专利名称：甲醇合成工艺的管壳式反应器移热方法
技术领域：
本发明属于甲醇合成技术领域，尤其是涉及一种甲醇合成工艺的管壳式反 应器移热方法。
技术背景目前，在甲醇生产厂，大部分使用管壳式甲醇合成反应器。甲醇合成反应 以含有一氧化碳、二氧化碳和氢的气体作原料，通过压縮后进入中间换热器(l)壳程，被加热到反应温度后，进入甲醇合成塔(2)的管程，在催化剂作用下， 合成反应气进行甲醇合成反应。反应放出的大量热量大部分传递给壳程的沸腾 水，由水的部分汽化带走反应产生的热量。 一部分使合成反应气温度升高，出 合成塔的气体进入中间换热器(1)管程，被冷却降温后，进入甲醇冷凝器(4)， 甲醇冷凝后进入甲醇分离器(5)，甲醇被分离下来后，未反应的气体回到循环 压縮机进口，被压縮后循环使用。在甲醇合成反应热移出系统外时，由于壳程 的沸腾水是靠水的密度差进行循环的。如图l所示即汽包(3)内的水通过下 降管进入合成塔壳程，在合成塔壳程被加热后，部分汽化成小汽泡，密度变小， 自然上升，通过上升管进入汽包内，汽液分离后，蒸汽通过压力调节阀放出。存在的问题是靠水的密度差进行循环，水的循环量太小，移出的热量有限。 为使移出的热量和反应放出的热量平衡，往往在设计时，人为地提高合成反应 气中的氢气含量，降低一氧化碳气的含量，或提高合成气中惰性气体的含量， 来减少甲醇反应。可企业为追求经济效益，往往是超负荷运行，尤其是高活性 催化剂的应用使超负荷运行成为可能。当负荷高时，由于靠水的密度差循环量 太小，甲醇合成放热不能及时带走，合成塔内热点温度升高催化剂烧结失活， 合成塔阻力增大。 发明内容为了克服上述现有技术中由于进入甲醇合成塔壳程的水量少，超负荷时放 出的反应热量，不能充分及时地移出甲醇合成塔的缺陷，本发明提供一种甲醇 合成工艺的管壳式反应器移热方法，利用本申请人在先申请的"管壳式甲醇合 成塔壳程的水动力循环装置"以实现更快、更及时通过加大进入甲醇合成塔壳 程的水量移出更多的反应热，充分利用甲醇合成反应塔的效率，节约能源，降 低成本，增加产值、产量。为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案所述的甲醇合成工艺的管壳式反应器移热方法，其采用管壳式甲醇合成反 应器，甲醇合成反应以含有一氧化碳、二氧化碳和氢的气体作原料，通过压縮 后进入中间换热器壳程，被加热到反应温度后，进入甲醇合成塔的管程，在催 化剂作用下，使合成反应气进行甲醇合成反应；J部分使合成反应气温度升高， 出合成塔的气体进入中间换热器管程，被冷却降温后，进入甲醇冷凝器，甲醇 冷凝后进入甲醇分离器，甲醇被分离下来后，未反应的气体回到循环压縮机进 U，被压縮后循环使用；移热方法的步骤如下1) 甲醇合成塔反应放出的大量热量，大部分传递给壳程的沸腾水；通过在 原甲醇合成靠水的密度差进行循环的系统中，增加-套供水循环系统，使甲醇 合成反应热移出系统，由水的部分汽化带走反应产生的热量。2) 供水循环系统由汽包内的水通过下降管经输入阀进入循环水泵，循环水 泵通过加压，经输出阀进入合成塔的壳程，大大地增加了合成塔壳程的水量； 当合成塔壳程内被加热后的水经汽化成小汽泡，便由上升管直接进入汽包内， 从而移出更多的热量，满足高负荷要求。所述的甲醇合成工艺的管壳式反应器移热方法，其供水循环系统也可是在 原汽包下降管上设置阀门或自动闽门，该下降阀门管路与水泵管路并联，即阀 门的两端分别通过水泵的输入管路和输出管路连接循环水泵，输入管路和输出 管路上分别设计有有输入阀和输出阀；水泵也可设计成两台，当一台水泵出现 空泵故障时，另一台水泵可自动工作，保证供水循环系统正常；水泵也可设计成自动控制的，当水泵工作时出现故障，该供水循环系统可手动、自动开启原 汽包下降管上设置的阀门。由于采用了如上所述技术方案，本发明具有如下优越性该甲醇合成工艺的管壳式反应器移热方法，增加了进入合成塔壳程的水量， 从而解决了反应热不能及时带走而抑制合成负荷不能提高的问题，从而使甲醇 产量可提高10% 30%，经济效益也显著提高。
图1现有甲醇合成工艺流程简图；图2第一种甲醇合成工艺的反应器移热简图；图3第二种甲醇合成工艺的反应器移热简图；如图l、 2中所示1一中间换热器，_2—甲醇合成塔，3—汽包，4一甲醇冷 凝器，5 —甲醇分离器，6—循环水泵，7 —输入阀，8—输出阀，9一阀门。
具体实施方式
实施方式一如图2所示本发明甲醇合成工艺的管壳式反应器移热方法，其采用管壳 式甲醇合成反应器，甲醇合成反应以含有一氧化碳、二氧化碳和氢的气体作原 料，通过压縮后进入中间换热器(1)壳程，被加热到反应温度后，进入甲醇合 成塔(2)的管程，在催化剂作用下，使合成反应气进行甲醇合成反应； 一部分 使合成反应气温度升高，出合成塔的气体进入中间换热器(1)管程，被冷却降 温后，进入甲醇冷凝器(4)，甲醇冷凝后进入甲醇分离器(5)，甲醇被分离下 来后，未反应的气体回到循环压縮机进口，被压縮后循环使用；所述的移热方 法，其步骤如下1) 甲醇合成塔(2)反应放出的大量热量大部分传递给壳程的沸腾水，通 过在原甲醇合成靠水的密度差进行循环的系统中，增加一套供水循环系统，使 甲醇合成反应热移出反应器，由水的部分汽化带走反应产生的热量。2) 供水循环系统由汽包(3)内的水通过下降管经循环水泵输入管路的输入阀(7)进入循环水泵(6)，循环水泵(6)通过加压经输出管路的输出阀(8) 进入合成塔的壳程，大大地增加了合成塔壳程的水量，当合成塔壳程内被加热 后的水经汽化成小汽泡，便由上升管直接进入汽包(3)内，从而带出更多的热 量，以满足高负荷要求。 实施方式二如图3所示本发明甲醇合成工艺的管壳式反应器移热方法，其也可采用 另一种供水循环系统，在原汽包下降管上安装阀门(9)，阀门也可为自动阀， 该下降管上的阀门(9)管路与水泵(6)管路并联，即阀门(9)的两端分别通 过水泵(6)的输入管路和输出管路连接循环水泵(6)，输入管路和输出管路上 分别安装有输入阀(7)和输出阀(8);水泵(6)也可设计成两台，当水泵(6) 出现空泵故障时，另一台水泵可自动工作，保证供水循环系统正常；水泵(6) 也可设计成自动控制的，当水泵工作时出现故障，该供水循环系统可手动、自 动开启原汽包下降管上设置的阀门(9)。使用时，将汽包下降管上设置的阀门关闭(9);由汽包(3)内的水通过下 降管经输入管路开启的输入阀(7)流入循环水泵(6)，循环水泵(6)通过加 压，经输出管路的输出阀进入合成塔壳程，水泵经自动控制，控制合成塔壳程 内被加热的水汽化成小汽泡通过上升管直接进入汽包(3)内的速度，从而最快 最好地带出更多的热量，以满足高负荷的要求。当装置有一台水泵工作时，水泵(6)出现故障，供水循环系统可手动或自 动开启汽包下降管上设置的阀门(9)。当装置有两台水泵工作时， 一台水泵(6)出现空泵故障时，另一台水泵可 自动工作，保证供水循环系统正常。
权利要求
1、一种甲醇合成工艺的管壳式反应器移热方法，是采用管壳式甲醇合成反应器，甲醇合成反应以含有一氧化碳、二氧化碳和氢的气体作原料，通过压缩后进入中间换热器(1)壳程，被加热到反应温度后，进入甲醇合成塔(2)的管程，在催化剂作用下，使合成反应气进行甲醇合成反应；一部分使合成反应气温度升高，出合成塔的气体进入中间换热器(1)管程，被冷却降温后，进入甲醇冷凝器(4)，甲醇冷凝后进入甲醇分离器(5)，甲醇被分离下来后，未反应的气体回到循环压缩机进口，被压缩后循环使用，其特征在于所述的移热方法，其步骤如下1)甲醇合成塔(2)反应放出的大量热量大部分传递给壳程的沸腾水，通过在原甲醇合成靠水的密度差进行循环的系统中，增加一套供水循环系统，使甲醇合成反应热移出系统，由水的部分汽化带走反应产生的热量；2)供水循环系统由汽包(3)内的水通过下降管经输入阀(7)进入循环水泵(6)，循环水泵通过加压经输出阀(8)进入甲醇合成塔(2)的壳程，大大地增加了合成塔壳程的水量，当合成塔壳程内被加热后的水经汽化成小汽泡，便由上升管直接进入汽包(3)内，从而带出更多的热量，以满足高负荷要求。
2、 根据权利要求l所述的甲醇合成工艺的管壳式反应器移热方法，其特征 在于所述的供水循环系统也可是在原汽包下降管上设计阀门(9)，阀门也可 为自动阀，该下降阀门(9)管路与水泵(6)管路并联，即阀门(9)的两端分 别通过水泵(6)的输入管路和输出管路连接循环水泵(6);输入管路和输出管 路上设计有输入阀(7)和输出阀(8);水泵(6)也可设计成两台，当一台水 泵(6)出现空泵故障时，另一台水泵可自动工作，保证供水循环系统正常；水 泵(6)也可设计成自动控制的，当水泵工作时出现故障，该供水循环系统可手 动、自动开启原汽包下降管上设置的阀门(9)。
全文摘要
一种甲醇合成工艺的管壳式反应器移热方法，其采用管壳式甲醇合成反应器，步骤如下1)甲醇合成塔反应放出的大量热量大部分传递给壳程的沸腾水，通过在原甲醇合成靠水的密度差进行循环的系统中，增加一套供水循环系统，使甲醇合成反应热移出系统，由水的部分汽化带走反应产生的热量；2)供水循环系统由汽包(3)内的水通过下降管经输入阀(7)进入循环水泵(6)，循环水泵通过加压经输出阀(8)进入甲醇合成塔(2)的壳程，大大地增加了合成塔壳程的水量，当合成塔壳程内被加热后的水经汽化成小汽泡，便由上升管直接进入汽包(3)内，从而带出更多的热量，以满足高负荷要求。
文档编号C07C31/04GK101333149SQ20071005475
公开日2008年12月31日 申请日期2007年6月28日 优先权日2007年6月28日
发明者刘宏建, 恒 高 申请人:刘宏建;高 恒