據(jù)浙江工業(yè)大學(xué)教授、杭州林達(dá)化工技術(shù)工程有限公司總經(jīng)理樓壽林介紹,建設(shè)大型甲醇裝置需要解決的主要技術(shù)問題有煤氣化技術(shù)、催化劑開發(fā)、工藝設(shè)計和大型反應(yīng)器制造等。從煤制大型甲醇裝置工藝技術(shù)和設(shè)備開發(fā)看,國內(nèi)煤氣化技術(shù)和制甲醇工藝已經(jīng)十分成熟,南化公司研究院、西南化工研究院等研制的甲醇催化劑已達(dá)國際先進(jìn)水平,并有大量產(chǎn)品出口國外?梢哉f,目前制約中國甲醇裝置大型化的核心問題是大型甲醇反應(yīng)器的設(shè)計與制造。
據(jù)樓壽林介紹,低壓法甲醇合成生產(chǎn)技術(shù)因能耗低,已成為世界甲醇生產(chǎn)技術(shù)的首選。英國ICI公司和德國Lurgi公司開發(fā)的低壓法技術(shù)已占據(jù)國外70%以上的市場份額,代表了當(dāng)今世界甲醇合成技術(shù)的最高水平。除此之外,國際上還有塔間換熱的TOPSΦE徑向流動反應(yīng)器、KBR球形反應(yīng)器和段間換熱CASALE臥式多床反應(yīng)器等技術(shù)。總體而言,國外開發(fā)的冷激甲醇塔結(jié)構(gòu)簡單,易大型化,但為分段絕熱反應(yīng),催化劑床層溫差大,合成效率低,副產(chǎn)物高;管殼式甲醇塔,催化劑床層溫差小,合成效率高,但催化劑裝在管內(nèi),裝填系數(shù)小,反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,大型化難度大。
近幾年來,華東理工大學(xué)和杭州林達(dá)化工技術(shù)工程公司都開發(fā)成功了大型低溫反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型和計算軟件,掌握了大型低壓反應(yīng)器設(shè)計和制造核心技術(shù)。尤其是杭州林達(dá)公司開發(fā)的低溫差放熱氣—固相催化方法及反應(yīng)器,不僅獲得中國發(fā)明專利,而且榮獲2004年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎。目前,杭州林達(dá)公司采用這項技術(shù)研發(fā)的低壓均溫型甲醇反應(yīng)器,由外分氣筒、內(nèi)集氣筒和反向排列雙U型套裝冷管膽構(gòu)成,具有徑向流動、低壓差、均溫的特點,可用于60萬噸/年以上規(guī)模的甲醇合成,實現(xiàn)了裝置的小塔徑(小于4米)、低壓差(小于0.15MPa)。同時,該裝置通過管內(nèi)為冷卻介質(zhì)氣或水、管外裝填催化劑的獨(dú)特設(shè)計,提高催化劑裝填系數(shù)達(dá)70%以上,比管內(nèi)裝觸媒的管殼式提高了1倍。另外,該甲醇合成塔通過水冷-氣冷(水在管內(nèi))串聯(lián)組合,與目前最先進(jìn)的大型聯(lián)合反應(yīng)器需2臺水冷(觸媒裝管內(nèi))和1臺氣冷組合相比,可減少1臺大型水冷反應(yīng)器。
自2000年5月,杭州林達(dá)公司首次將哈爾濱氣化廠原進(jìn)口的Φ2000冷激塔成功改造為JW均溫型甲醇塔之后,目前該公司已經(jīng)成功地為陜西渭化20萬噸/年、內(nèi)蒙古天野20萬噸/年和大連大化30萬噸/年等6套大型甲醇裝置設(shè)計制造了直徑為Φ3000~Φ3200的大型反應(yīng)器,并為山西潞安20萬噸/年和山西交城60萬噸/年焦?fàn)t氣工程開發(fā)成功了直徑為Φ3400和Φ3900的大型反應(yīng)器。而且,這種國產(chǎn)大型反應(yīng)器的價格只有同規(guī)格進(jìn)口裝置的1/3,使我國成為繼英國ICI公司和德國Lurgi公司之后,能夠自主設(shè)計、制造大型甲醇反應(yīng)器的國家。
除此之外,杭州林達(dá)化工技術(shù)有限公司在低壓甲醇合成塔的技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計、設(shè)備制造,以及在合成氨廠聯(lián)醇生產(chǎn)中壓聯(lián)醇塔等方面,開發(fā)成功氣—固相催化反應(yīng)方法及設(shè)備和內(nèi)部換熱催化反應(yīng)器、低溫差放熱氣—固相催化方法與反應(yīng)器、醇醚合成改進(jìn)工藝和合成反應(yīng)器、接近最佳溫度的催化反應(yīng)改進(jìn)工藝和合成反應(yīng)器等15項專利技術(shù),使我國在大型甲醇裝置生產(chǎn)技術(shù)和大型二甲醚合成反應(yīng)器制造領(lǐng)域擁有了多項自主知識產(chǎn)權(quán)。