粗甲醇合成系统技术方案

本发明专利技术提供了一种粗甲醇合成系统。粗甲醇合成系统包括：浆态床反应器，在浆态床反应器中反应气在催化剂作用下产生生成气；旋风分离器，与浆态床反应器之间具有生成气输送管线和催化剂回流管线；惰性溶剂回收系统，设置在浆态床反应器与旋风分离器之间的生成气输送管线的延伸管线上，且与浆态床反应器之间具有惰性溶剂回流管线；粗甲醇回收系统，与惰性溶剂回收系统相连通并处理来自惰性溶剂回收系统的生成气得到分离的粗甲醇和循环气，且粗甲醇回收系统与浆态床反应器之间具有供至少部分循环气进入浆态床反应器的进气管线。本发明专利技术的粗甲醇合成系统避免了催化剂的浪费以及对装置的堵塞；在浆态床反应器中催化剂与反应气充分接触提高甲醇产率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及甲醇合成领域，具体而言，涉及一种粗甲醇合成系统。
技术介绍
在甲醇生产过程中，常常因为合成反应器内的催化剂床层温度不均、或反应温度过高、或过反应温度过低、或反应气中甲醇含量过高，导致副产物过多，如甲烷和蜡质等。一方面蜡质会降低甲醇水冷器的换热效果、降低甲醇分离器的分离效果，从而使循环气中夹带甲醇，进而降低了合成塔的单程转化率；另一方面蜡质粘在管道和塔板上，会减小流通面积，甚至造成堵塞；而且，到下游装置后，一旦温度降低，粗甲醇中的蜡就会冷凝出来，影响到下游装置的正常生产。对于由加压下甲胺、甲醚、甲醇合成、氨合成和CO变换这类气固相放热催化反应， 随着反应的进行，不断放出的反应热使催化剂床层温度提高。为了减少副产物和提高反应器的效率，需要把反应热移出以使反应温度处于一个合理的范围。在工业反应器中，曾广为使用的一种是多段绝热反应器，两段之间用原料气激冷来降低反应气温度，这种反应器因原料气激冷时在降低反应气温度的同时也降低了反应物浓度，影响了合成效率。另一种是用于甲醇合成的Lurgi公司的列管式反应器，在壳体中有上下管板以及位于管板之间的多根圆管，管中装有催化剂，原料气从上部进气口进入分布到各管中，在管内装设的触媒层中合成甲醇，管间侧面进水，圆管内的热量使管间水沸腾从而连续移出热量，水沸腾产生的蒸汽由侧面管出，反应气由底部出气管出塔。该塔温差小，但触媒装填系数小，反应效率低。目前，应用较为广泛的是DAVY公司开发的甲醇合成技术。如图I所示，催化剂装填在反应器的壳侧，管内产生中压蒸汽；新鲜的反应气从反应器底部的中心管301’进入；气体沿径向从内到外通过反应器的催化剂床层；从汽包来的锅炉水由换热管302’进入反应器的底部然后向上流动并部分汽化带走甲醇合成反应所产生的反应热；反应温度通过控制管内蒸汽的压力来调节。目前，DAVY技术合成甲醇流程如图2所示，合成新鲜气进入合成气压缩机I’进行压缩，经过合成气压缩机I’增压后大部分新鲜气与第二甲醇分离器5’来的循环气混合形成混合气；然后混合气先在第一合成回路中间换热器2’中预热后进入第一合成塔3’，在第一合成塔内3’，甲醇合成反应在高活性的铜基催化剂作用下进行，该反应为放热反应，反应热副产低压蒸汽；反应生成气离开第一合成塔3’后经过第一合成回路中间换热器2’对欲入塔的混合气进行预热，然后进入冷却器4’进行冷却；反应生成气中的循环气和粗甲醇进入第一甲醇分离器5’进行分离。在第一甲醇分离器5’中分离出的循环气和另外部分经合成气压缩机I’增压后的新鲜合成气混合后进入循环气压缩机6’被压缩后再进入第二入塔气预热器7’中预热，然后进入第二合成塔8’，第二合成塔8’同样副产低压蒸汽，离开第二合成塔8’的反应生成气经过第二合成回路中间换热器7’预热预进入第二合成塔8’的入塔气后，进入第二冷却器9 ’，在第二冷却器9 ’中反应生成气中的循环气和粗甲醇进入第二甲醇分离器10’，在第一甲醇分离器5’和第二甲醇分离器10’中分离出的粗甲醇经过滤器后去甲醇闪蒸槽11’。在第二甲醇分离器10’中分离出的循环气的大部分与合成新鲜气混合后进入合成气压缩机I’。同时，需放出一部分弛放气以维持循环气中的甲烷和氮气等惰性气体在一定的浓度范围之内。但是该技术本身还存在这一些不足，比如甲醇合成反应器内由于反应气在甲醇合成反应器中分布不均匀，造成其与催化剂不均匀接触进而引起甲醇产率低、催化剂浪费严重的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种粗甲醇合成系统，以解决现有技术中甲醇产率低、催化剂浪费严重的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种粗甲醇合成系统，粗甲醇合成系统包括浆态床反应器，在浆态床反应器中反应气在催化剂作用下产生生成气；旋 风分离器，与浆态床反应器之间具有生成气输送管线和催化剂回流管线；惰性溶剂回收系统，设置在浆态床反应器与旋风分离器之间的生成气输送管线的延伸管线上，且与浆态床反应器之间具有惰性溶剂回流管线；粗甲醇回收系统，与惰性溶剂回收系统相连通并处理来自惰性溶剂回收系统的生成气得到分离的粗甲醇和循环气，且粗甲醇回收系统与浆态床反应器之间具有供至少部分循环气进入浆态床反应器的进气管线。进一步地，上述粗甲醇合成系统还包括氢气回收系统，与粗甲醇回收系统相连通回收粗甲醇回收系统的循环气中的氢气；反应气净化系统，一端与新鲜反应气源和氢气回收系统相连通形成进气管线，另一端与浆态床反应器之间具有供净化后的新鲜反应气和氢气进入浆态床反应器的管线。进一步地，上述浆态床反应器包括浴池，设置在浆态床反应器的上部，浴池顶部的壳体上具有生成气出口并通过生成气出口与旋风分离器相连通；浴池中部的侧壁上具有与旋风分离器相连通的催化剂回流口和与惰性溶剂回收系统相连通的惰性溶剂回流口 ；浴池底部具有中间锥顶朝向下方的锥形底壁；浴池内部设置有气体分布器；气体缓冲室，设置在浴池的下方。进一步地，上述浴池内的气体分布器包括中心导气管，包括进气主管，一端与连接管连通；用于喷出周向回旋气流的多个旋流喷管，一端与进气主管的周壁相通且沿进气主管的周向均匀排布，另一端为气体出口，且各旋流喷管的气体出口沿偏离进气主管的中心轴线的斜下方延伸；气体分布管组，以中心导气管为中心地设置在中心导气管的周围，具有与外界相通的通气孔；连接管，连接中心导气管和气体分布管组；气体分布器的气体分布管组固定在浴池的侧壁上，气体分布器的进气主管延伸至浴池的底壁。进一步地，上述气体分布管组包括至少两个同心设置的环形气体分布管，连接管沿气体分布管组的径向设置且连通各环形气体分布管，通气孔分布在各环形气体分布管的管壁上，并且孔口朝向下方设置，通气孔包括斜切孔，斜切孔的侧壁沿气体分布管组的径向由内向外均向逆时针方向或均向顺时针方向倾斜延伸；第一直孔，第一直孔的侧壁沿竖直方向延伸，第一直孔与斜切孔在各环形气体分布管上间隔排布。进一步地，上述气体分布器还包括偶数个与连接管连通的侧导气管，侧导气管相对于中心导气管两两对称地设置在两个环形气体分布管之间的连接管上，且与中心导气管同方向延伸。进一步地，上述连接管包括第一连接管，沿最外侧的环形气体分布管的内径延伸，穿过气体分布管的中心将各环形气体分布管连通，中心导气管与第一连接管的中心连通；第二连接管，与第一连接管垂直，并设置在最外侧的环形气体分布管与最内侧的环形气体分布管道之间，将各环形气体分布管连通，侧导气管与第二连接管连通。进一步地，上述惰性溶剂回收系统包括惰性溶剂冷凝器，设置在浆态床反应器与旋风分离器之间的生成气输送管线的延伸管线上，并与旋风分离器的气体出口相连通；汽包，与惰性溶剂冷凝器之间具有循环管线。进一步地，上述粗甲醇回收系统包括合成回路中 间换热器、空冷器、甲醇分离器、循环气压缩机、冷凝器、循环气预热器、冷却介质供应装置和粗甲醇回收装置，甲醇分离器具有液态分离物出口和气态分离物出口，冷凝器具有粗甲醇出口和循环气出口，惰性溶剂冷凝器、合成回路中间换热器、空冷器与甲醇分离器依次相连通，甲醇分离器的液态分离物出口与粗甲醇回收装置连通形成粗甲醇第一回收管线；甲醇分离器的气态分离物出口与循环气压缩机相连通，循环气压缩机的气体出口与冷凝器相连通，冷凝器的粗甲醇出口与粗甲醇回收装置连通，冷凝器的循环气出口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粗甲醇合成系统，其特征在于，所述粗甲醇合成系统包括：浆态床反应器（1），在所述浆态床反应器（1）中反应气在催化剂作用下产生生成气；旋风分离器（10），与所述浆态床反应器（1）之间具有生成气输送管线和催化剂回流管线；惰性溶剂回收系统，设置在所述浆态床反应器（1）与所述旋风分离器（10）之间的生成气输送管线的延伸管线上，且与所述浆态床反应器（1）之间具有惰性溶剂回流管线；粗甲醇回收系统，与所述惰性溶剂回收系统相连通并处理来自所述惰性溶剂回收系统的生成气得到分离的粗甲醇和循环气，且所述粗甲醇回收系统与所述浆态床反应器（1）之间具有供至少部分所述循环气进入所述浆态床反应器（1）的进气管线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐煜，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，中国神华煤制油化工有限公司，中国神华煤制油化工有限公司包头煤化工分公司，
类型：发明
国别省市：