[发明专利]复合式换热径向甲醇反应器及甲醇合成工艺

权利要求书

1.复合式换热径向甲醇反应器，其特征在于，包括外壳，在外壳的下端设置有合成气进口管、合成气出口管和冷媒进口管，在外壳的上端设置有冷媒出口管；在外壳内设置有内件，在内件与外壳之间形成布气腔；在内件内设置有沿外壳的轴线方向延伸的收气筒，在收气筒与内件之间形成反应区，在反应区内设置有列管，在列管的周围装填有催化剂；

在收气筒内安装有管壳式换热器，该换热器具有壳体和安装壳体内的换热管，换热器沿外壳的轴线方向延伸，换热器的壳体与收气筒之间形成收气腔；

在换热器的上端部设置有进气口，该进气口连通换热器的壳程与收气腔；在换热器的下端设置有出气口，该出气口连通换热器的壳程与合成气出口管；

换热器的换热管的上端连通布气腔，所述换热管的下端连通合成气进口管；

所述列管的上端连通冷媒出口管，列管的下端连通冷媒进口管；

在内件上设置有连通布气腔反应区之间的第一通孔，在收气筒上设置有连通反应区与收气腔之间的第二通孔；

当该甲醇反应器使用时，原料气经合成气进口管进入到换热器的管程，再进入到布气腔，经布气腔沿径向进入反应区内进行反应形成混合气，混合气经收气筒进入到收气腔，再经进气口进入换热器的壳程，经换热管与管程内的原料气换热后经合成气出口管流出。

2.根据权利要求1所述的甲醇反应器，其特征在于，在内件的上端安装有触媒盖板，在内件的下端安装有支持件；触媒盖板与外壳的顶部之间形成第一气腔，支持件与外壳的底部之间形成第二气腔；所述换热器的换热管向上贯穿触媒盖板后连通第一气腔，所述第一气腔连通布气腔；所述换热器的壳程连通第二气腔，合成气出口管连通第二气腔。

3.根据权利要求2所述的甲醇反应器，其特征在于，换热器的壳体的下端安装在支持件上，在换热器的壳体的下端安装有底部管板，在底部管板的下侧安装有底部封头，所述合成气进口管连通底部封头；在底部管板与壳体之间设置有所述出气口；换热器的换热管的下端安装在底部管板上。

4.根据权利要求2所述的甲醇反应器，其特征在于，在换热器的壳体的顶端安装有顶部管板，顶部管板安装在触媒盖板上，换热器的换热管的上端安装在顶部管板上。

5.根据权利要求1-4所述的任一项甲醇反应器，其特征在于，

所述进气口设置在换热器的壳体的上端部。

6.根据权利要求1所述的甲醇反应器，其特征在于，所述列管至少分成三组，对应于每组列管均设置有一上管板组合件和一下管板组合件；

每个上管板组合件包括一上管板和一安装在上管板上的上封头，上封头连通冷媒出口管；

每个下管板组合件包括一下管板和一安装在下管板上的下封头，下封头连通冷媒进口管。

7.一种使用权利要求1所述的甲醇反应器的甲醇合成工艺，其特征在于，

将原料气经合成气进口管进入到换热器的管程，再进入到布气腔，经布气腔沿径向进入反应区内进行反应形成混合气，混合气经收气筒进入到收气腔，再经进气口进入换热器的壳程，经换热管与管程内的原料气换热后经合成气出口管流出，进入下道工序；

汽包内的热水从冷媒进口管进入到列管内，吸收原料气的反应热，成为汽水混合物，然后从冷媒出口管排出，进入到汽包内，对汽包内的汽水混合物进行闪蒸，将蒸汽脱出，在汽包内蒸汽压力的推动下，汽包内的热水经冷媒进口管再次进入到列管内，循环使用；

原料气从换热器的管程的排出温度为200-220℃，原料气在反应区的反应温度为220-240℃。

8.根据权利要求7所述的甲醇合成工艺，其特征在于，

原料气在反应区的反应温度较原料气从换热器的管程的排出温度高15-25℃。

9.根据权利要求7所述的甲醇合成工艺，其特征在于，

混合气从甲醇反应器的排出温度为65-85℃。

10.根据权利要求7所述的甲醇合成工艺，其特征在于，

所述热水的温度为40-50℃,汽水混合物的温度为230-240℃；

从汽包内闪蒸出的蒸汽的压力为3.5-4.5MPa。