一种合成甲醇的反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于化工设备技术领域，涉及一种合成甲醇的反应装置，其特征在于所述合成甲醇的反应装置包括四个部分：净化系统、反应系统、冷却系统和分析系统，各系统之间通过管线和阀门相连，其特征在于净化系统包括脱硫炉、冷凝分离器、过滤器和缓冲罐，反应系统包括五槽反应器，五槽反应器有五个管，中间一个管是原料气的通道，周围四个管是装有催化剂的反应管。本装置采用五槽反应器，一次同时装有四个不同的催化剂样品。节约了时间、节约了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工设备
，具体的说涉及一种合成甲醇的反应装置。
技术介绍
甲醇是重要的有机化学品和基础化工原料，在化工、医药、轻工、纺织及运输等行业都有广泛的应用，其衍生物产品发展前景广阔。目前甲醇的深加工产品已达120多种，我国以甲醇为原料的一次加工产品已有近30种。一氧化碳加氢合成甲醇是应用广泛的甲醇合成方法。在合成甲醇的生产中，原料气通常含有硫化物、油、烯烃、氯化物等，会降低催化剂活性、影响催化剂寿命，必须在进入合成甲醇前加以脱除。公开号CN1446783A的专利公开了一种合成甲醇装置，包括：一个塔式气液固三相气流床反应器，一个与气液固三相气流床反应器底部和顶部通过管线相连通的循环泵。含催化剂的液态惰性介质与合成气分别通过设置在三相气流床反应器顶部的喷嘴的相应通道，雾化后进入三相气流床反应器；携带产品未反应完的合成气经过滤器过滤所携带的泡沫与催化剂自出口进入下游工序，液态惰性介质再次被送往顶部的喷嘴，循环使用。公开号CN201722311U的专利公开了一种低碳技术合成甲醇的装置，包括：煤气化装置、CO变换装置、低温甲醇洗单元、合成气压缩装置、蒸汽转化装置、甲醇合成装置和MTO甲醇制备装置，煤气化装置与CO装置管连接，CO装置管连接低温甲醇洗单元，甲烷气通过蒸汽转化装置产生的转化气氢碳比为2.92:1也与合成压缩装置管连接，合成压缩装置经过加压的合成气通过管道连接甲醇合成装置，甲醇合成装置在催化剂作用下产生粗甲醇，再进入MTO甲醇制备装置。它提供了一种生产效率高、资源利用率高、二氧化碳排放量少的低碳技术合成甲醇的装置。
技术实现思路
现有技术中的合成甲醇装置是流化床或大型装置，只能装载一种催化剂，而本专利技术所提供的反应装置是固定床，可以同时装有多种不同的催化剂，并可以同时分析产物，对在同一反应条件下的不同催化剂的性能进行比较。便于研发人员对于合成甲醇催化剂进行选择并有针对性的进行改进。本专利技术的主要技术方案：合成甲醇的反应装置，其特征在于所述合成甲醇的反应装置包括四个部分：净化系统、反应系统、冷却系统和分析系统，各系统之间通过管线和阀门相连，其特征在于净化系统包括脱硫炉、冷凝分离器、过滤器和缓冲罐，反应系统包括五槽反应器，五槽反应器有五个管，中间一个管是原料气的通道，周围四个管是装有催化剂的反应管。优选地，所述的脱硫炉为1-3个、冷凝分离器为1-2个、过滤器为1-3个、缓冲罐为1-3个。所述的脱硫炉中装有氧化锌脱硫剂，所述的过滤器中装有硅胶或者5A分子筛。所述的冷却系统包括冷凝器和气液分离器。所述的分析系统包括计量管和液相色谱。有益效果：由于合成甲醇反应所用的催化剂对试验用气质要求较高，本装置先用两个脱硫炉脱除硫化物后，再经过两个过滤器进一步净化，最后进入缓冲罐，以沉积气体中微量的灰尘，从而达到了彻底净化原料气的目的。此外，该装置采用五槽反应器，一次同时装有四个不同的催化剂样品。节约了时间、节约了成本。附图说明图1为实施例合成甲醇反应装置示意图。图中：1、2—脱硫炉；3、8—冷凝器；4、5—过滤器；6—缓冲罐；7—五槽反应器；9、10、11、12—气液分离器；13、14、15、16—计量管。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术加以详细描述。实施例本实施例提供的合成甲醇反应装置，包括四个部分：净化系统、反应系统冷却系统和分析系统。净化系统由两个脱硫炉、一个冷凝分离器、两个过滤器和一个缓冲罐组成，其目的是除去原料气中的油、水、硫化物等。反应系统主要由五槽反应器组成，五槽反应器有五个管，中间一个管是原料气的通道，周围四个管是催化剂的反应管，可同时测定四个不同催化剂样品；反应管中的原料气（一氧化碳和氢气）在甲醇合成催化剂的作用下生成甲醇。冷却系统主要由冷凝器和气液分离器组成，其目的是将甲醇由气体变成液体，并将气体和液体分离。分析系统由计量管和色谱两部分组成，计量管计量粗甲醇的体积，色谱分析精甲醇的质量分数，通过收集粗甲醇的时间、所收集粗甲醇的体积以及精甲醇的质量分数等计算出甲醇合成催化剂的转化率。具体操作过程：原料气经稳压阀减压后，进入内装氧化锌脱硫剂的两个串联脱硫炉1和2除去硫化物，再通过冷凝分离器3除去气体中的部分气态水后，进入内装硅胶的分子筛的过滤器4、内装5A分子筛的过滤器5除去微量的油气和气态水，最后进入缓冲罐6，以沉积气体中微量的灰尘，从而彻底净化原料气。净化后进入缓冲罐6的气体经稳压阀稳压后分三路：一路去放空，一路去分析，一路进入五槽反应器7。进入五槽反应器7的原料气在甲醇合成催化剂的作用下合成甲醇。还原气经减压后，进入转子流量计计量，再进入五槽反应器7，进行甲醇合成催化剂的还原。从五槽反应器7的4个反应槽中出来的4路气体经具有多通道的冷凝器8进行冷凝后分别进入气液分离器9、10、11、12进行冷凝，最后通过转子流量计计量后放空。气液分离后的液体分别经计量管13、14、15、16计量后去液相色谱分析精甲醇的质量分数。应用例原料气为混合气，由一氧化碳（13.0%～15.0%）、二氧化碳（3.0%～5.0%）、氢气（50.0%～63.0%），其余为惰性气体组成。进入五槽反应器的原料气中杂质含量应符合以下要求：气态水的体积分数小于20×10-6；硫（以H2S计）的体积分数小于3×10-6；氧气的体积分数小于20×10-6。在五槽反应器反应管底部的筛板上垫一层细铜网，将干净的石英砂（粒度为1.18mm～1.70mm）装入反应管内，并敲实，填充至测定等温区时所确定的位置。再在石英砂层面上加一层细铜网，将4mL催化剂试料（粒度为0.425mm～1.18mm）小心倒入反应管内，轻轻敲打反应器壁，使催化剂床层装填紧密，并测量催化剂床层装填高度，然后加一层细铜网，再装入适量的 石英砂，轻轻敲实，用细铜网封口，拧紧封头螺母。接入系统。打开原料气总阀，向系统内通入原料气，并稳定在10MPa。关闭系统进出口阀门和放空阀。如在0.5h内压力下降小于0.1MPa，则视为系统密封。试漏符合要求后，将五槽反应器内气体泄至常压，并将热电偶插入五槽反应器中心管内，使其热端位于气体出口催化剂床层临界面处。向反应器内通入氢氮混合气[氢气为5.0%（以体积分数计），其余为氮气]，空速为1500h-1，系统压力为常压，进行升温还原。还原结束后，系统改通原料气，同时将脱硫炉升温至约210℃。控制并调节系统压力为5MPa、原料气空速为10000h-1、活性测定温度为230℃，稳定并保持4h后，打开气醇分离器出口阀，排净粗甲醇，关闭阀门，开始计时。每隔2.5 h测定一次甲醇质量质量分数并计算出甲醇时空产率。四个反应管中装有的催化剂分别为A、B、C、D，所得活性评价结果见表1：表1活性评价结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成甲醇的反应装置，其特征在于所述合成甲醇的反应装置包括四个部分：净化系统、反应系统、冷却系统和分析系统，各系统之间通过管线和阀门相连，其特征在于净化系统包括脱硫炉、冷凝分离器、过滤器和缓冲罐，反应系统包括五槽反应器，五槽反应器有五个管，中间一个管是原料气的通道，周围四个管是装有催化剂的反应管。

【技术特征摘要】
1.一种合成甲醇的反应装置，其特征在于所述合成甲醇的反应装置包括四个部分：净化系统、反应系统、冷却系统和分析系统，各系统之间通过管线和阀门相连，其特征在于净化系统包括脱硫炉、冷凝分离器、过滤器和缓冲罐，反应系统包括五槽反应器，五槽反应器有五个管，中间一个管是原料气的通道，周围四个管是装有催化剂的反应管。2.如权利要求1所述的反应装置，其特征在于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈延浩，邱爱玲，李敏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，南化集团研究院，
类型：新型
国别省市：江苏;32