CN103657559A - 一种催化剂催化合成甲醇中试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种催化剂催化合成甲醇中试装置。该装置包括反应器，所述反应器底部与合成气进气阀经流量计管道相连，所述反应器中下部设有开工蒸汽进口，所述反应器的上部与汽包管道相连，所述反应器下部与水泵和汽包通过管道相连，所述汽包下部设有液位自调阀们，所述汽包顶部设有副产蒸汽出汽阀门；所述反应器的底部通过管道与冷却器的顶部相连，所述冷却器底部设有液体醇出口，所述冷却器中部设有冷却水进口，所述冷却器上部设有冷却水出口，所述冷却器中部设有合成气出气管，所述合成气出气管设有两个支管，其中一个支管设有流量计和出气阀门，另一个支管上设有取样阀门。本装置减少了架高的材料投资，方便了***调节和数据的读取。

Description

一种催化剂催化合成甲醇中试装置

技术领域

   本发明属于化学装置技术领域，具体涉及一种催化剂催化合成甲醇中试装置。

背景技术

催化剂在实验室小试成功后，若直接进行工业化生产，容易出现强度低、使用寿命无法保证、时空产率低等一系列问题。会浪费大量的人力、物力，严重的话还会给合成设备造成一定的危害。需要中间试验阶段来进一步研究在一定规模的装置中各步化学反应条件的变化规律，并解决实验室中所不能解决或发现的问题。虽然化学反应的本质不会因实验生产的不同而改变，但各步化学反应的最佳反应工艺条件，则可能随实验规模和设备等外部条件的不同而改变。目前，咱们国家还没有装填量为20L至30L的催化剂催化合成甲醇中试装置。

现在的工业化装置都设有反应气预热器，合成气经预热器预热后再进入合成塔进行反应，生成的产品气从合成塔底部进入入塔气换热器进行冷却，然后再进入甲醇水冷器进一步冷却，经冷却后的气液混合物进入甲醇分离器进行气液分离，分离出的液体粗醇进粗甲醇储槽，气体进压缩机进行循环。汽包位于合成塔的顶部，以确保合成塔管间是循环着的沸腾水，由锅炉给水维持汽包液位稳定。而本装置中合成气在反应器（即合成塔）内预热，节省了预热器。本装置中的汽包位于地面，增加一水泵强制水循环。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种催化剂催化合成甲醇中试装置。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种催化剂催化合成甲醇中试装置，包括反应器，所述反应器底部与合成气进气阀经流量计管道相连，所述反应器中下部设有开工蒸汽进口，所述反应器的上部与汽包管道相连，所述反应器下部与水泵和汽包通过管道相连，所述汽包下部设有液位自调阀们，所述汽包顶部设有副产蒸汽出汽阀门；所述反应器的底部通过管道与冷却器的顶部相连，所述冷却器底部设有液体醇出口，所述冷却器中部设有冷却水进口，所述冷却器上部设有冷却水出口，所述冷却器中部设有合成气出气管，所述合成气出气管设有两个支管，其中一个支管设有流量计和出气阀门，另一个支管上设有取样阀门。

上述的催化剂催化合成甲醇中试装置中，所述汽包设在反应器的一侧，其下部距离地面不超过1.5米。

本发明的催化剂催化合成甲醇中试装置，是适合装填20L至30L甲醇合成催化剂的中试装置。生产的甲醇为7.1kg/h，而现有技术中，甲醇催化剂的装填量一般为20m3以上。

 

本发明的有益效果在于：

（1）与现有技术相比，本发明的有益效果是实验室小试成功的催化剂可以直接进行试验，通过试验进一步优化催化剂的制备技术和甲醇合成工艺条件，为其进工业化、产业化和大型化提供技术基础。

（2）本发明的催化剂催化合成甲醇中试装置打破常规，让原料合成气在反应器内预热，有效利用能量，节约了空间和设备投资。现有的甲醇合成技术，原料合成气通过入塔气换热器进行预热，预热后的合成气通过合成塔顶部进入反应管进行反应。

（3）现有合成技术中，为保证反应器管间充满循环着的沸腾水，通常将汽包置于反应器顶部，通过架设的梯子进行***调节和数据读取。本中试装置将汽包置于地面附近，减少了架高的材料投资，方便了***调节和数据的读取。

附图说明

图1为本发明的催化剂催化合成甲醇中试装置结构示意图。图中，1为反应器，2为合成气进气阀，3为流量计Ⅰ，4为开工蒸汽进口，5为汽包，6为水泵，7为液位自调阀门，8为副产蒸汽出汽阀门，9为冷却器，10为液体醇出口，11为冷却水进口，12为冷却水出口，13为合成气出气管，14为流量计Ⅱ，15为出气阀门，16为取样阀门。

图2为本发明的催化剂催化合成甲醇中试装置反应器中下部剖面图。

图3为本发明的催化剂催化合成甲醇中试装置水路循环图。

图4为现有合成技术流程图。

具体实施方式

 下面结合附图和具体实施方式来对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不以此限制本发明。

如图1、2、3所示，一种催化剂催化合成甲醇中试装置包括反应器1，所述反应器1底部与合成气进气阀2经流量计Ⅰ3管道相连，所述反应器中下部设有开工蒸汽进口4，所述反应器的上部与汽包5管道相连，所述反应器下部与水泵6和汽包5通过管道相连，所述汽包5设在反应器的一侧，其下部距离地面不超过1.5米，所述汽包5下部设有液位自调阀门7，所述汽包顶部设有副产蒸汽出汽阀门8；所述反应器1的底部通过管道与冷却器9的顶部相连，所述冷却器9底部设有液体醇出口10，所述冷却器中部设有冷却水进口11，所述冷却器9上部设有冷却水出口12，所述冷却器9中部设有合成气出气管13，所述合成气出气管13设有两个支管，其中一个支管设有流量计Ⅱ14和出气阀门15，另一个支管上设有取样阀门16。

工作时，本发明的一种催化剂催化合成甲醇中试装置分为气路工作和水路工作，其中，

气路：打开合成气进气阀2经流量计3测量流量，原料合成气由反应器1底部进入反应器管程，原料合成气由底部进入顶部过程为原料合成气的预热过程，在反应器1顶部进入装有催化剂的反应管内进行反应，反应后的气体即产品气由反应器1底部进冷却器9冷却，冷凝下来的甲醇由冷却器9底部经液体醇出口10进入储存装置，未反应掉的气体经流量计Ⅱ14计量打开出气阀门15排至火炬管网。冷却器9起到冷却产品气和分离气液混合物的作用，上部起冷却作用，下部起分离作用。产品气先进入起冷却作用的管程，经冷却后的气液混合物进入冷却器的下部，液体醇经液体醇出口10进入储存装置，未冷却下来的气体经流量计Ⅱ14和出气阀门15去火炬管网。

水路：水路的作用是开车前用开工蒸汽对反应器1中催化剂进行预热，开车运行正常后反应器1中的触媒温度由副产蒸汽压力加以控制，产生的蒸汽去蒸汽凝液管网。出反应器的软水进入换热式汽包5，由水泵6将汽包内的水打入反应器1以保证反应器1内满水，且保证反应器1与汽包5的水路循环。汽包底部设有液位自调阀7，维持汽包5液位稳定。

本发明的催化剂催化合成甲醇中试装置打破常规，让原料合成气在反应器内预热，有效利用能量，节约了空间和设备投资。现有的甲醇合成技术，原料合成气通过入塔气换热器进行预热，预热后的合成气通过合成塔顶部进入反应管进行反应。

现有合成技术中，为保证反应器管间充满循环着的沸腾水，通常将汽包置于反应器顶部，通过架设的梯子进行***调节和数据读取（如图4所示）。本中试装置将汽包置于地面，减少了架高的材料投资，方便了***调节和数据的读取。

Claims (2)

1.一种催化剂催化合成甲醇中试装置，其特征在于，包括反应器，所述反应器底部与合成气进气阀经流量计管道相连，所述反应器中下部设有开工蒸汽进口，所述反应器的上部与汽包管道相连，所述反应器下部与水泵和汽包通过管道相连，所述汽包下部设有液位自调阀们，所述汽包顶部设有副产蒸汽出汽阀门；所述反应器的底部通过管道与冷却器的顶部相连，所述冷却器底部设有液体醇出口，所述冷却器中部设有冷却水进口，所述冷却器上部设有冷却水出口，所述冷却器中部设有合成气出气管，所述合成气出气管设有两个支管，其中一个支管设有流量计和出气阀门，另一个支管上设有取样阀门。

2.根据权利要求1所述的催化剂催化合成甲醇中试装置，其特征在于，所述汽包设在反应器的一侧，其下部距离地面不超过1.5米。

Images