[發(fā)明專利]一種可控溫的甲醇合成工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811162803.1
• 申請(qǐng)日: 2018-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109232180B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐潔;郭文元;許仁春;田貴春;相紅霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中石化寧波工程有限公司;中石化寧波技術(shù)研究院有限公司;中石化煉化工程(集團(tuán))股份有限公司
• 主分類號(hào): C07C29/152
• 分類號(hào): C07C29/152;C07C31/04;B01J8/02
• 代理公司: 寧波誠(chéng)源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽

1.一種可控溫的甲醇合成工藝，包括水冷反應(yīng)器，所述水冷反應(yīng)器中設(shè)有多根換熱管，各所述換熱管的入口通過(guò)鍋爐水管道連接汽包的鍋爐水出口，各所述換熱管的出口通過(guò)蒸汽回收管道連接所述汽包的蒸汽入口；其特征在于：

所述水冷反應(yīng)器中的換熱管包括由多根第一換熱管組成的第一換熱管組和由多根第二換熱管組成的第二換熱管組；各第二換熱管內(nèi)腔橫截面積之和為各第一換熱管內(nèi)腔橫截面積之和的15~60%；

對(duì)應(yīng)地，所述鍋爐水管道有兩根；

各所述第二換熱管的入口連接第二鍋爐水管道，各所述第一換熱管的入口連接第一鍋爐水管道；所述第二鍋爐水管道上設(shè)有閥門；

所述水冷反應(yīng)器包括第一水冷反應(yīng)器和第二水冷反應(yīng)器；第一水冷反應(yīng)器的鍋爐水管道和蒸汽回收管道連接第一汽包；第二水冷反應(yīng)器的鍋爐水管道和蒸汽回收管道連接第二汽包；

來(lái)自上游的溫度為60℃~80℃、壓力為5~10MPaG、H₂/CO摩爾比為5~6的混合氣進(jìn)入第一換熱器預(yù)熱至195℃~215℃后，進(jìn)入第二換熱器加熱至230℃~240℃后進(jìn)入第一水冷反應(yīng)器進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)；第一汽包內(nèi)溫度為230~250℃、壓力為3.7MPaG~4.0MPaG的中壓鍋爐水從第一換熱管組和第二換熱管組進(jìn)入第一水冷反應(yīng)器，取走反應(yīng)床層的反應(yīng)熱，副產(chǎn)3.7~4.0MPaG中壓飽和蒸汽；

第一水冷反應(yīng)器出口得到溫度為250℃~260℃、甲醇含量11~14mol%的第一反應(yīng)氣，進(jìn)入所述第二換熱器預(yù)熱混合氣，溫度降至210℃~230℃后進(jìn)入第二水冷反應(yīng)器進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)；

第二汽包內(nèi)的溫度為170~210℃、壓力為1.3MPaG~2.0MPaG的中低壓鍋爐水從第一換熱管組和第二換熱管組進(jìn)入第二水冷反應(yīng)器，取走反應(yīng)床層的反應(yīng)熱，副產(chǎn)1.3~2.0MPaG中低壓飽和蒸汽；

第二水冷反應(yīng)器出口得到溫度為210℃~230℃、甲醇含量為14~18mol%的第二反應(yīng)氣進(jìn)入第一換熱器預(yù)熱混合氣，溫度降至110℃~135℃后進(jìn)入下游系統(tǒng)；

所述第一水冷反應(yīng)器和第二水冷反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中，在線監(jiān)測(cè)兩個(gè)水冷反應(yīng)器的出口反應(yīng)氣的甲醇含量；

當(dāng)?shù)谝凰浞磻?yīng)器的出口反應(yīng)氣中甲醇含量≤10mol%時(shí)，連接第一汽包的第二鍋爐水管道內(nèi)的鍋爐水體積流量按10%/小時(shí)遞減的速度逐步關(guān)小第二鍋爐水管道上的控制閥，當(dāng)催化劑床層溫度達(dá)到270℃~290℃時(shí)，關(guān)閉第二鍋爐水管道上的控制閥，僅第一換熱管組工作；此時(shí)，混合氣換熱至250℃~275℃，第一水冷反應(yīng)器的出口反應(yīng)氣溫度為270℃~290℃，仍舊富產(chǎn)3.7~4.0MPaG的中壓飽和蒸汽；出口反應(yīng)氣中甲醇含量為11~14mol%；

當(dāng)?shù)诙浞磻?yīng)器的出口反應(yīng)氣中甲醇含量≤13mol%時(shí)，連接第二汽包的第二鍋爐水管道內(nèi)的鍋爐水體積流量按10%/小時(shí)的遞減速度逐步關(guān)小第二鍋爐水管道上的控制閥，當(dāng)催化劑床層溫度達(dá)到240℃~260℃時(shí)，關(guān)閉第二鍋爐水管道上的控制閥，僅第二換熱管組工作；此時(shí)，第一反應(yīng)氣換熱至235℃~255℃，第二水冷反應(yīng)器的出口反應(yīng)氣溫度為240℃~260℃，甲醇含量大于14mol%；仍舊富產(chǎn)1.3~2.0MPaG中低壓飽和蒸汽；

同一所述的水冷反應(yīng)器中，各所述第二換熱管在催化劑床層的橫截面上均勻布置；各所述第一換熱管布置在對(duì)應(yīng)的第二換熱管的周圍，并且每根第二換熱管的周圍至少設(shè)有三根第一換熱管，各第一換熱管在以所對(duì)應(yīng)第二換熱管為圓心的圓周線上均勻布置；

每根第二換熱管與布置在該第二換熱管周圍的各第一換熱管構(gòu)成換熱管對(duì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控溫的甲醇合成工藝，其特征在于每根所述的第二換熱管周圍設(shè)有六根第一換熱管。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可控溫的甲醇合成工藝，其特征在于相鄰換熱管對(duì)之間共用部分所述的第一換熱管。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的可控溫的甲醇合成工藝，其特征在于所述蒸汽回收管道包括連接所述汽包的蒸汽連接管和蒸汽收集管，所述蒸汽收集管的出口連接所述蒸汽連接管；各所述第一換熱管的出口和所述第二換熱管的出口分別連通所述蒸汽收集管上各的入口。