大型甲醇合成反应器研究

张彦强

(山西焦煤集团五麟煤焦开发有限责任公司，山西 汾阳 032200)

我国以乙烯为代表的石油资源短缺，而煤炭资源丰富。在此能源结构富煤少油的背景下，煤炭资源在未来很长时间内依然在我国能源结构中占据主导地位。以煤为原料制备甲醇需经历空气分离、煤气化、CO变换、合成气体净化、甲醇合成以及甲醇精馏等工艺。对于甲醇合成反应器而言，其生产规模从几万吨到几百万吨不等，目前我国针对百万吨级甲醇合成反应器的工艺相对落后，还需引进国外先进技术[1]。本文重点对百万吨级甲醇合成反应器进行研究，分析反应器大小、换热管数量等关键工艺参数对生产能力的影响。

1 甲醇合成反应器工艺流程

目前，在化工行业中对以甲醇为上游产品对应的下游产品的使用量较大。因此，提升甲醇合成的生产能力和生产成本，对于提升化工行业的进步和发展具有意义，进而推动了甲醇反应器朝着百万吨级的方向发展。随着制备甲醇装置生产能力的增加，对应的对甲醇合成反应器的性能提出了更高的要求。本文所研究甲醇合成反应器对应的生产能力为180万t/a，该反应器采用气冷-水冷串联反应器的技术解决了传统百万吨级甲醇合成反应器体积过大、能耗较大以及制造困难的问题[2]。

本文所研究甲醇合成反应器为两个水冷反应器和一个气冷反应器。其中，两种类型反应器的连接方式为串联，两台水冷反应器的连接方式为并联。……