[发明专利]具有多孔式中心管的合成反应系统及甲醇合成方法

说明书

本发明公开了一种具有多孔式中心管的合成反应系统，合成反应装置包括反应器壳体，反应器壳体内设置有中心管和合成套管，中心管与合成套管同轴设置，中心管的管壁上设置有多个直径相同的微孔，合成套管的管壁上设置有多个小孔，小孔的直径大于所述微孔的直径，合成套管与反应器壳体之间设置有间隙。与现有技术相比，本发明合成反应装置甲醇生产能力高，通过合成反应装置内置中心管使合成气径向向心流动，流道较短，压降减少，增加了空速，提高了甲醇产量，催化剂单元区使用小颗粒催化剂，提高了催化剂内表面的利用率，节省了能耗。使用本发明方法的甲醇合成反应系统整体压降下降了0.1MPa，从而压缩装置能耗也同步降低。

技术领域

本发明涉及一种具有多孔式中心管的合成反应系统及甲醇合成方法，属于甲醇生产领域。

背景技术

甲醇是一种燃烧性能良好的清洁燃料，可直接用作汽车燃料，也可与汽油掺合使用，同时甲醇也是一种重要的有机化工原料，是碳一化工的重要产品。

目前在甲醇生产系统中，系统生产负荷保持在105％运行，由于合成塔内压差的限制，使得系统生产负荷难以继续提高。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有多孔式中心管的合成反应系统及甲醇合成方法，能够改善合成反应装置的压差，提高系统生产负荷，提高甲醇生产量。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种具有多孔式中心管的合成反应系统，包括合成反应装置、热交换装置、水冷装置、甲醇分离装置、循环加压装置和油分离装置，合成反应装置与热交换装置连接，热交换装置与水冷装置连接，水冷装置与甲醇分离装置连接，甲醇分离装置与循环加压装置连接，循环加压装置与油分离装置连接，油分离装置与合成反应装置连接；经净化的合成气进入合成反应装置，在合成反应装置的反应器壳体内进行甲醇合成反应，甲醇合成反应产生的高温反应气进入热交换装置，高温反应气在热交换装置中与低温混合气进行换热，与低温混合气换热后的气体进入水冷装置，在水冷装置中进行冷却降温以冷凝出甲醇，冷凝出甲醇和水的气液混合物进入甲醇分离装置分离出粗甲醇，然后将粗甲醇输送至精馏系统制取精甲醇。在甲醇分离装置中分离出粗甲醇和水的未反应气体，一部分进入循环加压装置后通过油分离装置再次进入合成反应装置，以循环利用，一部分作为驰放气通过设置在甲醇分离装置和循环加压装置之间的排气管排出。

合成反应装置包括反应器壳体，反应器壳体内设置有中心管和合成套管，中心管与合成套管同轴设置，中心管的管壁上设置有多个直径相同的微孔，合成套管的管壁上设置有多个小孔，小孔的直径大于所述微孔的直径，合成套管与反应器壳体之间设置有间隙。在合成套管的管壁上设置有小孔的目的是将通过中心管壁厚通道、瓷球床层的甲醇合成净化气扩散进入催化剂床层发生化学反应并放热；设置有小孔的合成套管可以作为不锈钢丝网，用于固定中心管外壁与合成催化剂之间的惰性磁球，即将惰性磁球固定在中心管与列管束之间的催化单元区。微孔的尺寸比小孔更小一些，微孔是控制阻力降的关键所在，小孔能够保证惰性磁球受气流冲刷不能穿过套管与催化剂混合影响反应效果即可，不过也有隔热保护中心管微孔烧结堵塞的作用。

前述的一种具有多孔式中心管的合成反应系统中，还包括气液分离器、压缩装置、净化预热器、锅炉水增加泵和合成气净化槽；所述气液分离器与压缩装置连接，压缩装置与净化预热器连接，净化预热器与合成气净化槽连接，所述锅炉水增加泵设置在净化预热器与合成气净化槽之间的分支管路上；合成气进入气液分离器进行气液分离，经气液分离的合成气进入压缩装置压缩增压至7.91MPaG，合成气净化预热器用于加热经压缩增压后的合成气,在合成气进入合成气净化槽之前通过锅炉水增压泵向加热后的合成气中加入锅炉水，以分解加热后的合成气中残余的微量有机硫，然后再将去除有机硫的合成气通入合成气净化槽中，利用合成气净化槽中装填的含有矾土的氧化锌催化剂来脱除去除了有机硫的合成气中微量的无机硫，使净化后合成气中的硫含量小于50ppb。

前述的一种具有多孔式中心管的合成反应系统中，所述合成套管和中心管之间设置有催化单元区。