，所述變溫吸附單元(1)出口與冷箱(2)入口連接，所述冷箱(2)的一個(gè)出口連接CO壓縮機(jī)(3)入口，所述CO壓縮機(jī)(3)出口連接CO產(chǎn)品管路(7)，所述CO產(chǎn)品管路(7)上布置有CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥(12)，其特征在于，
所述冷箱(2)的另一出口連接變壓吸附單元(4)，所述變壓吸附單元(4)設(shè)有兩個(gè)出口，其中一個(gè)出口連接氫氣產(chǎn)品管路(9)，另一出口為變壓吸附尾氣循環(huán)管路(17)，所述變壓吸附尾氣循環(huán)管路(17)上設(shè)有變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥(18)，
所述CO產(chǎn)品管路(7)引出CO循環(huán)管路(8)，所述CO循環(huán)管路(8)上布置有CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥(13)，
所述CO循環(huán)管路(8)與變壓吸附尾氣循環(huán)管路(17)均連接至循環(huán)氣壓縮機(jī)(5)入口，所述循環(huán)氣壓縮機(jī)(5)出口連接所述變溫吸附單元(1)入口形成循環(huán)，
所述進(jìn)料檢測閥(10)、變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥(18)、CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥(12)、CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥(13)均與PLC控制器(19)連接，
所述PLC控制器(19)用于接收進(jìn)料檢測閥(10)的信號(hào)，進(jìn)行邏輯判斷，并控制變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥(18)的開度，以控制變壓吸附尾氣的循環(huán)量；
所述PLC控制器(19)還用于接收CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥(12)的信號(hào)，進(jìn)行邏輯判斷，并控制CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥(13)的開度，以控制CO的循環(huán)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的系統(tǒng)，其特征在于，所述變溫吸附單元(1)入口處增加氫氣補(bǔ)充管路(6)，所述氫氣補(bǔ)充管路(6)上還布置有調(diào)節(jié)氫氣流量的氫氣調(diào)節(jié)閥(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粗一氧化碳提純的裝置，其特征在于，所述CO循環(huán)管路(8)布置于CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥(12)之前。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的系統(tǒng)，其特征在于，所述冷箱(2)出口還設(shè)有尾氣排放管路(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的系統(tǒng)，其特征在于，所述尾氣排放管路(14)上布置有尾氣調(diào)節(jié)閥(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的系統(tǒng)，其特征在于，所述CO壓縮機(jī)(3)還有另一出口連接回到冷箱(2)，使得冷箱(2)與CO壓縮機(jī)(3)之間形成循環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的系統(tǒng)，其特征在于，所述CO壓縮機(jī)(3)的設(shè)計(jì)能力要求有20％的富余能力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)氣壓縮機(jī)(5)的設(shè)計(jì)能力要求有20％的富余能力。
9.一種降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的工藝方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)進(jìn)行，
當(dāng)原料管線(16)的進(jìn)料量<設(shè)定值的40％時(shí)，所述PLC控制器(19)根據(jù)邏輯判斷，控制變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥(18)的開度，以使得變壓吸附尾氣的循環(huán)量自動(dòng)增加；
當(dāng)CO產(chǎn)品管路(7)的CO產(chǎn)品低于設(shè)計(jì)值的40％時(shí)，所述PLC控制器(19)接收CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥(12)的信號(hào)，進(jìn)行邏輯判斷，并控制CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥(13)的開度，將至多20％CO產(chǎn)品送入循環(huán)氣壓縮機(jī)(5)并通過變溫吸附單元(1)返回至冷箱(2)。

說明書
一種降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的工藝方法與系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及合成氣分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的工藝方法與系統(tǒng)。
背景技術(shù)
現(xiàn)有合成氣分離裝置的核心單元包括冷箱，具體由板翅式換熱器、氫氣汽提塔、N2/CO分離塔(可選)、CO/CH4分離塔以及附屬的加熱器和冷凝器等組成。由于設(shè)備特性，冷箱的最小進(jìn)料量一般要求不低于設(shè)計(jì)進(jìn)料量的40％。
中國專利CN109437200A公開了一種粗一氧化碳提純的裝置及工藝方法，利用粗一氧化碳(RCO)生產(chǎn)精一氧化碳(PCO)，包括依次連接的變溫吸附單元(1)、冷箱(2)，冷箱(2)出口分別連接CO壓縮機(jī)(3)、變壓吸附單元(4)和循環(huán)氣壓縮機(jī)(5)，變壓吸附單元(4)出口連接氫氣產(chǎn)品管路(9)，CO產(chǎn)品管路(7)引出CO循環(huán)管路(8)，并與循環(huán)氣壓縮機(jī)(5)相連接，冷箱(2)與變壓吸附單元(4)之間引出氫氣循環(huán)管路(10)，并與循環(huán)氣壓縮機(jī)(5)相連接。
上述專利在冷箱基礎(chǔ)上增加了變溫吸附單元、一氧化碳?jí)嚎s機(jī)、變壓吸附單元、循環(huán)氣壓縮機(jī)單元等，構(gòu)成了具備合成氣分離生產(chǎn)CO和H2的合成氣分離裝置。并且上述專利的裝置利用合成氣分離裝置中現(xiàn)有的CO壓縮機(jī)和循環(huán)氣壓縮機(jī)的富余能力，可以將RCO提純凈化為PCO。
然而目前，變溫吸附單元、一氧化碳?jí)嚎s機(jī)、變壓吸附單元、循環(huán)氣壓縮機(jī)單元等的設(shè)計(jì)也是和冷箱配套設(shè)計(jì)的，因此合成氣分離裝置同樣要求進(jìn)料量不得低于設(shè)計(jì)進(jìn)料量的40％。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的工藝方法與系統(tǒng)。
本發(fā)明主要通過降低最小進(jìn)料量來改善合成氣分離裝置最小操作區(qū)間。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
本發(fā)明提供一種降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的系統(tǒng)，包括變溫吸附單元、冷箱、CO壓縮機(jī)、變壓吸附單元和循環(huán)氣壓縮機(jī)，所述變溫吸附單元入口連接原料管線，所述原料管線用于接入合成氣，所述原料管線上設(shè)置用于檢測合成氣進(jìn)料量的進(jìn)料檢測閥，所述變溫吸附單元出口與冷箱入口連接，所述冷箱的一個(gè)出口連接CO壓縮機(jī)入口，所述CO壓縮機(jī)出口連接CO產(chǎn)品管路，所述CO產(chǎn)品管路上布置有CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥，
所述冷箱的另一出口連接變壓吸附單元，所述變壓吸附單元設(shè)有兩個(gè)出口，其中一個(gè)出口連接氫氣產(chǎn)品管路，另一出口為變壓吸附尾氣循環(huán)管路，所述變壓吸附尾氣循環(huán)管路上設(shè)有變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥，
所述CO產(chǎn)品管路引出CO循環(huán)管路，所述CO循環(huán)管路上布置有CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥，
所述CO循環(huán)管路與變壓吸附尾氣循環(huán)管路均連接至循環(huán)氣壓縮機(jī)入口，所述循環(huán)氣壓縮機(jī)出口連接所述變溫吸附單元入口形成循環(huán)，
所述進(jìn)料檢測閥、變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥、CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥、CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥均與PLC控制器連接，
所述PLC控制器用于接收進(jìn)料檢測閥的信號(hào)，進(jìn)行邏輯判斷，并控制變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥的開度，以控制變壓吸附尾氣的循環(huán)量；
所述PLC控制器還用于接收CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥的信號(hào)，進(jìn)行邏輯判斷，并控制CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥的開度，以控制CO的循環(huán)量。
進(jìn)一步的，所述變溫吸附單元入口處增加氫氣補(bǔ)充管路，所述氫氣補(bǔ)充管路上還布置有調(diào)節(jié)氫氣流量的氫氣調(diào)節(jié)閥。所述氫氣調(diào)節(jié)閥也與PLC控制器連接，所述PLC控制器還用于控制氫氣調(diào)節(jié)閥的開度，以控制氫氣的補(bǔ)充量。
進(jìn)一步的，所述CO循環(huán)管路布置于CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥之前。
進(jìn)一步的，所述冷箱出口還設(shè)有尾氣排放管路。
進(jìn)一步的，所述尾氣排放管路上布置有尾氣調(diào)節(jié)閥。
進(jìn)一步的，所述CO壓縮機(jī)還有另一出口連接回到冷箱，使得冷箱與CO壓縮機(jī)之間形成循環(huán)。
進(jìn)一步的，所述CO壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)能力要求有20％的富余能力。
進(jìn)一步的，所述循環(huán)氣壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)能力要求有20％的富余能力。
一種降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的工藝方法，基于所述的系統(tǒng)進(jìn)行，
當(dāng)原料管線的進(jìn)料量<設(shè)定值的40％時(shí)，所述PLC控制器根據(jù)邏輯判斷，控制變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥的開度，以使得變壓吸附尾氣的循環(huán)量自動(dòng)增加；
當(dāng)CO產(chǎn)品管路的CO產(chǎn)品低于設(shè)計(jì)值的40％時(shí)，所述PLC控制器接收CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥的信號(hào)，進(jìn)行邏輯判斷，并控制CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥的開度，將至多20％CO產(chǎn)品送入循環(huán)氣壓縮機(jī)并通過變溫吸附單元返回至冷箱。
本發(fā)明利用原合成氣分離裝置進(jìn)行改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)最低進(jìn)料量的降低。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將所述進(jìn)料檢測閥、變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥、CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥、CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥均與PLC控制器連接，所述PLC控制器用于接收進(jìn)料檢測閥的信號(hào)，進(jìn)行邏輯判斷，并控制變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥的開度，以控制變壓吸附尾氣的循環(huán)量；所述PLC控制器還用于接收CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥的信號(hào)，進(jìn)行邏輯判斷，并控制CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥的開度，以控制CO的循環(huán)量。本發(fā)明通過調(diào)整合成氣分離裝置中CO壓縮機(jī)和循環(huán)氣壓縮機(jī)的能力，并通過邏輯判斷，控制CO產(chǎn)品和變壓吸附尾氣循環(huán)至原料合成氣的量，使原來合成氣分離裝置的最小操作區(qū)間從原設(shè)計(jì)的40％降低至20％，大大提升了裝置負(fù)荷調(diào)整的靈活性。
附圖說明
圖1為降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的系統(tǒng)工藝流程圖。
圖中標(biāo)號(hào)所示：
1、變溫吸附單元，2、冷箱，3、CO壓縮機(jī)，4、變壓吸附單元，5、循環(huán)氣壓縮機(jī)，6、氫氣補(bǔ)充管路，7、CO產(chǎn)品管路，8、CO循環(huán)管路，9、氫氣產(chǎn)品管路，10、進(jìn)料檢測閥，11、氫氣調(diào)節(jié)閥，12、CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥，13、CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥，14、尾氣排放管路，15、尾氣調(diào)節(jié)閥，16、原料管線，17、變壓吸附尾氣循環(huán)管路，18、變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥，19、PLC控制器。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)施例
參考圖1，一種降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的系統(tǒng)，包括變溫吸附單元1、冷箱2、CO壓縮機(jī)3、變壓吸附單元4和循環(huán)氣壓縮機(jī)5，所述變溫吸附單元1入口連接原料管線16，所述原料管線16用于接入合成氣，所述原料管線16上設(shè)置用于檢測合成氣進(jìn)料量的進(jìn)料檢測閥10，所述變溫吸附單元1出口與冷箱2入口連接，所述冷箱2的一個(gè)出口連接CO壓縮機(jī)3入口，所述CO壓縮機(jī)3出口連接CO產(chǎn)品管路7，所述CO產(chǎn)品管路7上布置有CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥12，所述冷箱2的另一出口連接變壓吸附單元4，所述變壓吸附單元4設(shè)有兩個(gè)出口，其中一個(gè)出口連接氫氣產(chǎn)品管路9，另一出口為變壓吸附尾氣循環(huán)管路17，所述變壓吸附尾氣循環(huán)管路17上設(shè)有變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥18，所述CO產(chǎn)品管路7引出CO循環(huán)管路8，所述CO循環(huán)管路8上布置有CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥13，所述CO循環(huán)管路8與變壓吸附尾氣循環(huán)管路17均連接至循環(huán)氣壓縮機(jī)5入口，所述循環(huán)氣壓縮機(jī)5出口連接所述變溫吸附單元1入口形成循環(huán)，所述進(jìn)料檢測閥10、變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥18、CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥12、CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥13均與PLC控制器19連接，所述PLC控制器19用于接收進(jìn)料檢測閥10的信號(hào)，進(jìn)行邏輯判斷，并控制變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥18的開度，以控制變壓吸附尾氣的循環(huán)量；所述PLC控制器19還用于接收CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥12的信號(hào)，進(jìn)行邏輯判斷，并控制CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥13的開度，以控制CO的循環(huán)量。
本實(shí)施例中，所述變溫吸附單元1入口處增加氫氣補(bǔ)充管路6，所述氫氣補(bǔ)充管路6上還布置有調(diào)節(jié)氫氣流量的氫氣調(diào)節(jié)閥11。所述氫氣調(diào)節(jié)閥11也與PLC控制器19連接，所述PLC控制器19還用于控制氫氣調(diào)節(jié)閥11的開度，以控制氫氣的補(bǔ)充量。
本實(shí)施例中，所述CO循環(huán)管路8布置于CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥12之前。所述冷箱2出口還設(shè)有尾氣排放管路14。所述尾氣排放管路14上布置有尾氣調(diào)節(jié)閥15。所述CO壓縮機(jī)3還有另一出口連接回到冷箱2，使得冷箱2與CO壓縮機(jī)3之間形成循環(huán)。
本實(shí)施例中，所述CO壓縮機(jī)3的設(shè)計(jì)能力要求有20％的富余能力。所述循環(huán)氣壓縮機(jī)5的設(shè)計(jì)能力要求有20％的富余能力。
一種降低合成氣分離裝置最小操作區(qū)間的工藝方法，基于本實(shí)施所述的系統(tǒng)進(jìn)行，當(dāng)原料管線16的進(jìn)料量<設(shè)定值的40％時(shí)，所述PLC控制器19根據(jù)邏輯判斷，控制變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥18的開度，以使得變壓吸附尾氣的循環(huán)量自動(dòng)增加；當(dāng)CO產(chǎn)品管路7的CO產(chǎn)品低于設(shè)計(jì)值的40％時(shí)，所述PLC控制器19接收CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥12的信號(hào)，進(jìn)行邏輯判斷，并控制CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥13的開度，將至多20％CO產(chǎn)品送入循環(huán)氣壓縮機(jī)5并通過變溫吸附單元1返回至冷箱2。
本實(shí)施例將所述進(jìn)料檢測閥10、變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥18、CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥12、CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥13均與PLC控制器19連接，所述PLC控制器19用于接收進(jìn)料檢測閥10的信號(hào)，進(jìn)行邏輯判斷，并控制變壓吸附尾氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥18的開度，以控制變壓吸附尾氣的循環(huán)量；所述PLC控制器19還用于接收CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥12的信號(hào)，進(jìn)行邏輯判斷，并控制CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥13的開度，以控制CO的循環(huán)量。本發(fā)明通過調(diào)整合成氣分離裝置中CO壓縮機(jī)和循環(huán)氣壓縮機(jī)的能力，并通過邏輯判斷，控制CO產(chǎn)品和變壓吸附尾氣循環(huán)至原料合成氣的量，使原來合成氣分離裝置的最小操作區(qū)間從原設(shè)計(jì)的40％降低至20％，大大提升了裝置負(fù)荷調(diào)整的靈活性。
上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。