CN105967976A - 高效高压甲醇合成塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及甲醇合成装置，具体为高效高压甲醇合成塔，解决生产运行成本高、生产效率低、承压能力低、不便于装卸触媒的问题，方案：壳程筒体内设浮头结构，管程下封头与下部管板密封连接构成浮头，浮头内设触媒隔板，隔板下口部设触媒自卸装置，自卸装置下口部连通伸出壳程下封头外的管程下部出料口，出料口连接膨胀节，膨胀节上部与壳程下部出口固定，下部与管程下部出料口固定；进气口伸入管程上封头内连接气体分布器。优点：1、制造运行成本大大降低；2、浮头和膨胀节设计使得承压能力提升，运行压力提高，提高了生产效率；3、触媒自卸装置便于触媒装卸，操作简便，结构巧妙合理。

Description

高效高压甲醇合成塔

技术领域

本发明涉及甲醇合成装置，具体为高效高压甲醇合成塔。

背景技术

甲醇作为极其重要的有机化工原料，是化学工业的基础产品，在国民经济中占有重要地位。长期以来，甲醇都是被作为农药，医药，染料等行业的工业原料。甲醇不仅是重要的化工原料，而且还是性能优良的新能源产品。随着科技的进步与发展，甲醇将被应用于越来越多的领域，甲醇合成装置的简单大型化、低耗高效化、安全稳定化已然成为甲醇合成设备的发展趋势。

在甲醇合成系统中，甲醇合成塔是该系统中的核心设备。现有的甲醇合成塔包括上下两端分别设有管程上封头12、管箱壳体13组成的管箱结构和壳程下封头18、壳程筒体15组成的壳程腔体结构，所述壳程筒体15下部圆周设置有进水口3，所述壳程筒体15上部圆周设置有出气口5，所述壳程下封头18设有检查孔1、排净口19，所述管箱壳体13与壳程筒体15之间固定有上部管板14，所述壳程下封头18与壳程筒体15组成的壳程腔体内固定有下部管板16，所述上部管板14侧面圆周设置有排气口6，排气口6与壳程腔体连通，所述管箱壳体13侧面设置有卸料孔7，所述管程上封头12设有人孔11和进气口9，所述管程上封头12顶部设有排气孔10，所述壳程腔体内上部管板14与下部管板16之间设置有触媒管束4，所述壳体15内下部管板16与壳程下封头18之间设置有触媒隔板25，所述触媒隔板25上均布有通孔，所述壳程下封头18底部连接有接管，所述接管端头设置有卸料阀门。由于现有的高压甲醇合成塔具有以下缺陷：1、壳体内为高压，且压力一致，使得各出口、阀门处焊接密闭性要求极为严格；2、连接应力较大若设置膨胀节，对膨胀节所承受的应力要求较高，大大增加了设备的制造和运行成本；3、承压能力低，生产效率低；4、装卸触媒不方便。因此，设计一种承压能力大、生产效率高、制造和运行成本低、便于装卸触媒的高效高压甲醇合成塔是十分有必要的。

发明内容

本发明解决现有的高压甲醇合成塔生产运行成本高、生产效率低、承压能力低、不便于装卸触媒的问题，提供一种高效高压甲醇合成塔。

本发明是通过以下技术方案实现的：高效高压甲醇合成塔，包括高压甲醇合成塔本体，所述高压甲醇合成塔本体的下部管板与壳程下封头之间设置有管程下封头，所述管程下封头与下部管板固定密封连接构成浮头，所述浮头圆周与壳程筒体内壁留有间隙，所述浮头内设有漏斗形触媒隔板，所述触媒隔板下口部设有上部封口的圆柱形触媒自卸装置，所述触媒自卸装置的侧壁开有多个卸料口，所述卸料口上密封连接有盖板，所述盖板内侧面上固定连接有连接杆，所述连接杆与卸料口下方的触媒自卸装置内壁铰接，所述盖板内侧面上还设有向上开口的卡钩，所述触媒自卸装置内设有环形撑圈，所述撑圈套在各盖板的卡钩上，所述触媒自卸装置的下口部连接有管程下部出料口，所述壳程下封头下部连接有壳程下部出口，所述管程下部出料口穿过壳程下部出口伸出壳程下封头外，所述管程下部出料口上套有膨胀节，所述膨胀节上部与壳程下部出口固定连接，所述膨胀节下部与管程下部出料口固定连接；所述进气口伸入管程上封头内连接有管状一端头封闭且四周均布开有沿轴向排列长条形孔的气体分布器。下部管板与管程下封头固定密封连接形成浮头，浮头与壳程筒体内壁留有间隙，使得壳程内分隔出管程密闭空间，管程与壳程间可形成压差，浮头可在壳体内上下浮动，浮头仅承受压差作用。同时壳程下部出口与管程下部出料口之间设置膨胀节，与浮头浮动共同补偿压差和温差形成的应力。此种结构设计巧妙地将原有合成塔必须保证的管程与壳程压力不超过预定值，变为只需要保证管程、壳程压力之差不超过某一预定值，膨胀节在壳程外置有效的补偿了设备运行时产生的温差应力，减少了膨胀节的受力载荷，大大减轻了膨胀节及各孔口、阀门连接部承受的载荷。不仅降低了制造和运行成本，还可以加大运行时的压力，提高生产效率。触媒自卸装置侧壁开有卸料口，卸料口上设有盖板，撑圈套住各盖板内侧面的卡钩，使得盖板盖紧卸料口，取下撑圈，与盖板连接的连接杆绕铰轴转动，盖板打开，触媒可由卸料口经管程下部出料口排出。进气口伸入管程上封头内连接有气体分布器，可使得进气更加均匀，结构简单，并且可以提高进气效率，提高生产效率。

本发明具有以下优点：1、制造运行成本大大降低；2、内浮头和外膨胀节联合设计使得设备承压能力提升，运行压力提高，提高了生产效率；3、触媒自卸装置便于触媒装卸，操作简便，结构巧妙合理。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为气体分布器纵向剖视图；

图3为触媒自卸装置结构示意图；

图4为图3所示I部的局部放大图；

图5为图4的左视图；

图6为图1所示II部的局部放大图；

图中：1-检查孔，2-触媒自卸装置，3-进水口，4-触媒管束，5-出气口，6-排气口，7-卸料孔，8-气体分布器，9-进气口，10-排气孔，11-人孔，12-管程上封头，13-管箱壳体，14-上部管板，15-壳程筒体，16-下部管板，17-管程下封头，18-壳程下封头，19-排净口，20-膨胀节，21-壳程下部出口，22-管程下部出料口，23-撑圈，24-盖板，25-触媒隔板，26-连接杆,27-卡钩。

具体实施方式

高效高压甲醇合成塔，包括高压甲醇合成塔本体，所述高压甲醇合成塔本体的下部管板16与壳程下封头18之间设置有管程下封头17，所述管程下封头17与下部管板16固定密封连接构成浮头，所述浮头与壳程筒体15内壁留有间隙，所述浮头内设有漏斗形触媒隔板25，所述触媒隔板25下口部设有上部封口的圆柱形触媒自卸装置2，所述触媒自卸装置2的侧壁开有多个卸料口，所述卸料口上密封连接有盖板24，所述盖板24内侧面上固定连接有连接杆26，所述连接杆26与卸料口下方的触媒自卸装置2内壁铰接，所述盖板24内侧面上还设有向上开口的卡钩27，所述触媒自卸装置2内设有环形撑圈23，所述撑圈23套在各盖板24的卡钩27上，所述触媒自卸装置2的下口部连接有管程下部出料口22，所述壳程下封头18下部连接有壳程下部出口21，所述管程下部出料口22穿过壳程下部出口21伸出壳程下封头18外，所述管程下部出料口22上套有膨胀节20，所述膨胀节20上部与壳程下部出口21固定连接，所述膨胀节20下部与管程下部出料口22固定连接；所述进气口9伸入管程上封头12内连接有管状一端头封闭且四周均布开有沿轴向排列长条形孔的气体分布器8。

使用时，混合气体由进气口9进入合成塔内，经气体分布器8侧壁上的长条形孔均匀分布，并与合成塔内的触媒充分接触，经触媒管束4向下移动，反应生成甲醇，甲醇进入浮头内部透过触媒自卸装置2经管程下部出料口22流出，由于设备反应运行时使触媒管束4、浮头和壳程筒体15之间产生较大的温差应力，同时浮头内外存在压力差，膨胀节20的设置使得浮头可在壳程筒体15内上下浮动。由于膨胀节20套在管程下部出料口22上，其上部与壳程下部出口21固定，膨胀节20下部与管程下部出料口22固定，使得膨胀节20承受的载荷为壳程压力与触媒管束4、浮头和壳程筒体15之间产生的温差应力。浮头及膨胀节20的设计可补偿触媒管束4、浮头和壳程筒体15之间产生的温差应力。当合成塔内的触媒使用一段时间后需要更换时，停止向塔内输送混合气体，打开卸料孔7可将上部管板14以上的触媒卸出，同时打开排气口10和管程下部出料口22，使得反应塔内上下部气压与外界保持一致，用长杆或直接将手伸入管程下部出料口22内，将触媒自卸装置2内的撑圈23从卡钩27内顶起，盖板24在重力作用下与连接杆26绕其铰轴转动，打开触媒自卸装置2侧壁上的卸料口，浮头内的触媒经卸料口、管程下部出料口22卸出。壳程液体需要排净时，依次打开排气口6、排净口19，液体可自行流出排净。

Claims (1)

1.一种高效高压甲醇合成塔，包括高压甲醇合成塔本体，其特征在于：所述高压甲醇合成塔本体的下部管板（16）与壳程下封头（18）之间设置有管程下封头（17），所述管程下封头（17）与下部管板（16）固定密封连接构成浮头，所述浮头圆周与壳程筒体（15）内壁留有间隙，所述浮头内设有漏斗形触媒隔板（25），所述触媒隔板（25）下口部设有上部封口的圆柱形触媒自卸装置（2），所述触媒自卸装置（2）的侧壁开有多个卸料口，所述卸料口上密封连接有盖板（24），所述盖板（24）内侧面上固定连接有连接杆（26），所述连接杆（26）与卸料口下方的触媒自卸装置（2）内壁铰接，所述盖板（24）内侧面上还设有向上开口的卡钩（27），所述触媒自卸装置（2）内设有环形撑圈（23），所述撑圈（23）套在各盖板（24）的卡钩（27）上，所述触媒自卸装置（2）的下口部连接有管程下部出料口（22），所述壳程下封头（18）下部连接有壳程下部出口（21），所述管程下部出料口（22）穿过壳程下部出口（21）伸出壳程下封头（18）外，所述管程下部出料口（22）上套有膨胀节（20），所述膨胀节（20）上部与壳程下部出口（21）固定连接，所述膨胀节（20）下部与管程下部出料口（22）固定连接；所述进气口（9）伸入管程上封头（12）内连接有管状一端头封闭且四周均布开有沿轴向排列长条形孔的气体分布器（8）。