毎週のテーマ 10.11.01 第1回：メタノール合成塔の種類、内部構造、および長所と短所を挙げてください。

国内の中圧連醇メタノール合成塔の内部部品には、冷却管式、冷却衝撃式、および冷却管と冷却衝撃を組み合わせた複合式などがある。冷管型の内部構造としては、単管折り返し式の内部構造（均一温度型）が比較的成功している。この構造は、温度分布が理想的であり、生産能力が高く、運転の柔軟性に優れている。また、触媒の活性が毒物や熱による老化の影響を受けにくく、メタノール合成用触媒の使用温度範囲が狭いという特性にも適しているため、広く利用されている。冷却型の内部構造体は、構造がシンプルで触媒の充填量が多く、取り付けや取り外しが容易で、抵抗の減少も少ないという利点がある。しかし、層内の温度差が大きくなります。また、メタノール合成は強い発熱反応であり、何度も冷却が必要です。冷却用ガスが流入することで、塔内の触媒層全体が毒物や熱による老化などの影響を受けやすくなり、その結果、現在の工程条件下では触媒の使用寿命が短くなり、1トンの触媒から得られるアルコールの量も少なくなってしまいます。

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ルーチー水冷タワーの特長は、熱交換面積が大きく、温度が均一で、触媒の使用条件に適しており、取り付け・取り外しが容易であることです；機能が優れており、リアクター、廃熱ボイラー、起動用ヒーターを一体化しているため、あらゆる運転条件での操作が容易で、あらゆる種類のメタノール合成リアクターの中で最も優れたモデルとなっています。性能が劣り、装填係数が小さく、消耗品の量が多く、製造に高い要求があり、材料にも高い要求がある。個体の重量が重く、輸送や設置が困難で、大型化もやや難しい。

浙江林達化工技術工程有限公司製の大型横型水冷式合成反応器の特徴：①高い容積効率、熱交換管外部に触媒を装着；②熱移動能力が高い；③低循環比、高製品純利益；④圧力降下は低く、タワーの圧力降下は0.03～0.05MPaです。⑤触媒層の長さを増やすことで生産能力を向上させることができる；⑥ケースと内部部品は分離されており、内部部品は単独で交換可能です。

南京国昌化工科技有限公司が製造するGC型水冷板メタノール合成塔は、1基あたりの生産能力が10万～100万トン/年に達し、特徴は以下の通り：①ガスの放射状・乱流分布技術を採用し、圧力損失は通常0.1～0.2MPaである；②触媒層の伝熱特性を向上させ、伝熱係数を高め、熱移動能力を強化する；③触媒の充填係数が高く、生産能力も高い。

管殻式、軸径向式、三套管式、上下触媒倉など

管式合成塔はコストが低く、～5MPaの圧力に適しており、中小規模のメタノール合成装置でよく見られます。プレート式合成塔はコストが高く、～8MPaの圧力に適しており、大型メタノール合成装置ではよく見られる。

返信 4# liujianguo1116 Lugiは現在、単体の水冷タワーは推奨していません。現在は水冷＋空冷を採用しており、熱の利用率が**向上し、ほとんど熱の無駄がありません。

カサリ型プレート交換式メタノール合成塔は熱交換効果が高く、メタノールの合成転換率も良く、温度制御が容易です

1 メタノール合成プロセス　変換ガスとメタノール循環ガスは、組合せ圧縮機によって7.9MPaまで加圧され、塔入口予熱器で約140℃まで温度が上げられた後、メタノール合成塔の冷却管内に入り、管外の反応ガスとさらに熱交換して240℃まで温度が上昇する。その後冷却管を出て管外の触媒層で反応し、合成塔から出るガスの温度は約250℃となる。このガスは廃熱ボイラーで副生蒸気が生成された後、塔入口予熱器の管内を通って塔内へ供給され、同時に自体の温度もさらに下がる。その後、脱塩水予熱器やメタノール水冷器を経て反応ガスの温度を40℃まで下げ、最終的にメタノール分離器に送られる。分離された粗メタノールは、フラッシュタンクで減圧フラッシュされた後、メタノール精留工程に送られる。分離されたガスの大部分は循環機によって圧力が上げられ、再びメタノール合成塔で反応に使用される。ごく一部はリリーフガスとして利用され、水素が回収される。フロー図は図1に示す。図1 低圧メタノール合成プロセスの概略図
図2 メタノール合成に用いられる主な装置一覧
表1 メタノール合成に用いられる主な装置
図3 均温型メタノール合成塔の概略図
図4 均温型メタノール合成塔の構造
図2に示すように、塔内に供給されるガスはガス入口1から合成塔内に入り、誘導管6を通じて各リング管8に均等に分配される。この構造により、塔内のガスが半径方向に均一に分布することが保証される。次に、ガスは下降する冷却管10に入り、触媒層のガスと並流で熱交換を行いながら温度が上昇する。その後、上昇する冷却管9に入り、さらに触媒層のガスと逆流で熱交換を行い温度が上昇する。ガスの温度が触媒の活性化温度に達すると、触媒層17に入ってメタノール合成反応が行われ、反応後のガスは16からメタノール合成塔から排出される。 内モンゴルの天野JW3000均温型メタノール合成塔には、合計4組28個の温度測定ポイントが設置されており、製造プロセス中に触媒層の温度をより正確に監視できるため、メタノール合成反応の状況をより包括的に把握することが可能です。4 触媒の昇温還元　メタノール合成触媒には四川天一科技株式会社製のXNC-98低圧メタノール触媒を使用し、充填量は74.05tである。 昇温還元の良し悪しは、触媒の使用効果に直接的な影響を与える。昇温還元の基本原則は、水蒸気濃度を3.0g/m3を超えないよう厳しく制御し、できるだけ低温で多くの水を得ることです。水蒸気濃度の測定にはある程度の遅れと誤差があるため、一般的には昇温還元速度を制御するために水蒸気濃度を出水量に換算する。低温の出水は触媒の活性発現に有利である。 メタノール合成触媒の昇温還元は、天野社のメタノール工場において高い重視を置かれており、このため触媒メーカー、リンダ社、および工場の技術者らが集まって会議を開き、以下の還元方案が決定されました。 （1）メタノール合成触媒は140℃で水素化還元が開始される。 （2）還元前に、水素供給ラインの流量計FI01412の正確性をテストし、合成塔出口の水素含有量を分析する。 （3）水素含有量の要求

種類：(1)ICI冷激型塔 (2)TOPSΦeメタノール塔 (3)TEC社MRF反応器 (4)Lurgi連合反応器 長所：（1）反応熱が合理的に活用され、メタノール1トンあたり中圧蒸気1トンが副生し、エネルギーの再利用効率が向上する。 （2）タワー全体がほぼ等温反応条件で運転され、その温度はボイラドラムの圧力によって制御されるため、操作が容易で、運用の柔軟性が高い。 （3）低温での活性が高い触媒に適し、触媒の使用寿命が長い。 （4）タワーに供給されるガスに有毒物が含まれている場合、中毒するのは断熱層内の触媒であり、断熱層の直径が大きいため、中毒領域の層高はそれほど高くならない。

ルーチー式の水冷＋空冷の組み合わせにより、熱を効率的に活用できる。1セットあたりの生産量が多く、生産効率も高く、反応の転換率も優れている。水冷タワーの場合に見られる充填係数が低いという欠点を克服しており、大規模な生産に適している。略勢では、専用の触媒C-79glが必要であり、空冷式反応器の反応条件はあまり良くなく、温度差の分布範囲が広いため、特許権者は一般的に空冷式合成塔を指定された製造業者によって製造することを要求している。

トップ社のものと華東理工大学のタワーはほぼ同じで、断熱管殻式反応器ですが、トップ社は優れた触媒とそれに付随する工学技術によって利点を得ています。国内の業績は悪くないはずだ。

返信 10# zjabc でも、ベッドの温度が高すぎるという問題はどう対処すればいいですか？

床層温度が高くなる原因はいくつかあり、具体的な原因に応じて対処する必要がある：新鮮ガスの供給量の増加または成分の変化；循環気量が少ない；ボイラー圧力が上昇した；ボイラー給水流量が不足しているか、ポンプが壊れている；合成塔の近路開度が小さいか、塔内温度が高い·······？原因は多く、具体的な原因については個別に分析して対処する

カッサリ式板交換型メタノール合成塔は、板式熱交換要素を使用するため熱交換面積は大きいが、熱交換通路の断面積が小さい。そのため炉水による強制熱交換を行い、上下の温度差をある程度修正することができるが、上下の温度差を根本的に解消することはできない。単塔の充填高さが高く、充填量も多いため、単塔による大規模生産を実現しやすい。

ルーチ、リンド、カサリ、デイビッド、トプソ、三菱、東洋、華東理工大、杭州林達、成都通用、国昌、安淳！長所と短所については言わないが、詳細は分からないので、みんなで挙げてもらえるといい

昂は君たちに話を止めてほしい、特に国産のことだ