[实用新型]均温型甲醇塔

说明书

本实用新型属于甲醇塔，尤其是均温型甲醇塔，特别适用于含氢、一氧化碳、二氧化碳原料气合成甲醇的场合，也可适用于氨合成的场合。

在本实用新型作出之前，由含氢、一氧化碳、二氧化碳原料气合成甲醇的方法有以下几种，一是高压法，即在30～32MPa压力、360～420℃温度下采用锌铬触媒作用下合成甲醇；二是低压法，即在4～8MPa压力、200～300℃温度采用铜基触媒作用下合成甲醇；三是我国合成氨厂联合生产甲醇亦是在上述温度和铜基触媒作用下合成甲醇，但合成压力与氨合成流程配合则为10～13MPa；由于铜基触媒活性比锌铬触媒高，故目前一些高压合成甲醇也采用铜基触媒，反应温度也降低到200～300℃，由于铜基触媒在高温下容易失活，而低温又影响其活性，故不少铜基触媒选择240～270℃为甲醇合成最适宜温度。已知的甲醇合成塔主要有以下三种类型：一是英国ICI公司的冷激型甲醇塔，主要由筒体、四床层触媒、冷激气喷头所组成，原料气在四床层触媒内进行绝热反应，床层间由冷激气喷头喷入冷原料气以降低反应气体的温度，然后再进入下一床层触媒内继续进行反应，该甲醇塔由于绝热反应使各床层温差过大，影响触媒使用寿命，生产成本过高；二是西德的Lurgi公司的管壳式甲醇塔，其外形象一台固定管板列管式换热器，管内填装铜基触媒进行甲醇合成，管间为沸腾水吸收管内反应热以产生蒸汽形式回收热量，该塔的优点是反应床层在拟等温下操作，温差很小（一般为15℃左右），因而提高了铜基触媒的使用寿命，但是触媒填装系数小，需用冷管面过大，投资大，而管子与管板、壳体采用焊接易因热应力而损坏，上述已知的ICI冷激型甲醇塔和Lurgi管壳式甲醇塔因用于低压法合成甲醇，故没有另设承受高压的外筒；三是单管甲醇塔，主要由承受高压的外筒以及触媒筐和换热器构成的内筒所组成，原料气由甲醇塔上部进入内外筒环隙从上到下流经底部，再经换热器与反应气换热后进入触媒筐的中心管由下向上流经顶部，然后原料气又经中心管外面的套管下流，经触媒筐花板下面的分气盒再分流到各冷管，原料气从管内向上流动吸收管外触媒层反应热直到顶部流出进入触媒层反应，该塔用原料气移去触媒层反应热，同时原料气又预热至反应温度，该塔冷管面积小，但由于采用逆流换热，触媒层温差较大，结构较复杂，其他冷管型甲醇塔如单管并流、双套管并流、三套管并流等甲醇塔以及轴径向甲醇塔也都是由于冷管面积小，触媒层温差过大，触媒易过热失活，影响触媒使用寿命和生产能力的提高。

本实用新型的任务是依据甲醇合成的特点，克服现有技术的缺点，提供一种触媒层温度分布平坦、触媒活性高、产量高、成本低、结构简单可靠的均温型甲醇塔。

一种用于含氢、一氧化碳、二氧化碳原料气合成甲醇的均温型甲醇塔，包含有触媒筒壁3、触媒床层5、下冷管9、触媒筒盖板13、填料盒16、填料17，主要由集气管7、引气管11和分气管12所组成，触媒筒壁3内装有触媒床层5，引气管11与分气管12连接，下冷管8分别与分气管12和集气管7连接，上冷管9与集气管7连接，分气管12在触媒床层5的上方，引气管11通过填料盒16、填料17和触媒筒盖板13活动配合，集气管7、下冷管8、上冷管9、引气管11、分气管12组成冷管胆。下冷管8、上冷管9的面积（m²）与触媒床层5上触媒体积（m³）之比为10～80。下冷管8的形状可以是圆管或扁平管。上冷管9的形状可以是圆管或扁平管。

下面结合附图作具体说明。