[实用新型]一种甲醇合成系统

说明书

本实用新型公开了一种甲醇合成系统，主要由合成气压缩机、第一甲醇合成塔、第二甲醇合成塔、甲醇分离器、低压蒸汽发生器、循环气压缩机等设备构成。其中，第一甲醇合成塔、第二甲醇合成塔为绝热反应器，均采用固定床结构，设计和制造难度低，工艺流程简单，操作易控制，投资造价低，系统热量利用效率高等特点。

技术领域

本实用新型属于合成甲醇和煤化工技术领域，具体涉及一种甲醇合成系统。

背景技术

20世纪60年代中期以后，为了降低甲醇生产的投资、降低生产过程中的动力消耗、实现较温和的生产操作条件、改善粗甲醇的质量和降低生产成本，低压合成甲醇的铜基催化剂研制成功，实现了高压合成法向低压合成法的转变，并使得低压合成工艺发展成为甲醇合成的主要技术。

在国外，大型低压甲醇合成技术专利商主要有德国鲁奇(Lurgi)、英国ICI/Davy技术(现已被Johnson Matthey公司收购)、瑞士卡萨利(Casale)和日本东洋(Toyo)MRF-Z技术。德国鲁奇(Lurgi)技术为管壳式轴向甲醇合成塔，优点是温差小，副产蒸汽压力较高，操作易控制；存在的问题是：(1)管内装填催化剂，容积率低，同样能力设备体积；(2)因为是轴向塔，高径比小，大型装置，塔径大，管板厚，管子多，投资大；(3)换热管管板和壳体固定焊接，容易因热应力而损坏，对设计、材料和制造要求高。ICI/Davy技术采用管内水冷产汽，径向合成塔，催化剂装在管外，气体径向流动，阻力小，换热管和换热面积减小，但由于甲醇合成反应开始前部速度快，反应热大，难以满足移热要求。瑞士卡萨利(Casale)技术开发了板间换热式反应器，优点是壳体和内件分开制造，可以现场组装，解决了大型化的结构难题，采用板代替管，投资降低。但是水冷板式塔存在的问题如下：(1)换热板沿半径呈扇形布置，板间距外大内小，导致平面温差大；(2)作为轴向塔，阻力较大，压降高达2～4bar；(3)焊缝比管式塔多，现场焊接头多。日本东洋(Toyo)MRF-Z技术采用双套管、双管板结构，气体径向流动，阻力小，但温差大，高径比大，催化剂上下层堆密度不同，反应不均衡等。

在国内，甲醇合成技术从反应器的改造、模仿开始，逐渐开发出各具特色的反应器，有管壳式、板式、绕管式、套管式等等，各具特点，也均有较多应用。国内技术经过多年的发展，不断成熟，在单台反应器渐成熟的基础上，也开始研发大型甲醇的工艺技术。例如，南京国昌公司和湖南安淳公司均有大型甲醇工艺技术，基本都是采用水冷移热管壳式反应器结构。

综上所述，现有甲醇技术主要采用管壳式或板换式反应器结构，反应器结构复杂，设计和制造相对困难，设备造价高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有甲醇合成技术所存在的问题，为降低甲醇合成装置的建设投资，提高系统的经济性，提供了一种甲醇合成工艺及系统，主要由合成气压缩机、第一甲醇合成塔、第二甲醇合成塔、甲醇分离器、低压蒸汽发生器、循环气压缩机等设备构成，甲醇合成塔设计和制造难度低，造价低，系统热量利用效率高等特点。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种甲醇合成系统，该系统包括合成气压缩机、第一甲醇合成塔、第二甲醇合成塔和循环气压缩机；来自界外净化后的合成气管道与合成气压缩机入口相连，合成气压缩机的输出端和来自循环气压缩机的输出端均与第一合成气加热器的输入端相连，所述第一合成气加热器输出端依次与精脱硫槽和第一甲醇合成塔顶部的输入端相连；第一甲醇合成塔底部输出端依次经过第一合成气加热器和第二合成气加热器后与第二甲醇合成塔顶部输入端相连；第二甲醇合成塔底部输出端依次经过第二合成气加热器、低压蒸汽发生器、空冷器和水冷器以及甲醇分离器相连，甲醇分离器底部输出的液相为粗甲醇产品，送去界外精制，顶部气相不凝气一部分作为驰放气送去界外。

本实用新型技术方案中：第一甲醇合成塔和第二甲醇合成塔均为绝热反应器，采用固定床结构。