[实用新型]一种适用于新建及提产改造的甲醇合成装置

说明书

本实用新型提供了一种适用于新建及提产改造的甲醇合成装置，包括新建甲醇装置或提产改造甲醇装置。本实用新型通过合理分配两台甲醇塔的生产强度，提高催化剂使用寿命及效率，提高单程转化率，降低循环比，具有明显实用性及经济效益。

技术领域

本实用新型涉及化工工艺，特别是一种大幅提高甲醇产能的工艺及装置。

背景技术

工业上甲醇是通过CO、CO₂及H₂在一定温度、压力及催化剂作用下进行甲醇合成反应来生产。

甲醇合成反应是一种强放热可逆反应，每反应1％CO绝热温升达32℃，而催化剂的使用温度为210℃～280℃，因而反应过程的热量需要快速移走，以保证催化剂床层在适宜的温度区间内。目前，工业上通过在催化剂床层埋设换热管来实现移走反应热，通过水蒸发副产蒸汽带走反应热是一种简单有效的控温手段。

甲醇合成最终受平衡控制，单程转化率不会很高，因此分离出粗甲醇后的工艺气有一部分要作为循环气通过循环机压缩后与新鲜气混合，构成一个循环回路，提高系统总转化率。

大型化甲醇规模效应明显，为了提高甲醇项目经济性，新建甲醇装置趋于大型化，已建甲醇装置则需进行扩能改造。专利EP0790226B1提供了一种大型化甲醇生产的方法和系统，新鲜气与循环气后进一级管式水冷反应器，继而进二级气冷反应器，管内用新鲜气与循环气的混合气进行移热，二级反应后的气经冷却后进行气液分离，分出一股气体循环。这种甲醇合成回路存在前后两级反应生产强度分配不合理的问题，生产前期水冷反应器生产强度高，气冷反应器生产强度低，出口温度低，气体中的甲醇会在催化剂床层冷凝；生产后期水冷反应器催化剂活性快速衰退，生产强度下降，气冷反应器生产强度提高，由于气冷反应器传热效率低，床层温度不易控制，导致副产物增多，同时后续流程空冷器、水冷器负荷增加。专利105399604A中描述的大型甲醇生产方法和系统，前后两级反应器都采用水冷反应器，新鲜气与循环气混合后依次通过两级水冷反应。这种甲醇合成回路同样存在两级反应生产强度分配不合理的问题，生产前期一级反应器生产强度高，催化剂床层热点温度高，导致副产物高，催化剂寿命短；生产后期一级反应器生产强度降低，二级反应器生产强度提高，催化剂床层热点温度升高，同样导致副产物高和催化剂寿命短。专利107382665A描述中的一种甲醇合成工艺和装置，第一反应器为水冷反应器，第二反应器为气冷反应器或水冷反应器，只是通过阀门B控制第一反应器进口温度在200-240℃，通过阀门A控制第二反应器热点温度不超过250℃，A阀引入第二反应器的新鲜气占新鲜气总量的25-0mol％，这种甲醇合成回路同样存在生产前期第一反应器生产强度高，催化剂床层热点温度高，副产物高，催化剂寿命短；生产后期第二反应器生产强度提高，副产物高和催化剂寿命短，两级反应生产强度分配不合理的问题。

另外，甲醇合成装置是一个循环回路，在原系统设备基础上，尤其是在循环压缩机性能难以提高的条件下，进行甲醇装置改造，提高甲醇产量，这也是一个技术难点。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种适用于新建及提产改造的甲醇合成装置，包括新建甲醇装置或提产改造甲醇装置。

所述的新建甲醇装置包括新鲜气压缩机、循环机、第一换热器、第二换热器、第三换热器、脱毒槽、第一甲醇塔、第二甲醇塔、空冷器、、甲醇分离器、第一汽包和第二汽包，所述的循环机后依次连接第二换热器、第三换热器和第一甲醇塔，所述的新鲜气压缩机与第一换热器、脱毒槽依次连接，所述的脱毒槽出口分为二路，一路连接第一甲醇塔的进塔管路，另一路连接第二甲醇塔的进塔管路，所述的第一甲醇塔的出口管路依次连接第三换热器和第二甲醇塔，所述的第二甲醇塔的出口管路依次连接第二换热器、空冷器、水冷器和甲醇分离器，所述的第一甲醇塔和第二甲醇塔各外接一台汽包。