本实用新型属于甲醇合成技术领域，涉及一种合成甲醇的装置及工艺。
背景技术：
甲醇是化工的关键性产品。它既是生产多种化工产品的重要原材料，又是一种中间化工产品，用途极为广泛。它正在逐渐发展成为节能环保的燃料替代品，有着极为广阔的市场发展空间。
甲醇合成是CO、CO2、H2等混合气体经过循环机进入合成塔，合成得到甲醇。
现有技术中，甲醇合成工艺系统存在循环量大，能耗高；合成后的驰放气尾气总碳高，合成反应转化率低等问题。
技术实现要素：
基于上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种合成甲醇的装置及工艺，在降低合成系统的循环量的同时控制驰放气中的总碳量，降低合成系统能耗并且提高合成转化率，提高系统产量。
本实用新型的目的通过以下技术方案得以实现：
一种合成甲醇的装置，该合成甲醇的装置包括多组分压缩机、换热器、一级合成塔、二级合成塔、冷却器和终端分离器；
所述换热器设有内腔、外腔、内腔进口、内腔出口、外腔进口、外腔出口，内腔和外腔相邻接；
所述终端分离器上设有原料进口、液相出口和气相出口；
所述多组分压缩机与换热器的内腔进口和所述终端分离器的气相出口分别相连通；
所述换热器的内腔出口与所述一级合成塔相连通，所述一级合成塔与所述二级合成塔相连通，所述二级合成塔与所述换热器的外腔进口相连通；
所述换热器外腔出口与所述冷却器相连通，所述冷却器与所述终端分离器的原料进口相连通，所述终端分离器的液相出口用于排出甲醇。
上述的合成甲醇的装置中，多组分压缩机为可以同时压缩多各组分的压缩机，将各个组分压入合成装置，并为装置提供初始压力。
上述的合成甲醇的装置中，优选的，该合成甲醇的装置还包括三级合成塔，所述二级合成塔与所述三级合成塔相连通，所述三级合成塔与所述换热器的外腔进口相连通。
上述的合成甲醇的装置中，优选的，该合成甲醇的装置还包括中间分离器，所述中间分离器包括中间原料进口、中间气相出口和中间液相出口；所述一级合成塔与所述中间分离器的中间原料进口相连通，所述二级合成塔与所述中间分离器的中间气相出口相连通，所述中间分离器的中间液相出口用于排出甲醇。
本实用新型还提供上述合成甲醇的装置用于合成甲醇的工艺，其包括以下步骤：
将CO、CO2和H2为主要组成成分的转化气通过多组分压缩机升压，并经由换热器换热后，进入一级合成塔进行合成反应，反应后得到的合成气经过中间分离器分离出去液体后、或者直接进入二级合成塔，再次进行反应；
如果反应仍不完全，则在进入三级合成塔进行反应，得到反应产物；
反应产物通入换热器换热后，通入冷器冷却，接着进入终端分离器，终端离器分离得到的驰放气经循环进入多组分压缩机，终端分离器分离得到的粗甲醇和中间分离器分离得到的粗甲醇合并后进入精馏工艺流程。
上述合成甲醇的工艺中，转化气经过多组分压缩机升压后的压力为6.5MPa；转化气升压后经由换热器换热后的温度为250℃；反应产物经过换热器换热后的温度为90℃；然后通过冷却器冷却后的温度为30℃。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供的合成甲醇的装置及工艺解决了目前甲醇工艺中大循环量、高耗能的问题，采用的多级合成塔，有效降低了合成系统的循环量，且降低了驰放气中总碳量，提高了合成整体转化率，提高了系统的单产量。
以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
本实施例提供了一种合成甲醇的装置，如图1所示，该合成甲醇的装置包括多组分压缩机6、换热器3、一级合成塔1、二级合成塔2、三级合成塔8、中间分离器7、冷却器4和终端分离器5；
换热器3设有内腔、外腔、内腔进口、内腔出口、外腔进口、外腔出口，内腔和外腔相邻接；
终端分离器5上设有原料进口、液相出口和气相出口；中间分离器7包括中间原料进口、中间气相出口和中间液相出口；
多组分压缩机6与换热器3的内腔进口和终端分离器5的气相出口分别相连通；
换热器6的内腔出口与一级合成塔1相连通，一级合成塔1与中间分离器7的中间原料进口相连通，二级合成塔2与中间分离器7的中间气相出口相连通，中间分离器7的中间液相出口用于排出甲醇；
二级合成塔2与三级合成塔8相连通，三级合成塔8与换热器3的外腔进口相连通；
换热器3外腔出口与冷却器4相连通，冷却器4与终端分离器5的原料进口相连通，终端分离器5的液相出口用于排出甲醇。
以年产10万吨甲醇为例；采用常规甲醇合成工艺，压缩机循环量为280000Nm3/h，而采用本实施例的三级合成甲醇的装置后，整体循环量降至150000Nm3/h，系统循环量将近减少至常规甲醇合成工艺的50%；同时，采用多级合成甲醇的装置，解决了目前甲醇工艺中驰放气总碳高的瓶颈，降低驰放气中CO+CO2的含量，提高整体转化率，提高系统单产量；具体为，采用上述三级合成甲醇的工艺，降低驰放气中总碳量（CO+CO2）低于2%，且相比常规合成甲醇工艺而言，每小时多产0.5吨甲醇，市场上甲醇单价约为2000元/吨，年效益达800万。
综上所述，本实用新型提供的合成甲醇的装置及工艺解决了目前甲醇工艺中大循环量、高耗能的问题，采用的多级合成塔，有效降低了合成系统的循环量，且降低了驰放气中总碳量，提高了合成整体转化率，提高了系统的单产量。
本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。