甲醇合成塔的研制

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年产30万吨煤制甲醇合成工段初步设计

目录第1章概述 (1)1.1甲醇性质 (1)1.2甲醇用途 (2)1.3甲醇生产工艺的发 (2)1. 4甲醇生产原料 (3)第2章工艺流程设计 (3)2.1合成甲醇工艺的选择 (4)2.1.1甲醇合成塔的选择 (4)2.1.2催化剂的选用 (4)2.1.3合成工序工艺操作条件的确定与论证 (6)第3章工艺流程 (7)3.1甲醇合成工艺流程 (7)第4章工艺计算 (8)4.1物料衡算 (8)4.1.1合成工段 (9)4.2能量衡算.................................................................................................................... 错误！未定义书签。

4.2.1煤发电量......................................................................................................... 错误！未定义书签。

4.2.2合成工段......................................................................................................... 错误！未定义书签。

第5章主要设备的计算和选型............................................................................................ 错误！未定义书签。

5.1甲醇合成塔的设计.................................................................................................... 错误！未定义书签。

Lurgi甲醇合成塔制造质量控制要点探析

- 79 -第9期表1 设备技术特性表Lurgi甲醇合成塔制造质量控制要点探析李艳（东方电气集团东方锅炉股份有限公司，四川德阳 618000）[摘要] 本文以我公司某煤化工项目的Lurgi甲醇合成塔为例，总结了Lurgi类型甲醇合成塔的关键质量控制要点，并对如何强化质量控制进行了探讨。

[关键词] Lurgi；甲醇合成塔；质量控制作者简介：李艳（1986—），女，研究生，工程师。

主要从事压力容器产品检验工作。

甲醇是重要的化工材料，其生产及发展在我国国民经济中占据重要地位。

随着甲醇工艺的发展，甲醇合成塔应运而生。

甲醇合成塔为立式绝热体，内部储存甲醇催化剂。

随着我国煤化工产业的不断发展，甲醇的单元产量不断增加，其核心设备甲醇合成塔的规格不断增大，对其设计、材料、制造、检验都提出了更高要求。

本文列举我公司某煤化工项目Lurgi 甲醇合成塔，对制造过程中容易发生的质量问题，影响甲醇合成塔产品质量的关键工序、制造及检验要点，以及如何强化质量控制进行探讨。

1 设备技术特性及结构简介1.1 设备技术特性表主要设计条件及参数见表1。

设计参数管程壳程工作压力（MPa）8.8 4.5工作温度（℃）280259物料名称合成气饱和沸腾水容器类别Ⅲ设备净质（t）～2931.2 设备零部件规格及材质主体材料及规格见表2。

1.3 遵循的规范及制造技术要求按GB/T151-2014《热交换器器》、GB/T 150-2011《压力容器》、HG/T20584-2011《钢制化工容器制造技术规定》，制造、检验、验收，并接受TSG21-2016《压力容器安全技术监察规程》的零部件规格/mm 材质上封头组件δ10814Cr1MoR 上管箱筒体DN4200；δ13514Cr1MoR+堆焊S.S 上管板DN4200；δ18514Cr1MoⅣ+堆焊S.S壳体DN4200；δ110Q345R 换热管φ44×2S22253下管板DN4200；δ18514Cr1MoⅣ+堆焊S.S 下管箱筒体DN4200；δ13514Cr1MoR+堆焊S.S下封头组件δ10814Cr1MoR表2 设备零部件规格及材质表监督，同时应满足设计单位提出的要求。

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。

甲醇合成塔介绍

来??源：百川资讯更新时间：2011-09-0116:17【打印】【收藏】
关键字：甲醇?合成塔
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。

甲醇合成塔设计的关键技术之一就是要高效移走和利用甲醇
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。

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甲醇合成塔介绍

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。

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。

(完整版)年产30万吨甲醇工艺设计毕业设计

本科毕业设计年产30万吨甲醇工艺设计Process Design of 300 kta Methanol SynthesisSection目录摘要 .......................................................................................................................................... Abstract ..................................................................................................................................引言......................................................................................................................................第一章概述...................................................................................................................1.1甲醇的概述..................................................................................................................1.1.1理化性质...................................................................................................................1.1.2制法...........................................................................................................................1.1.3用途...........................................................................................................................1.2由CO和H2合成甲醇 ...............................................................................................1.2.1高压法.......................................................................................................................1.2.2低压法.......................................................................................................................1.2.3中压法.......................................................................................................................1.3甲醇生产技术的发展趋势 .........................................................................................第二章工艺流程设计.....................................................................................................2.1甲醇合成......................................................................................................................2.1.1反应方程式...............................................................................................................2.1.2合成法反应机理 ......................................................................................................2.1.3甲醇合成塔的选择 ..................................................................................................2.1.4催化剂的选用 ..........................................................................................................2.1.5合成工序工艺操作条件的论证与确定 ..................................... 错误！未定义书2.1.6低压Lurgi甲醇合成工艺.......................................................... 错误！未定义书第三章生产工艺计算........................................................................ 错误！未定义书3.1甲醇生产的物料平衡计算 ............................................................ 错误！未定义书3.1.1合成工段物料衡算 ..................................................................... 错误！未定义书3.2甲醇生产的能量平衡计算 ............................................................ 错误！未定义书3.2.1合成工段能量衡算 ..................................................................... 错误！未定义书3.2.2冷凝器能量计算 ......................................................................... 错误！未定义书第四章主要设备计算及选型.......................................................... 错误！未定义书4.1合成系统主要设备的计算及选型 ................................................ 错误！未定义书4.1.1甲醇合成塔的设计 ..................................................................... 错误！未定义书4.1.2水冷器的工艺设计 ..................................................................... 错误！未定义书4.1.3甲醇分离器...............................................................................................................4.1.4循环压缩机的选型 ..................................................................................................4.2控制仪表的选择 ............................................................................ 错误！未定义书结论......................................................................................................... 错误！未定义书致谢......................................................................................................... 错误！未定义书参考文献.................................................................................................................................附录......................................................................................................................................年产30万吨甲醇合成工段工艺设计摘要：甲醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，是碳化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位。

甲醇合成塔介绍

甲醇合成塔介绍来源：百川资讯更新时间：2011-09-01 16:17 打印收藏关键字：甲醇合成塔摘要：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;可以看出Lurgi 公司正是根据甲醇合成反应热大和现有铜基触媒耐热性差的特点而采用列管式反应器;管内装触媒,管间用循环沸水,用很大的换热面积来移去反应热,达到接近等温反应的目的,故其出塔气中甲醇含量和空时产率均比冷激塔高,触媒使用寿命也较长;其主要性能特点是：该塔反应时触媒层温差小,副产物低,需传热面大;但该反应器比I.C.I反应器结构复杂,上下管板处联结点和焊点多,制作困难,为防壳体和管板、反应管之间焊接热应力,对材料及制造方面的要求较高,投资高;反应器催化剂装填系数也不如I.C.I反应器大,只有30%,且装卸触媒不方便;塔径大,运输困难Lurgi管壳式反应器已在国内不少甲醇厂使用,但在大型化甲醇装置中因结构复杂、反应管数较多、体积大,国内目前;单塔最大生产能力为1250吨/天;产量增大时,反应器直径过大,而且由于管数太多,反应管长度只能做到10米,因此在设计与制造时就有困难了;鲁奇公司曾提出两塔并联的流程,近年来又提出与冷管型串联的流程以适应大型化生产的需求,但是都还未工业化;最大规模3000t/d两个塔,全世界现有29套甲醇装置约40座合成塔,总产能810万吨/年;三、东洋公司TEC的MRF型反应器MRF反应器为多段间接冷却径向流动反应器,采用套管锅炉水强制循环冷却副产蒸气,反应气体呈径向流过沿径向分布的多级冷却套管管外分布的触媒层,温度分布呈多段Z字分布,温度分布有所改善,从而有利于提高催化剂寿命；径向流动使气体通过床层的阻力降低；多孔板可保证气体分布均匀；催化剂在管外装填,反应器催化剂装填系数得到适当增大,有利于实现大型化,但其结构复杂,制造难度大;据了解,TEC可用单台MRF-Z型反应器达到日产5000吨的产能,甲醇塔直径5米,反应器管长22.4m,催化剂装填量为350m3;按14万吨/年的反应器直径2.5米,床高12米,催化剂装填量43m3,合成压力5.82MPa,催化剂生产强度约0.4吨/ m3·h;工业业绩：特立尼达1380t/d；中国315t/d；泸天化正在建40万吨/年;四、日本三菱MGC气冷-水冷型;双套管反应器,内/外管间装触媒;内管冷气,外管管间沸水自然循环;反应接近最佳平衡线进行等温反应,单程转化率高,出塔浓度高,相同规模催化剂用量减少30％,循环量降低50％,蒸汽产量增加25％;设备复杂,造价高,床层阻力大,触媒装卸不方便;最大规模2500t/d;93年日本500t/d装置,99年沙特2500t/d;重庆化医与三菱85万吨/年两塔在建;五、德国林德Linde螺旋管反应器水冷型 ;Linde在催化反应层中设置螺旋管,用锅炉水自然对流循环移去管外催化剂层反应热;壳侧反应物料与螺旋冷却管横向接触,传热效率极高,所需冷却面积为管式的60-75%;半球形管板消除了热应力,不需昂贵的双相钢,上半球管板使汽包与合成塔合为一体,而且催化剂装填系数大,有利于大型化;但设备加工难度进一步增加,据报道国内只有川维厂使用一套;全球已有5套甲醇装置;最大规模4000t/d;六、丹麦托普索TopФse绝热-水冷型;由三台绝热径向流反应器组成,反应器间设外部换热器移走热量,气体在床层向心流动;径向流动,压降低,可增大空速,提高产量,可使用小粒径催化剂,提高粒内效率,提高宏观反应速度;可在直径不变的情况下,简单地通过增加高度就可扩大生产规模;全球已有3套甲醇装置;最大规模2000t/d;七、国内绝热等温混合型甲醇合成反应器西南化工研究设计院、华东理工大学和鲁南化肥厂联合开发了结合I.C.I和Lurgi反应器特点的绝热等温混合型甲醇合成反应器,基本为列管式反应器,管板顶部装有300mm的绝热催化剂层,列管内装催化剂,管间沸腾水移去反应热;催化剂床层温差小,合成效率比冷激型高,并可副产蒸汽,热量回收利用合理;不仅承继了I.C.I反应器催化剂装填系数大、Lurgi 反应器床层温差小的优点,而且拥有自主知识产权,在鲁南化肥厂10万吨/年甲醇装置和上海焦化厂20万吨/年甲醇装置上使用都非常成功;但其由于结构原因,只能在进出口设置温度计,不利于对轴向温差的判断和控制,且结构复杂,要求的材质等级较高,使造价升高;且没有制作高于20万吨规模合成塔的经验;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;该合成塔在国内小型的装置中应用较多,如哈气化2000年4万吨改造；2001年8万吨；2005年云南曲靖5.5万吨；渭化20万吨等,为了适应甲醇装置大型化的趋势,林达公司于2001年开发了优化甲醇工艺,并申请了PCT国际专利,该技术采用前后相连的自热式内冷式反应器和外冷反应器前后相连串联的方式;最大规模300t/d;七、三菱瓦斯超级合成塔SPC这是近年来在世界上广为使用的大型合成塔,为三菱瓦斯化学公司的工艺;该塔为双套管式;进塔气先预热到150－170℃,入塔后分布到各双套管的内管中,吸收管外套管间的反应热,预热至反应温度240℃后进入套管间的催化剂层反应,热点温度250℃左右,反应热同时被内管中冷气和外管外壳程间的沸腾水移走,出触媒层温度为205－230℃左右,出塔气中甲醇含量8.5%;SPC有着比Lurgi等温反应器低的循环比和比Lurgi反应器更高的单程转化率,SPC双套管内径75mm比Lurgi列管反应器Ф24大得多,管数少得多,故装卸触媒容易,SPC 外管受压壁厚,比列管式机械强度好,内管、挠管和隔板为不受压部件,作用在这些部分的触媒层压降最多为2-3kg/m2;所以大型化容易,单套最高产量为2500MT/D;八、瑞士甲醇卡萨利公司MCSAIMC甲醇合成塔该塔采用板式换热技术移走甲醇合成反应热,设计将换热板埋入催化剂床层内作为冷却换热元件,换热板内走锅炉给水或其他冷却介质：将反应热移出催化剂床层同时产生中压饱和蒸汽;蒸汽压力可高达39bar;换热板径向放置并且沿着同心的扇形排开,内走冷却介质锅炉给水或新鲜合成气,换热板在床层底部支撑,中心管作为合成塔下部的通道,催化剂通过底部惰性介质床层支撑,催化剂可以从底部卸料口卸掉;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;全部结构都是模块式的标准件,一旦损坏,可以很容易替换;换热板中空,两块金属板沿着周边焊接同时表面点焊,然后冲压制成; 最终外形类似于一个枕头,内件换热面积大,催化剂装填系数高,高压空间利用率高,设备尺寸小,投资低,便于运输安装;最大规模预计可达7000t/d,2002年俄罗斯425t/ d装置,2004年俄罗斯840t/d装置;伊朗一套7000t/d项目正在谈判中;九、未来合成塔技术发展状况在合成甲醇反应中,CO的单程转化率较低,为了克服传统的气相法合成甲醇工艺的缺点,近年开发了一些新型反应器,比较有代表性的有GSSTFR、RSIPR、气-液相并存式反应器和浆态床甲醇合成工艺;1、 GSSTFR气固固滴流流动反应器在反应器内用一种极细的吸附剂如硅钢铝酸盐与反应气体作逆向运动,反应过程中所生成的甲醇被固体吸附剂吸收,促使平衡向生成甲醇的方向移动;这种反应工艺一般是几个反应器串联使用,反应器之间有冷却器,将反应气体冷却到合适的温度;吸收甲醇的吸附剂有反应器外加热解吸,再生后的吸附剂可重复使用;该法的CO单程转化率可达100％;2、 RSIPR级间产品脱除反应器反应器之间有一吸收塔,内装四甘醇二甲醚,反应过程中生成的气体进入下一反应器继续进行反应,反应器的体积按气体的流向逐渐变小;吸收饱合后的溶剂再生后可继续使用;四级反应器的CO转化率可达97％,优点是对原料气的VCO/VH2比要求不严,简化了造气过程,同时该工艺的原材料消耗和能耗也较低;3、气-液相并存式反应工艺气、液两相共存,生成的部分甲醇在反应器中循环,并在催化剂的表面形成一层液膜,反应过程中生成的甲醇即溶解在这一液膜中,据报道,当原料气组成为：CO--29.2％;CO2--3.0％;H2--67.5％左右时,该工艺单个反应器的CO+CO2转化率可达90％以上;4、浆态床三相床甲醇合成工艺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;及时甲醇市场资讯,欢迎登陆百川资讯甲醇频道;更多甲醇相关常识,欢迎进入百川资讯甲醇常识中心;。

甲醇合成塔的设计(最新整理)

规格（mm） δ=46(包括冲压减薄量)
δ=42 δ=60+5
φ38X2 δ=90+7
1
补强管锻件法兰锻件
20MnMoⅢ 20MnMoⅢ
4.3 筒体与管板的焊接结构的设计根据甲醇合成塔工作程序，在操作反应前
先要将催化剂颗粒装填在每根换热管内，催化剂需要定期更换，从操作工艺条件上讲管，箱筒体与管板之间采用法兰连接比较合理，但是由于其直径较大，如果采用法兰连接将存在以下不利因素：1）大直径法兰的密封性较难保证，若操作失误易造成严重泄漏且，大直径法兰的成本造价2；高）大直径法兰的密封垫片加工困难。为了防止设备工作过程中的密封泄漏，减少法兰力矩对管板的影响，降低制造成本，采用不兼做法兰的管板结构最为合理。 4.4 在设计时将管箱封头处开设人孔并适当增大管箱空间结构形式, 为了方便安装维修人员进入合成塔内进行催化剂的装填和对合成塔的检查与维修，同时也节省了设备制造费用。 4.5 为使壳程进入时均匀且稳定地分布，脱盐水入口采用了环形管路和圆扁管入口设计；同时，在反应管的指定位置上设置安装了防膜弹性挡圈以破坏沸腾液膜，提高传热膜系数以利于传热。 4.6 反应管与管板的连接结构设计
高不会很高。
6.结束语甲醇合成塔自设备投产后，运行情况一直良好，说明其选材、设计强度和结构完
全满足产品的工艺要求和生产能力，为同类产品设计提供了参考经验。
参考文献
1 GB150-1998 《钢制压力容器》国家技术监督局 1998-03-20 发布 2 GB151-1999 《管壳式换热器》国家技术监督局中国标准出版社
头合成气入口处设置气体分布器，在管板的上部装填一层 200mm 高的绝热层催化剂，绝热层催化剂上部填装耐火球φ8mm。下管板下面装填耐火球φ25mm。

煤制甲醇合成塔的工艺流程

煤制甲醇合成塔的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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甲醇合成反应器概述

气相法合成甲醇反应器国外甲醇合成反应器的发展趋势为冷激型已用于75urgi管束型已用于45以较高位能回收反应热副产蒸汽linde型副产中压蒸汽urgi型用壳程的蒸汽压力调节层床温度床层温度尽可能均匀对原料气组成有较强的适应性可适用于煤天然气topsoecasale反应器结构紧凑催化剂装卸方便国内依据各种甲醇合成塔在我国使用消化和国产化程度提出两种大型易于国产化的甲醇合成塔型式多段径向冷激型甲醇合成塔基本结构见图经分流流道进入第一段催化剂床层由外向内向心径向流动进行绝热绝热2管束型甲醇合成塔径向流动反应器的关键部分为径向分布器催化剂封与冷激混合器
口温度有小的变化会导致系统温度大的变化。这
对稳定操作是不利的。
·２１· 蔫汽
冷撒气
冷澈气拎撒气
Ｊ互应气出口圈１ＩＣＩ持蕾型台成反应器
２．２Ｌｕｒｇｉ管壳型甲醇合成塔Ｌｕｒｇｉ型甲醇合成塔是德国Ｌｕｒｇｉ公司研制的
一种管束型副产蒸汽合成塔。操作压力为５ＭＰＲ，温度为２５０℃。Ｌｕｒｇｉ合成塔既是反应器又是废热锅炉。结构见图２。合成塔内部类似一般的列管式换热器，列管内装催化剂，管外为沸腾水。甲醇合成反应放出的热很快被沸水移走。合成塔壳程的锅炉水是自然循环的，这样通过控制沸腾水的蒸汽压力，可以保持恒定的反应温度，变化０ｌＭＰａ相当于ｌ５＂Ｃ。这种合成塔温度几乎是恒定的，有效地抑制了副反应，延长了催化剂的使用寿命。但该合成塔结构复杂，装卸催化剂不方便。２３三菱（ＭＧＣＣ／ＭＨＩ）Ｔ艺反应器
究的合成甲醇反应器．并对不同反应器的应用前景进行了比较。
关羹词：甲醇；固定床反应器；浆态床反应器；超临界相
中圈分类号：ＴＱ０５３５
文献标识码：Ａ
文章编号：１００４２７５Ｘ（２００２）０５ｑ）０２０—０６

甲醇合成塔设计说明书

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。

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。