一种甲醇合成控制系统

专利类型 发明公开 法律事件 实质审查;
专利有效性 实质审查 当前状态 实质审查
申请号 CN202410857651.6 申请日 2024-06-28
公开(公告)号 CN118846981A 公开(公告)日 2024-10-29
申请人 浙江臻泰能源科技有限公司; 申请人类型 企业
发明人 马飞进; 胡晓进; 胡强; 吴剑; 第一发明人 马飞进
权利人 浙江臻泰能源科技有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 浙江臻泰能源科技有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:浙江省 城市 当前专利权人所在城市:浙江省丽水市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:浙江省丽水市缙云县浙江丽缙五金科技产业园苍山区块 邮编 当前专利权人邮编:321400
主IPC国际分类 B01J19/00 所有IPC国际分类 B01J19/00C07C29/152C07C31/04G05B19/418
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 9 专利文献类型 A
专利代理机构 成都睿道专利代理事务所 专利代理人 黄垒;
摘要 本 发明 涉及甲醇合成技术领域,具体涉及一种甲醇合成控制系统,当甲醇合成装置以甲醇合成模式运行,系统执行以下控制流程:开机自检及参数初始化,开启驰放管路、回流气进气管路及氮气进气管路进行氮气吹扫,吹扫完成后获取驰放气 氧 含量并在数值低于设定氧浓度o1时开启测漏模式,测漏模式结束后启动油温机进行升温甲醇反应器,当甲醇反应器 温度 达到设定温度p8时对原料气 增压 泵 进行升压,当压 力 达到设定压力T3后控制装置进入生产运行程序,实时获取生产过程中称重装置数据,基于称重数据及目标产量进行各管路流量的控制。本发明可实现温度、压力以及 阀 门 启闭的快速控制,具有响应速度快、自动化程度高、 节点 控制更精细等诸多优点。
权利要求

1.一种甲醇合成控制系统,其特征在于,所述甲醇合成控制系统应用于甲醇合成装置,所述甲醇合成装置包括低压缓冲罐、高压缓冲罐、甲醇反应器以及气液分离罐;
其中,所述低压缓冲罐的进气端连通有原料气进气管路以及氮气进气管路,所述低压缓冲罐的出气端经原料气增压连通至高压缓冲罐的进气端,所述高压缓冲罐的出气端连通至甲醇反应器的进料端,所述甲醇反应器的壳程布设有连通至油温机的油浴腔,所述甲醇反应器的出料端连通至气液分离罐的进料端,所述气液分离罐的出料端连通至甲醇储罐的进料端,所述甲醇储罐置于称重装置上,所述气液分离罐的出气端划分两路,一路经回流气进气管路连通至高压缓冲罐的进气端,另一路连通至驰放管路;
所述系统包括甲醇合成模式,在甲醇合成装置以甲醇合成模式运行的情况下,系统执行以下控制流程:
进行开机自检以及参数初始化,在自检以及参数初始化完成后开启驰放管路、回流气进气管路以及氮气进气管路进行氮气吹扫,当氮气吹扫完成后,获取驰放气含量并在驰放气氧含量低于设定氧浓度o1时开启测漏模式,当测漏模式执行结束后,启动油温机对甲醇反应器进行升温,当甲醇反应器温度达到设定温度p8时对原料气增压泵进行升压,当原料气增压泵达到设定压T3后控制装置进入生产运行程序,在生产过程中,实时获取称重装置反馈的称重数据,基于所述称重数据以及目标产量,进行原料气进气管路以及回流气进气管路流量的控制。
2.如权利要求1所述的甲醇合成控制系统,其特征在于,在甲醇合成装置结束甲醇合成模式运行的情况下,系统执行以下控制流程:
关闭原料气增压泵,将装置泄压至设定压力T2后保持恒压,以及将甲醇反应器降温至设定温度p1,在甲醇反应器降温过程中,当温度达到设定温度p3时,开启氮气进气管路进行氮气吹扫并将装置泄压至设定压力T1,在氮气吹扫达到设定吹扫时长时完成关机程序,其中设定温度之间的大小关系为:p1<p3<p8,设定压力之间的大小关系为:T1<T2<T3。
3.如权利要求1所述的甲醇合成控制系统,其特征在于,在开启所述测漏模式之前,系统还包括进行测漏条件判断,在满足测漏条件时,甲醇合成装置以测漏模式运行,系统执行以下控制流程:
关闭原料气进气管路以及开启氮气进气管路进行氮气吹扫,并将装置升压至设定压力T2,吹扫完成后开启原料气进气管路,以低于设定氢气浓度h1进行氢气输入控制并控制原料气增压泵对装置进行升压至设定压力T3,在设定压力T3下完成测漏后,控制原料气增压泵对装置进行梯度逐步泄压至设定压力T2,泄压完成后,测漏结束,其中,设定压力之间的大小关系为:T2<T3。
4.如权利要求3所述的甲醇合成控制系统,其特征在于,所述测漏条件包括甲醇反应器温度低于设定温度p6,其中设定温度之间的大小关系为:p6<p8。
5.如权利要求1所述的甲醇合成控制系统,其特征在于,所述系统还包括紧急停机模式,当满足紧急停机触发条件时,甲醇合成装置以紧急停机模式运行,系统执行以下控制流程:
关闭原料气进气管路并开启驰放管路,关闭原料气增压泵,将装置泄压至设定压力T2以及将甲醇反应器降温至设定温度p1,当装置泄压完成且甲醇反应器温度低于设定温度p4时,开启氮气进气管路进行氮气置换并启动原料气增压泵间歇工作,将装置泄压至设定压力T1后保持恒压,泄压完成后,紧急停机结束,其中设定温度之间的大小关系为:p1<p4<p8,设定压力之间的大小关系为:T1<T2<T3。
6.如权利要求5所述的甲醇合成控制系统,其特征在于,所述紧急停机触发条件包括ESD系统触发、装置超压、气体泄漏、关键设备失效其中之一。
7.如权利要求1所述的甲醇合成控制系统,其特征在于,所述回流气管路配置有回流气增压泵,所述系统还包括催化剂升温还原模式,在甲醇合成装置以催化剂升温还原模式运行的情况下,系统执行以下控制流程:
开启氮气进气管路进行氮气吹扫,将装置升压至设定压力T2并通过回流气增压泵进行回流气输入控制,在装置升压至设定压力T2,启动油温机将甲醇反应器升温至设定温度p6后获取催化剂干燥信息,当催化剂干燥完成后,以低于设定氢气浓度h3进行氢气输入控制并通过油温机将甲醇反应器升温至设定温度p8,当主还原程序启动后,以低于设定氢气浓度h4进行氢气输入控制并通过油温机将甲醇反应器升温至设定温度p9,当主还原程序完成后,关闭氢气进气管路并开启氮气进气管路进行氮气置换,当氮气置换完成后获取甲醇反应器尾气氢含量,在甲醇反应器尾气氢含量低于设定氢气浓度h2时,将甲醇反应器降温至设定温度p2,降温结束后,催化剂升温还原结束,其中,设定温度之间的大小关系为:p2<p6<p8<p9,设定压力之间的大小关系为:T2<T3,设定氢气浓度之间的大小关系为:h2<h3<h4。
8.如权利要求1所述的甲醇合成控制系统,其特征在于,所述系统还包括钝化模式,当满足钝化条件时,甲醇合成装置以钝化模式运行,系统执行以下控制流程:
关闭原料气进气管路并开启氮气进气管路进行氮气吹扫,当氮气吹扫完成后启动油温机将甲醇反应器升温至设定温度p5,当甲醇反应器升温完成后,以低于设定氧气浓度o1进行氧气输入控制并通过油温机将甲醇反应器升温至设定温度p7后进入初步钝化程序,在执行设定钝化时长P3的初步钝化程序后,以设定速率将氧气浓度递增至设定氧气浓度o4,获取甲醇反应器尾气氧含量,在甲醇反应器尾气氧含量高于设定氧气浓度o4并持续设定钝化时长P2时,关闭原料气进气管路并开启氮气进气管路进行氮气吹扫,在甲醇反应器尾气氧含量低于设定氧气浓度o3并持续设定钝化时长P1时,以设定降温速率将甲醇反应器降温至设定温度p2,降温结束后,钝化结束,其中,设定温度之间的大小关系为:p2<p5<p7<p8,设定氧气浓度之间的大小关系为:o1<o2<o3<o4,设定钝化时长之间的大小关系为:P1<P2<P3。
9.如权利要求8所述的甲醇合成控制系统,其特征在于,所述钝化条件包括甲醇反应器温度低于设定温度p6,其中,设定温度之间的大小关系为:p6<p8。

说明书全文

一种甲醇合成控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及甲醇合成技术领域,具体而言,涉及一种甲醇合成控制系统。

背景技术

[0002] 甲醇可广泛应用于制药、农业、制造业等工业,也是原料化工业的中间产品。甲醇作为具有较强基础性化工产品,处于能源匮乏的当下,在需求量日益增加的同时,还促成了繁盛的“甲醇经济”。
[0003] 自工业化生产以来,甲醇合成的原料路线经历了很大变化,开始从煤和焦为原料,然后以天然气为原料的甲醇生产流程被广泛应用,后来以重油为原料的甲醇装置有所发展;甲醇的合成方法很多,有利用合成气进行合成,也有利用其他原料的方法;目前,利用合成气进行甲醇合成的方法得到广泛使用,其合成流程一般如下:将合成气压缩输送至换热器中,调节合成气温度,然后将其通入到甲醇反应器中,在甲醇反应器中设置有催化剂,能催化合成气反应生成甲醇和,反应后的复合物通入到冷却设备中进行冷却,然后进行气液分离,分离得到粗甲醇、水以及未反应合成气,再将未反应合成气回流进行循环。
[0004] 目前的小型甲醇合成装置,采用与工业生产上相同的工艺流程以及控制系统进行设计,即先增压后混气并配置独立的预热设备对进入反应腔的合成气进行预热,使得整体占地面积过大;以及采用继电器和机械仪表等所构成的控制系统,使得流量控制、降温控制以及各启闭控制响应速度慢、自动化程度低,无法实现各节点的精细化控制;此外,工业生产上用到的甲醇合成装置,通常情况下采用未预热的未反应合成气作为冷媒对甲醇反应器的反应过程温度进行控制,由于气体比热容小,适应反应波动的能相对较差,因此将未预热的未反应合成气作为冷媒进行反应过程降温反馈不及时,不利于整个甲醇合成工艺的稳定运行。因此,如何稳定控制小型甲醇合成装置甲醇合成工艺,提高控制的响应速度、自动化程度以及节点控制精度,保证各个工段稳定运行,仍是目前需要解决的问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种甲醇合成控制系统,以解决现有甲醇合成控制系统反应过程降温控制、流量控制以及阀门启闭控制等反馈不及时、自动化程度低以及节点控制精度低,不利于整个甲醇合成工艺的稳定运行的问题。
[0006] 本发明的实施例通过以下技术方案实现:一种甲醇合成控制系统,所述甲醇合成控制系统应用于甲醇合成装置,所述甲醇合成装置包括低压缓冲罐、高压缓冲罐、甲醇反应器以及气液分离罐;
[0007] 其中,所述低压缓冲罐的进气端连通有原料气进气管路以及氮气进气管路,所述低压缓冲罐的出气端经原料气增压连通至高压缓冲罐的进气端,所述高压缓冲罐的出气端经换热器的冷端连通至甲醇反应器的进料端,所述甲醇反应器的壳程布设有连通至油温机的油浴腔,所述甲醇反应器的出料端依次经换热器的热端、冷凝器连通至气液分离罐的进料端,所述气液分离罐的出料端连通至甲醇储罐的进料端,所述甲醇储罐置于称重装置上,所述气液分离罐的出气端划分两路,一路经回流气进气管路连通至高压缓冲罐的进气端,另一路连通至驰放管路;
[0008] 所述系统包括甲醇合成模式,在甲醇合成装置以甲醇合成模式运行的情况下,系统执行以下控制流程:
[0009] 进行开机自检以及参数初始化,在自检以及参数初始化完成后开启驰放管路、回流气进气管路以及氮气进气管路进行氮气吹扫,当氮气吹扫完成后,获取驰放气含量并在驰放气氧浓度低于0.05%时开启测漏模式,当测漏模式执行结束后,启动油温机,以每升温50℃恒温10分钟,升温速率为1℃/分钟进行甲醇反应器升温,当甲醇反应器温度达到200℃时对原料气增压泵进行升压,当原料气增压泵达到5MPA后控制装置进入生产运行程序,在生产过程中,实时获取称重装置反馈的称重数据,基于所述称重数据以及目标产量,进行原料气进气管路以及回流气进气管路流量的控制。
[0010] 根据一种优选实施方式,在甲醇合成装置结束甲醇合成模式运行的情况下,系统执行以下控制流程:
[0011] 关闭原料气增压泵,将装置泄压至1MPA后保持恒压,以及将甲醇反应器降温至30℃,在甲醇反应器降温过程中,当温度达到70℃时,开启氮气进气管路进行氮气吹扫并将装置泄压至0.5MPA,在氮气吹扫达到10分钟时完成关机程序。
[0012] 根据一种优选实施方式,在开启所述测漏模式之前,系统还包括进行测漏条件判断,在满足测漏条件时,甲醇合成装置以测漏模式运行,系统执行以下控制流程:
[0013] 关闭原料气进气管路以及开启氮气进气管路进行氮气吹扫,并将装置升压至1MPA,吹扫完成后开启原料气进气管路,以低于1%的浓度进行氢气输入控制并控制原料气增压泵对装置进行梯度逐步升压至5MPA,在5MPA下完成测漏后,控制原料气增压泵对装置进行梯度逐步泄压至1MPA,泄压完成后,测漏结束。
[0014] 根据一种优选实施方式,所述测漏条件包括甲醇反应器温度低于120℃。
[0015] 根据一种优选实施方式,所述系统还包括紧急停机模式,当满足紧急停机触发条件时,甲醇合成装置以紧急停机模式运行,系统执行以下控制流程:
[0016] 关闭原料气进气管路并开启驰放管路,关闭原料气增压泵,将装置泄压至1MPA以及将甲醇反应器降温至30℃,当装置泄压完成且甲醇反应器温度低于100℃时,开启氮气进气管路进行氮气置换并启动原料气增压泵间歇工作,将装置泄压至0.5MPA后保持恒压,泄压完成后,紧急停机结束。
[0017] 根据一种优选实施方式,所述紧急停机触发条件包括ESD系统触发、装置超压、气体泄漏、关键设备失效其中之一。
[0018] 根据一种优选实施方式,所述回流气管路配置有回流气增压泵,所述系统还包括催化剂升温还原模式,在甲醇合成装置以催化剂升温还原模式运行的情况下,系统执行以下控制流程:
[0019] 开启氮气进气管路进行氮气吹扫并通过回流气增压泵进行回流气输入控制,在装置升压至1MPA后,启动油温机将甲醇反应器升温至120℃后获取催化剂干燥信息,当催化剂干燥完成后,以低于4%浓度进行氢气输入控制并通过油温机将甲醇反应器升温至200℃,当主还原程序启动后,以低于50%浓度进行氢气输入控制并通过油温机将甲醇反应器升温至250℃,当主还原程序完成后,关闭氢气进气管路并开启氮气进气管路进行氮气置换,当氮气置换完成后获取甲醇反应器尾气氢含量,在甲醇反应器尾气氢含量低于3%并持续1分钟时,以20℃/分钟的降温速率将甲醇反应器降温至40℃,降温结束后,催化剂升温还原结束。
[0020] 根据一种优选实施方式,所述系统还包括钝化模式,当满足钝化条件时,甲醇合成装置以钝化模式运行,系统执行以下控制流程:
[0021] 关闭原料气进气管路并开启氮气进气管路进行氮气吹扫,当氮气吹扫完成后启动油温机将甲醇反应器升温至115℃,当甲醇反应器升温完成后,以低于1%浓度进行氧气输入控制并通过油温机将甲醇反应器升温至150℃后进入初步钝化程序,在执行1小时的初步钝化程序后,将氧气浓度以2%/分钟速率递增至20%,获取甲醇反应器尾气氧含量,在甲醇反应器尾气氧含量高于20%浓度并持续10分钟时,关闭原料气进气管路并开启氮气进气管路进行氮气吹扫,在甲醇反应器尾气氧含量低于2%浓度并持续5分钟时,以20℃/分钟的降温速率将甲醇反应器降温至40℃,降温结束后,钝化结束。
[0022] 根据一种优选实施方式,所述钝化条件包括甲醇反应器温度低于设定温度120℃。
[0023] 本发明实施例所提供的一种甲醇合成控制系统的技术方案至少具有如下优点和有益效果:1)利用布设于反应腔壳程的油浴腔作为反应放热的冷媒,通过油温机进行反应温度控制,相较于利用未经预热的未反应气体作为冷媒,响应速度更快,可实现温度快速可调,且无需配置额外的预热设备;2)通过先混气再增压的方式,可减少增压系统的数量,布局更加紧凑,更利于装置的小型化,占地面积小;3)所提供的控制系统相较于传统的以继电器和机械仪表的控制系统,具有响应速度快、自动化程度高、节点控制更精细等诸多优点,切实简化操作流程,可有效提高生产效率;4)通过称重装置对产物进行称重,从而可以根据实际反应情况调节管路流量以及压力,实现精细化控制;5)控制系统具有多种模式,可满足试验用小型甲醇合成装置的各种需求。附图说明
[0024] 图1为本发明实施例1提供的甲醇合成装置的结构示意图
[0025] 图2为本发明实施例1提供的甲醇合成模式的自动运行控制流程示意图;
[0026] 图3为本发明实施例1提供的甲醇合成模式的关机控制流程示意图;
[0027] 图4为本发明实施例1提供的甲醇合成模式的测漏模式控制流程示意图;
[0028] 图5为本发明实施例1提供的甲醇合成模式的紧急停机模式控制流程示意图;
[0029] 图6为本发明实施例1提供的甲醇合成模式的催化剂升温还原模式控制流程示意图;
[0030] 图7为本发明实施例1提供的甲醇合成模式的钝化模式控制流程示意图。

具体实施方式

[0031] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0032] 实施例1
[0033] 本发明实施例提供一种甲醇合成控制系统,该甲醇合成控制系统应用于甲醇合成装置,甲醇合成装置的结构参照图1所示,包括低压缓冲罐、高压缓冲罐、甲醇反应器以及气液分离罐。
[0034] 其中,低压缓冲罐的进气端连通有原料气进气管路以及氮气进气管路,原料气进气管路包括氢气进气管路以及二氧化碳进气管路,氢气进气管路以及二氧化碳进气管路的气源为罐装气,以使得氢气以及二氧化碳可通过自身的动力进入低压缓冲罐中,而无需配置增压阀。
[0035] 原料气进气管路上配置有流量控制器以及第一减压阀,原料气进气管路通过第一减压阀将气体减压到所需的压力后,根据反应需求输送到后端节点,流量控制器配置于第一减压阀后端,用于根据甲醇合成控制系统所下达指令携带的流量信息,控制对应管路提供对应量的氢气以及二氧化碳送入低压缓冲罐中,并将计量得到的流量信息反馈至甲醇合成控制系统。
[0036] 低压缓冲罐安装在原料气进气管路的末端,用于将氢气和二氧化碳均匀混合成反应所需的合成气,并对合成气进行缓冲和稳定压力;在一种实施方式中,原料气增压泵的入口端与低压缓冲罐的出气端相连通,原料气增压泵的出口端与高压缓冲罐的第一进气端相连通,合成气从低压缓冲罐输入到原料气增压泵,经原料气增压泵增压后输入高压缓冲罐中;该原料气增压泵可选为气体驱动型,通过改变驱动气的压力即可调节增压后的合成气压力,以满足反应需求。低压缓冲罐的进气端还连通有钝化管路,所述钝化管路上配置有第二减压阀、球阀、流量计以及脱硫罐。
[0037] 高压缓冲罐用于对合成气进一步进行混合和稳压,高压缓冲罐的出气端经换热器的冷端连通至甲醇反应器的进料端,将低温合成气经过换热器的初步预加热后输入甲醇反应器进行反应;此外,高压缓冲罐配置有压力变送器以监测高压反应管路的压力,为装置运行和压力调节提供参照。
[0038] 甲醇反应器的反应腔中填有催化剂,在高温、高压的共同作用下,合成反应产出粗甲醇,粗甲醇为甲醇和水,粗甲醇以及未反应合成气以下简称为产物,甲醇反应器的出料端通过连接换热器管程的管路进入换热器的热端,与经过换热器冷端的低温合成气进行热交换,由此回收热能以提高装置能效。
[0039] 经过换热器热交换后的低温产物进入冷凝器中进行冷凝,冷凝后的产物输入气液分离罐的进料端;在一种实施方式中,冷凝器的外侧设置有制冷机,该制冷机可选为可调冷水机,冷却温度调节范围相比常规水冷更宽;冷凝器的壳程入口端与制冷机的出口端相连通,冷凝器的壳程出口端与制冷机的入口端相连通,制冷机与甲醇合成控制系统通讯连接,以实现制冷机所提供冷媒温度的控制,实现冷凝器冷凝温度的可调,例如实现‑20℃~40℃的宽范围温度调控,满足不同工况或环境下的冷凝需求;气液分离罐内配置有旋分离和过滤分离双重分离结构,使得气液分离更加彻底,得到甲醇和未反应合成气;其中,气液分离罐的出料端连通至甲醇储罐的进料端,对甲醇进行储存;气液分离罐的出气端划分两路,一路经回流气进气管路连通至高压缓冲罐的进气端,以通过回流气增压泵将未反应合成气回流到高压缓冲罐中,在下一次循环中继续参与反应,另一路连通至驰放管路。
[0040] 在一种优选实施方式中,甲醇储罐置于称重装置上,称重装置与甲醇合成控制系统通讯连接,流量控制器和回流气增压泵均与甲醇合成控制系统通讯连接;通过称重装置获取甲醇的重量,再根据输入的原料气流量即可得到装置的转化率;此外,通过对流量控制器和回流器增压泵进行控制,即可实现产量的控制,在此不做过多赘述。
[0041] 关于甲醇反应器的设计,甲醇反应器的进料端配置有进气腔,甲醇反应器的反应腔与进气腔相连通,反应腔壳程布设有油浴腔,油浴腔的进油端与油温机的出油端相连通,油浴腔被配置为提供高比热容和热导率的恒温导热油,并利用反应腔的反应热对进入进气腔中的合成气进行预加热;通过将反应腔置于油浴腔中,相较于采用未经预热的未反应合成气作为冷媒,可以轻松实现将反应温度稳定在某一数值,且能够及时响应反应温度波动。
[0042] 进一步具体地,反应器外壳的管程两端通过触媒挡板法兰盖分别形成后进气腔和出气腔,触媒挡板径向连接于反应器外壳内部,法兰盖连接于反应器外壳端部,进气腔和出气腔内填充有颗粒状触媒,颗粒状触媒为惰性氧化球,以提高导热效果,将反应腔的反应热经油浴腔快速传导到进气腔,进入进气腔中的未反应合成气与惰性氧化铝球接触进行热交换升温,实现合成气的预热功能;此外,在进气腔中填充惰性氧化铝球还能起到均气的作用,使合成气更加分散均匀地进入反应腔中。出气腔中的惰性氧化铝球则用于加速热传导,使整个反应器温度更加均衡,减少因温差产生热应力对整个反应器结构的破坏。
[0043] 此外,甲醇反应器配置有温度变送器,该温度变送器用于反馈反应腔的温度,为装置运行和各节点温度调节提供参照。
[0044] 在本实施例中,系统包括甲醇合成模式,在甲醇合成装置以甲醇合成模式运行的情况下,参见图2所示,系统执行以下控制流程:
[0045] 步骤A01、进行开机自检以及参数初始化;
[0046] 步骤A02、在自检以及参数初始化完成后,开启驰放管路、回流气进气管路以及氮气进气管路;
[0047] 步骤A03、执行氮气吹扫程序持续设定吹扫时长,并将装置升压至设定压力T2,设定压力T2为1MPA,设定吹扫时长此处为10分钟,此处并不做具体限制;
[0048] 步骤A04、在氮气吹扫完成后,通过驰放管路的氧含量变送器获取驰放气氧含量;
[0049] 步骤A05、在驰放气氧含量低于设定氧浓度o1时开启测漏模式,此处设定氧浓度o1为小于等于0.05%;
[0050] 步骤A06、当测漏模式执行结束后,启动油温机对甲醇反应器进行梯度逐步升温,此处测漏模式执行结束的判断条件为默认2分钟无压降,此处梯度逐步升温为每以1℃/分钟的升温速率升温50℃后恒温10分钟;
[0051] 步骤A07、当甲醇反应器温度达到设定温度p8时对原料气增压泵进行升压,此处设定温度p8为200℃;
[0052] 步骤A08、当原料气增压泵达到设定压力T3后控制装置进入生产运行程序,此处设定压力T3为5MPA;
[0053] 在生产过程中,实时获取称重装置反馈的称重数据,基于称重数据以及目标产量,进行原料气进气管路以及回流气进气管路流量的控制。
[0054] 进一步地,在甲醇合成装置结束甲醇合成模式运行的情况下,参见图3所示,系统执行以下控制流程:
[0055] 步骤A08、关闭原料气增压泵,将装置泄压至设定压力T2后保持恒压,设定压力T2为1MPA,以及将甲醇反应器降温至设定温度p1,此处设定温度p1为30℃;
[0056] 步骤A09、在甲醇反应器降温过程中,当温度达到设定温度p3时,开启氮气进气管路进行氮气吹扫并将装置泄压至设定压力T1,此处设定温度p3为小于等于70℃,设定压力T1为0.5MPA;
[0057] 步骤A010、在氮气吹扫达到设定吹扫时长时完成关机程序,此处设定吹扫时长为10分钟。
[0058] 在一种可能的实现方式中,在开启测漏模式之前,系统还包括进行测漏条件判断,在满足测漏条件时,甲醇合成装置以测漏模式运行,测漏条件包括甲醇反应器温度低于设定温度p6,此处设定温度p6为不大于120℃;参见图4所示,系统执行以下控制流程:
[0059] 步骤B01、关闭原料气进气管路以及开启氮气进气管路;
[0060] 步骤B02、执行氮气吹扫程序,并将装置升压至设定压力T2;
[0061] 步骤B03、在氮气吹扫完成后开启原料气进气管路,以低于设定氢气浓度h1进行氢气输入控制并控制原料气增压泵对装置进行梯度逐步升压至设定压力T3,梯度逐步升压可设置多个中间值和保压停留时间,此处不做具体赘述,此处,设定氢气浓度h1为1%;
[0062] 步骤B04、在设定压力T3下完成测漏后,控制原料气增压泵对装置进行梯度逐步泄压至设定压力T2;
[0063] 步骤B05、泄压完成后,测漏结束。
[0064] 进一步地,系统还包括紧急停机模式,当满足紧急停机触发条件时,甲醇合成装置以紧急停机模式运行,紧急停机触发条件包括ESD系统触发、装置超压、气体泄漏、关键设备失效其中之一,参见图5所示,系统执行以下控制流程:
[0065] 步骤C01、系统进入手动模式,参数可设置并优先执行,关闭原料气进气管路并开启驰放管路,气路切换完成;
[0066] 步骤C02、进入快速降压和降温程序,包括关闭原料气增压泵,将装置泄压至设定压力T2以及将甲醇反应器降温至设定温度p1;
[0067] 步骤C03、当装置泄压完成且甲醇反应器温度低于设定温度p4时,开启氮气进气管路进行氮气置换并启动原料气增压泵间歇工作,将装置泄压至设定压力T1后保持恒压,此处,设定温度p4为100℃;
[0068] 步骤C04、泄压完成后,紧急停机结束。
[0069] 进一步地,回流气管路配置有回流气增压泵,系统还包括催化剂升温还原模式,在甲醇合成装置以催化剂升温还原模式运行的情况下,参见图6所示,系统执行以下控制流程:
[0070] 步骤D01、开启氮气进气管路,执行氮气吹扫程序,将装置升压至设定压力T2,通过回流气增压泵以及制冷机进行回流气输入控制;
[0071] 步骤D02、启动油温机将甲醇反应器升温至设定温度p6;
[0072] 步骤D03、采用露点仪获取催化剂干燥信息;
[0073] 步骤D04、当催化剂干燥完成后,进入初步还原程序,开启氢气进气管路的流量控制器,以低于设定氢气浓度h3进行氢气输入控制,并通过油温机将甲醇反应器升温至设定温度p8,直至手动启动主还原程序,此处,设定氢气浓度h3为4%,设定温度p8为200℃;
[0074] 步骤D05、当主还原程序启动后,以低于设定氢气浓度h4进行氢气输入控制并通过油温机将甲醇反应器升温至设定温度p9,此处,设定氢气浓度h4为50%,设定温度p9为250℃;
[0075] 步骤D06、当主还原程序完成后,关闭氢气进气管路并开启氮气进气管路进行氮气置换;
[0076] 步骤D07、当氮气置换完成后获取甲醇反应器尾气氢含量;
[0077] 步骤D08、在甲醇反应器尾气氢含量低于设定氢气浓度h2且保持设定时长1分钟时,根据设定降温速率20℃/分钟将甲醇反应器降温至设定温度p2,此处,设定氢气浓度h2为3%,设定温度p2为40℃;
[0078] 步骤D09、降温结束后,催化剂升温还原结束。
[0079] 进一步地,系统还包括钝化模式,当满足钝化条件时,甲醇合成装置以钝化模式运行,钝化条件包括甲醇反应器温度低于设定温度p6,参见图7所示,系统执行以下控制流程:
[0080] 步骤E01、关闭原料气进气管路并开启氮气进气管路进行氮气吹扫;
[0081] 步骤E02、当氮气吹扫完成后启动油温机将甲醇反应器升温至设定温度p5,此处设定温度p5为115℃;
[0082] 步骤E03、当甲醇反应器升温完成后,以低于设定氧气浓度o1进行氧气输入控制并通过油温机将甲醇反应器升温至设定温度p7后进入初步钝化程序,此处,设定氧气浓度o1为1%,设定温度p7为小于等于150℃;
[0083] 步骤E04、执行设定钝化时长P3的初步钝化程序后,以设定速率2%/分钟将氧气浓度递增至设定氧气浓度o4,此处,设定钝化时长P3为1小时,设定氧气浓度o4为20%;
[0084] 步骤E05、获取甲醇反应器尾气氧含量;
[0085] 步骤E06、在甲醇反应器尾气氧含量高于设定氧气浓度o4并持续设定钝化时长P2时,关闭原料气进气管路并开启氮气进气管路进行氮气吹扫,此处,设定氧气浓度o4为20%,设定钝化时长P2为10分钟;
[0086] 在甲醇反应器尾气氧含量低于设定氧气浓度o3并持续设定钝化时长P1时,以设定降温速率20℃/分钟将甲醇反应器降温至设定温度p2,此处,设定氧气浓度o3为2%,设定钝化时长P1为5分钟,设定温度p2为小于40℃;
[0087] 步骤E07、降温结束后,钝化结束。
[0088] 控制系统上述所提供的甲醇合成模式、测漏模式、紧急停机模式、催化剂升温还原模式、钝化模式,可满足试验用小型甲醇合成装置的各种需求。
[0089] 以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
QQ群二维码
意见反馈