專利名稱：甲醇合成工藝的管殼式反應器移熱方法
技術領域：
本發明屬于甲醇合成技術領域，尤其是涉及一種甲醇合成工藝的管殼式反 應器移熱方法。
技術背景目前，在甲醇生產廠，大部分使用管殼式甲醇合成反應器。甲醇合成反應 以含有一氧化碳、二氧化碳和氫的氣體作原料，通過壓縮后進入中間換熱器(l)殼程，被加熱到反應溫度后，進入甲醇合成塔(2)的管程，在催化劑作用下， 合成反應氣進行甲醇合成反應。反應放出的大量熱量大部分傳遞給殼程的沸騰 水，由水的部分汽化帶走反應產生的熱量。 一部分使合成反應氣溫度升高，出 合成塔的氣體進入中間換熱器(1)管程，被冷卻降溫后，進入甲醇冷凝器(4)， 甲醇冷凝后進入甲醇分離器(5)，甲醇被分離下來后，未反應的氣體回到循環 壓縮機進口，被壓縮后循環使用。在甲醇合成反應熱移出系統外時，由于殼程 的沸騰水是靠水的密度差進行循環的。如圖l所示即汽包(3)內的水通過下 降管進入合成塔殼程，在合成塔殼程被加熱后，部分汽化成小汽泡，密度變小， 自然上升，通過上升管進入汽包內，汽液分離后，蒸汽通過壓力調節閥放出。存在的問題是靠水的密度差進行循環，水的循環量太小，移出的熱量有限。 為使移出的熱量和反應放出的熱量平衡，往往在設計時，人為地提高合成反應 氣中的氫氣含量，降低一氧化碳氣的含量，或提高合成氣中惰性氣體的含量， 來減少甲醇反應。可企業為追求經濟效益，往往是超負荷運行，尤其是高活性 催化劑的應用使超負荷運行成為可能。當負荷高時，由于靠水的密度差循環量 太小，甲醇合成放熱不能及時帶走，合成塔內熱點溫度升高催化劑燒結失活， 合成塔阻力增大。 發明內容為了克服上述現有技術中由于進入甲醇合成塔殼程的水量少，超負荷時放 出的反應熱量，不能充分及時地移出甲醇合成塔的缺陷，本發明提供一種甲醇 合成工藝的管殼式反應器移熱方法，利用本申請人在先申請的"管殼式甲醇合 成塔殼程的水動力循環裝置"以實現更快、更及時通過加大進入甲醇合成塔殼 程的水量移出更多的反應熱，充分利用甲醇合成反應塔的效率，節約能源，降 低成本，增加產值、產量。為了實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案所述的甲醇合成工藝的管殼式反應器移熱方法，其采用管殼式甲醇合成反 應器，甲醇合成反應以含有一氧化碳、二氧化碳和氫的氣體作原料，通過壓縮 后進入中間換熱器殼程，被加熱到反應溫度后，進入甲醇合成塔的管程，在催 化劑作用下，使合成反應氣進行甲醇合成反應；J部分使合成反應氣溫度升高， 出合成塔的氣體進入中間換熱器管程，被冷卻降溫后，進入甲醇冷凝器，甲醇 冷凝后進入甲醇分離器，甲醇被分離下來后，未反應的氣體回到循環壓縮機進 U，被壓縮后循環使用；移熱方法的步驟如下1) 甲醇合成塔反應放出的大量熱量，大部分傳遞給殼程的沸騰水；通過在 原甲醇合成靠水的密度差進行循環的系統中，增加-套供水循環系統，使甲醇 合成反應熱移出系統，由水的部分汽化帶走反應產生的熱量。2) 供水循環系統由汽包內的水通過下降管經輸入閥進入循環水泵，循環水 泵通過加壓，經輸出閥進入合成塔的殼程，大大地增加了合成塔殼程的水量； 當合成塔殼程內被加熱后的水經汽化成小汽泡，便由上升管直接進入汽包內， 從而移出更多的熱量，滿足高負荷要求。所述的甲醇合成工藝的管殼式反應器移熱方法，其供水循環系統也可是在 原汽包下降管上設置閥門或自動閩門，該下降閥門管路與水泵管路并聯，即閥 門的兩端分別通過水泵的輸入管路和輸出管路連接循環水泵，輸入管路和輸出 管路上分別設計有有輸入閥和輸出閥；水泵也可設計成兩臺，當一臺水泵出現 空泵故障時，另一臺水泵可自動工作，保證供水循環系統正常；水泵也可設計成自動控制的，當水泵工作時出現故障，該供水循環系統可手動、自動開啟原 汽包下降管上設置的閥門。由于采用了如上所述技術方案，本發明具有如下優越性該甲醇合成工藝的管殼式反應器移熱方法，增加了進入合成塔殼程的水量， 從而解決了反應熱不能及時帶走而抑制合成負荷不能提高的問題，從而使甲醇 產量可提高10% 30%，經濟效益也顯著提高。
圖1現有甲醇合成工藝流程簡圖；圖2第一種甲醇合成工藝的反應器移熱簡圖；圖3第二種甲醇合成工藝的反應器移熱簡圖；如圖l、 2中所示1一中間換熱器，_2—甲醇合成塔，3—汽包，4一甲醇冷 凝器，5 —甲醇分離器，6—循環水泵，7 —輸入閥，8—輸出閥，9一閥門。
具體實施方式
實施方式一如圖2所示本發明甲醇合成工藝的管殼式反應器移熱方法，其采用管殼 式甲醇合成反應器，甲醇合成反應以含有一氧化碳、二氧化碳和氫的氣體作原 料，通過壓縮后進入中間換熱器(1)殼程，被加熱到反應溫度后，進入甲醇合 成塔(2)的管程，在催化劑作用下，使合成反應氣進行甲醇合成反應； 一部分 使合成反應氣溫度升高，出合成塔的氣體進入中間換熱器(1)管程，被冷卻降 溫后，進入甲醇冷凝器(4)，甲醇冷凝后進入甲醇分離器(5)，甲醇被分離下 來后，未反應的氣體回到循環壓縮機進口，被壓縮后循環使用；所述的移熱方 法，其步驟如下1) 甲醇合成塔(2)反應放出的大量熱量大部分傳遞給殼程的沸騰水，通 過在原甲醇合成靠水的密度差進行循環的系統中，增加一套供水循環系統，使 甲醇合成反應熱移出反應器，由水的部分汽化帶走反應產生的熱量。2) 供水循環系統由汽包(3)內的水通過下降管經循環水泵輸入管路的輸入閥(7)進入循環水泵(6)，循環水泵(6)通過加壓經輸出管路的輸出閥(8) 進入合成塔的殼程，大大地增加了合成塔殼程的水量，當合成塔殼程內被加熱 后的水經汽化成小汽泡，便由上升管直接進入汽包(3)內，從而帶出更多的熱 量，以滿足高負荷要求。 實施方式二如圖3所示本發明甲醇合成工藝的管殼式反應器移熱方法，其也可采用 另一種供水循環系統，在原汽包下降管上安裝閥門(9)，閥門也可為自動閥， 該下降管上的閥門(9)管路與水泵(6)管路并聯，即閥門(9)的兩端分別通 過水泵(6)的輸入管路和輸出管路連接循環水泵(6)，輸入管路和輸出管路上 分別安裝有輸入閥(7)和輸出閥(8);水泵(6)也可設計成兩臺，當水泵(6) 出現空泵故障時，另一臺水泵可自動工作，保證供水循環系統正常；水泵(6) 也可設計成自動控制的，當水泵工作時出現故障，該供水循環系統可手動、自 動開啟原汽包下降管上設置的閥門(9)。使用時，將汽包下降管上設置的閥門關閉(9);由汽包(3)內的水通過下 降管經輸入管路開啟的輸入閥(7)流入循環水泵(6)，循環水泵(6)通過加 壓，經輸出管路的輸出閥進入合成塔殼程，水泵經自動控制，控制合成塔殼程 內被加熱的水汽化成小汽泡通過上升管直接進入汽包(3)內的速度，從而最快 最好地帶出更多的熱量，以滿足高負荷的要求。當裝置有一臺水泵工作時，水泵(6)出現故障，供水循環系統可手動或自 動開啟汽包下降管上設置的閥門(9)。當裝置有兩臺水泵工作時， 一臺水泵(6)出現空泵故障時，另一臺水泵可 自動工作，保證供水循環系統正常。
權利要求
1、一種甲醇合成工藝的管殼式反應器移熱方法，是采用管殼式甲醇合成反應器，甲醇合成反應以含有一氧化碳、二氧化碳和氫的氣體作原料，通過壓縮后進入中間換熱器(1)殼程，被加熱到反應溫度后，進入甲醇合成塔(2)的管程，在催化劑作用下，使合成反應氣進行甲醇合成反應；一部分使合成反應氣溫度升高，出合成塔的氣體進入中間換熱器(1)管程，被冷卻降溫后，進入甲醇冷凝器(4)，甲醇冷凝后進入甲醇分離器(5)，甲醇被分離下來后，未反應的氣體回到循環壓縮機進口，被壓縮后循環使用，其特征在于所述的移熱方法，其步驟如下1)甲醇合成塔(2)反應放出的大量熱量大部分傳遞給殼程的沸騰水，通過在原甲醇合成靠水的密度差進行循環的系統中，增加一套供水循環系統，使甲醇合成反應熱移出系統，由水的部分汽化帶走反應產生的熱量；2)供水循環系統由汽包(3)內的水通過下降管經輸入閥(7)進入循環水泵(6)，循環水泵通過加壓經輸出閥(8)進入甲醇合成塔(2)的殼程，大大地增加了合成塔殼程的水量，當合成塔殼程內被加熱后的水經汽化成小汽泡，便由上升管直接進入汽包(3)內，從而帶出更多的熱量，以滿足高負荷要求。
2、 根據權利要求l所述的甲醇合成工藝的管殼式反應器移熱方法，其特征 在于所述的供水循環系統也可是在原汽包下降管上設計閥門(9)，閥門也可 為自動閥，該下降閥門(9)管路與水泵(6)管路并聯，即閥門(9)的兩端分 別通過水泵(6)的輸入管路和輸出管路連接循環水泵(6);輸入管路和輸出管 路上設計有輸入閥(7)和輸出閥(8);水泵(6)也可設計成兩臺，當一臺水 泵(6)出現空泵故障時，另一臺水泵可自動工作，保證供水循環系統正常；水 泵(6)也可設計成自動控制的，當水泵工作時出現故障，該供水循環系統可手 動、自動開啟原汽包下降管上設置的閥門(9)。
全文摘要
一種甲醇合成工藝的管殼式反應器移熱方法，其采用管殼式甲醇合成反應器，步驟如下1)甲醇合成塔反應放出的大量熱量大部分傳遞給殼程的沸騰水，通過在原甲醇合成靠水的密度差進行循環的系統中，增加一套供水循環系統，使甲醇合成反應熱移出系統，由水的部分汽化帶走反應產生的熱量；2)供水循環系統由汽包(3)內的水通過下降管經輸入閥(7)進入循環水泵(6)，循環水泵通過加壓經輸出閥(8)進入甲醇合成塔(2)的殼程，大大地增加了合成塔殼程的水量，當合成塔殼程內被加熱后的水經汽化成小汽泡，便由上升管直接進入汽包(3)內，從而帶出更多的熱量，以滿足高負荷要求。
文檔編號C07C31/04GK101333149SQ20071005475
公開日2008年12月31日 申請日期2007年6月28日 優先權日2007年6月28日
發明者劉宏建, 恒 高 申請人:劉宏建;高 恒