[发明专利]一种反应器进料温度稳定的甲醇制氢系统

说明书

本发明涉及一种反应器进料温度稳定的甲醇制氢系统，其包括通过导热油管道依次连通的油泵、第一导热油加热炉、第一换热器、第一反应模块、第二导热油加热炉、第二反应模块和第二换热器，第一换热器与第二换热器之间、第一换热器与第一反应模块之间以及第一换热器与第二反应模块之间均通过原料输送管道连通，反应原料依次经流过第二换热器和第一换热器的导热油加热升温后同时送入第一反应模块和第二反应模块。本发明的有益效果为，原料经两个换热器梯度加热，进入反应器时温度稳定，反应产物的品质较好；导热油由两个加热器两段加热，可减小加热器功率，从而避免导热油温度过高而结焦。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种反应器进料温度稳定的甲醇制氢系统。

背景技术

为减少化工生产中的能耗和降低成本，以替代被称为“电老虎”的“电解水制氢”的工艺，甲醇制氢成为获取高纯氢气的一种重要方法。甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下通过催化剂,在催化剂的作用下,发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应,生成氢和二氧化碳,这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。甲醇蒸汽重整是吸热反应，现有的甲醇制氢装置反应温度一般由原料气化炉和反应器热导热油加热炉控制(如图1所示，图1中右侧标号11为原料气化炉)，即原料经原料气化炉气化后通入反应器中，反应器由经导热油加热炉加热过的导热油供给反应所需热量，在实际操作过程中，反应器入口处进料温度存在波动较大的问题，进而导致反应器床层温度不易控制，反应产物达不到预期要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种反应器进料温度稳定的甲醇制氢系统，其将原料气化炉改造为导热油加热炉并在导热油管线上增设两个用于原料与导热油换热的换热器，从而保证原料进入反应器时温度相对稳定，以使反应产物达到预期要求。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种反应器进料温度稳定的甲醇制氢系统，其包括通过导热油管道依次连通的油泵、第一导热油加热炉、第一换热器、第一反应模块、第二导热油加热炉、第二反应模块和第二换热器，所述油泵的出口通过导热油管道与所述第一导热油加热炉连通，所述油泵的入口通过导热油管道与所述第二换热器连通，所述第一换热器与所述第二换热器之间、所述第一换热器与所述第一反应模块之间以及所述第一换热器与所述第二反应模块之间均通过原料输送管道连通，反应原料依次经流过所述第二换热器和所述第一换热器的导热油加热升温后同时送入所述所述第一反应模块和所述第二反应模块。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述第一反应模块和所述第二反应模块分别由若干个反应器组成，每个所述反应器的下部均设有导热油进口和反应产物出口，每个所述反应器的上部均设有导热油出口和反应原料入口，导热油由所述第一换热器流出后分别经所述第一反应模块对应的若干个所述反应器下部的导热油进口流入所述反应器，然后经对应的导热油出口流出所述反应器并汇合后流入所述第二导热油加热炉，导热油由所述第二导热油加热炉流出后分别经所述第二反应模块对应的若干个所述反应器下部的导热油进口流入所述反应器，然后经对应的导热油出口流出并汇合后流入所述第二换热器，反应原料依次经所述第二换热器及第一换热器加热后同时流入所述第一反应模块和第二反应模块对应的若干个反应器的原料入口。

进一步，所述第一反应模块和第二反应模块分别由一个或两个反应器组成，所述第一反应模块和第二反应模块包含的反应器数量相等。优选的，第一反应模块和第二反应模块各自包括两个反应器。

进一步，每个所述反应器的反应原料入口处的原料输送管道上均独立设置有截止阀。

进一步，每个所述反应器的导热油进口及导热油出口处的导热油管道上均独立设置有截止阀。

进一步，所述第一换热器、第二换热器及反应器均包括管程和壳程，其中反应原料走壳程而导热油走管程。

进一步，所述油泵与所述第二换热器之间的导热油管上设置有三通阀，所述三通阀的三个开口分别通过导热油管连通所述油泵、所述第二换热器及导热油储罐。