一種催化劑催化合成甲醇中試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種催化劑催化合成甲醇中試裝置。該裝置包括反應(yīng)器，所述反應(yīng)器底部與合成氣進(jìn)氣閥經(jīng)流量計(jì)管道相連，所述反應(yīng)器中下部設(shè)有開工蒸汽進(jìn)口，所述反應(yīng)器的上部與汽包管道相連，所述反應(yīng)器下部與水泵和汽包通過管道相連，所述汽包下部設(shè)有液位自調(diào)閥們，所述汽包頂部設(shè)有副產(chǎn)蒸汽出汽閥門；所述反應(yīng)器的底部通過管道與冷卻器的頂部相連，所述冷卻器底部設(shè)有液體醇出口，所述冷卻器中部設(shè)有冷卻水進(jìn)口，所述冷卻器上部設(shè)有冷卻水出口，所述冷卻器中部設(shè)有合成氣出氣管，所述合成氣出氣管設(shè)有兩個支管，其中一個支管設(shè)有流量計(jì)和出氣閥門，另一個支管上設(shè)有取樣閥門。本裝置減少了架高的材料投資，方便了系統(tǒng)調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)的讀取。
【專利說明】一種催化劑催化合成甲醇中試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種催化劑催化合成甲醇中試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]催化劑在實(shí)驗(yàn)室小試成功后，若直接進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，容易出現(xiàn)強(qiáng)度低、使用壽命無法保證、時空產(chǎn)率低等一系列問題。會浪費(fèi)大量的人力、物力，嚴(yán)重的話還會給合成設(shè)備造成一定的危害。需要中間試驗(yàn)階段來進(jìn)一步研究在一定規(guī)模的裝置中各步化學(xué)反應(yīng)條件的變化規(guī)律，并解決實(shí)驗(yàn)室中所不能解決或發(fā)現(xiàn)的問題。雖然化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)不會因?qū)嶒?yàn)生產(chǎn)的不同而改變，但各步化學(xué)反應(yīng)的最佳反應(yīng)工藝條件，則可能隨實(shí)驗(yàn)規(guī)模和設(shè)備等外部條件的不同而改變。目前，咱們國家還沒有裝填量為20L至30L的催化劑催化合成甲醇中試裝置。
[0003]現(xiàn)在的工業(yè)化裝置都設(shè)有反應(yīng)氣預(yù)熱器，合成氣經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后再進(jìn)入合成塔進(jìn)行反應(yīng)，生成的產(chǎn)品氣從合成塔底部進(jìn)入入塔氣換熱器進(jìn)行冷卻，然后再進(jìn)入甲醇水冷器進(jìn)一步冷卻，經(jīng)冷卻后的氣液混合物進(jìn)入甲醇分離器進(jìn)行氣液分離，分離出的液體粗醇進(jìn)粗甲醇儲槽，氣體進(jìn)壓縮機(jī)進(jìn)行循環(huán)。汽包位于合成塔的頂部，以確保合成塔管間是循環(huán)著的沸騰水，由鍋爐給水維持汽包液位穩(wěn)定。而本裝置中合成氣在反應(yīng)器(即合成塔)內(nèi)預(yù)熱，節(jié)省了預(yù)熱器。本裝置中的汽包位于地面，增加一水泵強(qiáng)制水循環(huán)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種催化劑催化合成甲醇中試裝置。
[0005]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種催化劑催化合成甲醇中試裝置，包括反應(yīng)器，所述反應(yīng)器底部與合成氣進(jìn)氣閥經(jīng)流量計(jì)管道相連，所述反應(yīng)器中下部設(shè)有開工蒸汽進(jìn)口，所述反應(yīng)器的上部與汽包管道相連，所述反應(yīng)器下部與水泵和汽包通過管道相連，所述汽包下部設(shè)有液位自調(diào)閥們，所述汽包頂部設(shè)有副產(chǎn)蒸汽出汽閥門；所述反應(yīng)器的底部通過管道與冷卻器的頂部相連，所述冷卻器底部設(shè)有液體醇出口，所述冷卻器中部設(shè)有冷卻水進(jìn)口，所述冷卻器上部設(shè)有冷卻水出口，所述冷卻器中部設(shè)有合成氣出氣管，所述合成氣出氣管設(shè)有兩個支管，其中一個支管設(shè)有流量計(jì)和出氣閥門，另一個支管上設(shè)有取樣閥門。
[0006]上述的催化劑催化合成甲醇中試裝置中，所述汽包設(shè)在反應(yīng)器的一側(cè)，其下部距離地面不超過1.5米。
[0007]本發(fā)明的催化劑催化合成甲醇中試裝置，是適合裝填20L至30L甲醇合成催化劑的中試裝置。生產(chǎn)的甲醇為7.lkg/h，而現(xiàn)有技術(shù)中，甲醇催化劑的裝填量一般為20m3以上。
[0008]本發(fā)明的有益效果在于:
(I)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是實(shí)驗(yàn)室小試成功的催化劑可以直接進(jìn)行試驗(yàn)，通過試驗(yàn)進(jìn)一步優(yōu)化催化劑的制備技術(shù)和甲醇合成工藝條件，為其進(jìn)工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化和大型化提供技術(shù)基礎(chǔ)。
[0009](2)本發(fā)明的催化劑催化合成甲醇中試裝置打破常規(guī)，讓原料合成氣在反應(yīng)器內(nèi)預(yù)熱，有效利用能量，節(jié)約了空間和設(shè)備投資?，F(xiàn)有的甲醇合成技術(shù)，原料合成氣通過入塔氣換熱器進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的合成氣通過合成塔頂部進(jìn)入反應(yīng)管進(jìn)行反應(yīng)。
[0010](3)現(xiàn)有合成技術(shù)中，為保證反應(yīng)器管間充滿循環(huán)著的沸騰水，通常將汽包置于反應(yīng)器頂部，通過架設(shè)的梯子進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)讀取。本中試裝置將汽包置于地面附近，減少了架高的材料投資，方便了系統(tǒng)調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)的讀取。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的催化劑催化合成甲醇中試裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I為反應(yīng)器，2為合成氣進(jìn)氣閥，3為流量計(jì)I，4為開工蒸汽進(jìn)口，5為汽包，6為水泵，7為液位自調(diào)閥門，8為副產(chǎn)蒸汽出汽閥門，9為冷卻器，10為液體醇出口，11為冷卻水進(jìn)口，12為冷卻水出口，13為合成氣出氣管，14為流量計(jì)II，15為出氣閥門，16為取樣閥門。
[0012]圖2為本發(fā)明的催化劑催化合成甲醇中試裝置反應(yīng)器中下部剖面圖。
[0013]圖3為本發(fā)明的催化劑催化合成甲醇中試裝置水路循環(huán)圖。
[0014]圖4為現(xiàn)有合成技術(shù)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更了解本發(fā)明，但并不以此限制本發(fā)明。
[0016]如圖1、2、3所示，一種催化劑催化合成甲醇中試裝置包括反應(yīng)器1，所述反應(yīng)器I底部與合成氣進(jìn)氣閥2經(jīng)流量計(jì)I 3管道相連，所述反應(yīng)器中下部設(shè)有開工蒸汽進(jìn)口 4，所述反應(yīng)器的上部與汽包5管道相連，所述反應(yīng)器下部與水泵6和汽包5通過管道相連，所述汽包5設(shè)在反應(yīng)器的一側(cè)，其下部距離地面不超過1.5米，所述汽包5下部設(shè)有液位自調(diào)閥門7，所述汽包頂部設(shè)有副產(chǎn)蒸汽出汽閥門8 ;所述反應(yīng)器I的底部通過管道與冷卻器9的頂部相連，所述冷卻器9底部設(shè)有液體醇出口 10，所述冷卻器中部設(shè)有冷卻水進(jìn)口 11，所述冷卻器9上部設(shè)有冷卻水出口 12，所述冷卻器9中部設(shè)有合成氣出氣管13，所述合成氣出氣管13設(shè)有兩個支管，其中一個支管設(shè)有流量計(jì)II 14和出氣閥門15，另一個支管上設(shè)有取樣閥門16。
[0017]工作時，本發(fā)明的一種催化劑催化合成甲醇中試裝置分為氣路工作和水路工作，其中，
氣路:打開合成氣進(jìn)氣閥2經(jīng)流量計(jì)3測量流量，原料合成氣由反應(yīng)器I底部進(jìn)入反應(yīng)器管程，原料合成氣由底部進(jìn)入頂部過程為原料合成氣的預(yù)熱過程，在反應(yīng)器I頂部進(jìn)入裝有催化劑的反應(yīng)管內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的氣體即產(chǎn)品氣由反應(yīng)器I底部進(jìn)冷卻器9冷卻，冷凝下來的甲醇由冷卻器9底部經(jīng)液體醇出口 10進(jìn)入儲存裝置，未反應(yīng)掉的氣體經(jīng)流量計(jì)II 14計(jì)量打開出氣閥門15排至火炬管網(wǎng)。冷卻器9起到冷卻產(chǎn)品氣和分離氣液混合物的作用，上部起冷卻作用，下部起分離作用。產(chǎn)品氣先進(jìn)入起冷卻作用的管程，經(jīng)冷卻后的氣液混合物進(jìn)入冷卻器的下部，液體醇經(jīng)液體醇出口 10進(jìn)入儲存裝置，未冷卻下來的氣體經(jīng)流量計(jì)II 14和出氣閥門15去火炬管網(wǎng)。[0018]水路:水路的作用是開車前用開工蒸汽對反應(yīng)器I中催化劑進(jìn)行預(yù)熱，開車運(yùn)行正常后反應(yīng)器I中的觸媒溫度由副產(chǎn)蒸汽壓力加以控制，產(chǎn)生的蒸汽去蒸汽凝液管網(wǎng)。出反應(yīng)器的軟水進(jìn)入換熱式汽包5，由水泵6將汽包內(nèi)的水打入反應(yīng)器I以保證反應(yīng)器I內(nèi)滿水，且保證反應(yīng)器I與汽包5的水路循環(huán)。汽包底部設(shè)有液位自調(diào)閥7，維持汽包5液位穩(wěn)定。
[0019]本發(fā)明的催化劑催化合成甲醇中試裝置打破常規(guī)，讓原料合成氣在反應(yīng)器內(nèi)預(yù)熱，有效利用能量，節(jié)約了空間和設(shè)備投資?，F(xiàn)有的甲醇合成技術(shù)，原料合成氣通過入塔氣換熱器進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的合成氣通過合成塔頂部進(jìn)入反應(yīng)管進(jìn)行反應(yīng)。
[0020]現(xiàn)有合成技術(shù)中，為保證反應(yīng)器管間充滿循環(huán)著的沸騰水，通常將汽包置于反應(yīng)器頂部，通過架設(shè)的梯子進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)讀取(如圖4所示)。本中試裝置將汽包置于地面，減少了架高的材料投資，方便了系統(tǒng)調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)的讀取。
【權(quán)利要求】
1.一種催化劑催化合成甲醇中試裝置，其特征在于，包括反應(yīng)器，所述反應(yīng)器底部與合成氣進(jìn)氣閥經(jīng)流量計(jì)管道相連，所述反應(yīng)器中下部設(shè)有開工蒸汽進(jìn)口，所述反應(yīng)器的上部與汽包管道相連，所述反應(yīng)器下部與水泵和汽包通過管道相連，所述汽包下部設(shè)有液位自調(diào)閥們，所述汽包頂部設(shè)有副產(chǎn)蒸汽出汽閥門；所述反應(yīng)器的底部通過管道與冷卻器的頂部相連，所述冷卻器底部設(shè)有液體醇出口，所述冷卻器中部設(shè)有冷卻水進(jìn)口，所述冷卻器上部設(shè)有冷卻水出口，所述冷卻器中部設(shè)有合成氣出氣管，所述合成氣出氣管設(shè)有兩個支管，其中一個支管設(shè)有流量計(jì)和出氣閥門，另一個支管上設(shè)有取樣閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑催化合成甲醇中試裝置，其特征在于，所述汽包設(shè)在反應(yīng)器的一側(cè)，其下部距離地面不超過1.5米。
【文檔編號】B01J19/00GK103657559SQ201310709627
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月21日
【發(fā)明者】渠兵, 李 杰, 李春蘭, 涂萬輝, 王書遠(yuǎn), 邵立紅, 李美玉, 孫秀英, 戚紅, 孔祥玉, 陳全輝, 李冰 申請人:兗礦集團(tuán)有限公司, 兗礦國宏化工有限責(zé)任公司