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甲醇合成塔介绍 Ting Bao was revised on January 6, 20021甲醇合成塔介绍百川资讯更新时间：2011-09-01 16:17来源：关键字：甲醇合成塔摘要：甲醇合成塔设计的关键技术之一就是要高效移走和利用甲醇合成反应所放出的巨大热量。
甲醇合成塔设计的关键技术之一就是要高效移走和利用甲醇合成反应所放出的巨大热量。
甲醇合成反应器根据反应热回收方式不同有许多不同的类型，下面将应用较广的几种合成器分别予以简单介绍。
一、反应器英国ICI公司低压法甲醇合成塔采用多层冷激式绝热反应器，内设3-6层催化剂，催化剂用量较大，合成气大部分作为冷激气体由置于催化剂床层不同高度平行设立的菱形分布器喷入合成塔，另一部分合成气由顶部进入合成塔，反应后的热气体与冷激气体均匀混合以调节催化床层反应温度，并保证气体在催化床层横截面上均匀分布。
反应最终气体的热量由废热锅炉产生低压蒸汽或用于加热锅炉给水回收。
该法循环气量比较大，反应器内温度分布不均匀，呈锯齿形。
ICI冷激塔结构简单、用材省且要求不高、并易于大型化。
单塔生产能力大。
但由于催化剂床层各段为绝热反应，使催化剂床层温差较大，在压力为和12000h-1空速下，当出塔气甲醇浓度为4%时，一、二两段升温约50℃，反应副产物多，催化剂使用寿命较短，循环气压缩功耗大，用冷原料气喷入各段触媒之间以降低反应气温度。
因此在降温的同时稀释了反应气中的甲醇含量，影响了触媒利用率，而且反应热只能在反应器出口设低压废锅回收低压蒸汽。
为了防止触媒过热，采用较大的空速，出塔气中甲醇含量不到4%。
最大规模3000t/d，全世界现有40多套。
二、德国林德Lurgi管壳式反应器水冷型。
图２Lurgi甲醇合成反应器是管壳式的结构。
管内装催化剂，管外充满中压沸腾水进行换热。
合成反应几乎是在等温条件下进行，反应器能除去有效的热量，可允许较高CO含量气体，采用低循环气流并限制最高反应温度，使反应等温进行，单程转化率高，杂质生成少，循环压缩功消耗低，而且合成反应热副产中压蒸汽，便于废热综合利用。
甲醇合成塔设计说明书目录第一章：设计方案的确定与说明- 3一、设计方案的确定 (3)二、方案说明 (3)第二章：设计计算与校核 (4)一、工艺计算 (4)二、主要接管尺寸计算 (6)三、合成塔的总体结构 (7)第三章：设计计算结果 (9)第一章：设计方案的确定与说明-一、设计方案的确定传统的甲醇合成塔主要有一下几种：①三管并流合成塔②单管并流合成塔③I.C.I四段冷激式合成塔④三菱瓦斯的四段冷激式合成塔⑤多段径向甲醇合成塔⑥Lurgi式甲醇合成⑦轴径向甲醇合成塔三管并流合成塔,内件结构简单、操作稳定，但从气体并流换热的特点出发，能起到冷管作用的仅是外管，而内管只是担负了输送气体的任务。
单管并流合成塔，冷管的输气管和冷管的端部都连接在环管上，而冷管与输气管的气量和传热情况都不相同，前者的温度要高得多，如不考虑膨胀，当受热后，冷管与环管的连接部位会因热应力而断裂，使合成塔操作恶化甚至无法生产。
Lurgi式合成塔，合成塔既是反应器也是废热锅炉，合成甲醇所产生的反应热由管外的沸腾水带走，管外沸腾水与汽包维持自然循环，汽包是那个装有压力的控制器，以维持恒定的压力，因此管外沸腾水的温度是恒定的，于是管内催化剂的温度也几乎是恒定的，因此当操作条件发生变化时（如循环机故障等），催化剂也没有超温的危险，仍然可以安全运转。
综合以上各甲醇合成塔的优缺点，选择Lurgi式合成塔作为甲醇合成的设备。
二、方案说明Lurgi式合成塔，合成塔既是反应器也是废热锅炉，列管中装填C306型催化剂，合成气在列管中反应，合成甲醇所产生的反应热由管外的215℃，25 bar 的沸腾水带走。
冷却水的流量通过流量调节阀进行调整，以精确控制反应器的温度，使其符合工艺要求。
第二章：设计计算与校核一、工艺计算甲醇合成塔各物流流量和摩尔分率由前期采用Aspen Plus 软件进行的流程模拟计算得到。
1、合成塔主要工艺参数根据Aspen模拟，进出甲醇合成塔的反应物和所生成物的物流表如下：上述反应所释放的反应热5167773kJ/h。
摘要甲醇不单单是一种有机物燃料也是化工生产的重要原料，有很大的市场。
且随着甲醇汽油在国内的推广使用，未来甲醇的下游需要量肯定会大量增加。
甲醇汽油的推广及劣质煤生产甲醇都能缓解现在的环境问题。
甲醇不仅作为最有希望代替汽油的清洁燃料，而且由于其在许多工业生产中使用范围广，使的人们越来越关注甲醇的发展。
甲醇反应合成塔是合成甲醇的过程中最重要的一个设备，它的选择是否经济、合理将直接影响甲醇生产。
本设计选用的甲醇合成塔是德国Lurgi公司的固定管板列管甲醇合成反应器双塔并联生产，采用低压合成法工艺，使用国产的XNC-98型催化剂进行设计。
本论文对年产40万吨甲醇合成塔进行设计。
对合成塔进行了物料和热量衡算。
关键词：甲醇；合成塔；设计；衡算目录摘要 (I)目录............................................................... I I 第一章绪论.. (1)1.2甲醇的性质及用途 (1)1.2.1甲醇的性质 (1)1.2.2甲醇的用途 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.4设计的目的和意义 (3)第二章甲醇的合成 (5)2.1制备方法 (5)2.2甲醇合成工艺的选择 (5)2.3甲醇合成塔的选择 (6)2.3.1国内外常用的甲醇合成反应器 (6)2.3.2甲醇合成塔的选用原则 (7)2.4甲醇合成催化剂的选用 (7)第三章工艺计算 (9)3.1甲醇合成工艺 (9)3.2甲醇合成塔的物料衡算 (9)3.2.1基础数据 (9)3.2.2合成塔的物料衡算 (10)3.3热量衡算 (16)3.3.1合成塔的热平衡计算 (16)3.3.2甲醇水冷器的热量计算 (20)第4章甲醇合成塔的设计计算 (23)4.1甲醇合成工艺参数 (23)4.2传热面积的计算 (23)4.3催化剂用量的计算 (23)4.4传热管数的计算 (23)4.5管子排列方式，管间距的计算 (24)4.6壳体直径的计算 (24)4.7合成塔壳体厚度的计算 (24)4.8合成塔封头的计算 (25)4.9封头与壳体的连接形式 (25)4.10反应管与管板的连接结构设计 (25)4.11管法兰的选用 (25)4.12管子拉脱力的计算 (25)4.13折流板的计算 (27)4.14管板的计算 (27)4.15容器的开孔补强 (27)4.16支座的计算 (27)4.17人孔的计算 (27)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (33)第一章绪论1.2甲醇的性质及用途1.2.1甲醇的性质甲醇（Methanol，CH₃OH）又名木醇是重要的化工原料和燃料，是结构最为简单的饱和一元醇[1]。
甲醇合成塔的设计公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]甲醇合成塔的设计Design of carbinol Synthetic Tower摘要：本文针对设备DN3400甲醇合成塔的设计要点进行了详细论述。
详细介绍了大直径不带法兰的立式列管固定床甲醇合成塔材料和加热方式的选择，以及各主要部件结构的设计特点。
Abstract: This text introduces the main point of designing de DN3400 carbinol synthetic tower, describes the section of material and heating method used to fabricate large diameter- non-flange, vertical pipe line carbinol synthetic tower. This text also explains the structure design character of the main components and parts.关键词：甲醇合成塔；工作原理；结构设计特点Key Words: Carbinol synthetic tower working theory structure design character1．引言甲醇工业始20世纪初，到20世纪60年代，甲醇工业取得重大进展。
1966年英国ICI公司首先推出了低压甲醇合成工艺—ICI工艺，此为低压法生产甲醇的开端。
所有中、低压法甲醇装置工艺过程类似，在压力为~、温度205℃~275℃操作。
各种工艺的主要区别在于反应器的设计、反应热的移走及回收利用方式的不同，另外，所用的催化剂亦有差异。
国内低压甲醇装置建设始于20世纪70年代，最早引进的是ICI公司的冷激型低压甲醇合成塔装置，数量不多。
甲醇精馏工艺及塔器优化设计论文甲醇精馏工艺及塔器优化设计论文甲醇作为非常重要的化工原料，其制备过程较为复杂，随着科技的进步，在甲醇精馏工艺上我国化工行业已经取得了巨大的进步。
目前，国内应用最多的是鲁奇节能工艺的改进版本，但是由于目前的需求更高，要求也不断升级，所以技术人员还需要对精馏工艺进行优化设计和完善，选用更加合理的塔器甲醇精馏。
因为在甲醇精馏工艺分析方面和塔器选择优化方面还有发展进步的空间，所以本文着重对此进行了分析。
1甲醇精馏工艺分析(1)双塔精馏工艺传统的甲醇精馏装置主要使用双塔精馏工艺，该工艺主要应用精馏塔和预精馏塔，应用最为广泛。
甲醇的与处理工艺是由与之精馏塔完成，预热器完成甲醇的预热，塔釜泵对粗甲醇实行加压，然后将其置于预精馏塔中，去除粗甲醇的水分。
为了实现大量的甲醇能留住，特别是在液相中，最大限度的实现甲醇回收，需要将塔顶的两极冷凝应用起来，在塔内形成了一种返流现象，这样不仅最大程度的回收了甲醇，还提高其稳定性能。
塔顶会出现一些甲醇或者初馏份，这些溢出的部分在通过某些通道回到主精馏塔中，我们生产的甲醇在塔顶，废物及循环甲醇水会在塔底，最终实现甲醇的精馏。
(2)三塔精馏工艺三塔精馏同双塔精馏相比应用更为广泛，其生产效率非常高。
三塔精馏有加压塔和常压塔，其生产过程较为绿色环保，能源使用较少，利用率较高。
粗甲醇进入预热器，然后在送到精馏塔。
粗甲醇杂质发生分解，精馏的甲醇去往塔顶，然后经过燃料管，用塔釜泵加压物料并送到加压塔。
甲醇经过冷凝进入回流槽，冷凝后会出现两种产品，一种是甲醇水溶液，一种是精甲醇产品。
2甲醇精馏塔器优化设计(1)理论优化,配置塔器精甲醇的生产离不开精馏塔，精馏塔在生产甲醇中起到了至关重要的作用，因此在甲醇精馏塔器设计中应该对其进行理论优化。
一般设计人员认为操作和结构设计对甲醇的生产有巨大影响，尤其是操作配置和精馏塔的结构设计，事实证明确实会对甲醇产量造成重大影响。
DN3800甲醇合成塔的设计研究【摘要】在金融环境日益恶劣的大环境下，煤化工行业竞争日趋激烈，化肥产品供大于求，降低产品成本迫在眉睫，核心产品能否更新换代，直接影响化工企业的生存发展。
本文从提高甲醇单元产量目的出发，对甲醇合成塔的设计更新提出一些新思路、新方案，以期能够降低能耗，扩大产能。
【关键词】甲醇合成塔；结构特点；设计过程随着我国煤化工产业的不断发展，甲醇的单元产量不断增加，其核心设备甲醇合成塔的规格也不断增大。
四川蓝星机械有限公司为山东联盟化工股份有限公司制造2台DN3800甲醇合成塔，这是我公司首次研制的最大规格DN3800甲醇合成塔，甲醇合成塔是合成气制甲醇装置中的关键设备，甲醇合成塔的制造水平直接影响到甲醇产品的产量和质量。
一、DN3800甲醇合成塔结构特点甲醇合成塔是甲醇装置中的大型关键设备，是一个固定床列管式反应器，其结构见图1。
设备直径DN3800，反应管为φ44 ×2，其长度为7000mm，共4310 根，催化剂床层高度为7000mm。
甲醇合成塔的上下封头，采用半球封头。
上封头反应气进口处设置气体分布器，在管板的上部装填一层600mm触媒C302 φ5×5，触媒C302上部填装φ10惰性氧化球。
下管板下面装填耐火球φ10。
图1 DN3800甲醇合成塔二、DN3800甲醇合成塔的设计过程（一）主要设计条件及参数见表1（二）材料的选择材料的选择主要考虑甲醇合成塔工作过程中的介质特性和工艺条件，以及设备制造过程中材料的焊接性、工艺性和经济性（表2）表2 材料选择零件名称材料名称规格mm球形封头13MnNiMoR（正火+ 回火）δ80（包括冲压减薄量）壳程筒体13MnNiMoR（正火+ 回火）δ60壳程加强筒体13MnNiMoR（正火+ 回火）δ100管程筒体13MnNiMoR（正火+ 回火）δ100反应管双相不锈钢上钢五厂生产的SAF2205 φ44×2上下管板20MnMo Ⅳ堆焊不锈钢δ（120 + 7）法兰/补强管锻件20MnMo Ⅲ（三）遵循的规范及技术要求：按GB150—2011、GB151—1999、HG/T20584 —2011的要求制造、检验、验收，并接受TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》的监督，同时应满足设计图样提出的技术要求。
