變頻技術(shù)在甲醇裝置中的應(yīng)用

王曉光

摘要

甲醇是工業(yè)生產(chǎn)中重要的原料，但是在甲醇的生產(chǎn)中，甲醇裝置主要包括了兩項(xiàng)加工環(huán)節(jié)，一項(xiàng)環(huán)節(jié)是化學(xué)反應(yīng)環(huán)節(jié)，另一個則是物理分解環(huán)節(jié)。由于這個環(huán)節(jié)在反應(yīng)的過程是非常的復(fù)雜的，導(dǎo)致甲醇裝置在實(shí)際的使用中具有很大的耗電量，所以當(dāng)前在甲醇裝置的使用中都在最大限度的提高裝置的自動化水平，這樣才能對甲醇的反應(yīng)過程進(jìn)行時時的監(jiān)管，從而最大限度的降低能源的消耗，最大限度的提高甲醇裝置的反應(yīng)效率。

【關(guān)鍵詞】甲醇裝置 變頻技術(shù) 應(yīng)用分析

1前言

在甲醇的化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)中，這個裝置都是處在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的階段，在這樣的工作條件下，甲醇裝置中的調(diào)節(jié)閥在化學(xué)物理反應(yīng)以及在裝置高速運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下受到猛烈的沖擊和腐蝕，導(dǎo)致在使用過程中存在著內(nèi)漏等問題，最終導(dǎo)致甲醇反應(yīng)不完全，裝置的功率直線下降，更嚴(yán)重的甚至能夠?qū)е抡麄€生產(chǎn)線被迫停工。所以，當(dāng)前在甲醇裝置的不斷研究中，最重要的工作之一就是如何提高調(diào)節(jié)閥的使用壽命，提高甲醇裝置的工作效率。

2甲醇工藝流程分析

甲醇在合成階段主要包括了一下幾種工藝步驟：首先是將含有碳原料的焦炭，煤以及天然氣等通過甲醇通過甲醇裝置反應(yīng)合成氣體，其次，再將第一道合成的氣進(jìn)行凈化，再次，進(jìn)行甲醇的合成，最后，是甲醇的進(jìn)一步精餾，在這一階段中，工藝的使用主要是要依據(jù)加工甲醇的額不聽原材采取不同的生產(chǎn)工藝。

3變頻技術(shù)在甲醇合成裝置中的應(yīng)用

甲醇是重要的有機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)的重要的基本原料，也是重要的工業(yè)溶劑。甲醇合成裝置主要是5.5Kt/d甲醇生產(chǎn)裝置。在整個生產(chǎn)過程中主要采用一個催化富裝置和一個常規(guī)的蒸汽轉(zhuǎn)化爐，在整個裝置中，有天然氣和煤制合成的粗甲醇會進(jìn)入到其中從而形氣預(yù)轉(zhuǎn)化成甲醇合成。在這種甲醇工藝中，要進(jìn)行原材料的準(zhǔn)備工作，完成天然氣的蒸汽轉(zhuǎn)化以及甲醇的合成，精制以及蒸餾。在天然氣脫硫之后，會和蒸汽混合加熱之后加入到轉(zhuǎn)化中，在和催化劑接觸之后催發(fā)一系列的反應(yīng)。在這一系列的變化中，反應(yīng)會受到溫度，碳水化合比例，以及壓力，催化劑和氣體中的含硫量的影響，但是在這一過程中，對溫度的控制是非常重要的，溫度的變化直接影響著轉(zhuǎn)化的速度，而且最大限度的影響著甲烷中雜質(zhì)的含量。但是如果溫度過高的話會導(dǎo)致催化劑的活性會降低，導(dǎo)致反應(yīng)速率降低，最終是影響著整個轉(zhuǎn)化裝置的使用壽命。

但是為了解決對溫度的把控問題，在預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)裝置中采用了多點(diǎn)熱點(diǎn)偶。預(yù)熱轉(zhuǎn)化裝置是一種低溫轉(zhuǎn)化工藝，主要是將天然氣中的甲烷和氫氣，二氧化碳等生成，在整個過程中，一個反應(yīng)過程是吸熱反應(yīng)。在預(yù)轉(zhuǎn)發(fā)反應(yīng)中，溫度一定要保證在460度到550度，溫度一定要控制在300度之上，這樣才能保證催化劑高效正常的工作，從而防止催化劑由于溫度過高而影響催化反應(yīng)速率，甚至是溫度過高還能直接破壞了催化劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致催化效果嚴(yán)重降低，最終導(dǎo)致預(yù)轉(zhuǎn)化過程過程不能夠高質(zhì)量的進(jìn)行，而如果溫度低于300度的話，蒸餾水，導(dǎo)致催化劑的活性降低，最終影響整個轉(zhuǎn)化速率。而當(dāng)前沿著預(yù)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)管道設(shè)計了3個14點(diǎn)雙K型的熱點(diǎn)偶，而這中熱電偶主要的功能是保護(hù)管道，設(shè)備連接和信號轉(zhuǎn)化。

4變頻調(diào)節(jié)閥在甲醇精餾中的作用分析

在甲醇精餾工藝中，在PLC編程的配合中，采用變頻調(diào)節(jié)閥，能夠保證甲醇精餾工藝的控制系統(tǒng)的運(yùn)行保持在一個高水平的狀態(tài)。變頻調(diào)節(jié)閥主要是實(shí)現(xiàn)節(jié)流來控制流量，在實(shí)際的使用中不斷高效使用而且能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能，是甲醇裝置中重要的環(huán)保設(shè)備。

變頻調(diào)節(jié)器是由智能型變頻電動執(zhí)行器和控制閥門構(gòu)成的。變頻器結(jié)構(gòu)是主回路的主要構(gòu)造。在實(shí)際的使用中，變頻調(diào)節(jié)閥的輸入電源相數(shù)是不同的，所以在實(shí)際的使用中將變頻調(diào)節(jié)閥分成了單相閥門和三相閥門。單相閥門輸入得是單相交流電，但是輸出的是三相交流電。三相閥門輸入和輸出的都是三相交流電，所以這種閥門大多都用在輸出功率在3千瓦的電動閥門結(jié)構(gòu)中。

在甲醇水洗塔后新上一套膜分離氫回收裝置，回收馳放氣中的H2用于甲醇生產(chǎn)。流程如下：馳放氣先經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)將其中夾帶的液體分離，液體通過甲醇閃蒸槽送往精餾系統(tǒng)氣體進(jìn)入套管式加熱器加熱到60°C左右，以保證進(jìn)膜前的氣體遠(yuǎn)離露點(diǎn)，氣體經(jīng)過加熱器加熱后，直接從上端側(cè)面進(jìn)入膜分離器。氫氣以較快的速率透過纖維膜絲，在纖維芯側(cè)得到富氫產(chǎn)品，送往甲醇聯(lián)合機(jī)入口多產(chǎn)甲醇；擴(kuò)散速率較慢的組分N2、CO、CH4等則滯留在原料側(cè)，送往氨凈化產(chǎn)合成氨。主要設(shè)備：分離器1臺內(nèi)裝304材質(zhì)除霧芯件，套管式加熱器1臺，膜分離器1套，控制系統(tǒng)兼容浙大中控主要公用介質(zhì)：〇.4MPa（G）150°C低壓蒸汽200kg/h，0.4MPa（G）儀表空氣3Nm3/h，整套膜裝置撬裝方式提供，露天放置。裝置占地面積為3.0m（寬）×14.0m（長）；最高處不超過5m。兩邊各留出lm、膜的一端留出3m以供巡查及換膜時用。膜分離裝置運(yùn)行穩(wěn)定可靠，無須專人照看，H2回收率：≥87%、濃度：≥90%。

在甲醇的生產(chǎn)中，追求的都是高質(zhì)量的甲醇，所以在生產(chǎn)工藝上一般會采用提高回流比的方式，在降低整個的生產(chǎn)負(fù)荷和溫度的基礎(chǔ)之上制造甲醇，但是這種生產(chǎn)方式勢必存在著很大的弊端，首先就是在是在生產(chǎn)中需要增加就甲醇生產(chǎn)的材料損耗，而且在實(shí)際的生產(chǎn)中還要不斷地增加成本投入，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料也會隨著單耗的增加而增加。所以在當(dāng)前的甲醇生產(chǎn)中，甲醇裝置正在采用自動化的控制系統(tǒng)，通過這種方式降低污染排放量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

5結(jié)束語

當(dāng)前在甲醇裝置中采用的是變頻調(diào)節(jié)閥的PID控制，PID系統(tǒng)能夠?qū)Ξ?dāng)前的生產(chǎn)中的生產(chǎn)流量和生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并且能夠在相應(yīng)的顯示器中形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，并且能夠?qū)Ξ?dāng)前的甲醇變頻裝置閥的控制能夠起到重要的維護(hù)作用，并且能夠備份相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并且對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比，從而能夠更加精確地將相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)傳輸?shù)娇刂茖ο蟆Ｗ冾l技術(shù)在甲醇裝置中的使用將會更加的方便快捷。

參考文獻(xiàn)

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