[實用新型]一種二氧化碳和氫氣直接制備甲醇的裝置

有效

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• 申請日: 2022-04-24
• 公開（公告）號: CN217431661U
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設計）人: 周芳;許斌;王時川;王濤;姜波;張固;鄭淵;司加民
• 申請（專利權）人: 中國成達工程有限公司
• 主分類號: B01J8/04
• 分類號: B01J8/04;B01D3/06;C07C29/152;C07C31/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉小彬

本實用新型公開了一種二氧化碳和氫氣直接制備甲醇的裝置，屬于化工技術領域，解決現有技術中二氧化碳加氫制甲醇投資大，二氧化碳轉化率低，功耗大的缺點。本實用新型包括進出口換熱器、冷卻分離器和設置有環(huán)隙的二氧化碳加氫合成塔，其中進出口換熱器的殼程入口連接有原料氣輸送管，殼程出口分別與二氧化碳加氫合成塔的底部環(huán)隙入口和頂部入口連接，進出口換熱器的管程入口與二氧化碳加氫合成塔的出氣口連接，管程出口與冷卻分離器連接。本實用新型二氧化碳和氫氣制備甲醇裝置的單程轉化率高，操作阻力降小，循環(huán)量小，循環(huán)機壓縮功耗低。本實用新型特別適用于二氧化碳和氫氣制備甲醇裝置。

技術領域

本實用新型屬于化工技術領域，具體涉及一種二氧化碳和氫氣直接制備甲醇的裝置。

背景技術

甲醇是一種基本的有機化工原料，在工業(yè)生產中有著非常重要的作用。甲醇不僅可以直接用作優(yōu)良的燃料，還可以用于合成纖維、甲醛、塑料、醫(yī)藥、農藥、染料、合成蛋白質等化工產品。目前，我國甲醇制備工藝主要有煤制甲醇和二氧化碳加氫制甲醇。在傳統(tǒng)資源日益緊張的情況下，二氧化碳加氫制甲醇突顯出了自身的優(yōu)勢。二氧化碳作為一種廉價易得、環(huán)境友好的可再生碳資源，將其加氫制備甲醇，可減少二氧化碳排放，對綠色與可持續(xù)發(fā)展意義重大。

現有技術中，二氧化碳加氫制甲醇工藝技術主要有傳統(tǒng)的直接加氫法、光催化還原法、電催化還原法及生物催化還原法。而能夠實現產業(yè)化生產的方法則主要是基于直接加氫法。典型的二氧化碳直接加氫制備甲醇的生產工藝，存在投資高、二氧化碳轉化率低，功耗大的缺點，其核心設備甲醇合成塔通常為管殼式反應器中，催化劑裝填在管層，水汽走殼側，由于二氧化碳加氫制甲醇反應較為溫和，合成氣進出口溫差小，為維持反應熱，往往需要提高蒸汽產汽壓力逼近設備設計壓力，設備操作條件苛刻。因此，提供一種投資小、二氧化碳轉化率高的二氧化碳直接加氫制備甲醇的方法，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，提供一種二氧化碳和氫氣直接制備甲醇的裝置，以至少解決目述部分問題。

本實用新型采用的技術方案如下：

本實用新型提供的一種二氧化碳和氫氣直接制備甲醇的裝置，包括進出口換熱器、冷卻分離器和設置有環(huán)隙的二氧化碳加氫合成塔，其中進出口換熱器的殼程入口連接有原料氣輸送管，殼程出口分別與二氧化碳加氫合成塔的底部環(huán)隙入口和頂部入口連接，進出口換熱器的管程入口與二氧化碳加氫合成塔的出氣口連接，管程出口與冷卻分離器連接。

本實用新型的部分實施方案中，進出口換熱器的殼程出口與二氧化碳加氫合成塔的入氣口經第一入塔主線管連接，進出口換熱器的殼程出口與二氧化碳加氫合成塔的環(huán)隙入口經第二入塔主線管連接。

本實用新型的部分實施方案中，二氧化碳加氫合成塔內部設置有三個反應床層和兩個管殼式換熱器。

本實用新型的部分實施方案中，位于二氧化碳加氫合成塔上部的上部換熱器的殼程入口與環(huán)隙氣的出口連接，其殼程出口與第一反應床層的入氣口連接，其管程入口與第一反應床層的出氣口連接，其管程出口與第二反應床層的入氣口連接；

位于二氧化碳加氫合成塔下部的下部換熱器的殼程入口與二氧化碳加氫合成塔的入氣口管道連接，其殼程出口與第一反應床層的入氣口連接；

第二反應床層的出氣口與下部換熱器的管程入口連接，下部換熱器的管程出口與第三反應床層的入氣口連接，第三反應床層的出氣口與進出口換熱器的管程入口經出塔主線管連接。

本實用新型的部分實施方案中，冷卻分離器的出氣口連接有循環(huán)氣壓縮機，循環(huán)氣壓縮機的壓縮氣出口與原料氣輸送管經壓縮循環(huán)氣輸送管連接。

本實用新型的部分實施方案中，冷卻分離器與循環(huán)氣壓縮機的進氣口經循環(huán)氣輸送管連接，并且循環(huán)氣輸送管上連接有弛放氣外輸管。

本實用新型的部分實施方案中，冷卻分離器的液體出口連接有甲醇閃蒸槽。