甲醇合成塔介绍

甲醇合成塔正文

3.2．管板表面带极堆焊
甲醇合成塔的上、下管板管程侧表面要求进行耐腐蚀材料堆焊，堆焊焊接材料各不相同：过渡层309L+耐蚀层308L；过渡层309L+耐蚀层347；过渡层309L+耐蚀层2209；过渡层 309L+ 耐蚀层 309LMo ； EQNiCrMo-3（Inconel 625）；
甲醇合成塔制造过程工艺难点： 2205双相不锈钢材料的焊接；管板表面带极堆焊；中间管板与筒体焊接；设备各部分的焊后热处理。
3.1．2205双相不锈钢的焊接
对于2205型双相不锈钢材料，焊接材料选用Ni含量比母材高一级的ER2209氩弧焊丝，以获得较高比例的奥氏体；焊接过程必须采用适当的热输入保证焊接接头获得好的奥氏体相变并防止金属间沉淀相的析出，从而使焊接接头具有良好的机械性能和耐腐蚀性能。
甲醇合成塔结构示意图
2．主体材料介绍
2.1 13MnNiMoNbR材料，交货状态为正火加回火，材料焊接性能分析： Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15
2.2 SAF2205奥氏体－铁素体双相不锈钢材料，耐点蚀系数： PRE=Cr+3.3Mo+16N
3．甲醇合成塔焊接制造工艺
3.3．中间管板与筒体焊接
甲醇合成塔产品结构最大特点是具有中间管板，其与筒体焊接结构形式分为以下三种： A. 管板与筒体T型全焊透角接； B. 加强筒体锻件与管板对接； C. 碗形管板锻件与两侧筒体对接；
中间管板筒体连接形式
3.4．设备各部分的焊后热处理
甲醇合成塔封头、壳体材质按照标准要求，设备焊后必须进行消除应力热处理，换热管材质为SAF2205不能经历主体材料的焊后消除应力热处理过程，所以必须对甲醇合成塔各部件分别进行热处理，最终合拢焊缝采用电加热器进行局部热处理。

甲醇合成塔设计说明书

甲醇合成塔设计说明书目录第一章：设计方案的确定与说明- 3一、设计方案的确定 (3)二、方案说明 (3)第二章：设计计算与校核 (4)一、工艺计算 (4)二、主要接管尺寸计算 (6)三、合成塔的总体结构 (7)第三章：设计计算结果 (9)第一章：设计方案的确定与说明-一、设计方案的确定传统的甲醇合成塔主要有一下几种：①三管并流合成塔②单管并流合成塔③I.C.I四段冷激式合成塔④三菱瓦斯的四段冷激式合成塔⑤多段径向甲醇合成塔⑥Lurgi式甲醇合成⑦轴径向甲醇合成塔三管并流合成塔,内件结构简单、操作稳定，但从气体并流换热的特点出发，能起到冷管作用的仅是外管，而内管只是担负了输送气体的任务。

单管并流合成塔，冷管的输气管和冷管的端部都连接在环管上，而冷管与输气管的气量和传热情况都不相同，前者的温度要高得多，如不考虑膨胀，当受热后，冷管与环管的连接部位会因热应力而断裂，使合成塔操作恶化甚至无法生产。

Lurgi式合成塔，合成塔既是反应器也是废热锅炉，合成甲醇所产生的反应热由管外的沸腾水带走，管外沸腾水与汽包维持自然循环，汽包是那个装有压力的控制器，以维持恒定的压力，因此管外沸腾水的温度是恒定的，于是管内催化剂的温度也几乎是恒定的，因此当操作条件发生变化时（如循环机故障等），催化剂也没有超温的危险，仍然可以安全运转。

综合以上各甲醇合成塔的优缺点，选择Lurgi式合成塔作为甲醇合成的设备。

二、方案说明Lurgi式合成塔，合成塔既是反应器也是废热锅炉，列管中装填C306型催化剂，合成气在列管中反应，合成甲醇所产生的反应热由管外的215℃，25 bar 的沸腾水带走。

冷却水的流量通过流量调节阀进行调整，以精确控制反应器的温度，使其符合工艺要求。

第二章：设计计算与校核一、工艺计算甲醇合成塔各物流流量和摩尔分率由前期采用Aspen Plus 软件进行的流程模拟计算得到。

1、合成塔主要工艺参数根据Aspen模拟，进出甲醇合成塔的反应物和所生成物的物流表如下：上述反应所释放的反应热5167773kJ/h。

煤制甲醇工艺甲醇合成塔的工艺设计探讨

ｍｏｌ，ＣＯ２＋２Ｈ２＝ＣＯ＋Ｈ２Ｏ－４９．５ｋＪ／ｍｏｌ
２甲醇合成塔工艺设计
２．１甲醇合成塔物性参数的确定
根据煤制甲醇生产工艺条件，甲醇合成塔为列管式反应器。由于甲醇合成过程属于吸热过
根据甲醇合成的工况要求，合成塔选用立式固定床气一固相催化反应器。属于管壳外冷．绝热复合型列管式反应器。列管内填充ＮＣ３０６型低铜锌基催化剂，当合成气从合成塔顶部通过列管进入催化剂床层后，在压力为５．１０ＭＰａ、温度为
２２０～２６０ ℃下的工艺条件下，ＣＯ、ＣＯ２与Ｈ２参与合成反应，反应的产物主要是甲醇和水，此外还含有微量副产物等有机杂质。甲醇合成过程中有两个反应同时进行，均属于放热剧烈的化学反应。为保证反应的平稳进行，反应热主要经过列管式反应器的壳程内的沸腾水移走。催化剂床层温度及合成塔甲醇气出口温度主要依靠控制分汽缸压力来调整。经合成塔出来的温度较高的气相产物与温度较低的进塔合成气通过合成气预热器逆流换热，气相产物被冷却，温度下降￣］１９０ ℃左右，此时有一部分甲醇蒸汽被冷凝成液体。该气液混合物再经水冷器进一步降温冷凝，冷却至温度

甲醇合成反应器概述

甲醇合成反应器概述现有的工业化甲醇合成工艺基本上是气相合成法。

从上世纪60年代至今，除了在反应器的放大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，从上世纪70年代人们把甲醇合成工艺研究开发重点转移到液相合成法，相初步实现了工业化的生产。

进入上世纪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。

甲醇合成反应器是甲醇合成生产的心脏设备。

设计合理的甲醇合成塔应做到催化剂床的温度易于控制，调节灵活，合成反应的转化率高，催化剂生产强度大，能从较高位能回收反应热，床层中气体分布均匀，低压降。

在结构上要求简单紧凑，高压空间利用率高，高压容器及内件无泄露，催化剂装卸方便。

在材料上要求具有抗羰基化物的生成及抗氢脆的能力。

在制造、维修、运输、安装上要求方便。

1.现有的有工业化的甲醇合成反应器（1）ICI冷激型甲醇合成塔ICI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。

采用固定床4段冷激式绝热轴流动反应器，通过特殊设计的菱形分布系统将冷激气喷人床层中间带走热量，床层多段连续，压降为0．5-0．6 MPa。

反应热预热锅炉水。

该反应器适于大型化，易于安装维修。

上世纪80年代ICI公司又开发出一种新型轴．径向流动的固定床反应器，其直径、壁厚明显减少．操作简单。

已有31个生产能力约1 400 t／d的这种装置运行。

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。

甲醇合成塔介绍2011-09-01 16:17 【打印】【收藏】百川资讯更新时间：来源：甲醇合成塔关键字：甲醇合成塔设计的关键技术之一就是要高效移走和利用甲醇合成反应所放出的巨大热量。

摘要：甲醇合成塔设计的关键技术之一就是要高效移走和利用甲醇合成反应所放出的巨大热量。

甲醇合成反应器根据反应热回收方式不同有许多不同的类型，下面将应用较广的几种合成器分别予以简单介绍。

一、I.C.I反应器英国ICI公司低压法甲醇合成塔采用多层冷激式绝热反应器，内设3-6层催化剂，催化剂用量较大，合成气大部分作为冷激气体由置于催化剂床层不同高度平行设立的菱形分布器喷入合成塔，另一部分合成气由顶部进入合成塔，反应后的热气体与冷激气体均匀混合以调节催化床层反应温度，并保证气体在催化床层横截面上均匀分布。

反应最终气体的热量由废热锅炉产生低压蒸汽或用于加热锅炉给水回收。

该法循环气量比较大，反应器内温度分布不均匀，呈锯齿形。

ICI冷激塔结构简单、用材省且要求不高、并易于大型化。

单塔生产能力大。

但由于催化剂床层各段为绝热反应，使催化剂床层温差较大，在压力为8.4MPa和12000h-1空速下，当出塔气甲醇浓度为4%时，一、二两段升温约50℃，反应副产物多，催化剂使用寿命较短，循环气压缩功耗大，用冷原料气喷入各段触媒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，影响了触媒利用率，而且反应热只能在反应器出口设低压废锅回收低压蒸汽。

为了防止触媒过热，采用较大的空速，出塔气中甲醇含量不到4%。

最大规模3000t/d，全世界现有40多套。

二、德国林德Lurgi管壳式反应器水冷型。

图２Lurgi甲醇合成反应器是管壳式的结构。

管内装催化剂，管外充满中压沸腾水进行换热。

合成反应几乎是在等温条件下进行，反应器能除去有效的热量，可允许较高CO含量气体，采用低循环气流并限制最高反应温度，使反应等温进行，单程转化率高，杂质生成少，循环压缩功消耗低，而且合成反应热副产中压蒸汽，便于废热综合利用。

甲醇合成塔技术简介

甲醇合成塔技术简介梁志伟【摘要】总结、介绍了甲醇合成的工艺技术,并对甲醇合成的主要设备--合成塔的各种结构形式进行归纳总结.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2011(037)021【总页数】2页(P93-94)【关键词】甲醇;合成塔;技术;简介【作者】梁志伟【作者单位】内蒙古蒙大新能源化工基地开发有限公司,内蒙古,鄂尔多斯,017209【正文语种】中文【中图分类】TQ223.12+1甲醇是重要的基本有机化工原料之一,广泛用作溶剂和生产甲醛、醋酸、甲基叔丁基醚、甲胺、酯类、医药、农药等系列产品,并具有燃料应用的巨大潜在市场。

在发达国家中,甲醇产量仅次于合成氨、乙烯、丙烯和苯而居第5位。

因此甲醇在国民经济中占有十分重要的地位。

近年来,随着C 1化学的开发,甲醇的应用领域不断地扩展。

从我国对甲醇的消费量仅占世界的4%左右来看,发展甲醇工业有着良好的前景。

我国的甲醇产量是由单醇和联醇两部分构成,单醇即单独生产甲醇,而联醇是在中国存在众多中、小型合成氨企业的情况下,于70年代独立自主开发的一种新工艺,它利用合成氨变换气剩余的CO来合成甲醇并达到净化合成氨原料气的目的。

具有综合利用、节能、降耗、成本比较低和经济效益好的优点。

因此,得到了广泛的发展,并为我国中、小化肥厂的多种经营作出了贡献。

目前,国内无论是单醇厂还是联醇厂,主要原料为天然气、石油气或煤,通过造气工艺转化为氢气、一氧化碳生产甲醇。

甲醇合成除了合成催化剂的技术革新外,甲醇合成塔制造技术也非常关键。

由于甲醇合成反应时因有大量反应热生成,必须将热量及时移走,否则会使反应器温度升高,影响反应进行,按热量移走的方式不同,气相固定床反应器类型有多种形式,现就将几种目前常见的甲醇合成塔型介绍如下:2.1 D avy的SRC径向产汽合成塔技术原料工艺气由上到下径向通过装有催化剂床层的壳侧,通过控制蒸汽压力来控制催化剂的床层温度,达到接近等温的温度分布。

甲醇合成塔的设计

甲醇合成塔的设计 The manuscript was revised on the evening of 2021甲醇合成塔的设计Design of carbinol Synthetic Tower摘要：本文针对设备DN3400甲醇合成塔的设计要点进行了详细论述。

详细介绍了大直径不带法兰的立式列管固定床甲醇合成塔材料和加热方式的选择，以及各主要部件结构的设计特点。

Abstract: This text introduces the main point of designing de DN3400 carbinol synthetic tower, describes the section of material and heating method used to fabricate large diameter- non-flange, vertical pipe line carbinol synthetic tower. This text also explains the structure design character of the main components and parts.关键词：甲醇合成塔；工作原理；结构设计特点Key Words: Carbinol synthetic tower working theory structure design character1．引言甲醇工业始20世纪初，到20世纪60年代，甲醇工业取得重大进展。

1966年英国ICI公司首先推出了低压甲醇合成工艺—ICI工艺，此为低压法生产甲醇的开端。

所有中、低压法甲醇装置工艺过程类似，在压力为~、温度205℃~275℃操作。

各种工艺的主要区别在于反应器的设计、反应热的移走及回收利用方式的不同，另外，所用的催化剂亦有差异。

国内低压甲醇装置建设始于20世纪70年代，最早引进的是ICI公司的冷激型低压甲醇合成塔装置，数量不多。

甲醇合成的主要设备

甲醇合成的主要设备一、甲醇合成的主要设备1．甲醇合成塔的结构甲醇合成塔是甲醇合成生产的主要设备。

因此，甲醇合成塔必须具有温度易于控制、调节灵活、合成反应转化率高、催化剂生产强度大、床层中气体分布均匀、压降低、能源利用合理、结构简单、无泄漏等特点。

从工艺及生产特点综合分析，合成塔应满足以下要求。

①由于甲醇合成反应是强放热反应，为保证反应温度保持在催化剂活性范围内，必须能及时移出反应热，提高甲醇收率，延长催化剂寿命。

②气体均匀通过催化剂床层，降低流体阻力。

③在一定空间内，尽可能减少内部构件，增大装填催化剂的体积，提高生产能力。

④设施必须节能。

保证热量合理利用，充分利用放出的反应热。

⑤高温、高压下，氢气对钢材的腐蚀加剧，使设备的机械强度下降，对出1：1管道的安全带来隐患。

因此，出塔气体温度低于160℃，在出口处考虑对高温气体换热，降低出口温度。

⑥氢气、一氧化碳、甲醇、有机酸等在高温下均对设备有腐蚀作用，因此有针对性地选择耐腐蚀材料。

⑦结构合理，便于操作、调节、控制、拆装催化剂及检修。

甲醇合成塔的基本结构主要由外筒、内件和电加热器三部分组成。

(1)外筒合成塔外筒是一个高压容器，一般由多层钢板卷焊而成，有的则用扁平绕带绕制而成。

(2)内件内件由催化剂筐和换热器两部分组成。

催化剂筐是填装催化剂进行合成反应的组合件。

换热器分两类，一是为满足开车时催化剂活性温度，对原料气进行加热的需要，可采用电加热器；二是对进出催化剂床层的反应气体进行热交换，以达到工艺生产要求。

①催化剂筐。

甲醇合成塔内件的设计主要是催化剂筐的设计，它的形式与结构需尽可能实现催化剂床层内最佳温度分布，一般连续冷管有自热式和外冷式两种结构。

自热式是利用反应热，用冷原料气为冷却剂，使催化剂床层降温，原料气体同时被加热。

自热式又分为单管逆流、双套管并流、三套管并流、单管并流以及U形管式。

外冷式是冷却剂采用其他介质进行冷却。

②换热器。

换热器的作用是回收合成气反应后的热量及提高冷原料气的温度。

合成塔)

合成塔介绍LurgiLurgi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%。

）瑞士卡萨利（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。

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），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。

大型甲醇合成塔选择探讨及SPC简介

大型甲醇合成塔选择探讨及SPC简介日本高化学上海国际贸易有限公司张炳摘要：本文简要介绍了我国近年来甲醇项目建设的大型化趋势，并对国内外流行的几种合成塔进行了介绍和分析，并详细介绍了SPC甲醇合成塔的特点，以期对我国新上大型甲醇装置选择优良的合成塔有所帮助。

关键词：超级合成塔（超转化率合成塔）；双套管；甲醇合成塔keywords : superconverter; double tube；methanol converter一、目前我国甲醇生产现状及甲醇装置大型化的必然性甲醇是重要的基础有机化工品和原料，又是极有前途的代用燃料。

甲醇的衍生物有100多种，近年来消费量增长迅速。

据统计，1991－1999年我国甲醇市场的需求量年平均增长率约为16％，2000年市场需求量为350万吨，2002年甲醇需求量为390万吨，预计到2005年将达到512万吨。

现在河南、北京、山西等省市正在大力推广“甲醇代油”工程，国内大型二甲醚工程也如火如荼的进展，甲醇市场在未来几年的需求将远远大于16％的年平均增长率。

虽然我国甲醇的年生产能力达到500万吨左右，但由于多种原因，实际开工率并不高，2001年装置开工率只有63％，2002年装置开工率只有55％。

国产甲醇远远不能满足国内市场的需求，目前我国甲醇大约40％需要进口。

近年来，我国甲醇工业取得了一定的发展，但与国外甲醇工业相比，还存在很大的差距。

目前，我国甲醇生产厂家超过150家，2003年实际开工的厂家大约120个，累计产能在578.3万吨。

工艺上，10万吨以上的装置还处于国外70年代的水平，产量低、能耗高、工艺落后导致装置经常停车，成本很高，无法与先进工艺竞争。

目前我国还没有单套大于30万吨的已投产甲醇装置。

其他大多为5万吨以下小型甲醇装置，采用的是国外已经淘汰的煤头高压法。

据统计，我国甲醇生产企业中，成本高的超过了1800元／吨，低的900多元／吨，大多数为1400元／吨左右。

甲醇萃取塔工作原理

甲醇萃取塔工作原理甲醇是一种重要的有机化学品，广泛应用于化工、医药、农药等领域。

甲醇的生产通常采用合成气（一氧化碳和氢气）的气相反应制备。

而甲醇的提纯则需要通过萃取工艺来进行，其中甲醇萃取塔是一种常用的设备。

本文将介绍甲醇萃取塔的工作原理，并对其关键工艺进行分析。

一、甲醇萃取塔的基本原理甲醇萃取塔是一种用于从含有甲醇的混合物中提取纯甲醇的设备。

其基本原理是利用不同成分在溶剂中的溶解度差异，通过在适当的操作条件下，使得溶液中的甲醇含量得以提高，从而实现甲醇的分离和提纯。

甲醇萃取塔通常是由填料塔和板塔两种形式构成，其中填料塔适用于能量密集型操作，而板塔适用于质量传递控制型操作。

二、甲醇萃取塔的工艺流程1. 原料进料：含甲醇的混合物从塔的顶部进入，通常是合成气反应后的卤化物溶液。

2. 提取剂进料：另一侧的溶剂（通常是水）由塔底部进入，溶剂的选择需考虑溶解度、分离效率和成本等因素。

3. 冷凝回流：在塔顶部设置冷凝器，将出口蒸汽冷凝为液体，并回流到塔顶。

4. 精馏分离：塔的内部设置塔板或填料，通过将卤化物溶液和溶剂在塔内进行反复接触和分离，使得甲醇逐渐浓缩到最终的顶部产物中。

5. 产品脱出：经过提纯后的甲醇顶部产物从塔顶部脱出，待进一步处理。

6. 溶剂回收：底部产物中含有少量甲醇的溶剂经蒸汽回流和降温后，重新输送至塔底。

三、甲醇萃取塔的关键工艺参数1. 流体动力学：流体在塔内的流动情况对于甲醇的提取效率至关重要，需要通过合理的填料或板塔设计来保证流体的均匀分布和充分混合。

2. 温度控制：塔内的温度对于溶剂和卤化物溶解度的影响显著，需要进行精确的温度控制来实现甲醇的有效提取。

3. 压力控制：适当的操作压力对于提取塔的运行效果具有重要影响，需要根据具体情况进行合理调整。

4. 选用溶剂：溶剂的选择需要综合考虑成本、溶解度、再生难度等因素，选用高效的溶剂可提高提取效率和经济性。

四、甲醇萃取塔的应用领域甲醇萃取塔在工业中有着广泛的应用，主要集中在以下几个领域：1. 化工领域：甲醇的提取和精制是很多化工过程的必要环节，如甲醇制革、染料合成等。

甲醇合成塔介绍

换热元件为预制成组的换热板，一组组换热板通过顶部人孔装入合成塔内（新建和改造合成塔均适用）。换热板沿着径向布置并且从塔内件的内壁到外壁装满催化剂，每个换热元件都有进出管口分别与冷却介质主分气管和主收气管相连。
每块换热板由两块SS 304金属板（气体换热板）或者DUPLEX金属板（蒸汽换热板）焊接而成，机械上非常坚固，刚性好。这种换热板结构是已经经过多套装置实践的成熟技术。这种结构是自动化制成的，同一合成塔内的所有换热板完全相同。许多标准规范可以检验这些换热板，并盖有“U”质量标记。每块换热板制造后经过压力测试。气体可以并流或者逆流，轴向或者径向。等温床上部可以装填一绝热层 (副产蒸汽内件不安装绝热层)。这种结构允许使用其它的流体作为换热介质，进入和流出换热器而不与反应气混合。换热板可以非常方便地沿着扇形依次装配。
六、杭州林达公司JW均温合成塔
杭州林达公司JW均温甲醇合成塔，其主要特点是在全部触媒床层中采用可自由伸缩活动装配。催化剂装填系数为70～75％。用管内冷气或冷水连续吸收管外反应热，管内冷气或冷水与触媒层中反应气有并流换热和逆流间接换热，可以在催化剂层内及塔内任何部位设置温度监测点。用塔外设置废锅副产低压蒸汽或锅炉给水加热器回收热量。林达均温型塔催化剂装填系数和冷激塔一样，均在70％以上，但因接近等温反应，反应中间不用冷激气降温避免降低反应器中甲醇生成浓度。据哈气化均温型和冷激型比较，在同样原料气量、进塔气量、合成压力和催化剂装量下，提高产量50％。若在同样入塔气有效压力下将增产更多。故达到同样能力其反应器尺寸可比冷激塔减少1/3以上。
浆态床甲醇合成工艺是指：气相以氢、一氧化碳和二氧化碳为甲醇原料气，液相以惰性液相为介质，固相以细颗粒固体为催化剂，在一定的温度和压力下，合成塔中气-液-固三相之间进行传质，并在固相催化剂活性内表面上反应而制取甲醇。该工艺传热性和热稳定性较好，反应温度接近等温，易于控制，一氧化碳与二氧化碳的单程转化率和气相产物中的甲醇百分含量高于传统的气-固相催化法。

合成塔)

合成塔介绍德国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。

甲醇合成

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。

甲醇合成材料

甲醇合成塔又称甲醇合成反应器，是甲醇装置中的核心设备之一，也是合成工段中最关键的设备。

在近几年来，由于甲醇装置的大型化，其甲醇合成塔也向大型化方向发展，由最初的3万吨、5万吨到8万、10万吨再到目前单套20万吨、25万吨、30万吨甚至更大的装置发展，其塔体直径也是由2.6米已经增大到3.9米甚至更大，而合成工艺、设备选材、结构设计和安全操作运行也已越来越受关注。

尤其是国内个别甲醇合成塔先后发生了失效，使得合成塔从技术选型到设备选材到塔体设计都得到了业主的广泛关注，西安核设备有限公司在近几年来与华东理工大学以及多家设计院合作设计、制造了国内多个项目中的甲醇合成塔，为我国甲醇装置核心设备甲醇合成塔的设计和制造积累了丰富的经验。

现就以我公司设计承制的管壳式甲醇合成塔为基础，结合设备的设计选材、强度计算、结构确定、制造工艺等方面谈几点认识。

一、对合成工艺的认识甲醇合成工艺是一个可逆的强放热反应的过程，是合成气在铜基催化剂的作用下发生主要化学反应：CO＋2H2＝CH3OH－90.8kj/molCO2+2H2=CO+H2O－49.5kj/mol同时在反应过程中除生成甲醇以外，还伴有生成少量的烃、醇、醚、醛和酯类化合物的副反应，而为了减少副反应的发生，提高合成甲醇的收率，就必须选择合适的工艺条件和优化设计合成塔，使得温度能有效控制，使反应热能迅速移出，使甲醇合成能在一个恒定、可控的温度下进行。

因此上说，甲醇合成塔不仅仅是一个换热器，也不仅是一台废热锅炉，而更重要的是一台合成放热反应器，是有着反应学和热力学以及锅炉动力学计算的一台设备，不能仅依据合成气量、合成压力计算出催化剂装填量，确定设备的结构尺寸，也不能仅依据工艺流程中的前后设备的工艺参数来确定合成塔的操作参数进行合成塔的设计和计算，而必须依据新鲜气量、循环气量、前端压缩机压力以及合成气的比例和所需催化剂量的情况进行合成工艺的计算。

不能为了节约工艺包的费用而盲目的确定一个缺乏依据的工艺参数。

林德Linde甲醇合成塔为螺旋管反应器

3、典型的甲醇合成塔
首先在低压甲醇合成技术中应用。设备结构简单、投资省，大型化高径
比~2:1 。
绝热反应，温差30~70℃，副产物多，易结蜡。采用冷激气降温，合成气绕过部分催化剂，催化剂使用效率低、用量大。冷激气和反应气混合不充分，相互影响，操作难度大。高循环比7~11 ，能耗高。醇净值低，反应热利用率低。
鲁奇塔
存在问题 ①结构相对复杂，设备制造费
用相对较高 ②由于管数较多，催化剂不容
易装填均匀，催化剂的装卸也相对较困难； ③随着运行时间的增加，管内装的催化剂收缩较大，管上部出现较大的空间，合成气体先吸热，进人催化剂床层反应后才能放热，整体热利用不尽合理
Lurgi技术在大型化时，上世纪90年代采用双塔并联方法
ICI冷激式绝热反应器
鲁奇塔
设计条件一般为:操作压力5.2～7MPa，操作温度 230～255℃。列管式反应器(管壳式)有管内装催化剂、管间用沸腾水移去反应热和在管间装催化剂、管内走水2种类型。2种类型的气体在塔内的流向都呈轴向流。
塔的特点
①床层内温度比较平稳，除进口处有一定温升(从230℃ 升至255℃)，大部分床层温度均处于250～255℃，塔中下部位温度变化小,由于传热面积与床层体积比大(约 80m2/m3)，移热迅速，同平面温差较小，有利于延长催化剂的寿命，并允许原料气中含有较高的CO； ②能准确、灵敏地控制反应温度，该反应器床层温度是通过调节蒸汽汽包压力来控制的，灵敏度高达0.3℃； ③与冷激型反应器相比，合成效率较高，合成塔出口甲醇含量高，循环气量少； ④以较高位能回收反应热，可副产约2.1～3.5MPa的中压蒸汽(压力随催化剂型号和使用时间而定)。
缺点：设备加工难度大，投资增加。