国内外甲醇合成技术特点
甲醇生产技术

甲醇生产技术介绍了当前国内外甲醇的主要生产工艺甲醇是一种用途广泛的有机化工产品及重要的基本有机化工原料,应用于有机合成、农药、医药、涂料、染料和国防工业等领域。
随着社会经济的快速增长,能源、环境问题日益突出,甲醇作为燃料应用的比例越来越大。
近20年来,甲醇生产发展很快,技术不断提高,生产规模逐年扩大,生产工艺逐步成熟,各项技术指标不断完善,特别是近年来甲醇汽、柴油的开发和应用,使其作为代用燃料,从技术性、经济性上具有了很强的竞争力。
一、甲醇生产技术发展概况甲醇是传统的化工产品,其生产技术、生产工艺经过几十年的试验研究,特别是近20年来不断发展和创新,在原料路线、生产规模、节能降耗、过程控制与优化及与其他化工产品联合生产等方面都有新的突破和进展。
(一)原料路线甲醇生产的原料大致有煤、石油、天然气、生物秸杆和含H2、CO (或CO2)的工业废气等。
从50年代开始,天然气逐步成为制造甲醇的主要原料,但是,随着能源的紧张,有效地开发煤炭资源,以煤制甲醇的煤气化技术发展迅速,除传统的固定床UGI炉外,固定床鲁奇化炉、流化床温克勒气化炉、气流床K-T炉、气流床德士古气化炉的开发均取得进展,并都在工业上得到使用。
从长远的战略观点来看,世界江的贮藏量远远超过天然气和石油,我国情况更是如此,经过不断的发展和创新,我国已处于世界领先地位。
为适应不同的原料、工艺及规模,我国已开发了多种多样的拥有自主知识产权的系列化技术,可适应无烟煤、烟煤、高硫煤、焦炉气、煤层气等不同原料和中小化肥厂联产、单产和煤矿坑口大型化的不同规模。
(二)生产规模甲醇生产技术发展趋势之一是单系列、大型化。
由于高压设备尺寸的限制,50年代以前,甲醇合成塔的单塔生产能力一般不超过100-200吨/日,60年代不超过200-300吨/日。
但近十几年来,单系列大型甲醇合成塔不断被开发,并在工业生产中使用。
Lurgi管壳型甲醇合成塔单塔能力何达1000-1500吨/日,ICI多段冷激型甲醇合成塔单塔生产能力可达2500吨/日。
浅谈甲醇合成工艺的现状及其技术特点

浅谈甲醇合成工艺的现状及其技术特点1 常见甲醇合成工艺现状及其技术特点1.1 甲醇的发展现状甲醇在我国的发展最早开始于1957年,经过几十年的发展,我国陕西榆林天然气公司、上海焦化有限公司等地拥有甲醇生产装置的生产能力达到200kt/a,除此之外,苏里格天然气化工股份有限公司还有用一套生产180kt/a的甲醇生产装置。
随着甲醇生产技术的发展,我国甲醇生产技术越来越高,生产工艺逐步成熟,生产规模渐渐扩大,特别是现如今的甲醇柴油、汽油等的出现成为一种经济、技术的代用燃料。
在1998~2005年之间,尽管我国的甲醇总产量会平均增长19.8%,但是我国甲醇生产装置生产效率不高。
从2003年开始,整个甲醇市场逐步走高,因此导致了对甲醇需求的增加,甲醇的价格也逐步提高。
但是我国的甲醇生产技术存在许多问题,除了甲醇生产成本高之外,还有甲醇生产装置的规模较小、缺乏市场竞争力等,由此造成了甲醇的开工不足。
现如今,甲醇生产已经成为我国重点发展工业,着重对大型甲醇项目进行建设,据统计我国甲醇在建项目的生产能力已经达到10000kt/a以上。
1.2 甲醇的合成方法目前国内外大规模工业生产甲醇的方法主要有高压法(德国巴斯夫公司)、节能型低压法(丹麦托普索公司)、MGC低压法(日本三菱瓦斯化学公司)、中压法、低压法(德国鲁奇公司及美国卜内门公司)。
我国目前来说,引进装置大多采用低压法,小规模甲醇生产装置则主要采用高压法。
低压法与高压法相比,具有设备费用低、产品纯度高、操作费用低、能量消耗少的优点。
所以,在国内采用低压法生产甲醇的企业较多,且还改进了催化剂的性能,取得了较好的发展。
1.2.1 鲁奇渣油联醇法。
甲醇生产方法中的鲁奇渣油联醇法是一种较为成熟的生产技术,它的最大特点就是能够将能源进行最大程度的利用,且热利用率较高。
在我国,齐鲁石化公司的甲醇生产采用的正是鲁奇渣油联醇法。
1.2.2 中压法。
中压法在工艺过程上与低压法几乎是相同的,区别就在于其在综合指标和投资费用上都要略高于低压法,目前来看,日本三菱瓦斯化学公司、丹麦托普索公司目前都已经在中压法方面取得了较大的进步。
甲醇合成工艺

甲醇合成的催化剂与反应条件
甲醇合成的催化剂主要有铜基催化剂、锌基催化剂和铬基催化剂等。
在甲醇合成过程中,反应温度、压力、空速等是影响甲醇合成的重要因素。
铜基催化剂具有活性高、选择性好、稳定可靠等优点,因此应用最广泛。
在适当的温度和压力条件下,催化剂的活性可以得到充分发挥,有利于提高甲醇的产率和纯度。
河南煤业化工集团
该企业采用新型甲醇合成工艺,生产出高质量甲醇产品,并实现年产值数十亿元。
中国石化集团
该企业在燕山石化、上海石化等大型企业应用甲醇合成工艺,提高产品质量和降低能源消耗。
甲醇合成工艺在大型化工企业中的应用案例
风能甲醇合成气项目
*某公司利用风能发电,将风能转化为电能,再利用该电能生产甲醇合成气,实现新能源的综合利用。
2023
甲醇合成工艺
甲醇合成工艺简介甲醇合成工艺原理甲醇合成工艺流程甲醇合成工艺的环境影响与安全措施甲醇合成工艺的发展趋势与前景甲醇合成工艺的实际应用案例
contents
目录
01
甲醇合成工艺简介
1
甲醇的定义与性质
2
3
甲醇是一种有机化合物,其分子式为CH4O,结构简式为CH3OH。
甲醇是一种无色、透明、易燃的液体,具有刺激性气味,熔点为-97.8℃,沸点为64.5℃。
甲醇合成工艺的环保与可持续发展
资源高效利用
利用副产物和废弃物,实现循环经济。
循环经济发展
减少对环境的污染,实现绿色生产。
环境保护
05
甲醇合成工艺的发展趋势与前景
国内发展现状
我国甲醇合成工艺研究起步较晚,但发展迅速,目前已经成为全球最大的甲醇生产国和消费国,年产量超过全球总量的三分之一。
甲醇生产工艺技术

甲醇生产工艺技术甲醇生产工艺是提取甲醇的工序和流程,主要有合成法和干储法,合成法是甲醇生产的主要方法,合成的化学反应式为2H2+C0fCH3OH,干偶法最早是用木材干镭法生产甲醇,故甲醇也叫木醇。
一、国内外生产情况分析国外甲醇工艺技术,国外以天然气为原料生产的甲醇占92%,以煤为原料生产的甲醇2.3%,因此国外公司的甲醇技术均集中于天然气制甲醇。
国际上广泛采用的先进的甲醇生产工艺技术主要有:DAVY(原LC.I)、OPSOE、Uhde、LUrgi公司甲醇技术等,不同甲醇技术的消耗及能耗差异不大,其主要的差异在于所采用的主要设备甲醇合成塔的类型不同。
1.1DAVY甲醇技术特点DAVY低压甲醇合成技术的优势在于其性能优良的低压甲醇合成催化齐!L合成压力:5.0~IOMPa,大规模甲醇生产装置的合成压力为8~10MPa o合成塔型式有:第一种,激冷式合成塔,单塔生产能力大,出口甲醇浓度约为4~6%voI0第二种,内换热冷管式甲醇合成塔。
又开发了水管式合成塔。
精储多数采用二塔,有时也用三塔精僧,与蒸汽系统设置统一考虑。
蒸汽系统:分为高压10.5MPa、中压2.8MPa、低压0.45MPa 三级。
转化产生的废热与转化炉烟气废热,用于产生10.5MPa、510C高压过热蒸汽。
高压过热蒸汽用于驱动合成压缩机蒸汽透平,抽出中压蒸汽用作装置内使用。
1.2Lurgi甲醇技术Lurgi公司的合成有自己的特色,即有自己的合成塔专利。
其特点是合成塔为列管式,副产蒸汽,管内是Lurgi合成催化剂,管间是锅炉水,副产3.5〜4.OMPa的饱和中压蒸汽。
由于大规模装置如2000MTPD的合成塔直径太大,常采用两个合成塔并联。
若规模更大,则采用列管式合成塔后再串一个冷管式或热管式合成塔,同时还可采用两个系列的合成塔并联。
Lurgi工艺的精储采用三塔精储或三塔精储后再串一个回收塔。
有时也采用两塔精储。
三塔精储流程的预精镭塔和加压精谯塔的再沸器热源来自转化气的余热。
国内外甲醇合成生产技术

甲醇合成一、甲醇合成生产技术十分成熟,工艺技术主要分三种:高压甲醇合成(30MPa 以上)、中压甲醇合成(10~15MPa)和低压甲醇合成(5~10MPa)。
目前,单独以产醇为的高压法工艺因其动力消耗高、催化剂活性低以及产品质量差等原因除老合成氨系统转产外,新上装置已逐年减少甚至已被淘汰,而中压法也决大多数出现联醇工艺中,当今世界上最主要的、先进的、能耗低投资省的生产工艺归属于低压合成,由于低压法工艺较之前的高压法工艺在能耗、装置建设和单系列反应器生产能力大型化等方面具有明显的优越性,所以,目前国内外新建装置大多采用低压法,根据单套装置生产能力大小不同,其设计压力主要集中在5~8MPa范围内。
甲醇合成系统包括合成气压缩(等压合成除外)、甲醇合成、热量回收、甲醇分离等。
甲醇合成塔是核心设备,目前先进的低压合成塔主要有以下几种:(1)管壳式甲醇合成塔(2)多段冷激式甲醇合成塔(3)多段径向甲醇合成塔(4)绝热式甲醇合成塔(5)Casale轴径向混合流合成塔二、国内外技术现状甲醇生产的核心技术是甲醇合成反应器(合成塔)的结构与形式、催化床温度控制和热量的转移与利用。
反应器性能的好坏直接影响原料气和动力消耗以及设备能力的发挥,而甲醇合成反应器性能主要取决于其工艺结构,特别是在合成装置向大型化发展以后,其重要性更为突出。
1、国外目前世界上具有低压甲醇先进生产工艺的主要公司和专利商主要有丹麦托普索公司(Topsoe) 、德国鲁奇公司(Lurgi)、林德公司(Linde)、英国帝国化学公司(ICI)、日本三菱公司(MGC)、瑞士卡萨利公司(Casale)等,这些国际知名企业凭借自身的技术特点,相继开发出众多塔型,根据所采用的工艺结构基本上可以分为多段绝热型、冷管型二大类。
而冷管式又可分为气冷式和水冷式二种。
2、国内目前,国内自主开发的塔型主要有林达公司的均温塔,在国内均占有较高的市场份额,已经形成竞争发展的态势。
甲醇合成工艺简介

甲醇合成工艺介绍摘要:介绍了近年来国内外甲醇技术的发展历史,甲醇的合成工艺进展,以及工业化生产中的一些技术问题,对甲醇的气相合成工艺与液相合成工艺作了对比。
利用国内外的研究成果,在工业上开发新的甲醇合成工艺路线是完全可能和十分必要的。
关键词:甲醇,合成,浆态反应器,两步法,液相甲醇是一种具有多种用途的基本有机化工产品,除了在化工方面的多种应用外,它还可以作为清洁燃料在汽车中代替汽油或与汽油掺混使用,以甲醇为燃料的燃料电池也即将投入商业运行。
另外,甲醇在变压吸附制氢中作为裂解原料也得到了初步利用。
另一方面,用甲醇制取微生物蛋白(SCP)作为饲料乃至食品添加剂有着巨大的市场潜力。
现行的工业化甲醇合成工艺基本上是气相合成法。
从60年代至今,除了在反应器的放大上及催化剂的研究方面有些进展外,其合成工艺基本上没有大的突破。
鉴于气相合成存在的一系列问题,从70年代起人们把甲醇合成工艺研究开发的重点转移到液相合成法,并且初步实现了工业化的生产。
进入90年代后我国也将开发高效节能的合成甲醇工艺和装置列为技术开发的重点。
化学合成法生产甲醇始于20世纪20年代,此后,随着甲醇作为重要化工原料用途的口益拓宽和替代日趋紧张的汽油而用作洁净燃料,甲醇在许多国家得以开发、推广和应用,工业合成甲醇的工艺技术得到了迅猛发展,并日趋成熟,特别是20世纪60年代中期以后,为了降低甲醇生产的投资、降低生产过程中的动力消耗、实现较温和的生产操作条件、改善粗甲醇的质量和降低生产成本,人们成功研制了低压合成甲醇的铜基催化剂,实现了高压合成法向低压合成法的转变,并使低压合成工艺得到迅速发展。
1 国外大型甲醇气相合成技术1.1国外甲醇工艺发展状况1857年,法国伯特格(Berthelot)用一氯甲烷水解制得甲醇,但是即使与碱溶液共沸至140℃,其水解速度仍很缓慢。
甲烷部分氧化法,此项技术工艺流程简单,建设投资少,但合适的催化剂很难寻到。
1923年,德国首先用CO和H2在锌-铬催化剂上合成甲醇,并实现了工业化生产。
甲醇合成工艺

甲醇合成技术目前,国外拥有工业化甲醇生产技术的公司主要有Davy(1.C.I)、Lurgi、Casale、Topsoe、Linde等,国内有西南化工研究院、上海理工大学、杭州林达公司等。
1.气相法气相法甲醇生产过程由于温度控制、床层温升和换热的限制,合成气的单程转化率低,出口甲醇质量分数较小,循环量大,经济性难以令人满意。
1.1高压合成法:合成压力30 MPa,现在已被低压法取代。
1.2低压甲醇合成:由于合成压力低.综台能耗较低。
因此,大规模生产甲醇国内外普遍采用低压合成二艺。
合成压力为5-9MPa,采用铜基催化刑,反应温度200—280℃空速6000h-1至10000h-1。
主要的低压合成法:4-8 MPa 帝国化学公司(ICI)和德国鲁奇(lurqi)的工艺,国内的linde工艺。
1.2.1 ICIICI冷激型甲醇合成塔是英国ICI公司在1966年研制成功的。
它首次采用了低压法合成甲醇,合成压力为5 MPa,这是甲醇生产工艺上的一次重大变革。
该反应器适于大型化,易于安装维修。
ICI冷激型合成反应器的主要结构为:①塔体。
为单层全焊结构,不分内件、外件,故简体为热壁容器,要求材料抗氧蚀能力强,抗张强度高,焊接性好。
②气体喷头。
为4层不锈钢的圆锥体组焊而成,固定于塔顶气体入口处,使气体均匀分布于塔内。
这种喷头可以防止气流冲击催化床而损坏催化剂。
③菱形分布器。
菱形分布器埋于催化床中,并在催化床的不同高度平面上各安装1组,全塔共装3组,它使冷激气和反应气体均匀混合,以调节催化床层的温度,是塔内最关键的部件。
该塔的特点1)合成塔的催化剂放在管外;2)人塔气横向流动,既减少阻力降,又增加传热系数;3)列管不对称排列;根据人塔气在催化剂床层反应速度的变化,考虑设置列管的疏密程度,使反应速度沿最大速度曲线进行;4)该合成塔采用带膨胀圈的浮头式结构,解决了列管的热膨胀问题。
ICI公司针对大甲醇装置专门开发了径向流蒸汽上升式甲醇合成器,其主要特点是催化剂装填在壳侧,原料气从中心管进入。
煤制甲醇生产流程原理和发展趋势

段落一:引言甲醇是一种重要的有机化工原料和清洁燃料,也是工业生产中广泛应用的化学品之一。
煤制甲醇作为一种非石化甲醇生产方式,具有资源丰富、技术成熟、环保节能等优势,是未来甲醇工业发展的重要方向之一。
本文将从煤制甲醇的原理、技术路线、优缺点、发展趋势、挑战与机遇等多角度对其进行详细介绍。
段落二:原理及主要技术路线煤制甲醇主要采用的是合成气法,即利用空气、水蒸气和煤等原料制取一定比例的氢气和一氧化碳混合气体,之后通过催化反应生成甲醇。
该技术普遍采用的是高温高压气相催化反应,在300~400℃和10~30MPa的条件下,采用专门的甲醇合成催化剂,将一氧化碳和氢气转化为甲醇,通常净化后可直接用于市场销售。
具体来说,煤制甲醇的主要技术路线包括以下步骤:1.煤气化:将煤转化为一氧化碳和氢气的混合气体,也称为合成气。
煤气化的方法主要有固定床气化、流化床气化和喷射床气化等。
2.合成气净化:将合成气中杂质去除。
主要方法包括物理吸附、化学吸附、低温沉积等。
3.甲醇合成:将合成气反应生成甲醇,是煤制甲醇的核心步骤。
催化剂是影响煤制甲醇产率和选择性的关键因素,主要包括铜基、锌基和铬基等。
4.甲醇精馏:从合成的混合物中将甲醇纯化出来的过程。
经过2~3级分馏后,可以得到高纯度的甲醇。
总之,煤制甲醇技术路线相对成熟,具有较为明确的分离纯化工艺和催化剂合成技术。
未来,随着科技不断进步,煤制甲醇的生产工艺也会不断创新和完善,以更好地满足市场需求和环保要求。
段落三:优点与传统石化甲醇生产方式相比,煤制甲醇具有以下优点:1.资源丰富:煤作为我国的主要能源来源之一,具有储量丰富、分布广泛的特点,可以为煤制甲醇提供充足的原料保障。
2.技术成熟:煤制甲醇技术在国内外已经经历了数十年的发展和实践,技术路线已经相对成熟,可以提供稳定高效的甲醇生产工艺。
3.环保节能:煤制甲醇生产不仅能够节约石油等化石能源的消耗,还可以降低CO2等温室气体的排放,具有更好的环保效益。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
甲醇合成国内外技术特点化工11-2班甲醇合成生产技术十分成熟,工艺技术主要分三种:高压甲醇合成(30MPa以上)、中压甲醇合成(10~15MPa)和低压甲醇合成(5~10MPa)。
目前,单独以产醇为的高压法工艺因其动力消耗高、催化剂活性低以及产品质量差等原因除老合成氨系统转产外,新上装置已逐年减少甚至已被淘汰,而中压法也决大多数出现联醇工艺中,当今世界上最主要的、先进的、能耗低投资省的生产工艺归属于低压合成,由于低压法工艺较之前的高压法工艺在能耗、装置建设和单系列反应器生产能力大型化等方面具有明显的优越性,所以,目前国内外新建装置大多采用低压法,根据单套装置生产能力大小不同,其设计压力主要集中在5~8MPa范围内。
甲醇合成系统包括合成气压缩(等压合成除外)、甲醇合成、热量回收、甲醇分离等。
甲醇合成塔是核心设备,目前先进的低压合成塔主要有以下几种:(1)管壳式甲醇合成塔(2)多段冷激式甲醇合成塔(3)多段径向甲醇合成塔(4)绝热式甲醇合成塔(5)Casale轴径向混合流合成塔二、国内外技术现状甲醇生产的核心技术是甲醇合成反应器(合成塔)的结构与形式、催化床温度控制和热量的转移与利用。
反应器性能的好坏直接影响原料气和动力消耗以及设备能力的发挥,而甲醇合成反应器性能主要取决于其工艺结构,特别是在合成装置向大型化发展以后,其重要性更为突出。
1、国外目前世界上具有低压甲醇先进生产工艺的主要公司和专利商主要有丹麦托普索公司(Topsoe) 、德国鲁奇公司(Lurgi)、林德公司(Linde)、英国帝国化学公司(ICI)、日本三菱公司(MGC)、瑞士卡萨利公司(Casale)等,这些国际知名企业凭借自身的技术特点,相继开发出众多塔型,根据所采用的工艺结构基本上可以分为多段绝热型、冷管型二大类。
而冷管式又可分为气冷式和水冷式二种。
2、国内目前,国内自主开发的塔型主要有林达公司的均温塔,在国内均占有较高的市场份额,已经形成竞争发展的态势。
已投产的最大装置规模已达到或接近20万吨/年。
而30—100万吨/年更大规模装置也在设计建设中。
三、技术特点1、国外技术特点(1)德国Lurgi德国Lurgi公司设计的低压甲醇合成塔为管壳式结构,管内装填催化剂,在中低压条件下进行甲醇合成反应,由管间沸水移出热量,并产生中压蒸汽,以控制床层温度,延长催化剂寿命,控制副反应的发生。
其主要性能特点是:采用管内装催化剂,管间走循环沸水,用很大的换热面积来移去反应热,理论上反应时催化剂层温差较小,达到接近等温反应的目的,使合成反应几乎是在等温条件下进行,采用低循环比。
为了适合装置大型化的发展,Lurgi公司对管壳式甲醇合成塔进行了改进,发明了两段等温甲醇合成工艺(气冷-水冷双塔),该工艺有两台管壳式甲醇合成塔组成,第一合成塔采用副产中压蒸气的方式移出反应热,第二台反应器产生的反应热则通过与新鲜合成气逆流换热方式脱除,在第二台反应器中,新鲜合成气在管内通过,反应气走壳层。
目前采用该技术建设的165万吨/年甲醇装置已经投产。
与单个管壳式合成塔工艺相比,两段等温甲醇合成工艺有以下特点:——与单台反应塔相比,第一反应器尺寸减少了约50%。
——减少了约50%的合成气循环比。
——热量回收效率高,减少了冷却成本。
——单系列能力可以达到5000吨/天以上。
——整个合成回路(包括循环压缩机、热交换器等)的投资减少近40%。
(2)瑞士卡萨利(Casale)Casale公司最早开发是立式绝热轴径向反应器,其特点是:环形的催化剂床顶端不封闭,侧壁不开孔,造成催化剂床层上部气流的轴向流动,床层主要部分气流为径向流动。
Casale开发的大型轴径向甲醇合成塔的主要结构特点:——环形的催化剂床顶端不封闭,侧壁不开孔,造成催化剂床层上部气流的轴向流动;——床层主要部分气流为径向流动;——催化剂筐的外壁开有不同分布的孔,以保证气流分布;——各段床层底部封闭,反应后气体经中心管流入合成塔外的换热器,回收热量。
由于不采用直接冷激,而采用塔外热交换,各床层段出口甲醇浓度较高,所需的床层段数较少。
由于床层阻力降的明显减少(比ICI轴向型塔减少24%),所以可增加合成塔高度和减少壁厚,可选用高径比的塔,以降低造价。
与冷激式绝热塔相比,轴径向混合流塔可节省投资,简化控制流程,减少控制仪表。
轴径向合成塔的缺点是催化剂筐需要更换,催化剂装卸复杂。
优点是大型化的潜力大。
轴径向合成塔的生产能力取决于塔的高度,合成塔过高造成催化剂装卸困难。
一般塔高为16m,相应的生产能力为5000 t/d。
上海焦化厂MTD1350 火炬能化MTD1350 新奥集团MTD2030 华亭中徐煤化MTD2030 山东久泰年产100万吨(3)英国ICI英国ICI公司多段冷激型甲醇塔,是国外甲醇装置中使用最多的塔型,为全轴向多段冷激型合成塔。
结构简单,是其独特的优点。
合成塔由塔体、多段床层及专用技术菱形分布器等组成。
菱形分布器埋于催化床中,并沿着床层不同高度的平面上各安装一组,全塔共装三~四组。
可使冷激气和反应气混合均匀。
催化剂装量大、寿命长,一般可长达6年,缺点是绝热反应,催化剂床层轴向温差大,采用原料气冷激的方法控制合成塔床层的温度,全部靠用冷原料气喷入各段催化剂床层之间以降低反应气温度。
因此在降温的同时稀释了反应气中的甲醇含量,影响了催化剂利用率。
为了防止催化剂过热,采用较大的空速,出塔气中甲醇含量不到4%,副产蒸汽量偏少,不能回收高位能的反应热,循环量较大,塔阻力较高,多为0.1 MPa~0.4MPa,因此操作费用高。
由于阻力的限制,其高径比较小,一般多在2.2~4.0,大型化后直径很大(4~6m),不利于运输;由于ICI 冷激式甲醇合成塔,其设备结构简单,装置运行可靠,操作简便,设计弹性大,用材省且要求不高,投资小,易于大型化,因此仍是大型甲醇厂采用的一种主要塔型,世界上最大单套能力的仍属ICI,有多套3000 t/d 装置,据报导目前最大的已有7500 t/d的装置。
为了弥补冷激塔的不足,上世纪80年代,ICI公司又开发出两款冷管型塔,其中之一就是称之为LCM的水冷型塔,同鲁奇等温列管式甲醇合成塔所不同的是管内走水,管外装催化剂,这样就可以通过其膨胀圈结构较好地解决列管的膨胀问题,而且它还采用了径向流催化床结构,既能减少阻力,又可以增加传热系数。
目前世界上大型甲醇装置中,有很多采用多段冷激式甲醇合成塔。
近年来,在原来的基础上,对冷激式合成塔进行了大量、多方面的改进和完善,陆续推出了一系列冷激式合成塔的改进型。
冷激式合成塔有以下特点:——合成塔单系列生产能力大,适合大型或超大型装置。
——甲醇合成塔设备结构简单,催化剂装卸方便。
——采用特殊设计的分布系统进行冷激,温度控制较为方便。
——不能回收甲醇合成产生的高位热能,合成回路循环气量大。
——存在催化剂段间返混现象,合成塔出口甲醇含量低。
——催化剂时空产率不高,用量较大。
(4)TOPSOE(托普索)TOPSOE 公司为合成氨、甲醇工业主要的专利技术商及催化剂制造商, 其甲醇技术特点主要表现在甲醇合成上的有:甲醇合成塔采用BWR 合成塔(列管副产蒸汽) , 或采用CMD 多床绝热式合成塔。
其流程特点为: 采用轴向绝热床层, 塔间设换热器, 废热用于预热锅炉给水或饱和系统循环热水。
进塔温度为220℃。
单程转化率高、催化剂体积少、合成塔结构简单、单系列生产能力大。
合成压力5. 0~10. 0MPa, 根据装置能力优化。
日产2000 吨甲醇装置, 合成压力约为8MPa。
采用三塔或四塔(包括回收塔) 工艺技术。
对于大型或超大型的单系列甲醇装置,丹麦Topsoe公司采用3台串联绝热式甲醇合成塔,在第一、第二甲醇合成塔出口设废热锅炉回收热量,第三甲醇合成塔出口气体预热第一甲醇合成塔的人口气体。
Topsoe公司的绝热式甲醇合成塔与多段激冷式合成塔相比有以下特点:——较高的单程转化率。
——较低的催化剂用量。
——热量回收好。
——设计简单,设备制造容易,便于运输。
——单系列生产能力大。
——缺点是设备台数多,流程复杂,投资较大。
(5)日本TEC公司日本TEC公司开发了一种新的甲醇合成塔,它是多段、间接冷却、径向流动的合成塔,也称为MRF反应器。
该反应器由外筒、催化剂筐以及许多垂直的沸水管,即反应器的冷却管组成。
冷却管埋于催化剂层中,合成气由中心管进入,然后径向流动通过催化剂层进行反应,反应后的气体汇集于环形空间,由上部出去。
冷却管吸收反应放出的热量发生蒸汽,根据反应的放热速率和移热速率,合理选择冷却管的数量和间距,则使反应过程按最佳温度线进行。
MRF反应器有以下特点:——气体径向流动,流道短,空速小,因此压降很小,约为轴向反应器的十分之一。
——床层与冷管之间的传热效率也很高,每吨甲醇能产生1吨多蒸汽(在给水预热的条件下)。
——单程转化率高,循环气量小。
——反应过程按最佳温度线进行。
2、国内技术特点(1)林达公司杭州林达公司在甲醇合成塔将原料气加热和反应过程中移热结合,反应器和换热器结合连续移热,同时达到缩小设备体积和减少催化剂层温差的作用,实现达到“均温、高效、易大型化”的目标。
该低压均温型甲醇塔是不同于现有国内外甲醇塔的全新反应器结构,为国内外首创,经PCT 国际检索、初步审查和国家实审,授予发明专利权,具多项独特的创新技术。
其关键部分是发明了独特的大小二种弯头的双U 形管冷管胆结构作为换热元件。
小弯头U 形管套在大弯头U 形管内构成一对双U 形管,双U 形管中大小弯头U 形管反向排列套装,气体在每二根相邻冷管内上下流动,方向均为逆流,达到触媒层等温均温反应目的,温差低达10℃。
开发了全自由伸缩复合密封结构,环管位于催化剂上方的自由空间,双U 形管位于催化剂层中冷管没有焊接点,结构可靠。
另一种型式为具上下双环管的低压均温型甲醇塔,冷管胆有上环管和下环管,上环管连结进气管和下行冷管,下环管连结下行冷管和上行冷管。
优点:①温差小,与ICI的冷管塔(TCC)相比,JW采用U型冷管或上行冷管和下行冷管全床层连续移热,轴向温差小,克服ICI的TCC单管逆流床层上下温差大、底部有绝热层的缺点;②可采用径向,径向温差也小;③管内外压差小;④装卸触媒容易,上部自由伸缩结构可靠;⑤内件化整为零,解决大塔制造难题。