包头师范学院
本科毕业论文
题 目：低压法合成甲醇反应器
性能比较
学生姓名：樊巨强
学 院：化学学院
专 业：应用化学
班 级：08级一班
指导教师：李军湘 副教授
二 〇 一 二 年 五 月
摘  要
随着当今世界石油资源的日益减少和甲醇单位生产成本的降低，发展使用甲醇作为新的替代燃料，已成为一种趋势。
本文概括论述了当今世界工业生产上已应用的各类大型甲醉合成塔，主要对低压法甲醇合成塔在生产甲醇工艺流程中优点，使用条件、范围等做了研究，包括英国的ICI绝热型冷激塔，德国的Lurgi管壳式反应器、林德螺旋管反应器，丹麦的托普索绝热径向合成塔，日本TEC的MRF—Z型反应器、三菱瓦斯/三菱重工的超转化反应器，瑞士卡萨利卧式甲醇反应器，美国的APCI浆态床反应器以及国内林达公司、华南理工研发与改进的甲醇合成反应器。并且对适宜应于在内蒙古地区的低压法甲醇合成塔类型做出分析。
关键词：甲醇；反应器；低压合成塔
Abstract
As the world 's dwindling oil resources and reduce the production cost of methanol unit, development of methanol as a new alternative fuel, has become a trend.
This paper briefly discusses the current world industrial production has been applied for all
kinds of large-scale methanol synthesis tower，Mainly on the low pressure methanol synthesis tower in methanol production process advantages, conditions, scope varied research。Such as: Linda low pressure methanol synthesis tower, ICI chill type reactor, Lurgi shell-and-tube reactor, HTAS shell-and-tube reactor, TEC MRF - Z type methanol reactor, Linde spiral pipe reactor, Mitsubishi Gas / Mitsubishi super conversion reactor, Casale horizontal reaction of methanol, APCI slurry bed reactor, Japan MRF new type of methanol synthesis tower。And is suitable for application in Inner Mongolia area of low pressure methanol synthesis tower type analysis。
Key words：Methanol; Reactor; Low pressure synthesis tower
目  录
引  言    4
1．甲醇合成发展概述    5
2．甲醇合成工艺流程的分类    5
reactor42．1高压合成工艺    5
2．2低压合成工艺    5
2．3中压合成工艺    5
3．低压法合成甲醇的反应器    6
3．1 国外主要甲醇合成反应器    6
3．1．1英国的ICI绝热型冷激塔    6
3．1．2 德国Lurgi管壳式反应器    7
3．1．3德国林德螺旋管反应器    9
3．1．4 丹麦的托普索绝热径向合成塔    10
3．1．5 日本TEC的MRF—Z型甲醇反应器    11
3．1．6 日本三菱瓦斯/三菱重工的超转化反应器    12
3．1．7 瑞士卡萨利卧式甲醇反应器    13
3．1．8 美国的APCI浆态床反应器    13
3．2 国内开发的甲醇低压合成塔    15
3．2．1杭州林达公司开发的低压甲醇合成塔    15
3．2．2由华东理工大学开发的一系列甲醇反应器    16
4．内蒙古地区主要应用的甲醇反应合成器    17
结  论    18
参考文献    19
致  谢    20
引  言
我国甲醇生产历史已有40多年，虽已形成了年产约3.9Mt的能力，但总体表现为装置生产能力偏小，经济技术指标落后，成本高，效益差。随着国内甲醇市场需求的快速发展，我国甲醇生产的技术水平亦将会很快得到提高。在未来几年里内蒙古地区计划新建若干大型甲醇生产工业园区。甲醇合成反应器是甲醇合成生产的心脏设备，因而本文将通甲醇生产中所应用的主要塔型进行分析，希望能对在内蒙古地区新建的甲醇生产厂家在甲醇合成塔选型方面有所裨益[1]。
1．甲醇合成发展概述
甲醇是一种重要的基本有机化工原料，其用途十分广泛。合成甲醇可采用石脑油、减压渣油、煤和天然气为原料，在天然气丰富的地区，前几种原料的生产成本均无法与天然气竞争。天然气合成甲醇的各项经济指标要优于其他原料，适于加压转化，是合成甲醇最理想的原料。20世纪80年代以来，国外甲醇装置向大型化方向发展。甲醇的经济规模对投资与产品成本影响较大，一般来讲装置规模越大，产品成本越低。
近10多年来，世界合成甲醇技术有了很大的发展，其趋势为原料路线多样化、生产规模大型化、合成催化剂高效化、气体净化精细化、过程控制自动化以及联合生产普遍化，从而使合
成技术更加优化。
2．甲醇合成工艺流程的分类
甲醇合成按其压力[2]分类可分为高压合成工艺、中压合成工艺和低压合成工艺。当今甲醇生产技术主要采用中压法和低压法两种工艺，这两种方法生产的甲醇约占世界甲醇产量的80%以上。
2．1高压合成工艺
高压法是最初生产甲醇的方法，采用锌铬催化剂，反应温度360-400℃，压力19.6～29.4MPa。高压法由于原料和动力消耗大，反应温度高，生成粗甲醇中有机杂质含量高，而且投资大，其发展长期以来处于停顿状态。
2．2低压合成工艺
是20世纪60年代后期发展起来的甲醇合成技术，低压法基于高活性的铜基催化剂，其活性明显高于锌铬催化剂，反应温度低(240-270℃) ，压力5.0～8.0 MPa。在较低压力下可获得较
高的甲醇收率，且选择性好，减少了副反应，改善了甲醇质量，降低了原料消耗。此外，由于压力低，动力消耗降低很多，工艺设备制造容易，综合能耗较低、单反应器生产能力大等优越性，因此在近几年来国内外大型甲醇装置中被普遍采用。也是本文主要研究反应器。
2．3中压合成工艺
随着甲醇工业的大型化，如采用低压法势必导致工艺管道和设备较大，因此在低压法的基础上适当提高合成压力，即发展成为中压法，压力9.8～12.0 MPa。中压法仍采用高活性的铜基催化剂，反应温度与低压法相同，但由于提高了压力，相应的动力消耗略有增加。
3．低压法合成甲醇的反应器
目前，国内外使用的低压甲醇塔主要有英国的ICI绝热型冷激塔、德国Lurgi管壳式低压合成塔、丹麦托普索低压径向合成塔、日本东洋(TEC)工程公司MRF低压合成塔、瑞士卡萨利IMC低压合成塔等。国内开发的有杭州林达公司的低压均温合成塔、华东理工大学绝热等温低压合成塔等。
3．1 国外主要甲醇合成反应器

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