国内甲醇合成反应器现状

作者/来源：冯学明［综能协鑫（内蒙古）煤化工有限公司，内蒙古　锡林浩特 026009]   日期： 2009-01-05   点击率：1537

国内甲醇反应器的设计与开发主要单位主要有华东理工大学化工学院，杭州林达化工技术工程有限公司，南京国昌化工科技有限公司，湖南安醇高新技术有限公司；其已有工业业绩（150～300 kt/a）代表技术是：华东理工大学化工学院房鼎业、应卫勇教授等联合开发的管壳外冷－绝热复合式甲醇反应器，杭州林达化工技术工程有限公司楼寿林、楼韧父子等联合开发的低压气冷均温甲醇合成反应器和卧式水冷甲醇合成反应器，南京国昌化工科技有限公司吕仲明教授等联合开发的低压轴径向气冷甲醇合成反应器和水冷折流板径向甲醇合成反应器，湖南安醇高新技术有限公司谢定中教授等联合开发的低压恒温水管式径向甲醇合成反应器。其反应器技术水平基本上代表了我国甲醇行业现阶段的先进水平。 1  管壳外冷－绝热复合式甲醇反应器 绝热－管壳式甲醇反应器由华东理工大学开发成功，已广泛应用于甲醇工业生产中，最大单塔生产能力为300 kt／a甲醇。 1.1  反应器结构 该反应器由绝热段与管壳段组成。催化剂填充在管壳段，反应热传给管外的沸水，以蒸汽的形式回收热量，通过调节蒸汽压力来实现催化床的等温分布。该反应器是基于Lurgi列管式反应器的改进型并有一定创新。在管壳上部管板上部设置1 m左右高度的绝热层。为了解决管壳反应器的壁效应问题，将反应器的列管从φ38×2 mm改为φ44×2 mm，改变了床层内径与催化剂颗粒直径之比，在相同产能时，反应器体积较小，可节约设备投资。 管壳外冷－绝热复合式甲醇合成反应器示意见图1。 图1  管壳外冷－绝热复合式甲醇合成反应器示意图   1.2  技术特点 （1）能量利用合理，副产中压蒸汽，回收高位能量     可回收高位能量，生产2.0 MPa、180 ℃蒸汽～4.0 MPa、250 ℃的蒸汽。对以煤为原料的合成气，吨甲醇可副产中压蒸汽约1.1t。 （2）温度调节方便、迅速、有效     床层温度可通过汽包的压力进行调节。对热点和灵敏点温度的调节迅速、有效。 （3）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。 （4）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催化剂吸附，不影响管壳层催化剂发挥作用。鉴于温度控制合理、优化，催化剂层不会超温，因此可实现催化剂长运转周期操作。 （5）催化剂装卸、还原方便 上封头设有人孔，催化剂装填方便；设有卸催化剂孔，催化剂直接放出；催化剂还原时，只需将原通过冷却介质侧，改通蒸汽加热即可，十分方便。 （6）反应器的操作适应性强 ① 对催化剂的适应性强  可使用国产催化剂C302、NC－306、NC－307、XNC－98型催化剂及国外催化剂； 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)。 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。 （7）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。 1.3  工业应用 单塔生产能力为200～300 kt/a甲醇，管壳外冷－绝热复合式甲醇反应器已在上海焦化厂、山东华鲁恒....