[发明专利]一种合成气甲烷化的流向变换周期操作反应装置和应用

摘要

本发明公开了一种合成气甲烷化的流向变换周期操作反应装置，属于煤化工领域。所述的反应装置包括一个反应器单元和换热装置，反应器单元由一个分为三层的填充床催化反应器、一个两位四通阀、两个二通截止阀连接管道组成；换热装置包括一个原料预热换热器和一个回收热量换热器；实践中可将三个反应器单元进行三种组合方式的连接。使用上述装置进行合成气甲烷化反应时，交替控制两位四通阀四个端口的开、闭，实现气体在填充床催化反应器中流动方向的周期性变换；使用三个反应器单元组合时，关闭两个二通截止阀可实现整个系统不停车更换某一反应器单元的催化剂，保证生产过程的连续性。本发明的装置和方法使催化剂的寿命延长，原料气转化效率高。

主权项

一种合成气甲烷化的流向变换周期操作反应装置，其特征在于，所述的反应装置结构如下：（1）一个反应器单元（19），包括一个填充床催化反应器（5）、一个两位四通阀、两个二通截止阀和连接管道：所述的填充床催化反应器（5）分为三层：上层是用于装填惰性填料或具有反应活性的固体催化剂的换热区（8）；中间层是装填具有反应活性的固体催化剂的反应区（7）；下层是用于装填惰性填料或具有反应活性的固体催化剂的换热区（6）；填充床催化反应器（5）上、下两端各有一个供气体进出的开口；两位四通阀（13）的（h）端口和第二个二通截止阀（18）通过管道相连，（i）端口和第一个二通截止阀（17）通过管道相连，（g）端口和（j）端口分别和管道相连；第一个二通截止阀（17）和第二个二通截止阀（18）的另一端分别通过管道和位于所述的填充床催化反应器（5）下端的供气体进出的开口和上端的供气体进出的开口直接相连；（2）换热装置，包括一个原料预热换热器（9）和一个回收热量换热器（10）：所述的原料预热换热器（9）安装在原料气进入反应器单元之前的管道上；所述的回收热量换热器（10）安装在产品气从反应器单元出来后的管道上，并通过管道连接到原料预热换热器（9）上，从而利用产品气所带余热给原料气预热。