[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

说明书

本发明涉及一种甲醇合成装置和使用该装置合成甲醇的方法。本发明的甲醇合成装置不需要大规模更换原有设备，可在少量调整管路连接后以原有的甲醇合成装置生产，在各甲醇企业推广。该方法简单易行，仅增加小合成循环机的电耗和少量的冷却水消耗，利用原有公辅设施和少量新增管线即可满足生产要求。改造投运后，甲醇装置的整体运行效率显著提高，且合成系统压力处在较低水平，既降低了动力消耗，也显著提高了装置安全性还提高了总碳(C)转化率，实现了节能减排。

技术领域

本发明涉及一种甲醇合成装置和使用该装置合成甲醇的方法，具体而言，本发明涉及一种具有特定多塔结构的甲醇合成装置以及使用该装置合成甲醇的方法。

背景技术

甲醇是一种常用的化工原料，其在许多领域中都具有广泛的应用。例如，其可用作溶剂、防冻剂、燃料或变性剂，亦可用于经过酯交换反应生产生物柴油等。

在现有技术中，甲醇的常规制备方法是，在催化剂的作用下，由甲醇合成气(主要成分是H₂、CO和CO₂)反应生成甲醇，其反应式如下：

CO+2H₂→CH₃OH+90.73kJ/mol

CO₂+3H₂→CH₃OH+H₂O+48.02kJ/mol

对反应工艺而言，传统焦炉气制甲醇是单塔循环合成，工艺流程为：来自焦炉的转化气(新鲜H₂、CO和CO₂)与循环气在合成气压缩机内混合并增压后(作为入塔气)，先经入塔气预热器壳程，与合成塔出口反应后气体(出塔气)换热升温至200～230℃，然后进入合成塔管程内的催化剂床层进行反应。

这种单塔循环合成系统主要有两个弊端,一是因为单塔合成催化剂装填量小，空速偏高，单程转化率偏低，从而为维持较高的单程转化率需要在运行压力上限运行，不仅动力消耗增加更有很大安全隐患；二是驰放气中有效碳偏高，驰放气中的CO的平均含量为3％(v)，CO₂的平均含量为4％(v)。

因此，若驰放气量为18000Nm³/h(标准立方米/小时)、年损失碳约(以每年开工8000小时计算)18000*(3％+4％)*8000＝1008万Nm³。

因此，仍需要提高碳转化率，减少碳排放，并能减少能源/动力消耗的甲醇合成工艺。

发明内容

本发明的发明人经过长期实验发现，并联反应器可以降低反应压力和空速，提高单程转化率；且再串联反应器可以进一步减少驰放气中的碳含量，减少碳排放。发明人在此基础上完成了本发明。

本发明的一个目的在于提供一种甲醇合成装置。

本发明的另一个目的在于提供一种使用该装置合成甲醇的方法。

根据本发明的一个实施方式，其提供了一种甲醇合成装置，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，