CN112494978A - 一种甲醇合成反应器出口产物用三相分离器 - Google Patents

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耿淑远
顾英
陈金锋
司荣双
吕婷
田甜
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Abstract

本发明涉及一种甲醇合成反应器出口产物用三相分离器，包括具有冷却区段及三相分离区段的壳体，冷却区段位于壳体上部、三相分离区段位于壳体下部，壳体顶壁上开有供来自甲醇合成反应器出口的热反应气输入的输入口，壳体中上部的侧壁上开有供冷却介质输入冷区区段中的冷却介质入口、壳体顶部的侧壁上开有供冷却介质输出的冷却介质出口，壳体的中下部开有与三相分离区段相连通的含甲醇蒸汽输出口，壳体底部的侧壁上开有蜡质输出口，壳体底壁上开有液相甲醇输出口。将本发明的三相分离器置于甲醇合成反应器的出口处，在反应产物进入水冷器之前，将反应产物冷却，同时将产品甲醇、高级醇等副产物初步分离，可避免堵塞下游系统。

Description

一种甲醇合成反应器出口产物用三相分离器
技术领域
本发明涉及一种甲醇合成反应器出口产物用三相分离器。
背景技术
甲醇技术目前主要有单级反应技术、串联技术、串并联技术。甲醇合成催化剂主流催化剂是铜系催化剂，反应一般在高温高压下进行，反应过程有一系列副产物产生，杂质主要是高级醇、醛、酮、有机酸等，这些副产物冷却后形成蜡，会引起下游空冷器和水冷器堵塞，蜡被带到下游精馏系统会引起精馏塔底泵堵塞故障。
目前对甲醇合成反应器出口的产物处理方式主要有两种，一种是反应产物直接经气气换热、空冷、水冷却至40℃后直接进甲醇分离器进行醇分，实际应用中，经常发生冷却器结蜡堵塞等情况，减小了冷却器效率，给生产操作带来不便；第二种是在反应产物气气换热之后，空冷、水冷器之前加组合式除蜡器，高温产品进行初步气液分离，可以一定程度上解决结蜡堵塞问题，但是增加设备管道占地和投资，对高压甲醇合成系统增加泄露点，流程复杂，管理不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能将反应产物初步冷却的同时直接进行气、液和杂质的三相分离从而避免堵塞下游系统且结构简单合理的甲醇合成反应器出口产物用三相分离器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种甲醇合成反应器出口产物用三相分离器，其特征在于：包括具有冷却区段及三相分离区段的壳体，所述冷却区段位于壳体上部、所述三相分离区段位于壳体下部，所述壳体顶壁上开有供来自甲醇合成反应器出口的热反应气输入的输入口，所述壳体中上部的侧壁上开有供冷却介质输入冷却区段中的冷却介质入口、壳体顶部的侧壁上开有供冷却介质输出的冷却介质出口，所述壳体的中下部开有与三相分离区段相连通的含甲醇蒸汽输出口，所述壳体底部的侧壁上开有蜡质输出口，所述壳体底壁上开有液相甲醇输出口。
在上述方案中，所述三相分离区段中设置有能对分离出的上层蜡质、下层液相甲醇进行分离的隔板，所述蜡质输出口开设于壳体的侧壁上且靠近壳体底部处，所述隔板围设在蜡质输出口外周从而将其与下层液相甲醇隔断，所述隔板上端与壳体内壁之间形成供蜡质自上而下进入蜡质输出口处的开口。以便于将液相进一步分离为蜡质、液相甲醇。
优选地，所述三相分离区段中还设置有用于检测液位的液位计，该液位计的设置处位于隔板上方。该结构便于通过控制液位而提高蜡质与液相甲醇的分离效果。
优选地，所述三相分离区段对应的壳体部分与冷却区段对应的壳体部分上下一体从而形成直径一直的立式结构，所述含甲醇蒸汽输出口开设于壳体中下部的侧壁上。或者，所述三相分离区段对应的壳体部分的直径大于冷却区段对应的壳体部分直径从而形成卧式结构，所述含甲醇蒸汽输出口开设于三相分离区段所对应壳体的顶壁上。以便于根据设备的安装环境进行选择，满足空间上的安装需求。
在上述各方案中，所述冷却区段中设置有若干条竖向间隔布置的换热管，该换热管与所述冷却介质入口、冷却介质出口相连接。
优选地，所述壳体中设置有能将冷却区段与三相分离区段进行分隔的挡板，该挡板为具有供气液混合相穿过的开口的筛板。
作为改进，所述三相分离区段的底部设置有能对蜡质及液相甲醇进行加热的加热盘管。该加热盘管一方面可避免蜡质凝结而难以输出，另一方面，经该加热盘管加热的液相甲醇进入精馏系统，有利于减少精馏塔的热负荷，达到节能的作用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：将本发明的三相分离器置于甲醇合成反应器的出口处，在反应产物进入水冷器之前，将反应产物冷却，同时将产品甲醇、高级醇等副产物初步分离，可避免堵塞下游系统；本发明采用的三相分离器可以在对反应产物初步冷却的同时，直接在同一台设备内进行气、液和杂质的三相分离，并将部分高温甲醇产品直接进入精馏系统，减少精馏塔热负荷，达到节能效果。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
如图1所示，本实施例的甲醇合成反应器出口产物用三相分离器包括具有冷却区段1a及三相分离区段1b的壳体1，冷却区段1a位于壳体1上部、三相分离区段1b位于壳体1下部，壳体1顶壁上开有供来自甲醇合成反应器出口的热反应气输入的输入口11，壳体1中上部的侧壁上开有供冷却介质输入冷区区段1a中的冷却介质入口12、壳体1顶部的侧壁上开有供冷却介质输出的冷却介质出口13，壳体1的中下部开有与三相分离区段1b相连通的含甲醇蒸汽输出口14，壳体1底部的侧壁上开有蜡质输出口15，壳体1底壁上开有液相甲醇输出口16。
上述三相分离区段1b中设置有能对分离出的上层蜡质、下层液相甲醇进行分离的隔板17，蜡质输出口15开设于壳体1的侧壁上且靠近壳体1底部处，隔板17围设在蜡质输出口15外周从而将其与下层液相甲醇隔断，隔板17上端与壳体1内壁之间形成供蜡质自上而下进入蜡质输出口15处的开口171，以便于将液相进一步分离为蜡质、液相甲醇。
上述三相分离区段1b中还设置有用于检测液位的液位计2，该液位计2的设置处位于隔板17上方。该结构便于通过控制液位而提高蜡质与液相甲醇的分离效果。
本实施例的三相分离区段1b对应的壳体1部分与冷却区段1a对应的壳体1部分上下一体从而形成直径一直的立式结构，含甲醇蒸汽输出口16开设于壳体1中下部的侧壁上。
在本实施例中，冷却区段1a中设置有若干条竖向间隔布置的换热管18，该换热管18与冷却介质入口12、冷却介质出口13相连接。壳体1中设置有能将冷却区段1a与三相分离区段1b进行分隔的挡板，该挡板为具有供气液混合相穿过的开口的筛板。
本实施例的三相分离区段1b的底部设置有能对蜡质及液相甲醇进行加热的加热盘管3。该加热盘管3一方面可避免蜡质凝结而难以输出，另一方面，经该加热盘管3加热的液相甲醇进入精馏系统，有利于减少精馏塔的热负荷，达到节能的作用。
本实施例的冷却段1a可以采用固定管板式或者浮头式换热器结构，含甲醇蒸汽输出口14与隔板17分别位于壳体1对侧。
将本实施例的三相分离器置于甲醇合成反应器的出口处，在反应产物进入水冷器之前，将反应产物冷却，同时将产品甲醇、高级醇等副产物初步分离，可避免堵塞下游系统；本发明采用的三相分离器可以在对反应产物初步冷却的同时，直接在同一台设备内进行气、液和杂质的三相分离，并将部分高温甲醇产品直接进入精馏系统，减少精馏塔热负荷，达到节能效果。
实施例2：
如图2所示，本实施例与实施例1的区别在于：
本实施例的三相分离区段1b对应的壳体1部分的直径大于冷却区段1a对应的壳体1部分直径从而形成卧式结构，含甲醇蒸汽输出口16开设于三相分离区段1b所对应壳体1的顶壁上。以便于根据设备的安装环境进行选择，满足空间上的安装需求。

Claims (8)

1.一种甲醇合成反应器出口产物用三相分离器，其特征在于：包括具有冷却区段及三相分离区段的壳体，所述冷却区段位于壳体上部、所述三相分离区段位于壳体下部，所述壳体顶壁上开有供来自甲醇合成反应器出口的热反应气输入的输入口，所述壳体中上部的侧壁上开有供冷却介质输入冷区区段中的冷却介质入口、壳体顶部的侧壁上开有供冷却介质输出的冷却介质出口，所述壳体的中下部开有与三相分离区段相连通的含甲醇蒸汽输出口，所述壳体底部的侧壁上开有蜡质输出口，所述壳体底壁上开有液相甲醇输出口。
2.根据权利要求1所述的甲醇合成反应器出口产物用三相分离器，其特征在于：所述三相分离区段中设置有能对分离出的上层蜡质、下层液相甲醇进行分离的隔板，所述蜡质输出口开设于壳体的侧壁上且靠近壳体底部处，所述隔板围设在蜡质输出口外周从而将其与下层液相甲醇隔断，所述隔板上端与壳体内壁之间形成供蜡质自上而下进入蜡质输出口处的开口。
3.根据权利要求2所述的甲醇合成反应器出口产物用三相分离器，其特征在于：所述三相分离区段中还设置有用于检测液位的液位计，该液位计的设置处位于隔板上方。
4.根据权利要求1或2或3所述的甲醇合成反应器出口产物用三相分离器，其特征在于：所述三相分离区段对应的壳体部分与冷却区段对应的壳体部分上下一体从而形成直径一直的立式结构，所述含甲醇蒸汽输出口开设于壳体中下部的侧壁上。
5.根据权利要求1或2或3所述的甲醇合成反应器出口产物用三相分离器，其特征在于：所述三相分离区段对应的壳体部分的直径大于冷却区段对应的壳体部分直径从而形成卧式结构，所述含甲醇蒸汽输出口开设于三相分离区段所对应壳体的顶壁上。
6.根据权利要求1或2或3所述的甲醇合成反应器出口产物用三相分离器，其特征在于：所述冷却区段中设置有若干条竖向间隔布置的换热管，该换热管与所述冷却介质入口、冷却介质出口相连接。
7.根据权利要求1或2或3所述的甲醇合成反应器出口产物用三相分离器，其特征在于：所述壳体中设置有能将冷却区段与三相分离区段进行分隔的挡板，该挡板为具有供气液混合相穿过的开口的筛板。
8.根据权利要求1或2或3所述的甲醇合成反应器出口产物用三相分离器，其特征在于：所述三相分离区段的底部设置有能对蜡质及液相甲醇进行加热的加热盘管。
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