[實用新型]一種甲醇合成系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921005496.6
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN210560165U
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘭榮亮;馬炯;謝東升;張磊;汪根寶
• 申請（專利權(quán)）人: 中石化南京工程有限公司;中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類號: C07C31/04
• 分類號: C07C31/04;C07C29/152
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 韓正玉;徐冬濤

本實用新型公開了一種甲醇合成系統(tǒng)，主要由合成氣壓縮機、第一甲醇合成塔、第二甲醇合成塔、甲醇分離器、低壓蒸汽發(fā)生器、循環(huán)氣壓縮機等設(shè)備構(gòu)成。其中，第一甲醇合成塔、第二甲醇合成塔為絕熱反應(yīng)器，均采用固定床結(jié)構(gòu)，設(shè)計和制造難度低，工藝流程簡單，操作易控制，投資造價低，系統(tǒng)熱量利用效率高等特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于合成甲醇和煤化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種甲醇合成系統(tǒng)。

背景技術(shù)

20世紀(jì)60年代中期以后，為了降低甲醇生產(chǎn)的投資、降低生產(chǎn)過程中的動力消耗、實現(xiàn)較溫和的生產(chǎn)操作條件、改善粗甲醇的質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本，低壓合成甲醇的銅基催化劑研制成功，實現(xiàn)了高壓合成法向低壓合成法的轉(zhuǎn)變，并使得低壓合成工藝發(fā)展成為甲醇合成的主要技術(shù)。

在國外，大型低壓甲醇合成技術(shù)專利商主要有德國魯奇(Lurgi)、英國ICI/Davy技術(shù)(現(xiàn)已被Johnson Matthey公司收購)、瑞士卡薩利(Casale)和日本東洋(Toyo)MRF-Z技術(shù)。德國魯奇(Lurgi)技術(shù)為管殼式軸向甲醇合成塔，優(yōu)點是溫差小，副產(chǎn)蒸汽壓力較高，操作易控制；存在的問題是：(1)管內(nèi)裝填催化劑，容積率低，同樣能力設(shè)備體積；(2)因為是軸向塔，高徑比小，大型裝置，塔徑大，管板厚，管子多，投資大；(3)換熱管管板和殼體固定焊接，容易因熱應(yīng)力而損壞，對設(shè)計、材料和制造要求高。ICI/Davy技術(shù)采用管內(nèi)水冷產(chǎn)汽，徑向合成塔，催化劑裝在管外，氣體徑向流動，阻力小，換熱管和換熱面積減小，但由于甲醇合成反應(yīng)開始前部速度快，反應(yīng)熱大，難以滿足移熱要求。瑞士卡薩利(Casale)技術(shù)開發(fā)了板間換熱式反應(yīng)器，優(yōu)點是殼體和內(nèi)件分開制造，可以現(xiàn)場組裝，解決了大型化的結(jié)構(gòu)難題，采用板代替管，投資降低。但是水冷板式塔存在的問題如下：(1)換熱板沿半徑呈扇形布置，板間距外大內(nèi)小，導(dǎo)致平面溫差大；(2)作為軸向塔，阻力較大，壓降高達(dá)2～4bar；(3)焊縫比管式塔多，現(xiàn)場焊接頭多。日本東洋(Toyo)MRF-Z技術(shù)采用雙套管、雙管板結(jié)構(gòu)，氣體徑向流動，阻力小，但溫差大，高徑比大，催化劑上下層堆密度不同，反應(yīng)不均衡等。

在國內(nèi)，甲醇合成技術(shù)從反應(yīng)器的改造、模仿開始，逐漸開發(fā)出各具特色的反應(yīng)器，有管殼式、板式、繞管式、套管式等等，各具特點，也均有較多應(yīng)用。國內(nèi)技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，不斷成熟，在單臺反應(yīng)器漸成熟的基礎(chǔ)上，也開始研發(fā)大型甲醇的工藝技術(shù)。例如，南京國昌公司和湖南安淳公司均有大型甲醇工藝技術(shù)，基本都是采用水冷移熱管殼式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)。

綜上所述，現(xiàn)有甲醇技術(shù)主要采用管殼式或板換式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計和制造相對困難，設(shè)備造價高。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有甲醇合成技術(shù)所存在的問題，為降低甲醇合成裝置的建設(shè)投資，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性，提供了一種甲醇合成工藝及系統(tǒng)，主要由合成氣壓縮機、第一甲醇合成塔、第二甲醇合成塔、甲醇分離器、低壓蒸汽發(fā)生器、循環(huán)氣壓縮機等設(shè)備構(gòu)成，甲醇合成塔設(shè)計和制造難度低，造價低，系統(tǒng)熱量利用效率高等特點。

本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種甲醇合成系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括合成氣壓縮機、第一甲醇合成塔、第二甲醇合成塔和循環(huán)氣壓縮機；來自界外凈化后的合成氣管道與合成氣壓縮機入口相連，合成氣壓縮機的輸出端和來自循環(huán)氣壓縮機的輸出端均與第一合成氣加熱器的輸入端相連，所述第一合成氣加熱器輸出端依次與精脫硫槽和第一甲醇合成塔頂部的輸入端相連；第一甲醇合成塔底部輸出端依次經(jīng)過第一合成氣加熱器和第二合成氣加熱器后與第二甲醇合成塔頂部輸入端相連；第二甲醇合成塔底部輸出端依次經(jīng)過第二合成氣加熱器、低壓蒸汽發(fā)生器、空冷器和水冷器以及甲醇分離器相連，甲醇分離器底部輸出的液相為粗甲醇產(chǎn)品，送去界外精制，頂部氣相不凝氣一部分作為馳放氣送去界外。

本實用新型技術(shù)方案中：第一甲醇合成塔和第二甲醇合成塔均為絕熱反應(yīng)器，采用固定床結(jié)構(gòu)。