Высокое давление

Реакторы синтеза метанола

На рис. 20 показана колонна, применяющаяся при синтезе метанола на установках, работающих по типовой заводской схеме. Колонна, рассчитанная на рабочее давление до 325 ат, при внутреннем диаметре 800 мм, наружном диаметре 990 мм, высоте корпуса 12 м, вмещает 2,4 м3 катализатора. При объемной скорости 80 000— 115 000 л/л-час, производительность колонны 90—120 т метанола в сутки. Внутренняя часть корпуса защищена от коррозии стальной трубой, толщиной 10 мм, и латунью, толщиной 2 мм.

Газ, подогретый в теплообменнике до температуры порядка 320°, поступает через нижнюю головку в центральную медную трубу, по которой поднимается до верха аппарата и попадает в зону катализа, которую проходит сверху вниз. В центральной трубе расположен мощный электроподогреватель, не указанный на ри­сунке, который включается при разогреве колонны во время пуска. На подогрев рас­ходуется до 400 кВт энергии в час, однако считают жела­тельным повысить эту цифру до 500 кВт, увеличив для этого мощ­ность электроподогревателя.

Катализаторная коробка из­готовлена из трубы диаметром 600/630 мм и заполнена катализатором, лежащим на решетке. Снаружи коробка имеет термоизоляцию из диатомитового кирпича толщиной 80 мм, поверх которой коробка обшита тонким латунным листом. 

 

Колонна синтеза мета­нола производительностью до 90— 120 т/cymки при давлении до 325 am


Рис. 20. Колонна синтеза мета­нола производительностью до 90— 120 т/cymки при давлении до 325 am.

1—верхняя головка; 2—отверстие для пиро­метра; 3—корпус колонны; 4—стальная труба; 5— катализаторная коробка; 6—диатомитовая изоляция; 7 — карман для трехточечной термо­пары; 8 — медная труба, заключающая элек­троподогреватель; 9 — трубка для охлажда­ющего газа; 10 — решетка; 11—нижняя го­ловка; 12 — вывод продуктов; 13— подвод газо­вой смеси; 14,15—подвод охлаждающего газа; 16 — отверстие для ввода спирали электро­подогревателя.

 

 

Термоизоляция и защитная футеровка сокращают полезный объем аппарата на 50%, однако это не предохраняет корпус от высокого нагрева. При температуре в зоне катализатора до 400° и горячей точке, достигающей в конце кампании 440—450°, корпус имеет температуру порядка 325°, повышающуюся даже до 360—375°.

Регулирование температуры в зоне достигается подводом холодного газа в различных точках по высоте катализатора. Для этого в колонну введено снизу пять трубок диаметром 45 мм и один ввод сверху, подающий холодный газ в пространство над катализатором. Трубки на конце изогнуты по кольцу и имеют ряд мелких отверстий, по которым холодный газ равномерно распределяется в слое катализатора, охлаждая его. У каждой трубки на подводящей линии имеется вентиль, что позволяет регулировать температуру по высоте колонны. Обычно пользуются 2—3 трубками, вводящими газ в среднюю часть колонны.

Измерение температуры в зоне контакта производится в 12 точках, расположенных по высоте колонны. Для этого применяют четыре трехточечные термопары в карманах, проходящие слой катализатора.

Недостатком колонн синтеза метанола этой конструкции следует считать подогрев газа в выносных теплообменниках, что усложняет схему синтеза и не позволяет охлаждать стенки колонны поступающим в нее газом, как это имеет место в контактных аппаратах синтеза аммиака с внутренним теплообменником.