[发明专利]一种甲醇合成工艺

说明书

本发明涉及一种甲醇合成工艺，包括水冷反应器，所述水冷反应器中设有多根换热管，各所述换热管的入口通过进水管连接汽包的锅炉水出口，各所述换热管的出口通过蒸汽回收管道连接所述汽包的蒸汽入口；其特征在于：各水冷反应器中的换热管均包括由多根第一换热管组成的第一换热管组和由多根第二换热管组成的第二换热管组；各第二换热管的换热面积占总换热面积的15～40％；混合气依次进入气冷反应器、混合气预热器加热至230℃～240℃后均分为两股，分别进入第一水冷反应器和第二水冷反应器；装置运行前期两组换热管同时工作，装置运行后期，关闭第二换热管组，仅第一换热管组工作。

技术领域

本发明涉及一种甲醇合成工艺。

背景技术

甲醇合成是可逆的放热反应过程。对于铜基甲醇合成催化剂来说，反应温度需要维持在220℃～280℃之间，温度过低催化剂没有活性，温度过高影响催化剂的寿命和产品品质。为了使甲醇合成反应能够在适宜的温度区间进行，通常在催化剂反应床层内埋设换热管，甲醇合成时放出的反应热通过换热管内锅炉水的气化产生蒸汽移出，这种类型的反应器称之为等温甲醇合成反应器，设置有等温甲醇合成反应器的甲醇合成工艺称之为等温甲醇合成工艺。

基于延长甲醇合成催化剂寿命考虑，催化剂使用初期反应温度一般控制在240℃～260℃之间，使用后期反应温度一般控制在260℃～280℃之间。在装置稳定运行时，通过换热管内锅炉水产生蒸汽移走的反应热是恒定的，但随着催化剂的老化，反应温度会由240℃缓慢上升到280℃，相对应换热管内锅炉水的温度从225℃缓慢升至270℃，锅炉水产生的蒸汽压力从2.7MPaG逐渐升至5.4MPaG。可以看出等温甲醇合成工艺温度区间跨度较大，所产出的蒸汽压力波动也很大。

随着甲醇合成装置的大型化和多系列化，富产的蒸汽量也越来越多，但现有的等温甲醇合成工艺始终无法解决蒸汽压力的波动及相关设备和管道工程投资增加等问题，主要体现如下：

从设计压力考虑，由于换热管内所产蒸汽的压力在2.7MPaG～5.4MPaG之间波动，因此与其相关联的设备及管道均需要考虑较高的设计压力，否则无法满足催化剂后期5.4MPaG的蒸汽压力要求，同时设备及管道壁厚的增加推高了工程投资；

从富产蒸汽考虑，催化剂后期虽然可以富产5.4MPaG的高品质蒸汽，但全厂蒸汽管网平衡却由催化剂初期的2.7MPaG蒸汽决定，在工程设计时只能将5.4MPaG的高品质蒸汽减压降级使用，不但需要增加与减压相关的管道阀件及自控仪表元件，而且还对全厂蒸汽管网造成一定冲击。

简而言之，甲醇合成反应器内的锅炉水系统的管道及设备均需要按照苛刻温度和压力来设计，同时催化剂后期所产出的中压蒸汽却在降级使用，从投资和全厂蒸汽管网平衡角度考虑均不够经济合理。

公布号为CN107162872 A的中国专利公开了《一种低压甲醇合成工艺》，该甲醇合成反应器在反应床层内埋设换热管，甲醇合成在催化剂床层中进行，放出的反应热通过换热管内锅炉水移走。但存在催化剂后期富产蒸汽压力升高，与其相关联的设备及管道不得不按照后期蒸汽压力及温度进行设计，增加了工程投资；同时工艺系统在进行全厂蒸汽管网平衡设计时，只能按照催化剂初期较低的蒸汽压力及蒸汽品质进行设计，但在催化剂后期又对全厂蒸汽管网造成一定冲击。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种撤热能力快捷可调、床层温度精确可控、不需要增加设备壁厚即能够在催化剂整个活性期内维持恒定产率的甲醇合成工艺。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该甲醇合成工艺，包括水冷反应器，所述水冷反应器中设有多根换热管，各所述换热管的入口通过进水管连接汽包的锅炉水出口，各所述换热管的出口通过蒸汽回收管道连接所述汽包的蒸汽入口；其特征在于：

所述水冷反应器有两个，相互并联设置；