CN206444581U - 一种甲醇合成塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种甲醇合成塔，该甲醇合成塔包括外壳、反应管、上管板、下管板、内管塞、内管、中心管和屏蔽板，外壳的顶部开设有供气喷口，在供气喷口与上管板之间设置有供气室；反应管设置在上管板与下管板之间，内管设置在反应管的中心位置，内管的顶部开口敞开，内管的底部由内管塞封闭；内管与反应管之间设置有环形催化剂层；反应管的顶部由屏蔽板覆盖，中心管与内管之间设置有环状管道；环形催化剂层的顶部与中心管之间设置有催化剂层入口；环形催化剂层的底部设置有催化剂层出口；外壳的底部设置有甲醇出口，在下管板与甲醇出口之间设置有下集气室；在外壳的一侧设置有冷却水进口，在外壳的另一侧设置有冷却水出口。

Description

一种甲醇合成塔

技术领域

本实用新型涉及一种甲醇合成塔。

背景技术

现有技术中，甲醇合成塔通常将合成气直接送入反应管束中进行反应，反应管束中装有催化剂，反应过程中释放的热量容易导致催化剂失效。而且温度的升高导致副反应增多，合成的甲醇中含有大量的杂质成分，例如乙醇和二甲醚等，这些杂质成分需要通过后续的蒸馏和提纯步骤去除，而蒸馏和提纯需要耗费大量的热能，造成能源的浪费。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种甲醇合成塔，所要解决的技术问题是如何降低副反应，减少甲醇产物中的杂质成分，提高催化剂的利用效率。

本实用新型所述的甲醇合成塔包括外壳、反应管、上管板、下管板、内管塞、内管、中心管和屏蔽板，所述的反应管、上管板、下管板、内管塞、内管、中心管和屏蔽板均设置在外壳的内部，外壳的顶部开设有供气喷口，在供气喷口与上管板之间设置有供气室；反应管设置在上管板与下管板之间，内管设置在反应管的中心位置，内管的顶部开口敞开，内管的底部由内管塞封闭；内管与反应管之间设置有环形催化剂层；反应管的顶部由屏蔽板覆盖，屏蔽板上开设有通孔，中心管通过屏蔽板上的通孔插入内管，中心管的上下开口均敞开，中心管与内管之间设置有环状管道；环形催化剂层的顶部与中心管之间设置有催化剂层入口；环形催化剂层的底部设置有催化剂层出口；外壳的底部设置有甲醇出口，在下管板与甲醇出口之间设置有下集气室；在外壳的一侧设置有冷却水进口，在外壳的另一侧设置有冷却水出口。

所述的反应管设置有多个，每一个反应管中均设置有一个内管和一个中心管，中心管插入内管的中心位置。

所述的中心管插入内管的长度的至少三分之二处。

所述的环形催化剂层中填满颗粒催化剂。

本实用新型的技术方案具有如下优点：

本实用新型所述的甲醇合成塔通过中心管将低温的合成气送入内管的下部，然后在合成气的上升过程中使低温的合成气吸收反应放出的热量，对催化剂进行冷却，使催化剂的温度均匀并维持在合理的范围内，从而降低了副反应，减少了甲醇产物中的杂质成分，提高了催化剂的利用效率。

附图说明

图1是本实用新型所述的甲醇合成塔的结构示意图。

图2是现有技术中的甲醇合成塔内催化剂的温度示意图。

图3是本实用新型所述的甲醇合成塔内催化剂的温度示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型所述的甲醇合成塔1包括外壳2、反应管3、上管板4a、下管板4b、内管塞5、内管6、中心管7和屏蔽板9，所述的反应管3、上管板4a、下管板4b、内管塞5、内管6、中心管7和屏蔽板9均设置在外壳2的内部，外壳2的顶部开设有供气喷口14，在供气喷口14与上管板4a之间设置有供气室12；反应管3设置在上管板4a与下管板4b之间，内管6设置在反应管3的中心位置，内管6的顶部开口敞开，内管6的底部由内管塞5封闭；内管6与反应管3之间设置有环形催化剂层13；反应管3的顶部由屏蔽板9覆盖，屏蔽板9上开设有通孔B，中心管7通过屏蔽板9上的通孔插入内管6，中心管7的上下开口均敞开，中心管7与内管6之间设置有环状管道8；环形催化剂层13的顶部与中心管7之间设置有催化剂层入口11；环形催化剂层13的底部设置有催化剂层出口15；外壳2的底部设置有甲醇出口17，在下管板4b与甲醇出口17之间设置有下集气室16；在外壳2的一侧设置有冷却水进口20，在外壳2的另一侧设置有冷却水出口21。

所述的反应管3设置有多个，每一个反应管3中均设置有一个内管6和一个中心管7，中心管7插入内管6的中心位置。

所述的中心管7插入内管6的长度的至少三分之二处。

所述的环形催化剂层13中填满颗粒催化剂。

在一个优选的实施例中，所述的颗粒催化剂为铜基催化剂。

本实用新型所述的甲醇合成塔的工作过程如下：

低温的合成气10通过供气喷口14进入供气室12，然后通过屏蔽板9上的通孔B进入中心管7，从中心管7的底部排出后进入环状管道8，沿着环状管道8上升，在上升的过程中低温的合成气10吸收环形催化剂层13中的热量(即反应过程中产生的热量)，对颗粒催化剂进行冷却，避免催化剂因高温而失效，从而提高了催化剂的利用效率。

同时由于低温的合成气的冷却作用，使得整个颗粒催化剂的温度更均匀，不会出现如图2所示的温度峰值。如图2所示，由于现有技术中合成气是一直从上到下地经过颗粒催化剂，在顶部的催化剂中会产生温度峰值，导致顶部的催化剂局部失效，并且整体的催化剂温度偏高，导致副反应增多，产物中会包含大量的乙醇和二甲醚等杂质成分，这些杂质成分需要通过后续的蒸馏和提纯步骤去除，而蒸馏和提纯需要耗费大量的热能，造成能源的浪费。

而本申请如图3所示，由于低温的合成气的冷却作用，使得整个颗粒催化剂的温度更均匀，不会出现如图2所示的温度峰值。而且整体的催化剂温度被控制在合理的范围内，既不会影响反应速率，又不会产生大量的乙醇和二甲醚等杂质成分，从而节省了后续蒸馏和提纯步骤所需要消耗的热能，节约了能源。

合成气10通过催化剂层入口11进入环形催化剂层13，反应生成的含有甲醇和杂质的产物18通过催化剂层出口15进入下集气室16，在下集气室16中汇集，并通过甲醇出口17排出。

冷却水19通过冷却水进口20进入外壳2，吸收反应产生的热量后的液体C经由冷却水出口21排出。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种甲醇合成塔，其特征在于，所述的甲醇合成塔包括外壳、反应管、上管板、下管板、内管塞、内管、中心管和屏蔽板，所述的反应管、上管板、下管板、内管塞、内管、中心管和屏蔽板均设置在外壳的内部，外壳的顶部开设有供气喷口，在供气喷口与上管板之间设置有供气室；反应管设置在上管板与下管板之间，内管设置在反应管的中心位置，内管的顶部开口敞开，内管的底部由内管塞封闭；内管与反应管之间设置有环形催化剂层；反应管的顶部由屏蔽板覆盖，屏蔽板上开设有通孔，中心管通过屏蔽板上的通孔插入内管，中心管的上下开口均敞开，中心管与内管之间设置有环状管道；环形催化剂层的顶部与中心管之间设置有催化剂层入口；环形催化剂层的底部设置有催化剂层出口；外壳的底部设置有甲醇出口，在下管板与甲醇出口之间设置有下集气室；在外壳的一侧设置有冷却水进口，在外壳的另一侧设置有冷却水出口。

2.如权利要求1所述的甲醇合成塔，其特征在于，所述的反应管设置有多个，每一个反应管中均设置有一个内管和一个中心管，中心管插入内管的中心位置。

3.如权利要求1所述的甲醇合成塔，其特征在于，所述的中心管插入内管的长度的至少三分之二处。

4.如权利要求1至3任一项所述的甲醇合成塔，其特征在于，所述的环形催化剂层中填满颗粒催化剂。