[發明專利]甲醇合成工藝的管殼式反應器移熱方法

無效

• 申請號: 200710054754.5
• 申請日: 2007-06-28
• 公開（公告）號: CN101333149A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 劉宏建;高恒
• 申請（專利權）人: 劉宏建;高恒
• 主分類號: C07C31/04
• 分類號: C07C31/04;C07C29/152;F25J3/00
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所
• 代理人: 陸君

技術領域

本發明屬于甲醇合成技術領域，尤其是涉及一種甲醇合成工藝的管殼式反應器移熱方法。

背景技術

目前，在甲醇生產廠，大部分使用管殼式甲醇合成反應器。甲醇合成反應以含有一氧化碳、二氧化碳和氫的氣體作原料，通過壓縮后進入中間換熱器(1)殼程，被加熱到反應溫度后，進入甲醇合成塔(2)的管程，在催化劑作用下，合成反應氣進行甲醇合成反應。反應放出的大量熱量大部分傳遞給殼程的沸騰水，由水的部分汽化帶走反應產生的熱量。一部分使合成反應氣溫度升高，出合成塔的氣體進入中間換熱器(1)管程，被冷卻降溫后，進入甲醇冷凝器(4)，甲醇冷凝后進入甲醇分離器(5)，甲醇被分離下來后，未反應的氣體回到循環壓縮機進口，被壓縮后循環使用。在甲醇合成反應熱移出系統外時，由于殼程的沸騰水是靠水的密度差進行循環的。如圖1所示：即汽包(3)內的水通過下降管進入合成塔殼程，在合成塔殼程被加熱后，部分汽化成小汽泡，密度變小，自然上升，通過上升管進入汽包內，汽液分離后，蒸汽通過壓力調節閥放出。存在的問題是：靠水的密度差進行循環，水的循環量太小，移出的熱量有限。為使移出的熱量和反應放出的熱量平衡，往往在設計時，人為地提高合成反應氣中的氫氣含量，降低一氧化碳氣的含量，或提高合成氣中惰性氣體的含量，來減少甲醇反應。可企業為追求經濟效益，往往是超負荷運行，尤其是高活性催化劑的應用使超負荷運行成為可能。當負荷高時，由于靠水的密度差循環量太小，甲醇合成放熱不能及時帶走，合成塔內熱點溫度升高催化劑燒結失活，合成塔阻力增大。

發明內容

為了克服上述現有技術中由于進入甲醇合成塔殼程的水量少，超負荷時放出的反應熱量，不能充分及時地移出甲醇合成塔的缺陷，本發明提供一種甲醇合成工藝的管殼式反應器移熱方法，利用本申請人在先申請的“管殼式甲醇合成塔殼程的水動力循環裝置”以實現更快、更及時通過加大進入甲醇合成塔殼程的水量移出更多的反應熱，充分利用甲醇合成反應塔的效率，節約能源，降低成本，增加產值、產量。

為了實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

所述的甲醇合成工藝的管殼式反應器移熱方法，其采用管殼式甲醇合成反應器，甲醇合成反應以含有一氧化碳、二氧化碳和氫的氣體作原料，通過壓縮后進入中間換熱器殼程，被加熱到反應溫度后，進入甲醇合成塔的管程，在催化劑作用下，使合成反應氣進行甲醇合成反應；一部分使合成反應氣溫度升高，出合成塔的氣體進入中間換熱器管程，被冷卻降溫后，進入甲醇冷凝器，甲醇冷凝后進入甲醇分離器，甲醇被分離下來后，未反應的氣體回到循環壓縮機進口，被壓縮后循環使用；移熱方法的步驟如下：

1)甲醇合成塔反應放出的大量熱量，大部分傳遞給殼程的沸騰水；通過在原甲醇合成靠水的密度差進行循環的系統中，增加一套供水循環系統，使甲醇合成反應熱移出系統，由水的部分汽化帶走反應產生的熱量。

2)供水循環系統由汽包內的水通過下降管經輸入閥進入循環水泵，循環水泵通過加壓，經輸出閥進入合成塔的殼程，大大地增加了合成塔殼程的水量；當合成塔殼程內被加熱后的水經汽化成小汽泡，便由上升管直接進入汽包內，從而移出更多的熱量，滿足高負荷要求。

所述的甲醇合成工藝的管殼式反應器移熱方法，其供水循環系統也可是在原汽包下降管上設置閥門或自動閥門，該下降閥門管路與水泵管路并聯，即閥門的兩端分別通過水泵的輸入管路和輸出管路連接循環水泵，輸入管路和輸出管路上分別設計有有輸入閥和輸出閥；水泵也可設計成兩臺，當一臺水泵出現空泵故障時，另一臺水泵可自動工作，保證供水循環系統正常；水泵也可設計成自動控制的，當水泵工作時出現故障，該供水循環系統可手動、自動開啟原汽包下降管上設置的閥門。

由于采用了如上所述技術方案，本發明具有如下優越性：

該甲醇合成工藝的管殼式反應器移熱方法，增加了進入合成塔殼程的水量，從而解決了反應熱不能及時帶走而抑制合成負荷不能提高的問題，從而使甲醇產量可提高10％～30％，經濟效益也顯著提高。

附圖說明

圖1現有甲醇合成工藝流程簡圖；

圖2第一種甲醇合成工藝的反應器移熱簡圖；

圖3第二種甲醇合成工藝的反應器移熱簡圖；

如圖1、2中所示：1-中間換熱器，2-甲醇合成塔，3-汽包，4-甲醇冷凝器，5-甲醇分離器，6-循環水泵，7-輸入閥，8-輸出閥，9-閥門。

具體實施方式

實施方式一