[发明专利]甲醇合成工艺

权利要求书

1.一种甲醇合成工艺，包括水冷反应器，所述水冷反应器内设有多根换热管，各所述换热管的入口通过进水管连接汽包的锅炉水出口，各所述换热管的出口通过蒸汽回收管道连接所述汽包的蒸汽入口；其特征在于：

所述换热管包括由多根第一换热管组成的第一换热管组和由多根第二换热管组成的第二换热管组；各第二换热管的换热面积占总换热面积的15~40%；

对应地，所述进水管有两根；

各所述第一换热管的入口连接第一进水管，各所述第二换热管的入口连接第二进水管；所述第二进水管上设有阀门；

来自上游的温度为130℃~140℃、压力为5~10MPaG、H₂/CO摩尔比为5~6的原料气进入气冷反应器作为取热介质与催化剂床层反应热换热至195℃~215℃后，与来自水冷反应器的一次反应气换热至230℃~240℃，进入水冷反应器进行一次甲醇合成反应；

控制水冷反应器的反应温度250℃~260℃；汽包内的温度为225~245℃、压力为3.7MPaG~4.2MPaG的中压锅炉水同时进入第一换热管组和第二换热管组，与催化剂床层反应热换热，生成3.7~4.2MPaG、247℃~255℃的中压饱和蒸汽，返回汽包，气液分离后中压饱和蒸汽送去管网；

在水冷反应器出口得到温度为250℃~260℃、甲醇含量为11~14mol%的一次反应气，一次反应气进入气冷反应器的第二区与原料气换热至210℃~230℃后进入气冷反应器进行二次甲醇合成反应；

控制气冷反应器的反应温度为210℃~225℃；在气冷反应器出口得到温度为210℃~225℃的二次反应气；

装置运行过程中，在线监测一次反应气中的甲醇含量；当一次反应气中甲醇含量≤10mol%时，以8~15%体积流量/小时的递减速度第二进水管的控制阀，当水冷反应器催化剂床层温度上升至270℃~290℃时，关闭第二进水管的控制阀，此时第二换热管组停止工作，仅第一换热管组工作；得到的一次反应气温度为270℃~290℃、甲醇含量为11~14mol%，仍旧富产 3.7~4.0MPaG的中压饱和蒸汽；

装置运行过程中向所述汽包内补入温度为225℃~250℃、压力为3.9~4.5MPaG的中压锅炉水；

所述气冷反应器包括封闭的壳体，所述壳体内自上至下依次间隔设有第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板；各隔板将所述壳体的内腔依次分隔为相互独立的第一区、第二区、第三区、第四区和第五区；所述第二区内设有相互独立的第一通道和第二通道；

所述第四区内间隔设有多根供原料气通过的第三换热管；

所述第三隔板内具有第一空腔，各所述第三换热管的出口均连通所述第一空腔；所述第三隔板上还间隔设有多个连通所述第三区和所述第四区且独立于所述第一空腔的第一通孔；

所述第四隔板内设有第二空腔，各所述第三换热管的入口均连接所述第二空腔；所述第四隔板上还间隔设有多个连通所述第四区和所述第五区且独立于所述第二空腔的第二通孔；

原料气输送管道从底部进入所述壳体内并通过所述第二空腔连通各所述第三换热管；第二原料气输送管道的两端口穿过所述壳体的侧壁分别连通所述第一空腔和所述第一通道的入口，所述第一通道的出口通过第三原料气输送管道连接界外；所述第二通道的两端口分别连通所述第二区和所述第一区，界外第一反应气输送管道的出口连通所述第一区；

二次反应气输送管道连通所述第五区的空腔；

所述第四隔板的下方还设有用于盛放瓷球的网兜，所述壳体的侧壁上设有卸料管，所述卸料管的两端口分别连通所述网兜与所述第四隔板之间的空间和界外。

2.根据权利要求1所述的甲醇合成工艺，其特征在于各所述第二换热管在催化剂床层的横截面上均匀布置；所述第一换热管布置在对应的第二换热管的周围，并且每根第二换热管的周围至少设有三根第一换热管，各第一换热管在以所对应第二换热管为圆心的圆周线上均匀布置；

每根第二换热管与布置在该第二换热管周围的各第一换热管构成换热管对。

3.根据权利要求2所述的甲醇合成工艺，其特征在于每根所述的第二换热管周围设有六根第一换热管。

4.根据权利要求3所述的甲醇合成工艺，其特征在于相邻换热管对之间共用部分所述的第二换热管。