甲醇合成反应器.
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管壳外冷-绝热复合式 甲醇合成反应器
华东理工大学 化工学院 化工工艺研究所 大型工业反应器工程 教育部工程研究中心
2007.11.30
我校大型化甲醇合成反应器
•国家“八五”攻关：“甲醇合成反应动力学 研究与反应器模拟放大”，1997年获上海市科 技进步一等奖。 •国家“九五”攻关：“新型低压甲醇合成反 应器开发与应用”，专题编号96－A19－04－ 04，列入“九五”国家科技攻关优秀成果。 •目前正承担国家“十一五”科技支撑计划项 目。
管壳外冷－绝热复合式甲醇合成反应器 （专利号 03 2 31767.0）
上海焦化厂 甲醇合成塔
兖矿国泰化 工公司甲醇 合成塔
兖矿鲁南化 肥厂甲醇合 成塔
浙江巨化甲 醇合成塔
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点
1. 实现单系列
本设计可实现单系列大型化。 20～25万吨：直径Ф 3200～3400mm（8.0MPa), Ф 3600～3800mm（5.0MPa) 30～35万吨：直径Ф 3600～3800mm（8.0MPa), Ф 4000～4200mm（5.0MPa)
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点
2.可副产中压蒸汽，回收高位能量 本设计可回收高位能量， 2.5MPa,225℃蒸汽 ～4.0MPa,250 ℃蒸汽。 对以煤为原料的合成气，可副产中压 蒸汽1.0吨/吨甲醇。
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点
3.温度调节方便、迅速、有效 床层温度可通过副产蒸汽的压力进 行调节。 对热点和灵敏点温度的调节迅速、有 效。
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点
4.床层温度合理分布，催化剂时空收率高 床层温度优化分布，绝热层可在较 低温度下进床层反应；管壳层在接近等 温下反应；催化剂生产强度大，时空得 率高。
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点
5.催化剂使用周期长 原料气中即使有微量毒物，可被截 面积很大的绝热层触媒吸附，不影响管 壳层触媒发挥作用。鉴于温度控制合理， 优化，触媒层不会超温，因此可实现催 化剂长运转周期操作，寿命可达3年以上。
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点 6.催化剂装卸、还原方便 （1）上封头设有人孔，催化剂装填方便。 （2）设有卸触媒孔，触媒直接放出。 （3）触媒还原时，只需将原通过冷却介质 侧，改通蒸汽加热即可，十分方便。
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点
7.反应器的操作适应性强 （1）对催化剂的适应性强。 可使用西南化工研究院C302型、XNC-98型； 也可使用南化公司研究院NC-306、307型催化剂,也 可以使用国外催化剂如Johnson Matthey KATALCOTM 51系列催化剂，丹麦MK-121型催化 剂，德国南方公司催化剂等。 （2）对原料气的适应性强 可使用以煤为原料的合成气（新鲜气CO 26～ 28%），也可使用以天然气为原料的合成气（CO 11～13%），还可使用焦炉气转化的合成气(催化 转化和非催化转化)。
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点
7.反应器的操作适应性强
（3）对进口温度的适应性强。 操作前期可控制床层进口温度195～ 200℃，中期200～210 ℃，后期210 ～ 220 ℃，若有变化，也有适应性。 （4）操作弹性大 可在 50～110%负荷下操作。
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点 8.产品质量好 由于床层温度控制好，所以副反应 少，高级醇、醚、醛少，粗甲醇产品质量 好。
应用业绩
企业
上海焦化有限 公司 兖矿集团鲁南 化工公司 浙江巨化股份 有限公司 山东华鲁恒升 集团公司
甲醇规 模kt/a
200 200 100 100 200
工艺路线
投产运行
德士古水煤浆气化,低 1995年投产， 温甲醇洗净化,低压合 2003年再建 设1套，投产 成,三塔精馏 2000.5 德士古水煤浆气 化,NHD净化,低压合 投产 成,三塔精馏 2002年 无烟煤常压气化，低 压合成，三塔精馏 投产 水煤浆气化,低温甲醇 洗净化,低压合成,三 塔精馏 2004.10 投产
企业 陕西神木化学 工业有限公司 兖矿集团国泰 化工有限公司 兖矿集团国宏 化工公司 兖矿集团国际 焦化公司
甲醇规模 kt/a 200 250 500 200
工艺路线
水煤浆气化、低温甲醇洗 净化、低压合成、三塔精 馏 水煤浆气化、低温甲醇洗 净化、低压合成、三塔精 馏 水煤浆气化、低温甲醇洗 净化、低压合成、三塔精 馏 以焦炉气为原料，转化， 低压合成、三塔精馏
投产运行 2005.10 投产 2005.10 投产 准备投产 2006.12 投产
企业
甲醇规模 kt/a
工艺路线
投产运行
南京惠生 集团公司 宁夏煤业 集团公司
300 250 200
250
水煤浆气化、低温甲醇洗、 2007年4 低压合成、三塔精馏 月投产 水煤浆气化、低温甲醇洗、 2007年1 低压合成、三塔精馏 月投产
新疆克拉玛 依
河南平安化 工有限公司
天然气为原料
2006年8 月投产
间歇煤气、耐硫宽温变换、 准备投 栲胶脱硫、NHD脱碳，三 产 塔精馏
企业
甲醇规模 kt/a
工艺路线
投产运行
河南永城煤 业集团
淮北临涣
500
200 250 200
Shell气化、低温甲醇洗净 准备投 化、低压合成、三塔精馏 产
以焦炉气为原料，转化，低压 合成、三塔精馏
设备制造
山东滕州凤 凰化肥公司
兰州蓝星化 工有限公司
水煤浆气化、低温甲醇洗、 设备制造 低压合成、三塔精馏 天然气为原料 设备制造
企业
甲醇规模 kt/a
工艺路线
投产运行
陕西神木化 400 学工业公司 哈尔滨气化 300 厂 江苏索普集 540 团有限公司
再建一套低压甲醇合 成装置
设备制 造
鲁齐加压煤气化、低 设备制 温甲醇洗、低压合成、 造 三塔精馏 水煤浆气化、低温甲 设备制 醇洗、低压合成、三 造 塔精馏
水煤浆气化、低温甲醇洗、详细设 低压合成、三塔精馏 计
新疆天富热 300 电股份公司
企业
甲醇规模 kt/a
工艺路线
投产运行
贵州鑫晟 煤化工
300 200
水煤浆气化、低温甲醇洗、详细设 低压合成、三塔精馏 计
宁波万华 聚氨酯
水煤浆气化、低温甲 醇洗、低压合成、三 塔精馏
华东理工大学 化工学院 化工工艺研究所 大型工业反应器工程 教育部工程研究中心
2007.11.30
我校大型化甲醇合成反应器
•国家“八五”攻关：“甲醇合成反应动力学 研究与反应器模拟放大”，1997年获上海市科 技进步一等奖。 •国家“九五”攻关：“新型低压甲醇合成反 应器开发与应用”，专题编号96－A19－04－ 04，列入“九五”国家科技攻关优秀成果。 •目前正承担国家“十一五”科技支撑计划项 目。
管壳外冷－绝热复合式甲醇合成反应器 （专利号 03 2 31767.0）
上海焦化厂 甲醇合成塔
兖矿国泰化 工公司甲醇 合成塔
兖矿鲁南化 肥厂甲醇合 成塔
浙江巨化甲 醇合成塔
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点
1. 实现单系列
本设计可实现单系列大型化。 20～25万吨：直径Ф 3200～3400mm（8.0MPa), Ф 3600～3800mm（5.0MPa) 30～35万吨：直径Ф 3600～3800mm（8.0MPa), Ф 4000～4200mm（5.0MPa)
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点
2.可副产中压蒸汽，回收高位能量 本设计可回收高位能量， 2.5MPa,225℃蒸汽 ～4.0MPa,250 ℃蒸汽。 对以煤为原料的合成气，可副产中压 蒸汽1.0吨/吨甲醇。
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点
3.温度调节方便、迅速、有效 床层温度可通过副产蒸汽的压力进 行调节。 对热点和灵敏点温度的调节迅速、有 效。
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点
4.床层温度合理分布，催化剂时空收率高 床层温度优化分布，绝热层可在较 低温度下进床层反应；管壳层在接近等 温下反应；催化剂生产强度大，时空得 率高。
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点
5.催化剂使用周期长 原料气中即使有微量毒物，可被截 面积很大的绝热层触媒吸附，不影响管 壳层触媒发挥作用。鉴于温度控制合理， 优化，触媒层不会超温，因此可实现催 化剂长运转周期操作，寿命可达3年以上。
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点 6.催化剂装卸、还原方便 （1）上封头设有人孔，催化剂装填方便。 （2）设有卸触媒孔，触媒直接放出。 （3）触媒还原时，只需将原通过冷却介质 侧，改通蒸汽加热即可，十分方便。
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点
7.反应器的操作适应性强 （1）对催化剂的适应性强。 可使用西南化工研究院C302型、XNC-98型； 也可使用南化公司研究院NC-306、307型催化剂,也 可以使用国外催化剂如Johnson Matthey KATALCOTM 51系列催化剂，丹麦MK-121型催化 剂，德国南方公司催化剂等。 （2）对原料气的适应性强 可使用以煤为原料的合成气（新鲜气CO 26～ 28%），也可使用以天然气为原料的合成气（CO 11～13%），还可使用焦炉气转化的合成气(催化 转化和非催化转化)。
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点
7.反应器的操作适应性强
（3）对进口温度的适应性强。 操作前期可控制床层进口温度195～ 200℃，中期200～210 ℃，后期210 ～ 220 ℃，若有变化，也有适应性。 （4）操作弹性大 可在 50～110%负荷下操作。
管壳外冷－绝热复合式合成反应器特点 8.产品质量好 由于床层温度控制好，所以副反应 少，高级醇、醚、醛少，粗甲醇产品质量 好。
应用业绩
企业
上海焦化有限 公司 兖矿集团鲁南 化工公司 浙江巨化股份 有限公司 山东华鲁恒升 集团公司
甲醇规 模kt/a
200 200 100 100 200
工艺路线
投产运行
德士古水煤浆气化,低 1995年投产， 温甲醇洗净化,低压合 2003年再建 设1套，投产 成,三塔精馏 2000.5 德士古水煤浆气 化,NHD净化,低压合 投产 成,三塔精馏 2002年 无烟煤常压气化，低 压合成，三塔精馏 投产 水煤浆气化,低温甲醇 洗净化,低压合成,三 塔精馏 2004.10 投产
企业 陕西神木化学 工业有限公司 兖矿集团国泰 化工有限公司 兖矿集团国宏 化工公司 兖矿集团国际 焦化公司
甲醇规模 kt/a 200 250 500 200
工艺路线
水煤浆气化、低温甲醇洗 净化、低压合成、三塔精 馏 水煤浆气化、低温甲醇洗 净化、低压合成、三塔精 馏 水煤浆气化、低温甲醇洗 净化、低压合成、三塔精 馏 以焦炉气为原料，转化， 低压合成、三塔精馏
投产运行 2005.10 投产 2005.10 投产 准备投产 2006.12 投产
企业
甲醇规模 kt/a
工艺路线
投产运行
南京惠生 集团公司 宁夏煤业 集团公司
300 250 200
250
水煤浆气化、低温甲醇洗、 2007年4 低压合成、三塔精馏 月投产 水煤浆气化、低温甲醇洗、 2007年1 低压合成、三塔精馏 月投产
新疆克拉玛 依
河南平安化 工有限公司
天然气为原料
2006年8 月投产
间歇煤气、耐硫宽温变换、 准备投 栲胶脱硫、NHD脱碳，三 产 塔精馏
企业
甲醇规模 kt/a
工艺路线
投产运行
河南永城煤 业集团
淮北临涣
500
200 250 200
Shell气化、低温甲醇洗净 准备投 化、低压合成、三塔精馏 产
以焦炉气为原料，转化，低压 合成、三塔精馏
设备制造
山东滕州凤 凰化肥公司
兰州蓝星化 工有限公司
水煤浆气化、低温甲醇洗、 设备制造 低压合成、三塔精馏 天然气为原料 设备制造
企业
甲醇规模 kt/a
工艺路线
投产运行
陕西神木化 400 学工业公司 哈尔滨气化 300 厂 江苏索普集 540 团有限公司
再建一套低压甲醇合 成装置
设备制 造
鲁齐加压煤气化、低 设备制 温甲醇洗、低压合成、 造 三塔精馏 水煤浆气化、低温甲 设备制 醇洗、低压合成、三 造 塔精馏
水煤浆气化、低温甲醇洗、详细设 低压合成、三塔精馏 计
新疆天富热 300 电股份公司
企业
甲醇规模 kt/a
工艺路线
投产运行
贵州鑫晟 煤化工
300 200
水煤浆气化、低温甲醇洗、详细设 低压合成、三塔精馏 计
宁波万华 聚氨酯
水煤浆气化、低温甲 醇洗、低压合成、三 塔精馏