[发明专利]一种甲醇合成装置和使用该装置合成甲醇的方法

权利要求书

1.一种甲醇合成装置，该装置包括：

第一气气换热器，其包括第一气气换热器第一通路和第一气气换热器第二通路；

第一蒸发冷却器，

第一甲醇分离器，

并联合成塔组，其包括2个并联的合成塔，记为第一合成塔、第二合成塔，其中，每个合成塔各自包含合成塔管程通路，合成塔壳程通路，以及汽包，且每个合成塔的合成塔壳程通路连接至每个合成塔的汽包；

第二气气换热器，其包括第二气气换热器第一通路和第二气气换热器第二通路；

第二蒸发冷却器，

第二甲醇分离器，

串联合成塔组，其包括1个串联的合成塔，记为第三合成塔，其中，所述第三合成塔包含合成塔管程通路，合成塔壳程通路，以及汽包，且所述第三合成塔的合成塔壳程通路连接至所述第三合成塔的汽包；

其中，通过管路依次连接第一气气换热器第一通路，并联合成塔组的每个合成塔的管程通路，第一气气换热器第二通路，第一蒸发冷却器，第一甲醇分离器以制得甲醇，

第一甲醇分离器一方面通过管路排出甲醇产品，另一方面通过管路连接第一气气换热器第一通路以循环进气，再一方面依次连接第二气气换热器第一通路，串联合成塔组的合成塔的管程通路，第二气气换热器第二通路，第二蒸发冷却器，第二甲醇分离器以制得甲醇，

第二甲醇分离器一方面通过管路排出甲醇产品，另一方面通过管路连接第二气气换热器第一通路以循环进气，再一方面排出驰放气。

2.根据权利要求1所述的甲醇合成装置，其中

所述第一合成塔、第二合成塔、第三合成塔中的第一汽包、第二汽包、第三汽包彼此相连。

3.一种使用根据权利要求1所述的装置合成甲醇的方法，该方法包括：

(1)将原料气与循环气组成的合成气通入第一气气换热器第一通路与位于第一气气换热器第二通路中的来自并联合成塔组的反应混合气换热，以得到预热后的合成气；

(2)所述预热后的合成气进入并联合成塔组的每个合成塔的管程通路，在所述管程通路中的合成催化剂的作用下反应得到包含甲醇、未反应的合成气的反应混合气；

(3)所述反应混合气通入第一气气换热器第二通路，与位于第一气气换热器第一通路中的合成气换热；

(4)流出第一气气换热器的反应混合气进一步流经第一蒸发冷却器，进一步降温；

(5)流出第一蒸发冷却器的反应混合气进入第一甲醇分离器进一步降温，分离出目标产品甲醇，分离出的未反应的合成气一部分流回第一气气换热器第一通路作为循环气，另一部分流入第二气气换热器作为二级合成气；

(6)所述二级合成气通入第二气气换热器第一通路与位于第二气气换热器第二通路中的来自串联合成塔组的反应混合气换热，以得到预热后的二级合成气；

(7)所述预热后的二级合成气进入串联合成塔组的合成塔的管程通路，在所述管程通路中的合成催化剂的作用下反应得到包含二级甲醇、未反应的二级合成气的二级反应混合气；

(8)所述二级反应混合气通入第二气气换热器第二通路，与位于第二气气换热器第一通路中的二级合成气换热；

(9)流出第二气气换热器的二级反应混合气进一步流经第二蒸发冷却器，进一步降温；

(10)流出第二蒸发冷却器的二级反应混合气进入第二甲醇分离器进一步降温，分离出目标产品甲醇，分离出的未反应的二级合成气一部分流回第二气气换热器第一通路作为循环气，另一部分作为驰放气排出。

4.根据权利要求3所述的方法，其中

所述第一合成塔、第二合成塔、第三合成塔中的反应温度各自独立地是210℃-250℃、反应压力是4.5Mpa-6.5Mpa。

5.根据权利要求3所述的方法，其中

以CO和CO₂计，所述甲醇合成装置的C转化率是95％。

6.根据权利要求3所述的方法，其中

以CO和CO₂的体积分数计，所述驰放气的碳含量是2％以下。