[发明专利]氨醇合成反应系统分流工艺流程

说明书

一种涉及氨醇合成反应系统分流工艺流程，用于化工中氨甲醇合成生产，属化肥生产。

在现有技术中，化工生产的氨和甲醇合成，是将原料气输入反应器内，在高温230℃～500℃，高压1～32Mpa条件下进行的。反应器由耐高压的钢质厚壁外筒，和耐高温的不锈钢薄壁内筒所组成。参见图1，反应器的具体结构主要由内筒(01)，外筒(02)，冷管束(03)，中心管(04)，换热器(04)，换热器(05)，下部四通(06)所构成。在中心管(04)的下部用隔板(07)分隔成两段，冷管束(03)由上环管(03D)构成，在图1中的反应器是拥有几项专利的新产品，但在反应器外的工艺流程仍是传统型的。

下面以氨合成反应为实例说明传统工艺流程，参见图1，从冷却冷凝分离系统(012)出来的未反应循环气，其温度为30～45℃，从反应器外筒(02)上部进入，沿着内、外筒间环隙由上而下流动。经反应器下部的四通(06)的一个出气口出来，温度达60℃～80℃，进入热交换器(09)，被管内热气体加热至170℃～190℃。经反应器下部四通(06)进气口，第二次进入反应器内筒(01)的下部换热器(05)的管间。由下而上被管内热气加热后进入中心管(04)的下端，经过与之相连接的上升管(03B)，由下而上进入上环管(03A)，由上环管(03A)进入冷管束(03C)，被管外的反应热气体加热，由上而下进入下环管(03D)。经下环管(03D)与连接管(03E)到达中心管(04)，由下而上从中心管(04)的上端出来。由上而下与内件中的触媒进行合成反应，其合成反应热由冷管束(03C)内的未反应的冷气带走，经过反应后的热气，其温度约410℃～450℃，进入内件下部的换热器(05)管内，以加热管外未反应的冷气，反应后的热气由反应器下部四通(06)二出口出来，温度约为280℃～380℃进入余热回收器(08)，加热管外的软水，产生蒸汽外供，出来的热气温度降至200℃左右，进入热交换器(09)的管内，加热管外未反应气，出来的反应气温度降至130℃～140℃，进入软水加热器(010)，加热管外软水，供厂区锅炉给水。从软水加热器(010)出来的反应气，温度降至70℃～80℃，进入水冷排管(011)，被管外冷水喷淋，降温到35℃左右，进入冷却冷凝分离系统(012)，在系统中冷却到0℃以下，反应气体中的氨冷凝成液氨，分离出来加工成产品，再补充新的H₂、N₂气，并加压，成为未反应循环气，进入反应器，按前述工艺流程进行反应。

上面所述是合成氨和甲醇的传统工艺流程，不难看出，它存在如下缺点：

1、热回收率低，设备多，冷却水耗量大，以合成氨为例，一出气体温度60℃～70℃，二出气体温度280℃～320℃，二出气体经余热回收器(08)后，温度降至200℃左右，在热交换器(09)内，二出气体与一出气体进行热交换，其温度变化为：二出热气从180℃～200℃降至110℃～130℃，而冷气从60℃～70℃升温至170℃～190℃，其间冷端传热温差为50℃。此时热气温度高达110℃～120℃就进入水冷排冷却到35℃，大量的反应热未被充分利用，因此中间必须要设一个软水加热器，利用110℃～120℃的热气加热软水。但软水只能加热到80℃～90℃，对工厂而言，这是低位能热水，用途不大。

2、如不设置软水加热器，则在水冷排管(011)的冷却水耗量更大。

3、第三个缺点是，全部气体都要经过所有的设备，流程长，阻力大。

鉴上，本发明的目的就是提供一种设备简化，热量回收效果好，水耗少，管线短，维修方便，工艺流程合理的合成氨和甲醇的分流工艺流程。

本发明采用下述技术方案，二进一出分流方法，反应器在结构上不作变更，取消软水加热器，将冷却冷凝分离系统分离出来的循环气，在进入反应器之前，对循环气进行分流，将其分成两股；一股约55～70％循环气进入热交换器被加热至170℃～190℃进入反应器；另一股约30～45％，温度为25℃～45℃的循环气直接进入反应器内、外筒环隙，通过上述方案来实现本发明的目的，以下结合附图和实施例，详述本发明的系统结构和工艺流程的特征。

                      附图说明

图1为原系统结构工艺流程图

图2为本发明的结构工艺流程图