CN215327831U - 甲醇生产系统 - Google Patents

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CN215327831U CN202120373781.4U CN202120373781U CN215327831U CN 215327831 U CN215327831 U CN 215327831U CN 202120373781 U CN202120373781 U CN 202120373781U CN 215327831 U CN215327831 U CN 215327831U
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应卫勇
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张海涛
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Abstract

本申请提供了一种甲醇生产系统，其包括两级以上串联的反应系统以及后处理装置。反应系统包括：用于合成甲醇的反应装置、冷却装置和甲醇分离器。前一级反应系统的甲醇分离器排出的气体与新鲜气混合后，在下一级反应系统的冷却装置中与该级反应系统排出的高温产物热交换后进入该级反应系统中，同时使高温产物降温为冷却产物。最后一级反应系统的甲醇分离器排出的气体的一部分排出系统，另一部分与新鲜气混合后，在第一级反应系统的冷却装置中与该级反应系统排出的高温产物热交换后进入该级反应系统中，同时使高温产物降温为冷却产物，由此实现高效的串联式甲醇合成。另外，每级反应系统均设有对应的汽包，用于回收反应热，有利于实现节能环保。

Description

甲醇生产系统
技术领域
本实用新型属于化工技术领域，具体涉及一种甲醇生产系统。
背景技术
随着碳一化学工业的不断发展，对大宗化学品甲醇的需求日益增加。目前，甲醇的合成方法为：先以煤、天然气、焦炉气、各种尾气为原料制备合成气(CO+CO2+H2)，再以合成气为原料制备甲醇。然后以甲醇为基础工业原料合成其他化学品。其中，利用合成气制备甲醇的生产规模越来越大，年产百万吨的单套甲醇合成装置已经普及。
在甲醇生产工艺日益大型化的同时，按照甲醇合成反应为可逆放热反应这个特点来设计并采用相应的、合适的、能节能降耗的生产工艺就成为大型化甲醇生产的关键。在生产中，甲醇的反应过程会有大量的热量放出，如果这些热量不能及时移走，会导致反应温度上升，而上升的反应温度又会引起放热量的进一步加大，这样会使得反应温度很快升高，从而会烧毁催化剂。因此，在大型化甲醇生产工艺过程中，如何在提高甲醇生产能力的同时又及时移走反应热，并能科学合理地利用释放的反应热，使装载在甲醇反应器中的催化剂能在最佳的工艺条件下反应就成为一个待解决的重要问题。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种甲醇生产系统。在本申请中，该甲醇生产系统的多个反应系统串联并且反应系统内的反应装置并联，该串并联同时存在的方法提高了甲醇的生产效率。另外，通过给反应系统配备汽包的方式回收反应热，能够使甲醇反应器中的催化剂能在最佳的条件下进行催化反应，降低催化剂的消耗，以降低生产成本和实现节能环保。
为了达到上述目的，本申请提供了一种甲醇生产系统，其包括：第一反应系统、第二反应系统以及后处理装置；
其中，第一反应系统包括：第一反应装置、第一冷却装置、第一甲醇分离器。第一反应装置进行甲醇合成反应并排出第一高温产物。第一冷却装置将第一高温产物冷却为第一冷却产物。第一甲醇分离器将第一冷却产物进行气液分离，得到第一气体和第一液体。
第二反应系统包括：第二反应装置、第二冷却装置、第二甲醇分离器。第二反应装置进行甲醇合成反应并排出第二高温产物。第二冷却装置将第二高温产物冷却为第二冷却产物。第二甲醇分离器将第二冷却产物进行气液分离，得到第二气体和第二液体
后处理装置对第一液体和第二液体进行后处理，得到甲醇产品；
其中，第一气体与第一新鲜气混合后形成第一混合气，在第二冷却装置中与第二高温产物热交换后进入第二反应装置中。第二气体的一部分作为弛放气排出，另一部分与第二新鲜气混合后形成第二混合气，在第一冷却装置中与第一高温产物热交换后进入第一反应装置中。
在本申请的一些实施例中，甲醇生产系统还包括：循环气压缩机、新鲜气压缩机。循环气压缩机将第二气体中未作为弛放气排出的部分进行压缩，作为上述的第二气体的另一部分。新鲜气压缩机将一部分新鲜气压缩后作为上述的第一新鲜气(又称第一压缩气)，将另一部分新鲜气压缩后作为上述的第二新鲜气(又称第二压缩气)。
在本申请的一些实施例中，第一反应装置包括并联连接的多个子反应器。甲醇生产系统包括与多个子反应器一一对应设置的汽包，汽包与对应的子反应器流体连接，通过流体蒸发产生的蒸汽回收子反应器的反应热。在本申请的另一些实施例中，子反应器的数目为2个或3个。
在本申请的一些实施例中，第一冷却装置包括：第一换热器、第一风冷器、第一水冷器。第一换热器与第一反应装置的出口管道连接，使第一高温产物与由第二新鲜气和第二气体的另一部分混合后的气体(又称第二混合气)进行热交换并排出第一中温产物。第一风冷器对第一中温产物进行冷却并排出第一低温产物。第一水冷器对第一低温产物进行冷却并排出第一冷却产物。
在本申请的一些实施例中，第二冷却装置包括：第二换热器、第二风冷器、第二水冷器。第二换热器与第二反应装置的出口管道连接，使第二高温产物与由第一新鲜气和第一气体混合后的气体(又称第一混合气)进行热交换并排出第二中温产物。第二风冷器对第二中温产物进行冷却并排出第二低温产物。第二水冷器对第二低温产物进行冷却并排出第二冷却产物。
在本申请的一些实施例中，第一高温产物的温度为240-250℃；和/或，第一中温产物的温度为105-130℃；和/或，第一低温产物的温度为60-70℃；和/或，第一冷却产物的温度为35-50℃。
在本申请的一些实施例中，第二高温产物的温度为240-250℃；和/或，第二中温产物的温度为100-125℃；和/或，第二低温产物的温度为60-70℃；和/或，第二冷却产物的温度为35-50℃。
本申请提供了另外一种甲醇生产系统，其包括：第一反应系统、第二反应系统、第三反应系统以及后处理装置。
其中，第一反应系统包括：第一反应装置、第一冷却装置、第一甲醇分离器。第一反应装置进行甲醇合成反应并排出第一高温产物。第一冷却装置将第一高温产物冷却为第一冷却产物。第一甲醇分离器将第一冷却产物进行气液分离，得到第一气体和第一液体。
第二反应系统包括：第二反应装置、第二冷却装置、第二甲醇分离器。第二反应装置进行甲醇合成反应并排出第二高温产物。第二冷却装置将第二高温产物冷却为第二冷却产物。第二甲醇分离器将第二冷却产物进行气液分离，得到第二气体和第二液体。
第三反应系统包括：第三反应装置、第三冷却装置、第三甲醇分离器。第三反应装置进行甲醇合成反应并排出第三高温产物。第三冷却装置将第三高温产物冷却为第三冷却产物。第三甲醇分离器将第三冷却产物进行气液分离，得到第三气体和第三液体。
后处理装置对第一液体、第二液体和第三液体进行后处理，得到甲醇产品。
其中，第一气体与第一新鲜气(可以压缩，也可以不压缩，若进行压缩，可称为第一压缩气，以下同理)混合后，在第二冷却装置中与第二高温产物热交换后进入第二反应装置中。第二气体与第二新鲜气混合后，在第三冷却装置中与第三高温产物热交换后进入第三反应装置中。第三气体的一部分作为弛放气排出，该第三气体的另一部分与第三新鲜气混合后，在第一冷却装置中与第一高温产物热交换后进入第一反应装置中。因为反应介质的流动呈现首尾相连的样式，因此三个反应系统之间是串联连接。
在本申请的一些实施例中，甲醇生产系统还包括：循环气压缩机、新鲜气压缩机。循环气压缩机，将上述第三气体中未作为弛放气排出的部分进行压缩，作为上述的第三气体的另一部分。新鲜气压缩机将一部分新鲜气压缩后作为第一新鲜气(又称第一压缩气)，将另一部分新鲜气压缩后作为第二新鲜气(又称第二压缩气)，将剩余部分新鲜气压缩后作为第三新鲜气(又称第三压缩气)。
在本申请的一些实施例中，第一反应装置包括并联连接的多个子反应器。甲醇生产系统包括与多个子反应器一一对应设置的汽包，汽包与对应的子反应器流体连接，通过流体蒸发产生的蒸汽回收子反应器的反应热。在本申请的另一些实施例中，子反应器的数目为2个或3个。
在本申请的一些实施例中，第一冷却装置包括：第一换热器、第一风冷器、第一水冷器。第一换热器与第一反应装置的出口管道连接，使第一高温产物与由第三新鲜气和第三气体的另一部分混合后的气体(又称第三混合气)进行热交换并排出第一中温产物。第一风冷器对第一中温产物进行冷却并排出第一低温产物。第一水冷器对第一低温产物进行冷却并排出第一冷却产物。
在本申请的一些实施例中，第二冷却装置包括：第二换热器、第二风冷器、第二水冷器。第二换热器与第二反应装置的出口管道连接，使第二高温产物与由第一新鲜气和第一气体混合后的气体(又称第一混合气)进行热交换并排出第二中温产物。第二风冷器对第二中温产物进行冷却并排出第二低温产物。第二水冷器对第二低温产物进行冷却并排出第二冷却产物。
在本申请的一些实施例中，第三冷却装置包括：第三换热器、第三风冷器、第三水冷器。第三换热器与第三反应装置的出口管道连接，使第三高温产物与由第二新鲜气和第二气体混合后的气体(又称第二混合气)进行热交换并排出第三中温产物。第三风冷器，对第三中温产物进行冷却并排出第三低温产物。第三水冷器，对第三低温产物进行冷却并排出第三冷却产物。
本申请还提供了另外一种甲醇生产系统，其包括：三级或三级以上串联排列的反应系统以及后处理装置。
其中，反应系统包括：反应装置、冷却装置、甲醇分离器。反应装置进行甲醇合成反应并排出高温产物。冷却装置将高温产物冷却为冷却产物。甲醇分离器将冷却产物进行气液分离，得到气体和液体。
后处理装置对液体进行后处理，得到甲醇产品。
其中，前一级反应系统的甲醇分离器排出的气体与第一新鲜气混合后，在与之相邻的中间级反应系统的冷却装置中与该中间级反应系统的反应装置排出的高温产物热交换后进入该中间级反应系统的反应装置中。
中间级反应系统的甲醇分离器排出的气体与第二新鲜气混合后，在与之相邻的后一级反应系统的冷却装置中与该后一级反应系统的反应装置排出的高温产物热交换后进入该后一级反应系统的反应装置中。
后一级反应系统的甲醇分离器排出的气体的一部分作为弛放气排出，另一部分与第三新鲜气混合后，在前一级反应系统的冷却装置中与该前一级反应系统的反应装置排出的高温产物热交换后进入该前一级反应系统的反应装置中。
在本申请的一些实施例中，甲醇生产系统的反应装置包括并联连接的多个子反应器。甲醇生产系统包括与多个子反应器一一对应设置的汽包，汽包与对应的子反应器流体连接，通过流体蒸发产生的蒸汽回收子反应器的反应热。在本申请的一些实施例中，子反应器的数目为2个、3个或4个。
在本申请的一些实施例中，冷却装置包括：换热器、风冷器、水冷器。换热器每级反应系统的换热器均与该级反应系统的反应装置的出口管道连接，使每级反应装置排出的高温产物发生热交换后排出中温产物。风冷器对中温产物进行冷却并排出低温产物。水冷器，对低温产物进行冷却并排出冷却产物。
在本申请的一些实施例中，甲醇生产系统还包括：循环气压缩机、新鲜气压缩机。循环气压缩机，将后一级反应系统的甲醇分离器排出的气体中未作为弛放气排出的部分进行压缩，作为上述的后一级反应系统的甲醇分离器排出的气体的另一部分。新鲜气压缩机，将一部分新鲜气压缩后作为上述的第一新鲜气(又称第一压缩气)，将另一部分新鲜气压缩后作为上述的第二新鲜气(又称第二压缩气)，将剩余部分新鲜气压缩后作为上述的第三新鲜气(又称第三压缩气)。
由于采用以上技术方案，本申请取得了以下技术效果：
第一、在本申请的甲醇生产系统中，甲醇合成反应器各自带有汽包，可利用锅炉给水副产中压蒸汽，以回收甲醇合成反应器在合成甲醇过程中产生的高位能量，从而使反应器内部温度的调节方便、迅速、有效。
第二、由于甲醇合成反应器为管壳式水冷结构，管程内填充催化剂，壳程内(即管间)充满沸腾水，使得催化剂床层温度合理分布、催化剂时空收率高、催化剂使用周期长，能够显著降低催化剂失活的现象。
第三、由于管壳式水冷甲醇合成反应器的催化剂装填在反应管内，因此，催化剂装卸、还原方便。
第四、本申请的甲醇生产系统采用了串并联相结合的反应方式生产甲醇。具体而言，本申请采用各个反应系统串联的方式，使得后一个反应系统能够有效利用前一个反应系统的产物和能量(如换热等)，提高了整体生产效率，避免了浪费。另外，每个反应系统内部的子反应器采用并联的方式，实现并联的子反应器之间的原料同进和产物同出、以及甲醇合成的同步反应，也有利于生产效率的提高，因此，本申请的甲醇生产系统能提供200万吨/年至400万吨/年的生产能力。再者，本申请的甲醇生产系统的串并联相结合方式有利于随时拆装，使得扩大或缩小甲醇生产规模变得简便和可控。
附图说明
图1是本申请的甲醇生产系统的连接图。
附图标记：
第一反应系统：第一反应装置(第一子反应器101、第二子反应器102)、第一换热器103、第一风冷器104、第一水冷器105、第一冷却水106、第一甲醇分离器107。
第二反应系统：第二反应装置(第三子反应器201、第四子反应器202)、第二换热器203、第二风冷器204、第二水冷器205、第二冷却水206、第二甲醇分离器207。
压缩装置：新鲜气301、循环气压缩机302、新鲜气压缩机303。
后处理装置400、后处理气体401、后处理液体402、弛放气403。
蒸汽产生系统：第一汽包501、第二汽包502、第三汽包503、第四汽包504、锅炉给水505、中压蒸汽506。
具体实施方式
以下结合具体实施方式，对本申请的技术进行详细描述。应当知道的是，以下具体实施方式仅用于帮助本领域技术人员理解本申请，而非对本申请的限制。
本申请提供了一种甲醇生产系统，其包括两级以上串联的反应系统以及后处理装置。反应系统包括：用于合成甲醇的反应装置、冷却装置和甲醇分离器。前一级反应系统的甲醇分离器排出的气体与新鲜气混合后，在下一级反应系统的冷却装置中与该级反应系统排出的高温产物热交换后进入该反应系统中，同时使高温产物降温为冷却产物。最后一级反应系统的甲醇分离器排出的气体的一部分作为弛放气排出，另一部分与新鲜气混合后，在第一级反应系统的冷却装置中与该级反应系统排出的高温产物热交换后进入该级反应系统中，同时使高温产物降温为冷却产物，由此实现高效的串联式甲醇合成。另外，每级反应系统均设有对应的汽包，用于回收反应热，有利于实现节能环保。详述如下：
[第一种甲醇生产系统]
本申请提供了一种甲醇生产系统，其采用串并联相结合的方式生产甲醇，在提高甲醇生产量的同时也能及时回收甲醇合成过程中产生的反应热，以降低催化剂失活而造成的损失。本申请的甲醇生产系统包括：第一反应系统、第二反应系统以及后处理装置。第一反应系统和第二反应系统在反应介质的流动方向上串联。
其中，如图1所示，第一反应系统包括：第一反应装置、第一冷却装置和第一甲醇分离器107。
第一反应装置包括并联连接的至少两个子反应器，子反应器利用原料进行甲醇合成反应并排出第一高温产物。在本申请的一些实施例中，子反应器的数目可以为两个，示例性地，第一反应装置包括第一子反应器101和第二子反应器102，这两个子反应器独立进行甲醇的合成反应，并且分别排出含有甲醇成分的第一高温产物。在本申请的一些实施例中，子反应器为管壳型结构，催化剂填装在管程里，以便热气体(又称反应介质)在管程内流动时发生催化反应。换热介质在壳程里流动，以便起到带走反应热的作用，从而维持反应温度的稳定。甲醇反应原料从子反应器的顶端开口加入，从底端开口排出。在本申请的其它一些实施例中，子反应器的数目可以为三个或三个以上。当串联的反应系统为2个，并且每个反应系统内并联的子反应器数目为2个时，该甲醇生产系统为四塔串并联。当串联的反应系统为2个，并且每个反应系统内并联的子反应器数目为3个时，该甲醇生产系统为六塔串并联。以此类推。子反应器排出的第一高温产物中含有甲醇成分以及其他成分(如未反应完全的原料、副产物等)。第一高温产物的温度可以为240-250℃，也可以为241-249℃，还可以为243-248℃，也可以为244-247℃。
第一冷却装置用于将第一高温产物冷却为第一冷却产物。第一反应装置产生的第一高温产物需要经过冷却才能进行后继的气液分离，因此，需要使用第一冷却装置进行冷却。在本申请的一些实施例中，第一冷却装置包括第一换热器103、第一风冷器104、第一水冷器105。经过上述三步冷却过程，第一高温产物即冷却为第一冷却产物。
第一换热器103与第一反应装置的子反应器的出口管道连接，用于实现第一高温产物通过热交换方式初步冷却，并排出第一中温产物。该热交换过程为：第一高温产物与第二新鲜气和第二气体的另一部分混合后的气体(第二混合气)进行热交换。第一中温产物的温度可以为105-130℃，也可以为106-128℃，还可以为108-125℃，也可以为109-124℃，还可以为110-120℃。
第一风冷器104对第一中温产物进行冷却(以风冷冷却方式)并排出第一低温产物。第一低温产物的温度可以为60-70℃，也可以为61-69℃，还可以为62-68℃，也可以为63-67℃。
第一水冷器105用于对第一低温产物进行冷却(以水冷冷却方式)并排出第一冷却产物。第一冷却产物的温度可以为35-50℃，也可以为37-49℃，还可以为39-48℃，也可以为40-47℃。
第一甲醇分离器107将第一冷却产物进行气液分离，得到第一气体和第一液体(含有甲醇成分)。第一冷却产物从第一甲醇分离器107的中间侧面输入，在其内进行气液分离后，从第一甲醇分离器107的上端出口(或顶端出口)排出气体(作为上述的第一气体)，第一液体从第一甲醇分离器107的下端出口(或底端出口)排出。
第二反应系统包括：第二反应装置、第二冷却装置和第二甲醇分离器207。
第二反应装置包括并联连接的至少两个子反应器，子反应器利用原料进行甲醇合成反应并排出第二高温产物。在本申请的一些实施例中，子反应器的数目可以为两个，示例性地，第二反应装置包括第三子反应器201和第四子反应器202，这两个子反应器独立进行甲醇的合成反应，并且分别排出含有甲醇成分的第二高温产物。在本申请的一些实施例中，子反应器为管壳型结构，催化剂填装在管程里，以便热气体在管程内流动时发生催化反应。换热介质在壳程里流动，以便起到带走反应热的作用，从而维持反应温度的稳定。甲醇反应原料从子反应器的上端开口加入，从下端开口排出。在本申请的其它一些实施例中，子反应器的数目可以为三个或三个以上。当串联的反应系统的数目为2个，并且每个反应系统并联的子反应器的数目为2个时，即为四塔并联。当串联的反应系统的数目为2个，并且每个反应系统并联的子反应器的数目为3个时，即为六塔并联。当串联的反应系统的数目为2个，并且每个反应系统并联的子反应器的数目为4个时，即为八塔并联，以此类推。子反应器排出的第二高温产物中含有甲醇成分以及其他成分(如未反应完全的原料、副产物等)。第二高温产物的温度可以为240-250℃，也可以为241-249℃，还可以为243-248℃，也可以为244-247℃。
第二冷却装置用于将第二高温产物冷却为第二冷却产物。第二反应装置产生的第二高温产物需要经过冷却才能进行后继的气液分离，因此，需要使用第二冷却装置进行冷却。在本申请的一些实施例中，第二冷却装置包括第二换热器203、第二风冷器204、第二水冷器205。经过上述三步冷却过程，第二高温产物即冷却为第二冷却产物。
第二换热器203与第二反应装置的子反应器的出口管道连接，用于实现第二高温产物通过热交换方式初步冷却，并排出第二中温产物。该热交换过程为：第二高温产物与第一新鲜气和第一气体混合后的气体(第一混合气)进行热交换。第二中温产物的温度可以为100-125℃，也可以为101-124℃，还可以为103-120℃，也可以为105-115℃，还可以为107-112℃
第二风冷器204对第二中温产物进行冷却(以风冷冷却方式)并排出第二低温产物。第二低温产物的温度可以为60-70℃，也可以为61-69℃，还可以为62-68℃，也可以为63-67℃。
第二水冷器205用于对第二低温产物进行冷却(以水冷冷却方式)并排出第二冷却产物。第二冷却产物的温度可以为35-50℃，也可以为37-49℃，还可以为39-48℃，也可以为40-47℃。
第二甲醇分离器207将第二冷却产物进行气液分离，得到第二气体和第二液体(含有甲醇成分)。第二冷却产物从第二甲醇分离器207的中间侧面输入，在其内进行气液分离后，从第二甲醇分离器207的上端出口(或顶端出口)排出气体(作为上述的第二气体)，第二液体从第二甲醇分离器207的下端出口(或底端出口)排出。
第一甲醇分离器107排出的第一气体与第一新鲜气混合后产生第一混合气，在第二冷却装置的第二换热器203中与第二高温产物热交换后进入第二反应装置的相应子反应器中。第一气体与第一新鲜气的混合气体可以从第二反应装置的子反应器的上端开口(或顶端开口)进入其内。
第二甲醇分离器207排出的第二气体的一部分作为弛放气403排出，该第二气体的另一部分与第二新鲜气混合后产生第二混合气，在第一冷却装置的第一换热器103中与第一高温产物热交换后进入第一反应装置中。上述的第二气体的另一部分与第二新鲜气的混合气体可以从第一反应装置的子反应器的上端开口(或顶端开口)进入其内。
后处理装置400对第一液体和第二液体进行后处理，得到后处理气体401和后处理液体402。示例性地，后处理气体401可以为闪蒸汽，后处理液体402为含甲醇产品，例如为粗甲醇。
在本申请的一些实施例中，甲醇生产系统还包括循环气压缩机和新鲜气压缩机。循环气压缩机302用于将第二气体中未作为弛放气排出的部分进行压缩，作为上述的第二气体的另一部分。新鲜气压缩机303用于将一部分新鲜气301压缩为第一新鲜气(又称第一压缩气)，将另一部分新鲜气301压缩为第二新鲜气(又称第二压缩气)。随后，第一气体(未被压缩)与第一新鲜气(处于压缩状态)混合后产生第一混合气，在第二冷却装置的第二换热器203中与第二高温产物热交换后进入第二反应装置的相应的子反应器中，并且使第二高温产物降温为第二中温产物。另外，第二气体的一部分作为弛放气排出，该第二气体的另外一部分可以通过压缩机(如循环气压缩机302)压缩，故第二新鲜气(处于压缩状态)和第二气体的另一部分(处于压缩状态)混合后的气体(即第二混合气)在第一换热器103中与第一高温产物进行热交换后进入第一反应装置中，并且使第一高温产物降温为第一中温产物。
由此可知，两个反应系统之间为串联连接，从而实现气体和反应热的循环利用。
在本申请的一些实施例中，甲醇生产系统包括与多个子反应器一一对应设置的汽包，汽包与对应的子反应器通过管道中的循环流体连接，通过流体蒸发产生的蒸汽回收子反应器的反应热。示例性地，当第一反应装置包括并联连接的两个子反应器(如第一子反应器101、第二子反应器102)时，甲醇生产系统包括与第一子反应器101配套设置的第一汽包501、与第二子反应器102配套设置的第二汽包502。第一汽包501接收锅炉给水505，利用第一子反应器101的反应热产生并排出中压蒸汽506。第一汽包501的一端接入第一子反应器101的顶部侧面，另一端接入第一子反应器101的底部侧面，从而使得锅炉给水在第一子反应器101的壳程和第一汽包501内循环流动，不断带走第一子反应器101管程内产生的反应热，并以中压蒸汽506的形式排出，从而实现对反应热的回收。第二汽包502的原理与第一汽包501相同，具体如下：第二汽包502接收锅炉给水505，利用第二子反应器102的反应热产生并排出中压蒸汽506。第二汽包502的一端接入第二子反应器102的顶部侧面，另一端接入第二子反应器102的底部侧面，从而使得锅炉给水在第二子反应器102的壳程和第二汽包502内循环流动，以不断带走第二子反应器102管程内产生的反应热，并以中压蒸汽506的形式排出，从而实现对反应热的回收。当第二反应装置包括并联连接的两个子反应器(如第三子反应器201、第四子反应器202)时，甲醇生产系统包括与第三子反应器201配套设置的第三汽包503、与第四子反应器202配套设置的第四汽包504。第三汽包503和第四汽包504的运行原理同第一汽包501和第二汽包502。上述四个汽包之间也是并联关系。
[第二种甲醇生产系统]
本申请提供了一种甲醇生产系统，其包括：第一反应系统、第二反应系统、第三反应系统(图中未示出，以下编号参照第二种甲醇生产系统的编号)以及后处理装置。第一反应系统、第二反应系统、第三反应系统按照反应介质的流动方向为串联连接。
其中，第一反应系统包括：第一反应装置、第一冷却装置和第一甲醇分离器107。
第一反应装置包括并联连接的至少两个子反应器，子反应器利用原料进行甲醇合成反应并排出第一高温产物。在本申请的一些实施例中，子反应器的数目可以为两个，示例性地，第一反应装置包括第一子反应器101和第二子反应器102，这两个子反应器独立进行甲醇的合成反应，并且分别排出含有甲醇成分的第一高温产物。在本申请的一些实施例中，子反应器为管壳型结构，催化剂填装在管程里，以便热气体(又称反应介质)在管程内流动时发生催化反应。换热介质在壳程里流动，以便起到带走反应热的作用，从而维持反应温度的稳定。甲醇反应原料从子反应器的顶端开口加入，从底端开口排出。在本申请的其它一些实施例中，子反应器的数目可以为三个或三个以上。子反应器排出的第一高温产物中含有甲醇成分以及其他成分(如未反应完全的原料、副产物等)。第一高温产物的温度可以为240-250℃，也可以为241-249℃，还可以为243-248℃，也可以为244-247℃。
第一冷却装置用于将第一高温产物冷却为第一冷却产物。第一反应装置产生的第一高温产物需要经过冷却才能进行后继的气液分离，因此，需要使用第一冷却装置进行冷却。在本申请的一些实施例中，第一冷却装置包括第一换热器103、第一风冷器104、第一水冷器105。经过上述三步冷却过程，第一高温产物即冷却为第一冷却产物。
第一换热器103与第一反应装置的子反应器的出口管道连接，用于实现第一高温产物通过热交换方式初步冷却，并排出第一中温产物。该热交换过程为：第一高温产物与第三新鲜气和第三气体的另一部分混合后的气体(第三混合气)进行热交换第一中温产物的温度可以为105-130℃，也可以为106-128℃，还可以为108-125℃，也可以为109-124℃，还可以为110-120℃。
第一风冷器104对第一中温产物进行冷却(风冷冷却方式)并排出第一低温产物。第一低温产物的温度可以为60-70℃，也可以为61-69℃，还可以为62-68℃，也可以为63-67℃。
第一水冷器105用于对第一低温产物进行冷却(水冷冷却方式)并排出第一冷却产物。第一冷却产物的温度可以为35-50℃，也可以为37-49℃，还可以为39-48℃，也可以为40-47℃。
第一甲醇分离器107将第一冷却产物进行气液分离，得到第一气体和第一液体(含有甲醇成分)。第一冷却产物从第一甲醇分离器107的中间侧面输入，在其内进行气液分离后，从第一甲醇分离器107的上端出口(或顶端出口)排出气体(作为上述的第一气体)，第一液体从第一甲醇分离器107的下端出口(或底端出口)排出。
第二反应系统包括：第二反应装置、第二冷却装置和第二甲醇分离器207。
第二反应装置包括并联连接的至少两个子反应器，子反应器利用原料进行甲醇合成反应并排出第二高温产物。在本申请的一些实施例中，子反应器的数目可以为两个，示例性地，第二反应装置包括第三子反应器201和第四子反应器202，这两个子反应器独立进行甲醇的合成反应，并且分别排出含有甲醇成分的第二高温产物。在本申请的一些实施例中，子反应器为管壳型结构，催化剂填装在管程里，以便热气体在管程内流动时发生催化反应。换热介质在壳程里流动，以便起到带走反应热的作用，从而维持反应温度的稳定。甲醇反应原料从子反应器的上端开口加入，从下端开口排出。在本申请的其它一些实施例中，子反应器的数目可以为三个或三个以上。当串联的反应系统的数目为3个，并且每个反应系统并联的子反应器的数目为2个时，即为六塔并联。当串联的反应系统的数目为3个，并且每个反应系统并联的子反应器的数目为3个时，即为九塔并联。以此类推。子反应器排出的第二高温产物中含有甲醇成分以及其他成分(如未反应完全的原料、副产物等)。第二高温产物的温度可以为240-250℃，也可以为241-249℃，还可以为243-248℃，也可以为244-247℃。
第二冷却装置用于将第二高温产物冷却为第二冷却产物。第二反应装置产生的第二高温产物需要经过冷却才能进行后继的气液分离，因此，需要使用第二冷却装置进行冷却。在本申请的二些实施例中，第二冷却装置包括第二换热器203、第二风冷器204、第二水冷器205。经过上述三步冷却过程，第二高温产物即冷却为第二冷却产物。
第二换热器203与第二反应装置的子反应器的出口管道连接，用于实现第二高温产物通过热交换方式初步冷却，并排出第二中温产物。该热交换过程为：第二高温产物与第一新鲜气和第一气体混合后的气体(即第一混合气)进行热交换。第二中温产物的温度可以为100-125℃，也可以为101-124℃，还可以为103-120℃，也可以为105-115℃，还可以为107-112℃。
第二风冷器204对第二中温产物进行冷却(风冷冷却方式)并排出第二低温产物。第二低温产物的温度可以为60-70℃，也可以为61-69℃，还可以为62-68℃，也可以为63-67℃。
第二水冷器205用于对第二低温产物进行冷却(水冷冷却方式)并排出第二冷却产物。第二冷却产物的温度可以为35-50℃，也可以为37-49℃，还可以为39-48℃，也可以为40-47℃。
第二甲醇分离器207将第二冷却产物进行气液分离，得到第二气体和第二液体(含有甲醇成分)。第二冷却产物从第二甲醇分离器207的中间侧面输入，在其内进行气液分离后，从第二甲醇分离器207的上端出口(或顶端出口)排出气体(作为上述的第二气体)，第二液体从第二甲醇分离器207的下端出口(或底端出口)排出。
第三反应系统包括：第三反应装置、第三冷却装置和第三甲醇分离器。
第三反应装置包括并联连接的至少两个子反应器，子反应器利用原料进行甲醇合成反应并排出第三高温产物。在本申请的一些实施例中，子反应器的数目可以为两个，示例性地，第三反应装置包括第五子反应器和第六子反应器，这两个子反应器独立进行甲醇的合成反应，并且分别排出含有甲醇成分的第三高温产物。在本申请的一些实施例中，子反应器为管壳型结构，催化剂填装在管程里，以便热气体在管程内流动时发生催化反应。换热介质在壳程里流动，以便起到带走反应热的作用，从而维持反应温度的稳定。甲醇反应原料从子反应器的上端开口加入，从下端开口排出。在本申请的其它一些实施例中，子反应器的数目可以为三个或三个以上。子反应器排出的第三高温产物中含有甲醇成分以及其他成分(如未反应完全的原料、副产物等)。
第三冷却装置用于将第三高温产物冷却为第三冷却产物。第三反应装置产生的第三高温产物需要经过冷却才能进行后继的气液分离，因此，需要使用第三冷却装置进行冷却。在本申请的一些实施例中，第三冷却装置包括第三换热器、第三风冷器、第三水冷器。经过上述三步冷却过程，第三高温产物即冷却为第三冷却产物。
第三换热器与第三反应装置的子反应器的出口管道连接，用于实现第三高温产物通过热交换方式初步冷却，并排出第三中温产物。该热交换过程为：第三高温产物与第二新鲜气和第二气体混合后的气体(即第二混合气)进行热交换。
第三风冷器对第三中温产物进行冷却(风冷冷却方式)并排出第三低温产物。
第三水冷器用于对第三低温产物进行冷却(水冷冷却方式)并排出第三冷却产物。
第三甲醇分离器将第三冷却产物进行气液分离，得到第三气体和第三液体(含有甲醇成分)。第三冷却产物从第三甲醇分离器的中间侧面输入，在其内进行气液分离后，从第三甲醇分离器的上端出口(或顶端出口)排出气体(作为上述的第三气体)，第三液体从第三甲醇分离器207的下端出口(或底端出口)排出。
在本申请的一些实施例中，第一甲醇分离器107排出的第一气体与第一新鲜气混合后，在第二冷却装置的第二换热器203中与第二高温产物热交换后进入第二反应装置的相应子反应器中。第一气体与第一新鲜气的混合气体(即第一混合气)可以从第二反应装置的子反应器的上端开口(或顶端开口)进入其内。
第二甲醇分离器207排出的第二气体与第二新鲜气(即第二混合气)混合后，在第三冷却装置的第三换热器中与第三高温产物热交换后进入第三反应装置的相应子反应器中。第二气体与第二新鲜气的混合气体可以从第三反应装置的子反应器的上端开口(或顶端开口)进入其内。
第三甲醇分离器排出的第三气体的一部分作为弛放气排出，该第三气体的另一部分与第三新鲜气混合后，在第一冷却装置的第一换热器103中与第一高温产物热交换后进入第一反应装置中。上述的另一部分第三气体与第三新鲜气的混合气体(即第三混合气)可以从第一反应装置的子反应器的上端开口(或顶端开口)进入其内。
后处理装置对第一液体、第二液体和第三液体进行后处理，得到后处理气体和后处理液体。示例性地，后处理气体可以为闪蒸汽，后处理液体为含甲醇产品，例如为粗甲醇。
在本申请的一些实施例中，甲醇生产系统还包括循环气压缩机、新鲜气压缩机。循环气压缩机用于将将上述的第三气体中未作为弛放气排出的部分进行压缩，作为上述的第三气体的另一部分。新鲜气压缩机用于将一部分新鲜气压缩为第一新鲜气(即第一压缩气)；将另一部分新鲜气压缩为第二新鲜气(即第二压缩气)；将剩余部分新鲜气压缩为第三新鲜气(即第三压缩气)。
在本申请的一些实施例中，第一气体(未被压缩)与第一新鲜气(处于压缩状态)混合后，在第二冷却装置的第二换热器203中与第二高温产物热交换后进入第二反应装置的相应的子反应器中，并且使第二高温产物降温为第二中温产物。
第二新鲜气(未被压缩)和第二气体(处于压缩状态)混合后的气体在第三换热器中与第三高温产物进行热交换后进入第三反应装置的相应的子反应器中，并且使第三高温产物降温为第三中温产物。
第三气体的一部分作为弛放气排出，该第三气体的另一部分(处于压缩机状态)与第三新鲜气(处于压缩状态)混合后，在第一冷却装置的第一换热器103中与第一高温产物热交换后进入第一反应装置中，并且使第一高温产物降温为第一中温产物。
由此可知，三个反应系统之间为串联连接，从而实现气体和反应热的循环利用。
在本申请的一些实施例中，甲醇生产系统包括与多个子反应器一一对应设置的汽包，汽包与对应的子反应器通过管道中的循环流体连接，通过流体蒸发产生的蒸汽回收子反应器的反应热。示例性地，当第一反应装置包括并联连接的两个子反应器(如第一子反应器101、第二子反应器102)时，甲醇生产系统包括与第一子反应器101配套设置的第一汽包501、与第二子反应器102配套设置的第二汽包502。第一汽包501接收锅炉给水505，利用第一子反应器101的反应热产生并排出中压蒸汽506。第一汽包501的一端接入第一子反应器101的顶部侧面，另一端接入第一子反应器101的底部侧面，从而使得锅炉给水在第一子反应器101的壳程和第一汽包501内循环流动，以不断带走第一子反应器101管程内产生的反应热，并以中压蒸汽506的形式排出，从而实现对反应热的回收。第二汽包502的原理与第一汽包501相同，具体如下：第二汽包502接收锅炉给水505，利用第二子反应器102的反应热产生并排出中压蒸汽506。第二汽包502的一端接入第二子反应器102的顶部侧面，另一端接入第二子反应器102的底部侧面，从而使得锅炉给水在第二子反应器102的壳程和第二汽包502内循环流动，以不断带走第二子反应器102管程内产生的反应热，并以中压蒸汽506的形式排出，从而实现对反应热的回收。同理，还可以设置与第二反应装置的两个子反应器匹配的第三汽包、第四汽包，也可以设置与第三反应装置的两个子反应器匹配的第五汽包、第六汽包。
[第三种甲醇生产系统]
本申请提供了一种甲醇生产系统，其包括：三级或三级以上串联排列的反应系统以及后处理装置。
其中，每个反应系统均包括：反应装置、冷却装置和甲醇分离器。
反应装置包括并联连接的至少两个子反应器，用于进行甲醇合成反应并排出高温产物。
冷却装置用于将高温产物冷却为冷却产物。冷却装置包括：换热器、风冷器和水冷器。其中，每级反应系统的换热器均与该级反应系统的反应装置的出口管道连接，使每级反应装置排出的高温产物发生热交换后排出中温产物。风冷器对中温产物进行冷却并排出低温产物。水冷器用于对低温产物进行冷却并排出上述的冷却产物。
甲醇分离器用于将冷却产物进行气液分离，得到气体和液体。
后处理装置用于对液体进行后处理，得到甲醇产品。
其中，前一级反应系统的甲醇分离器经气液分离后排出的气体与第一新鲜气混合后，在与之相邻的中间级反应系统的冷却装置中与该中间级反应系统的反应装置排出的高温产物热交换后进入该中间级反应系统的反应装置中，并且使相应的高温产物降温为中温产物。
中间级反应系统的甲醇分离器排出的气体与第二新鲜气混合后，在与之相邻的后一级反应系统的冷却装置中与该后一级反应系统的反应装置排出的高温产物热交换后进入该后一级反应系统的反应装置中，并且使相应的高温产物降温为中温产物。
后一级反应系统的甲醇分离器排出的气体的一部分作为弛放气排出，该后一级反应系统的甲醇分离器排出的气体的另一部分与第三新鲜气混合后，在第一级反应系统的冷却装置中与该前一级反应系统的反应装置排出的高温产物热交换后进入该前一级反应系统的反应装置中，并且使相应的高温产物降温为中温产物。
在本申请的一些实施例中，每个反应装置均包括并联连接的多个子反应器。在本申请的一些实施例中，甲醇生产系统包括与多个子反应器一一对应设置的汽包，汽包与对应的子反应器通过管道循环流体连接，通过流体蒸发产生的蒸汽回收子反应器的反应热。在本申请的其它一些实施例中，子反应器的数目为2个、3个或4个。
在本申请的一些实施例中，甲醇生产系统还包括：循环气压缩机和新鲜气压缩机。
其中，循环气压缩机用于将后一级反应系统的甲醇分离器排出的气体中未作为弛放气排出的部分进行压缩，作为上述的后一级反应系统的甲醇分离器排出的气体的另一部分，以便随后与第三新鲜气混合。
新鲜气压缩机用于将一部分新鲜气压缩后作为上述的第一新鲜气(又称第一压缩气)，将另一部分新鲜气压缩后作为上述的第二新鲜气(又称第二压缩气)，将剩余部分的新鲜气压缩后作为上述的第三新鲜气(又称第三压缩气)。
本申请的第三种甲醇生产系统中未详细描述的部分同第一种和第二种甲醇生产系统的描述。
以下结合具体实施例对本申请作进一步的说明。
实施例1(200万吨/年)：
本实施例提供了一种甲醇生产系统，其生产方法如下所示。本实施例的小括号里面的名称和编号也适用于其它实施例。
经净化后的572800Nm3/h新鲜气通过压缩机(即新鲜气压缩机303)加压至5.1MPaG后，分为两路，第一路286400Nm3/h新鲜气(即第二新鲜气)与经压缩至5.1MPaG的来自甲醇分离器2(即第二甲醇分离器207)的716000Nm3/h气体(即第二气体的另一部分，其处于压缩状态)混合，在换热器1(即第一换热器103)与245.33℃的反应器1(即第一子反应器101)和反应器2(即第二子反应器102)出口气体的混合气(即第一高温产物)换热至220℃后，进入反应器1(即第一子反应器101)和反应器2(即第二子反应器102)中进行反应，反应后的气体(即第一高温产物)通过换热器1(即第一换热器103)换热后冷却至109.7℃，再进入风冷1(即第一风冷器104)进一步冷却至65℃后进入水冷器1(即第一水冷器105)冷却到40℃，再经过甲醇分离器1(即第一甲醇分离器107)进行气液分离，液体(即第一液体)输送至闪蒸槽(即后处理装置400)。
甲醇分离器1(即第一甲醇分离器107)排出来的压力为4.75MPaG的717578Nm3/h的气体(即第一气体)与另第二路286400Nm3/h新鲜气(即第一新鲜气)混合，在换热器2(即第二换热器203)中与245.13℃的反应器3(即第三子反应器201)和反应器4(即第四子反应器202)出口气体的混合气(即第二高温产物)换热至220℃后，进入反应器3(即第三子反应器201)和反应器4(即第四子反应器202)进行反应，反应后的气体(即第二高温产物)通过换热器2(即第二换热器203)换热后冷却至104.5℃，再进入风冷2(即第二风冷器204)进一步冷却至65℃后进入水冷器2(即第二水冷器205)冷却到40℃，经过甲醇分离器2(即第二甲醇分离器207)进行气液分离，液体(即第二液体)输送去闪蒸槽。
经闪蒸槽后，闪蒸气送出系统，269.75t/h的粗甲醇去精馏系统。出甲醇分离器2(即第二甲醇分离器207)的气体(即第二气体)的一小部分作为弛放气排出甲醇合成系统，大部分经压缩后与一路新鲜气(即第二新鲜气)混合，进入换热器1(即第一换热器103)中进行换热。
本实施例的甲醇生产系统能够实现甲醇200万吨/年的产量。
实施例2(220万吨/年)：
本实施例提供了一种甲醇生产系统，其生产方法如下所示：
经净化后的630000Nm3/h新鲜气通过压缩机加压至8.1MPaG后，分为两路，第一路315000Nm3/h新鲜气与经压缩至8.1MPaG的来自甲醇分离器2的808200Nm3/h气体混合，在换热器1与243.65℃的反应器1和反应器2出口气体的混合气换热至220℃后，进入反应器1和反应器2进行反应，反应后的气体通过换热器1换热后冷却至125.6℃，再进入风冷1进一步冷却至65℃后进入水冷器1冷却到40℃，再经过甲醇分离器1进行气液分离，液体去闪蒸槽。
甲醇分离器1出来的压力为7.75MPaG的733799Nm3/h的气体与另第二路315000Nm3/h新鲜气混合，在换热器2中与242.32℃的反应器3和反应器4出口气体的混合气换热至220℃后，进入反应器3和反应器4进行反应，反应后的气体通过换热器2换热后冷却至122.5℃，再进入风冷2进一步冷却至65℃后进入水冷器2冷却到40℃，经过甲醇分离器2进行气液分离，液体去闪蒸槽。
经闪蒸槽后，闪蒸气送出系统，293.66t/h的粗甲醇去精馏系统。出甲醇分离器2的气体小部分作为弛放气排出甲醇合成系统，大部分经压缩后与一路新鲜气(即第二新鲜气)混合，进入换热器1。
本实施例的甲醇生产系统能够实现甲醇220万吨/年的产量。
实施例3(280万吨/年)：
本实施例提供了一种甲醇生产系统，其生产方法如下所示：
经净化后的801800Nm3/h新鲜气通过压缩机加压至8.1MPaG后，分为两路，第一路400900Nm3/h新鲜气与经压缩至8.1MPaG的来自甲醇分离器2的925638Nm3/h气体混合，在换热器1与242.43℃的反应器1和反应器2出口气体的混合气换热至220℃后，进入反应器1和反应器2进行反应，反应后的气体通过换热器1换热后冷却至125.9℃，再进入风冷1进一步冷却至65℃后进入水冷器1冷却到40℃，再经过甲醇分离器1进行气液分离，液体去闪蒸槽。
甲醇分离器1出来的压力为7.75MPaG的925336Nm3/h的气体与另第二路400900Nm3/h新鲜气混合，在换热器2中与246.71℃的反应器3和反应器4出口气体的混合气换热至220℃后，进入反应器3和反应器4进行反应，反应后的气体通过换热器2换热后冷却至123.3℃，再进入风冷2进一步冷却至65℃后进入水冷器2冷却到40℃，经过甲醇分离器2进行气液分离，液体去闪蒸槽。
经闪蒸槽后，闪蒸气送出系统，373.54t/h的粗甲醇去精馏系统。出甲醇分离器2的气体小部分作为弛放气排出甲醇合成系统，大部分经压缩后与一路新鲜气(即第二新鲜气)混合，进入换热器1。
本实施例的甲醇生产系统能够实现甲醇280万吨/年的产量。
实施例4(320万吨/年)：
本实施例提供了一种甲醇生产系统，其生产方法如下所示：
经净化后的916000Nm3/h新鲜气通过压缩机加压至8.1MPaG后，分为两路，第一路458000Nm3/h新鲜气与经压缩至8.1MPaG的来自甲醇分离器2的1008916Nm3/h气体混合，在换热器1与245.17℃的反应器1和反应器2出口气体的混合气换热至220℃后，进入反应器1和反应器2进行反应，反应后的气体通过换热器1换热后冷却至127.5℃，再进入风冷1进一步冷却至65℃后进入水冷器1冷却到40℃，再经过甲醇分离器1进行气液分离，液体去闪蒸槽。
甲醇分离器1出来的压力为7.75MPaG的1008790Nm3/h的气体与另第二路458000Nm3/h新鲜气混合，在换热器2中与247.16℃的反应器3和反应器4出口气体的混合气换热至220℃后，进入反应器3和反应器4进行反应，反应后的气体通过换热器2换热后冷却至124.8℃，再进入风冷2进一步冷却至65℃后进入水冷器2冷却到40℃，经过甲醇分离器2进行气液分离，液体去闪蒸槽。
经闪蒸槽后，闪蒸气送出系统，426.43t/h的粗甲醇去精馏系统。出甲醇分离器2的气体小部分作为弛放气排出甲醇合成系统，大部分经压缩后与一路新鲜气(即第二新鲜气)混合，进入换热器1。
本实施例的甲醇生产系统能够实现甲醇320万吨/年的产量。
实施例5(360万吨/年)：
本实施例提供了一种甲醇生产系统，其生产方法如下所示：
经净化后的1030000Nm3/h新鲜气通过压缩机加压至8.1MPaG后，分为两路，第一路515000Nm3/h新鲜气与经压缩至8.1MPaG的来自甲醇分离器2的1149410Nm3/h气体混合，在换热器1与247.22℃的反应器1和反应器2出口气体的混合气换热至220℃后，进入反应器1和反应器2进行反应，反应后的气体通过换热器1换热后冷却至127.0℃，再进入风冷1进一步冷却至65℃后进入水冷器1冷却到40℃，再经过甲醇分离器1进行气液分离，液体去闪蒸槽。
甲醇分离器1出来的压力为7.75MPaG的1149344Nm3/h的气体与另第二路515000Nm3/h新鲜气混合，在换热器2中与248.06℃的反应器3和反应器4出口气体的混合气换热至220℃后，进入反应器3和反应器4进行反应，反应后的气体通过换热器2换热后冷却至124.4℃，再进入风冷2进一步冷却至65℃后进入水冷器2冷却到40℃，经过甲醇分离器2进行气液分离，液体去闪蒸槽。
经闪蒸槽后，闪蒸气送出系统，479.60t/h的粗甲醇去精馏系统。出甲醇分离器2的气体小部分作为弛放气排出甲醇合成系统，大部分经压缩后与一路新鲜气(即第二新鲜气)混合，进入换热器1。
本实施例的甲醇生产系统能够实现甲醇360万吨/年的产量。
实施例6(400万吨/年)：
本实施例提供了一种甲醇生产系统，其生产方法如下所示：
经净化后的1145500Nm3/h新鲜气通过压缩机加压至8.1MPaG后，分为两路，第一路572750Nm3/h新鲜气与经压缩至8.1MPaG的来自甲醇分离器2的1278893Nm3/h气体混合，在换热器1与245.78℃的反应器1和反应器2和反应器3出口气体的混合气换热至220℃后，进入反应器1和反应器2和反应器3进行反应，反应后的气体通过换热器1换热后冷却至126.8℃，再进入风冷1进一步冷却至65℃后进入水冷器1冷却到40℃，再经过甲醇分离器1进行气液分离，液体去闪蒸槽。
甲醇分离器出来的压力为7.75MPaG的1278640Nm3/h的气体与另第二路572750Nm3/h新鲜气混合，在换热器2中与247.22℃的反应器4和反应器5和反应器6出口气体的混合气换热至220℃后，进入反应器4和反应器5和反应器6进行反应，反应后的气体通过换热器2换热后冷却至124.3℃，再进入风冷2进一步冷却至65℃后进入水冷器2冷却到40℃，经过甲醇分离器2进行气液分离，液体去闪蒸槽。
经闪蒸槽后，闪蒸气送出系统，533.38t/h的粗甲醇去精馏系统。出甲醇分离器2的气体小部分作为弛放气排出甲醇合成系统，大部分经压缩后与第一路新鲜气混合，进入换热器1。
本实施例的甲醇生产系统能够实现甲醇400万吨/年的产量。
本申请已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本申请的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本申请的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本申请的范围内。

Claims (8)

1.一种甲醇生产系统，其特征在于，包括：第一反应系统、第二反应系统以及后处理装置；
其中，所述第一反应系统包括：
第一反应装置，进行甲醇合成反应并排出第一高温产物；
第一冷却装置，将所述第一高温产物冷却为第一冷却产物；以及
第一甲醇分离器，将所述第一冷却产物进行气液分离，得到第一气体和第一液体；
所述第二反应系统包括：
第二反应装置，进行甲醇合成反应并排出第二高温产物；
第二冷却装置，将所述第二高温产物冷却为第二冷却产物；以及
第二甲醇分离器，将所述第二冷却产物进行气液分离，得到第二气体和第二液体；
所述后处理装置对所述第一液体和所述第二液体进行后处理，得到甲醇产品；
其中，所述第一甲醇分离器的排出端通过所述第一气体连接至所述第二冷却装置的第二换热器(203)的第一输入端，新鲜气压缩机(303)通过第一新鲜气连接至所述第一输入端，所述第二冷却装置的所述第二换热器(203)与所述第二高温产物热交换后与所述第二反应装置的子反应器的上端开口相连；
所述第二甲醇分离器的排出端排出的所述第二气体的一部分作为弛放气排出，所述第二甲醇分离器的排出端通过所述第二气体的另一部分连接至所述第一冷却装置的第一换热器(103)的第二输入端，所述新鲜气压缩机(303)通过第二新鲜气连接至所述第二输入端，所述第一冷却装置的第一换热器(103)与所述第一高温产物热交换后与所述第一反应装置的子反应器的上端开口相连。
2.如权利要求1所述的甲醇生产系统，其特征在于，所述甲醇生产系统还包括：
循环气压缩机，将所述第二气体中未作为所述弛放气排出的部分进行压缩，作为所述第二气体的另一部分；
所述新鲜气压缩机将一部分新鲜气压缩后作为所述第一新鲜气，将另一部分新鲜气压缩后作为所述第二新鲜气。
3.如权利要求1所述的甲醇生产系统，其特征在于，所述第一反应装置包括并联连接的多个子反应器；和/或，
所述甲醇生产系统包括与所述多个子反应器一一对应设置的汽包，所述汽包与对应的所述子反应器流体连接，通过流体蒸发产生的蒸汽回收所述子反应器的反应热。
4.如权利要求3所述的甲醇生产系统，其特征在于，所述子反应器的数目为2个或3个。
5.一种甲醇生产系统，其特征在于，包括：第一反应系统、第二反应系统、第三反应系统以及后处理装置；
其中，所述第一反应系统包括：
第一反应装置，进行甲醇合成反应并排出第一高温产物；
第一冷却装置，将所述第一高温产物冷却为第一冷却产物；以及
第一甲醇分离器，将所述第一冷却产物进行气液分离，得到第一气体和第一液体；
所述第二反应系统包括：
第二反应装置，进行甲醇合成反应并排出第二高温产物；
第二冷却装置，将所述第二高温产物冷却为第二冷却产物；以及
第二甲醇分离器，将所述第二冷却产物进行气液分离，得到第二气体和第二液体；
所述第三反应系统包括：
第三反应装置，进行甲醇合成反应并排出第三高温产物；
第三冷却装置，将所述第三高温产物冷却为第三冷却产物；以及
第三甲醇分离器，将所述第三冷却产物进行气液分离，得到第三气体和第三液体；
所述后处理装置对所述第一液体、所述第二液体和所述第三液体进行后处理，得到甲醇产品；
其中，所述第一甲醇分离器的排出端通过所述第一气体连接至所述第二冷却装置的第二换热器的第一输入端，新鲜气压缩机通过第一新鲜气连接至所述第一输入端，所述第二冷却装置的所述第二换热器与所述第二高温产物热交换后与所述第二反应装置的子反应器的上端开口相连；
所述第二甲醇分离器的排出端通过所述第二气体连接至所述第三冷却装置的第三换热器的第二输入端，所述新鲜气压缩机通过第二新鲜气连接至所述第二输入端，所述第三冷却装置的所述第三换热器与所述第三高温产物热交换后与所述第三反应装置的子反应器的上端开口相连；
所述第三甲醇分离器的排出端排出的所述第三气体的一部分作为弛放气排出，所述第三甲醇分离器的排出端通过第三气体的另一部分连接至所述第一冷却装置的第一换热器的第三输入端，所述新鲜气压缩机通过第三新鲜气连接至所述第三输入端，所述第一冷却装置的第一换热器与所述第一高温产物热交换后与所述第一反应装置的子反应器的上端开口相连。
6.如权利要求5所述的甲醇生产系统，其特征在于，所述甲醇生产系统还包括：
循环气压缩机，将所述第三气体中未作为所述弛放气排出的部分进行压缩，作为所述第三气体的另一部分；
所述新鲜气压缩机将一部分新鲜气压缩后作为所述第一新鲜气，将另一部分新鲜气压缩后作为所述第二新鲜气，将剩余部分新鲜气压缩后作为所述第三新鲜气。
7.如权利要求5所述的甲醇生产系统，其特征在于，所述第一反应装置包括并联连接的多个子反应器；和/或，
所述甲醇生产系统包括与所述多个子反应器一一对应设置的汽包，所述汽包与对应的所述子反应器流体连接，通过流体蒸发产生的蒸汽回收所述子反应器的反应热。
8.如权利要求7所述的甲醇生产系统，其特征在于，所述子反应器的数目为2个或3个。
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