[發明專利]一種甲醇合成工藝

有效

• 申請號: 201811162812.0
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109180430B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 徐潔;許仁春;亢萬忠;田貴春;相紅霞
• 申請（專利權）人: 中石化寧波工程有限公司;中石化寧波技術研究院有限公司;中石化煉化工程(集團)股份有限公司
• 主分類號: C07C29/152
• 分類號: C07C29/152;C07C29/153;C07C31/04
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽

本發明涉及一種甲醇合成工藝，包括水冷反應器，所述水冷反應器中設有多根換熱管，各所述換熱管的入口通過進水管連接汽包的鍋爐水出口，各所述換熱管的出口通過蒸汽回收管道連接所述汽包的蒸汽入口；其特征在于：各水冷反應器中的換熱管均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；各第二換熱管的換熱面積占總換熱面積的15～40％；混合氣依次進入氣冷反應器、混合氣預熱器加熱至230℃～240℃后均分為兩股，分別進入第一水冷反應器和第二水冷反應器；裝置運行前期兩組換熱管同時工作，裝置運行后期，關閉第二換熱管組，僅第一換熱管組工作。

技術領域

本發明涉及一種甲醇合成工藝。

背景技術

甲醇合成是可逆的放熱反應過程。對于銅基甲醇合成催化劑來說，反應溫度需要維持在220℃～280℃之間，溫度過低催化劑沒有活性，溫度過高影響催化劑的壽命和產品品質。為了使甲醇合成反應能夠在適宜的溫度區間進行，通常在催化劑反應床層內埋設換熱管，甲醇合成時放出的反應熱通過換熱管內鍋爐水的氣化產生蒸汽移出，這種類型的反應器稱之為等溫甲醇合成反應器，設置有等溫甲醇合成反應器的甲醇合成工藝稱之為等溫甲醇合成工藝。

基于延長甲醇合成催化劑壽命考慮，催化劑使用初期反應溫度一般控制在240℃～260℃之間，使用后期反應溫度一般控制在260℃～280℃之間。在裝置穩定運行時，通過換熱管內鍋爐水產生蒸汽移走的反應熱是恒定的，但隨著催化劑的老化，反應溫度會由240℃緩慢上升到280℃，相對應換熱管內鍋爐水的溫度從225℃緩慢升至270℃，鍋爐水產生的蒸汽壓力從2.7MPaG逐漸升至5.4MPaG。可以看出等溫甲醇合成工藝溫度區間跨度較大，所產出的蒸汽壓力波動也很大。

隨著甲醇合成裝置的大型化和多系列化，富產的蒸汽量也越來越多，但現有的等溫甲醇合成工藝始終無法解決蒸汽壓力的波動及相關設備和管道工程投資增加等問題，主要體現如下：

從設計壓力考慮，由于換熱管內所產蒸汽的壓力在2.7MPaG～5.4MPaG之間波動，因此與其相關聯的設備及管道均需要考慮較高的設計壓力，否則無法滿足催化劑后期5.4MPaG的蒸汽壓力要求，同時設備及管道壁厚的增加推高了工程投資；

從富產蒸汽考慮，催化劑后期雖然可以富產5.4MPaG的高品質蒸汽，但全廠蒸汽管網平衡卻由催化劑初期的2.7MPaG蒸汽決定，在工程設計時只能將5.4MPaG的高品質蒸汽減壓降級使用，不但需要增加與減壓相關的管道閥件及自控儀表元件，而且還對全廠蒸汽管網造成一定沖擊。

簡而言之，甲醇合成反應器內的鍋爐水系統的管道及設備均需要按照苛刻溫度和壓力來設計，同時催化劑后期所產出的中壓蒸汽卻在降級使用，從投資和全廠蒸汽管網平衡角度考慮均不夠經濟合理。

公布號為CN107162872 A的中國專利公開了《一種低壓甲醇合成工藝》，該甲醇合成反應器在反應床層內埋設換熱管，甲醇合成在催化劑床層中進行，放出的反應熱通過換熱管內鍋爐水移走。但存在催化劑后期富產蒸汽壓力升高，與其相關聯的設備及管道不得不按照后期蒸汽壓力及溫度進行設計，增加了工程投資；同時工藝系統在進行全廠蒸汽管網平衡設計時，只能按照催化劑初期較低的蒸汽壓力及蒸汽品質進行設計，但在催化劑后期又對全廠蒸汽管網造成一定沖擊。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種撤熱能力快捷可調、床層溫度精確可控、不需要增加設備壁厚即能夠在催化劑整個活性期內維持恒定產率的甲醇合成工藝。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該甲醇合成工藝，包括水冷反應器，所述水冷反應器中設有多根換熱管，各所述換熱管的入口通過進水管連接汽包的鍋爐水出口，各所述換熱管的出口通過蒸汽回收管道連接所述汽包的蒸汽入口；其特征在于：

所述水冷反應器有兩個，相互并聯設置；