德国LURGI公司是世界上主要的甲醇技术供应商之一

德国LURGI公司是世界上主要的甲醇技术供应商之一，在上世纪70年代就成功开发成功了LURGI低压法甲醇合成技术。

1997年LURGI公司提出大甲醇技术（Mega Methanol，年产百万吨级甲醇装置）的概念，引领甲醇技术向大型化发展，目前采用LURGI公司Mega Methanol技术的甲醇装置已有两套投入生产运行，另有多套正在建设中。

图4所示为LURGI公司的Mega Methanol工艺流程，该工艺的合成工段包含三个反应器，其中R52002为气冷式反应器，R52001A/B为两个并联的水冷反应器。

新鲜合成气经压缩后与循环气混合，进入气冷反应器的管层，被壳层发生的甲醇合成反应所放出的热量预热，然后进入并联的两个水冷反应器发生反应，反应器管内装填触媒，管间为沸腾水，反应放出的热量经管壁传给管间的沸腾水，产生中压蒸汽，产品气从两个水冷反应器出来后先混合，然后进入气冷反应器的壳层，未反应完全的合成气在气冷反应器内进一步反应生成甲醇，最终产品气送冷却、分离工段将粗甲醇分离后，未反应的原料气打循环。

LURGI公司提出的这种工艺流程较好地在甲醇合成反应动力学与反应热力学之间进行了权衡。

从反应热力学角度来看，甲醇合成反应是放热反应，低温有利于甲醇的生成，从反应动力学角度来看，高温可以加快反应速度，但高温对催化剂有害，并产生酮类等副产物，它们会形成共沸物，使后续的精馏更为困难。

在LURGI工艺流程中，其列管式水冷反应器有相对较高（260℃）的出口温度，使得反应能够较快地进行，在此发生部分转化后，其余的转化发生在冷管式反应器，在较低温度（220～225℃）下操作有利于甲醇的合成。

这种流程配置实现了较快的反应速度和较高的转化率，显著提高了反应的单程转化率，降低循环气量，节省循环气压缩机的功耗。

同时，因为其水冷式反应器操作温度较高，使得副产蒸汽的压力相对于DAVY工艺而言要高，比较有利于蒸汽的使用。

Pre-heated
synthesis gas
图5 鲁奇水冷式反应器 图6 水冷式反应器床层温度分布曲线
鲁奇的水冷反应器如图5所示，管内装填触媒，管间为沸腾水，反应放出的热量经管壁传给管间的沸腾水，产生中压蒸汽。

通过调节蒸汽压力有效地控制床层温度，床层温差变化较小（床层温度分布曲线如图6所示），操作平稳，副反应少，单程转化率高，循环比小，功耗低。

副产的中压蒸汽可用于驱动循环压缩机或作为甲醇精馏系统的热源。

图4 LURGI 甲醇合成工艺流程
Synthesis gas
Product gas
与DAVY的蒸汽上升式反应器相比，LURGI列管式水冷反应器的缺点是床层压降较大，达0.3Mpa左右；由于列管长度受到限制, 放大生产一般通过增加管数的方法实现，使反应器的直径增大，给设计和制造带来很大困难；此外列管式反应器对材料的要求较高，如换热
管要求用双相钢，设备费用大。

图7 鲁奇气冷式反应器图8 气冷式反应器床层温度分布曲线
鲁奇的气冷反应器如图7所示，壳层装填触媒，管间为原料合成气，反应放出的热量经管壁对管内的合成气进行预热。

床层温差变化也较小（床层温度分布曲线如图8所示）。

在气冷反应器中，壳层装填催化剂并发生甲醇合成反应，反应热由管内的冷新鲜原料气移除，同时实现对新鲜原料气的预热。

冷管式反应器的优点是催化剂装填量大，缺点是结构较复杂，对材料的要求也较高，设备费用大。