CN217796145U - 一种甲醇合成的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种甲醇合成的装置，包括合成塔体、分离塔和精馏塔，合成塔体由上至下依次设置有连通的催化段、预热段和冷凝段，冷凝段的出料口通过管路与分离塔连通，分离塔的下出料口通过管路与精馏塔连通，合成塔体的顶部设置有原料进气口、侧壁上均布有三段换热列管，催化段内设置有甲醇合成用的催化剂和冷却部件，预热段能够预热原料气体。本实用新型的催化段用于经预热段预热后的原料气进行合成反应，预热段用于提高原料气的温度，降低反应产物的温度，冷凝段使反应产物中的甲醇冷凝，分离塔能够对冷凝后的反应产物进行气液粗分离，使粗甲醇产品与未反应气体分离，精馏塔能够对粗甲醇进行精馏分离，充分利用了余热，有效节约了能源。
Description
技术领域
本实用新型涉及甲醇制备的技术领域，特别是涉及一种甲醇合成的装置。
背景技术
人类社会的发展对化学工业不断提出新的要求，促使化学工业不断进步和发展。目前，采用煤、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；然后再以甲醇为原料合成其他化学品的生产方式越来越多，生产规模越来越大，产品种类也越来越多。这其中，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日益普遍。
甲醇合成塔正常投用生产时，含有CO和H 2的净化气从甲醇合成塔顶部进入，在换热板之间通过催化剂的催化进行合成反应，反应完成后从甲醇合成塔底部排出，冷却介质从换热板底部进入，从换热板顶部排出。在甲醇合成塔装填催化剂的过程中，一般催化剂与塔壁和中心管均处于充分接触状态，由于合成甲醇过程中会放出巨大的热量，塔壁和中心管温度会较高，易出现如下问题：局部过热催化剂可能会发生烧结现象，从而降低了催化剂的使用寿命，造成催化剂不易卸出和设备内件损坏。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种甲醇合成的装置，以解决上述现有技术存在的问题，使催化剂内部有效降温，充分利用反应余热，节约能源。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
本实用新型提供了一种甲醇合成的装置，包括合成塔体、分离塔和精馏塔，所述合成塔体由上至下依次设置有连通的催化段、预热段和冷凝段，所述冷凝段的出料口通过管路与所述分离塔连通，所述分离塔的下出料口通过管路与所述精馏塔连通，所述合成塔体的顶部设置有原料进气口、侧壁上均布有三段换热列管，所述催化段内设置有甲醇合成用的催化剂和冷却部件，所述预热段能够预热原料气体。
优选的，所述分离塔的上出气口上设置有三通管路，所述三通管路的一端与所述预热段外的换热列管连通、另一端用于废气收集或者与锅炉连通。
优选的，所述预热段的换热列管的出口与所述原料进气口连通、进口上设置有一循环压缩机。
优选的，所述催化段和所述分离塔的换热列管的进口分别与冷却水管路连通、出口均与所述冷凝段的换热列管的进口连通，所述冷却水管路的两条进水支管上均设置有流量控制阀。
优选的，所述催化段和所述冷凝段内均设置螺旋冷却管，所述螺旋冷却管的两端口分别与对应的换热列管连通。
优选的，所述催化段内设置有催化剂提篮，所述催化剂提篮卡接于所述合成塔体内，所述催化剂提篮的底部均布有若干个通孔。
优选的，所述催化剂提篮的底面和内侧壁上均设置有陶瓷面，所述陶瓷面上均布有若干个凹坑。
优选的，所述原料进气口内部设置有气体分布器。
本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
本实用新型的合成塔体自上而下的依次设置的催化段、预热段和冷凝段，催化段用于经预热段预热后的原料气进行合成反应，预热段用于催化段反应生成的反应产物与原料气进行换热，以提高原料气的温度，降低反应产物的温度，冷凝段用于对经预热段换热后的反应产物进一步降温，以使反应产物中的甲醇冷凝，分离塔能够对冷凝后的反应产物进行气液粗分离，使粗甲醇产品与未反应气体分离，精馏塔能够对粗甲醇进行精馏分离，充分利用了余热，有效节约了能源。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型甲醇合成的装置的结构示意图；
图2为本实用新型甲醇合成的装置中合成塔体的内部结构示意图；
图3为本实用新型甲醇合成的装置中催化剂提篮和螺旋冷却管的结构示意图；
其中：1-合成塔体，2-分离塔，3-精馏塔，4-催化段，5-预热段，6-冷凝段，7-换热列管，8-原料进气口，9-冷却水管路，10-流量控制阀，11-气体分布器，12-催化剂提篮，13-螺旋冷却管，14-循环压缩机。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的目的是提供一种甲醇合成的装置，以解决现有技术存在的问题，使催化剂内部有效降温，充分利用反应余热，节约能源。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1至图3所示：本实施例提供了一种甲醇合成的装置，包括合成塔体1、分离塔2和精馏塔3，合成塔体1由上至下依次设置有连通的催化段4、预热段5和冷凝段6，冷凝段6的出料口通过管路与分离塔2连通，分离塔2的下出料口通过管路与精馏塔3连通，合成塔体1的顶部设置有原料进气口8、侧壁上均布有三段换热列管7，换热列管7的管径可以是DN10～50的任一规格，催化段4内设置有甲醇合成用的催化剂和冷却部件，预热段5能够预热原料气体。其中，原料进气口8内部设置有气体分布器11，便于气体分布均匀，原料气体在催化剂内进行合成反应，反应产物从合成塔体1的下端输出。催化剂装填高度可以根据需求设置，各段的高度以及合成塔的总高度可以根据理论计算设计。
分离塔2的上出气口上设置有三通管路，三通管路的一端与预热段5外的换热列管7连通，使原料气体循环使用，以提高合成率；另一端用于废气收集或者与锅炉连通。预热段5的换热列管7的出口与原料进气口8连通、进口上设置有一循环压缩机14。催化段4和分离塔2的换热列管7的进口分别与冷却水管路9连通、出口均与冷凝段6的换热列管7的进口连通，冷却水管路9的两条进水支管上均设置有流量控制阀10，便于调控冷凝段6和分离塔2的换热列管7的流量及换热温度差。
催化段4和冷凝段6内均设置螺旋冷却管13(冷却部件)，螺旋冷却管13的两端口分别与对应的换热列管7连通，便于对催化段4和冷凝段6进行内部冷却，换热更均匀，催化段4的换热列管7出口也可以与冷凝段6的换热列管7进口连接，可开大催化段4的换热列管7的进口流量。催化段4内设置有催化剂提篮12，催化剂提篮12卡接于合成塔体1内，催化剂可呈若干个柱状分布于催化剂提篮12的底部，也可以分层铺设于提篮的内部，便于与原料气体充分接触，催化剂提篮12的底部均布有若干个通孔，便于通气，催化剂提篮12的底面和内侧壁上均设置有陶瓷面，陶瓷面上均布有若干个凹坑，便于直接更换催化剂，同时可避免催化剂因局部过热发生烧结现象，不易清出。
本实施例的合成塔体1自上而下的依次设置的催化段4、预热段5和冷凝段6，催化段4用于经预热段5预热后的原料气进行合成反应，预热段5用于催化段4反应生成的反应产物与原料气进行换热，以提高原料气的温度，降低反应产物的温度，冷凝段6用于对经预热段5换热后的反应产物进一步降温，以使反应产物中的甲醇冷凝，分离塔2能够对冷凝后的反应产物进行气液粗分离，使粗甲醇产品与未反应气体分离，精馏塔3能够对粗甲醇进行精馏分离，充分利用了余热，有效节约了能源。
本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (8)
1.一种甲醇合成的装置，其特征在于：包括合成塔体、分离塔和精馏塔，所述合成塔体由上至下依次设置有连通的催化段、预热段和冷凝段，所述冷凝段的出料口通过管路与所述分离塔连通，所述分离塔的下出料口通过管路与所述精馏塔连通，所述合成塔体的顶部设置有原料进气口、侧壁上均布有三段换热列管，所述催化段内设置有甲醇合成用的催化剂和冷却部件，所述预热段能够预热原料气体。
2.根据权利要求1所述的甲醇合成的装置，其特征在于：所述分离塔的上出气口上设置有三通管路，所述三通管路的一端与所述预热段外的换热列管连通、另一端用于废气收集或者与锅炉连通。
3.根据权利要求2所述的甲醇合成的装置，其特征在于：所述预热段的换热列管的出口与所述原料进气口连通、进口上设置有一循环压缩机。
4.根据权利要求1所述的甲醇合成的装置，其特征在于：所述催化段和所述分离塔的换热列管的进口分别与冷却水管路连通、出口均与所述冷凝段的换热列管的进口连通，所述冷却水管路的两条进水支管上均设置有流量控制阀。
5.根据权利要求1所述的甲醇合成的装置，其特征在于：所述催化段和所述冷凝段内均设置螺旋冷却管，所述螺旋冷却管的两端口分别与对应的换热列管连通。
6.根据权利要求1所述的甲醇合成的装置，其特征在于：所述催化段内设置有催化剂提篮，所述催化剂提篮卡接于所述合成塔体内，所述催化剂提篮的底部均布有若干个通孔。
7.根据权利要求6所述的甲醇合成的装置，其特征在于：所述催化剂提篮的底面和内侧壁上均设置有陶瓷面，所述陶瓷面上均布有若干个凹坑。
8.根据权利要求7所述的甲醇合成的装置，其特征在于：所述原料进气口内部设置有气体分布器。
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2022
- 2022-07-26 CN CN202221936471.XU patent/CN217796145U/zh active Active
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