甲醇合成系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化工领域，具体而言，涉及一种甲醇合成系统。
【背景技术】
[0002]甲醇是制备烯烃类化合物的主要原料，随着烯烃类化合物用途的不断被挖掘，甲醇的需求量越来越多。目前，现有的甲醇合成系统主要包括甲醇合成塔和粗甲醇分离器。合成气在甲醇合成塔中生成含甲醇气体，含甲醇气体被输送至粗甲醇分离器，并在粗甲醇分离器进行粗甲醇分离，在粗甲醇分离器中分离得到的循环气通常会继续进入甲醇合成反应器进行甲醇合成反应。
[0003]甲醇(CH3OH)通常是以一氧化碳(CO)和氢气(H2)为原料，经反应获得。其反应方程式为:C0+2H2— CH 30H ;C02+3H2— CH 30Η+Η20。
[0004]从反应过程可以看出，甲醇合成反应是可逆反应。这也就是说，在甲醇合成过程中，进入甲醇合成塔的循环气中夹带的甲醇含量越低，越利于甲醇合成反应的进行，而进入甲醇合成塔的循环气中夹带的甲醇含量越高，越不利于甲醇合成反应的进行，并且会造成甲醇合成系统循环量增、能耗增加等一系列不利影响。
[0005]目前，所使用的甲醇合成系统中，由于甲醇合成反应伴有热石蜡的生成、循环水夹带一定量的杂质以及环境温度变化等影响，会导致空冷器及水冷却器的换热效果变差，从而使得进入粗甲醇分离器入口的温度上升。由于粗甲醇分离器入口温度上升，在甲醇合成系统其它工艺条件不变的情况下，会导致粗甲醇分离器分离效率变差，从而使得通过粗甲醇分离器分离后的循环气中夹带的甲醇量增加，进而导致进入甲醇合成塔的甲醇含量升高，在一定程度上抵制了甲醇合成反应的进行。
[0006]同时通过目前各甲醇厂生产运行状况来看，即使在粗甲醇分离器入口温度较低的情况下，目前的各类粗甲醇分离器也不能实现粗甲醇与循环气的完全分离，粗甲醇分离器中仍然会夹带一定量的甲醇(最低循环气中的甲醇含量也达到0.6% )。综合以上情况可以看出，粗甲醇分离器出口夹带的甲醇进入甲醇合成反应后会影响甲醇合成反应的进行，达不到甲醇合成最佳的反应状况。
[0007]基于上述原因，有必要提出一种有效的方法，以降低循环气中甲醇的含量，进而改善甲醇合成系统循环量增、能耗增加等一系列不利影响。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型旨在提供一种甲醇合成系统，以降低循环气中甲醇的含量。
[0009]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种甲醇合成系统，该甲醇合成系统包括合成气供应部；甲醇合成塔，设置有反应气入口和反应生成气出口，合成气供应部与反应气入口相连；粗甲醇分离器，设置有反应生成气入口，粗甲醇出口，循环气出口，反应生成气入口位于粗甲醇出口和循环气出口之间，反应生成气出口与反应生成气入口相连通，循环气出口与反应气入口相连通；甲醇合成系统还包括循环气水洗塔，循环气水洗塔设置在循环气出口与反应气入口之间。
[0010]进一步地，循环气水洗塔包括:塔体，其上设有待水洗气入口，水洗气出口，洗水入口，洗水入口位于待水洗气入口和水洗气出口之间，待水洗气入口与循环气出口相连，水洗气出口与反应气入口相连；洗水分布器，设置在塔体内部，位于待水洗气入口和水洗气出口之间，且与洗水入口相连通；挡板，设置在塔体内部，位于洗水分布器与待水洗气入口之间。
[0011]进一步地，循环气水洗塔还包括:丝网除雾器，设置在塔体内部，位于水洗气出口与洗水分布器之间。
[0012]进一步地，循环气水洗塔还包括:气体阻挡器，设置在塔体内部，位于丝网除雾器与洗水分布器之间。
[0013]进一步地，气体阻挡器具有朝向丝网除雾器凸起的弧形结构。
[0014]进一步地，循环气水洗塔还包括液位控制器，液位控制器包括:感测件，设置在塔体内部，位于洗水分布器与挡板之间；甲醇水流量调节阀，设置在与循环气水洗塔的甲醇水排出口相连的外排管线上。
[0015]进一步地，合成气供应部与反应气入口之间的供气管线上设有循环气入口，循环气水洗塔与循环气入口相连，甲醇合成系统还包括:循环气压缩机，位于循环气水洗塔和循环气入口之间的输气管线上；合成气压缩机，位于合成气供应部和循环气入口之间的供气管线上；净化槽，位于合成气压缩机和循环气入口之间的供气管线上。
[0016]进一步地，连接在循环气水洗塔与循环气压缩机之间输气管线上设置有驰放气排出口，且与驰放气排出口相连的驰放气排放管线上设置有驰放气流量调节阀。
[0017]进一步地，位于循环气入口和反应气入口之间的供气管线包括:第一供气管线，连接在循环气入口和反应气入口之间，且第一供气管线上设置有换热器，换热器与设置在反应生成气出口与反应生成气入口之间的粗甲醇输气管线相连通；以及第二供气管线，与第一供气管线并联的连接在循环气入口和反应气入口之间，且第二供气管线上设有反应气流量调节阀。
[0018]进一步地，甲醇合成系统还包括供热汽包，供热汽包上设置有出水口和水汽入口，出水口与位于甲醇合成塔底端的进水口相连通，水汽入口与位于甲醇合成塔顶端的水汽出口相连通。
[0019]应用本实用新型的技术方案，通过在粗甲醇分离器的循环气出口与甲醇合成塔反应气入口之间设置循环气水洗塔。利用循环气水洗塔对循环气进行冲洗，以使得甲醇从循环气中脱离，以减少返回至甲醇合成塔中的循环气的甲醇含量，进而提高甲醇合成反应的效率并且实现了甲醇合成反应系统的节能降耗。
【附图说明】
[0020]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0021]图1示出了根据本实用新型实施例的甲醇合成系统的流程示意图；以及
[0022]图2示出了根据本实用新型实施例的甲醇合成系统中的循环气水洗塔的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的实施例中的技术方案进行详细的说明，但如下实施例以及附图仅是用以理解本实用新型，而不能限制本实用新型，本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0024]正如【背景技术】部分所介绍的，现有技术中存在循环气中甲醇的含量较高，进而造成甲醇合成系统循环量增、能耗增加等一系列不利影响的问题。为了解决这一问题，本实用新型发明人提供了一种甲醇合成系统。如图1所示，该甲醇合成系统包括合成气供应部10、甲醇合成塔20、粗甲醇分离器30和循环气水洗塔40。其中甲醇合成塔20设置有反应气入口和反应生成气出口，合成气供应部10与反应气入口相连。粗甲醇分离器30设置有反应生成气入口，粗甲醇出口，循环气出口。反应生成气入口位于粗甲醇出口和循环气出口之间。反应生成气出口与反应生成气入口相连通。循环气出口与反应气入口相连通。循环气水洗塔40设置在循环气出口与反应气入口之间。
[0025]本发明所提供的上述甲醇合成系统，通过在粗甲醇分离器的循环气出口与甲醇合成塔反应气入口之间设置循环气水洗塔。利用循环气水洗塔对循环气进行冲洗，以使得甲醇从循环气中脱离，以减少返回至甲醇合成塔中的循环气的甲醇含量，进而提高甲醇合成反应的效率并且实现了甲醇合成反应系统的节能降耗。
[0026]上述甲醇合成系统中的循环气水洗塔40采用现有技术中已有结构即可。更为优选地，如图2所示，上述循环气水洗塔包括塔体、洗水分布器410和挡板420。其中，塔体上设有待水洗气入口，水洗气出口，洗水入口，洗水入口位于待水洗气入口和水洗气出口之间，待水洗气入口与循环气出口相连，水洗气出口与反应气入口相连。洗水分布器410设置在塔体内部，位于待水洗气入口和水洗气出口之间，且与洗水入口相连通；挡板420设置在塔体内部，位于洗水分布器410与待水洗气入口之间。
[0027]具有上述结构的循环气水洗塔40，利用甲醇与水的无限互溶性，循环气经由底部充装一定液位的水对循环水进行初步洗醇，而挡板420则可以增大循环气与水的接触面积同时减缓循环气的流速，使循环气中的甲醇最大程度的溶解于水中；之后洗水分布器410会沿着循环气运动的反方向再次向循环气喷淋水，利用相反运动的特点，用水再次对循环气中的甲醇做第二次洗醇，通过上述两个步骤使循环其中残余的甲醇得到了进一步地分离，大大降低了循环气中的甲醇含量，提高了下次甲醇合成反应的效率。
[0028]优选地，在上述循环气水洗塔中还包括丝网除雾器430。丝网除雾器430设置在塔体内部，位于水洗气出口与洗水分布器410之间。通过在塔体内部设置丝网除雾器430，有利于起到气液分离的作用，滤去循环气中的液态水，保证后续甲醇合成反应的反应效率。
[0029]优选地，上述循环气水洗塔还包括气体阻挡器440。气体阻挡器440设置在塔体内部，位于丝网除雾器430与洗水分布器410之间。气体阻挡器440的设置，一方面可以对向上运行的循环气进行遮挡，使循环气返回与洗水分布器410再次接触，以进一步脱除循环气中的甲醇；另一方面可以在对向上运行的循环气进行遮挡的同时吸附循环气中部分的水雾，对循环气进行了气液分离，与丝网除雾器430的设置形成阶梯式气液分离结构，进而更好地降低循环气中的水雾。
[0030]更为优选地，上述气体阻挡器440具有朝向丝网除雾器凸起的弧形结构。这种弧形结构有利于增大循环气与气体阻挡器440的面积