據浙江工業大學教授、杭州林達化工技術工程有限公司總經理樓壽林介紹,建設大型甲醇裝置需要解決的主要技術問題有煤氣化技術、催化劑開發、工藝設計和大型反應器制造等。從煤制大型甲醇裝置工藝技術和設備開發看,國內煤氣化技術和制甲醇工藝已經十分成熟,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國際先進水平,并有大量產品出口國外?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器的設計與制造。
據樓壽林介紹,低壓法甲醇合成生產技術因能耗低,已成為世界甲醇生產技術的首選。英國ICI公司和德國Lurgi公司開發的低壓法技術已占據國外70%以上的市場份額,代表了當今世界甲醇合成技術的最高水平。除此之外,國際上還有塔間換熱的TOPSΦE徑向流動反應器、KBR球形反應器和段間換熱CASALE臥式多床反應器等技術?傮w而言,國外開發的冷激甲醇塔結構簡單,易大型化,但為分段絕熱反應,催化劑床層溫差大,合成效率低,副產物高;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,裝填系數小,反應器結構復雜,大型化難度大。
近幾年來,華東理工大學和杭州林達化工技術工程公司都開發成功了大型低溫反應器數學模型和計算軟件,掌握了大型低壓反應器設計和制造核心技術。尤其是杭州林達公司開發的低溫差放熱氣—固相催化方法及反應器,不僅獲得中國發明專利,而且榮獲2004年度國家技術發明二等獎。目前,杭州林達公司采用這項技術研發的低壓均溫型甲醇反應器,由外分氣筒、內集氣筒和反向排列雙U型套裝冷管膽構成,具有徑向流動、低壓差、均溫的特點,可用于60萬噸/年以上規模的甲醇合成,實現了裝置的小塔徑(小于4米)、低壓差(小于0.15MPa)。同時,該裝置通過管內為冷卻介質氣或水、管外裝填催化劑的獨特設計,提高催化劑裝填系數達70%以上,比管內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)串聯組合,與目前最先進的大型聯合反應器需2臺水冷(觸媒裝管內)和1臺氣冷組合相比,可減少1臺大型水冷反應器。
自2000年5月,杭州林達公司首次將哈爾濱氣化廠原進口的Φ2000冷激塔成功改造為JW均溫型甲醇塔之后,目前該公司已經成功地為陜西渭化20萬噸/年、內蒙古天野20萬噸/年和大連大化30萬噸/年等6套大型甲醇裝置設計制造了直徑為Φ3000~Φ3200的大型反應器,并為山西潞安20萬噸/年和山西交城60萬噸/年焦爐氣工程開發成功了直徑為Φ3400和Φ3900的大型反應器。而且,這種國產大型反應器的價格只有同規格進口裝置的1/3,使我國成為繼英國ICI公司和德國Lurgi公司之后,能夠自主設計、制造大型甲醇反應器的國家。
除此之外,杭州林達化工技術有限公司在低壓甲醇合成塔的技術開發、工程設計、設備制造,以及在合成氨廠聯醇生產中壓聯醇塔等方面,開發成功氣—固相催化反應方法及設備和內部換熱催化反應器、低溫差放熱氣—固相催化方法與反應器、醇醚合成改進工藝和合成反應器、接近最佳溫度的催化反應改進工藝和合成反應器等15項專利技術,使我國在大型甲醇裝置生產技術和大型二甲醚合成反應器制造領域擁有了多項自主知識產權。