本實用新型屬于甲醇合成技術領域，涉及一種合成甲醇的裝置及工藝。

背景技術：

甲醇是化工的關鍵性產(chǎn)品。它既是生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品的重要原材料，又是一種中間化工產(chǎn)品，用途極為廣泛。它正在逐漸發(fā)展成為節(jié)能環(huán)保的燃料替代品，有著極為廣闊的市場發(fā)展空間。

甲醇合成是CO、CO2、H2等混合氣體經(jīng)過循環(huán)機進入合成塔，合成得到甲醇。

現(xiàn)有技術中，甲醇合成工藝系統(tǒng)存在循環(huán)量大，能耗高；合成后的馳放氣尾氣總碳高，合成反應轉化率低等問題。

技術實現(xiàn)要素：

基于上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種合成甲醇的裝置及工藝，在降低合成系統(tǒng)的循環(huán)量的同時控制馳放氣中的總碳量，降低合成系統(tǒng)能耗并且提高合成轉化率，提高系統(tǒng)產(chǎn)量。

本實用新型的目的通過以下技術方案得以實現(xiàn)：

一種合成甲醇的裝置，該合成甲醇的裝置包括多組分壓縮機、換熱器、一級合成塔、二級合成塔、冷卻器和終端分離器；

所述換熱器設有內(nèi)腔、外腔、內(nèi)腔進口、內(nèi)腔出口、外腔進口、外腔出口，內(nèi)腔和外腔相鄰接；

所述終端分離器上設有原料進口、液相出口和氣相出口；

所述多組分壓縮機與換熱器的內(nèi)腔進口和所述終端分離器的氣相出口分別相連通；

所述換熱器的內(nèi)腔出口與所述一級合成塔相連通，所述一級合成塔與所述二級合成塔相連通，所述二級合成塔與所述換熱器的外腔進口相連通；

所述換熱器外腔出口與所述冷卻器相連通，所述冷卻器與所述終端分離器的原料進口相連通，所述終端分離器的液相出口用于排出甲醇。

上述的合成甲醇的裝置中，多組分壓縮機為可以同時壓縮多各組分的壓縮機，將各個組分壓入合成裝置，并為裝置提供初始壓力。

上述的合成甲醇的裝置中，優(yōu)選的，該合成甲醇的裝置還包括三級合成塔，所述二級合成塔與所述三級合成塔相連通，所述三級合成塔與所述換熱器的外腔進口相連通。

上述的合成甲醇的裝置中，優(yōu)選的，該合成甲醇的裝置還包括中間分離器，所述中間分離器包括中間原料進口、中間氣相出口和中間液相出口；所述一級合成塔與所述中間分離器的中間原料進口相連通，所述二級合成塔與所述中間分離器的中間氣相出口相連通，所述中間分離器的中間液相出口用于排出甲醇。

本實用新型還提供上述合成甲醇的裝置用于合成甲醇的工藝，其包括以下步驟：

將CO、CO2和H2為主要組成成分的轉化氣通過多組分壓縮機升壓，并經(jīng)由換熱器換熱后，進入一級合成塔進行合成反應，反應后得到的合成氣經(jīng)過中間分離器分離出去液體后、或者直接進入二級合成塔，再次進行反應；

如果反應仍不完全，則在進入三級合成塔進行反應，得到反應產(chǎn)物；

反應產(chǎn)物通入換熱器換熱后，通入冷器冷卻，接著進入終端分離器，終端離器分離得到的馳放氣經(jīng)循環(huán)進入多組分壓縮機，終端分離器分離得到的粗甲醇和中間分離器分離得到的粗甲醇合并后進入精餾工藝流程。

上述合成甲醇的工藝中，轉化氣經(jīng)過多組分壓縮機升壓后的壓力為6.5MPa；轉化氣升壓后經(jīng)由換熱器換熱后的溫度為250℃；反應產(chǎn)物經(jīng)過換熱器換熱后的溫度為90℃；然后通過冷卻器冷卻后的溫度為30℃。

本實用新型的有益效果：

本實用新型提供的合成甲醇的裝置及工藝解決了目前甲醇工藝中大循環(huán)量、高耗能的問題，采用的多級合成塔，有效降低了合成系統(tǒng)的循環(huán)量，且降低了馳放氣中總碳量，提高了合成整體轉化率，提高了系統(tǒng)的單產(chǎn)量。

以下便結合實施例附圖，對本實用新型的具體實施方式作進一步的詳述，以使本實用新型技術方案更易于理解、掌握。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。

具體實施方式

本實施例提供了一種合成甲醇的裝置，如圖1所示，該合成甲醇的裝置包括多組分壓縮機6、換熱器3、一級合成塔1、二級合成塔2、三級合成塔8、中間分離器7、冷卻器4和終端分離器5；

換熱器3設有內(nèi)腔、外腔、內(nèi)腔進口、內(nèi)腔出口、外腔進口、外腔出口，內(nèi)腔和外腔相鄰接；

終端分離器5上設有原料進口、液相出口和氣相出口；中間分離器7包括中間原料進口、中間氣相出口和中間液相出口；

多組分壓縮機6與換熱器3的內(nèi)腔進口和終端分離器5的氣相出口分別相連通；

換熱器6的內(nèi)腔出口與一級合成塔1相連通，一級合成塔1與中間分離器7的中間原料進口相連通，二級合成塔2與中間分離器7的中間氣相出口相連通，中間分離器7的中間液相出口用于排出甲醇；

二級合成塔2與三級合成塔8相連通，三級合成塔8與換熱器3的外腔進口相連通；

換熱器3外腔出口與冷卻器4相連通，冷卻器4與終端分離器5的原料進口相連通，終端分離器5的液相出口用于排出甲醇。

以年產(chǎn)10萬噸甲醇為例；采用常規(guī)甲醇合成工藝，壓縮機循環(huán)量為280000Nm3/h，而采用本實施例的三級合成甲醇的裝置后，整體循環(huán)量降至150000Nm3/h，系統(tǒng)循環(huán)量將近減少至常規(guī)甲醇合成工藝的50%；同時，采用多級合成甲醇的裝置，解決了目前甲醇工藝中馳放氣總碳高的瓶頸，降低馳放氣中CO+CO2的含量，提高整體轉化率，提高系統(tǒng)單產(chǎn)量；具體為，采用上述三級合成甲醇的工藝，降低馳放氣中總碳量（CO+CO2）低于2%，且相比常規(guī)合成甲醇工藝而言，每小時多產(chǎn)0.5噸甲醇，市場上甲醇單價約為2000元/噸，年效益達800萬。

綜上所述，本實用新型提供的合成甲醇的裝置及工藝解決了目前甲醇工藝中大循環(huán)量、高耗能的問題，采用的多級合成塔，有效降低了合成系統(tǒng)的循環(huán)量，且降低了馳放氣中總碳量，提高了合成整體轉化率，提高了系統(tǒng)的單產(chǎn)量。

本實用新型尚有多種實施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。