本實(shí)用新型涉及一種甲醇合成塔。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，甲醇合成塔通常將合成氣直接送入反應(yīng)管束中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)管束中裝有催化劑，反應(yīng)過程中釋放的熱量容易導(dǎo)致催化劑失效。而且溫度的升高導(dǎo)致副反應(yīng)增多，合成的甲醇中含有大量的雜質(zhì)成分，例如乙醇和二甲醚等，這些雜質(zhì)成分需要通過后續(xù)的蒸餾和提純步驟去除，而蒸餾和提純需要耗費(fèi)大量的熱能，造成能源的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種甲醇合成塔，所要解決的技術(shù)問題是如何降低副反應(yīng)，減少甲醇產(chǎn)物中的雜質(zhì)成分，提高催化劑的利用效率。

本實(shí)用新型所述的甲醇合成塔包括外殼、反應(yīng)管、上管板、下管板、內(nèi)管塞、內(nèi)管、中心管和屏蔽板，所述的反應(yīng)管、上管板、下管板、內(nèi)管塞、內(nèi)管、中心管和屏蔽板均設(shè)置在外殼的內(nèi)部，外殼的頂部開設(shè)有供氣噴口，在供氣噴口與上管板之間設(shè)置有供氣室；反應(yīng)管設(shè)置在上管板與下管板之間，內(nèi)管設(shè)置在反應(yīng)管的中心位置，內(nèi)管的頂部開口敞開，內(nèi)管的底部由內(nèi)管塞封閉；內(nèi)管與反應(yīng)管之間設(shè)置有環(huán)形催化劑層；反應(yīng)管的頂部由屏蔽板覆蓋，屏蔽板上開設(shè)有通孔，中心管通過屏蔽板上的通孔插入內(nèi)管，中心管的上下開口均敞開，中心管與內(nèi)管之間設(shè)置有環(huán)狀管道；環(huán)形催化劑層的頂部與中心管之間設(shè)置有催化劑層入口；環(huán)形催化劑層的底部設(shè)置有催化劑層出口；外殼的底部設(shè)置有甲醇出口，在下管板與甲醇出口之間設(shè)置有下集氣室；在外殼的一側(cè)設(shè)置有冷卻水進(jìn)口，在外殼的另一側(cè)設(shè)置有冷卻水出口。

所述的反應(yīng)管設(shè)置有多個(gè)，每一個(gè)反應(yīng)管中均設(shè)置有一個(gè)內(nèi)管和一個(gè)中心管，中心管插入內(nèi)管的中心位置。

所述的中心管插入內(nèi)管的長度的至少三分之二處。

所述的環(huán)形催化劑層中填滿顆粒催化劑。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型所述的甲醇合成塔通過中心管將低溫的合成氣送入內(nèi)管的下部，然后在合成氣的上升過程中使低溫的合成氣吸收反應(yīng)放出的熱量，對催化劑進(jìn)行冷卻，使催化劑的溫度均勻并維持在合理的范圍內(nèi)，從而降低了副反應(yīng)，減少了甲醇產(chǎn)物中的雜質(zhì)成分，提高了催化劑的利用效率。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型所述的甲醇合成塔的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的甲醇合成塔內(nèi)催化劑的溫度示意圖。

圖3是本實(shí)用新型所述的甲醇合成塔內(nèi)催化劑的溫度示意圖。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。

如圖1所示，本實(shí)用新型所述的甲醇合成塔1包括外殼2、反應(yīng)管3、上管板4a、下管板4b、內(nèi)管塞5、內(nèi)管6、中心管7和屏蔽板9，所述的反應(yīng)管3、上管板4a、下管板4b、內(nèi)管塞5、內(nèi)管6、中心管7和屏蔽板9均設(shè)置在外殼2的內(nèi)部，外殼2的頂部開設(shè)有供氣噴口14，在供氣噴口14與上管板4a之間設(shè)置有供氣室12；反應(yīng)管3設(shè)置在上管板4a與下管板4b之間，內(nèi)管6設(shè)置在反應(yīng)管3的中心位置，內(nèi)管6的頂部開口敞開，內(nèi)管6的底部由內(nèi)管塞5封閉；內(nèi)管6與反應(yīng)管3之間設(shè)置有環(huán)形催化劑層13；反應(yīng)管3的頂部由屏蔽板9覆蓋，屏蔽板9上開設(shè)有通孔B，中心管7通過屏蔽板9上的通孔插入內(nèi)管6，中心管7的上下開口均敞開，中心管7與內(nèi)管6之間設(shè)置有環(huán)狀管道8；環(huán)形催化劑層13的頂部與中心管7之間設(shè)置有催化劑層入口11；環(huán)形催化劑層13的底部設(shè)置有催化劑層出口15；外殼2的底部設(shè)置有甲醇出口17，在下管板4b與甲醇出口17之間設(shè)置有下集氣室16；在外殼2的一側(cè)設(shè)置有冷卻水進(jìn)口20，在外殼2的另一側(cè)設(shè)置有冷卻水出口21。

所述的反應(yīng)管3設(shè)置有多個(gè)，每一個(gè)反應(yīng)管3中均設(shè)置有一個(gè)內(nèi)管6和一個(gè)中心管7，中心管7插入內(nèi)管6的中心位置。

所述的中心管7插入內(nèi)管6的長度的至少三分之二處。

所述的環(huán)形催化劑層13中填滿顆粒催化劑。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述的顆粒催化劑為銅基催化劑。

本實(shí)用新型所述的甲醇合成塔的工作過程如下：

低溫的合成氣10通過供氣噴口14進(jìn)入供氣室12，然后通過屏蔽板9上的通孔B進(jìn)入中心管7，從中心管7的底部排出后進(jìn)入環(huán)狀管道8，沿著環(huán)狀管道8上升，在上升的過程中低溫的合成氣10吸收環(huán)形催化劑層13中的熱量(即反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量)，對顆粒催化劑進(jìn)行冷卻，避免催化劑因高溫而失效，從而提高了催化劑的利用效率。

同時(shí)由于低溫的合成氣的冷卻作用，使得整個(gè)顆粒催化劑的溫度更均勻，不會出現(xiàn)如圖2所示的溫度峰值。如圖2所示，由于現(xiàn)有技術(shù)中合成氣是一直從上到下地經(jīng)過顆粒催化劑，在頂部的催化劑中會產(chǎn)生溫度峰值，導(dǎo)致頂部的催化劑局部失效，并且整體的催化劑溫度偏高，導(dǎo)致副反應(yīng)增多，產(chǎn)物中會包含大量的乙醇和二甲醚等雜質(zhì)成分，這些雜質(zhì)成分需要通過后續(xù)的蒸餾和提純步驟去除，而蒸餾和提純需要耗費(fèi)大量的熱能，造成能源的浪費(fèi)。

而本申請如圖3所示，由于低溫的合成氣的冷卻作用，使得整個(gè)顆粒催化劑的溫度更均勻，不會出現(xiàn)如圖2所示的溫度峰值。而且整體的催化劑溫度被控制在合理的范圍內(nèi)，既不會影響反應(yīng)速率，又不會產(chǎn)生大量的乙醇和二甲醚等雜質(zhì)成分，從而節(jié)省了后續(xù)蒸餾和提純步驟所需要消耗的熱能，節(jié)約了能源。

合成氣10通過催化劑層入口11進(jìn)入環(huán)形催化劑層13，反應(yīng)生成的含有甲醇和雜質(zhì)的產(chǎn)物18通過催化劑層出口15進(jìn)入下集氣室16，在下集氣室16中匯集，并通過甲醇出口17排出。

冷卻水19通過冷卻水進(jìn)口20進(jìn)入外殼2，吸收反應(yīng)產(chǎn)生的熱量后的液體C經(jīng)由冷卻水出口21排出。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作了詳盡的描述，但在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實(shí)用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。