一種甲醇水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的新工藝制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)是一種甲醇水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的新工藝，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及甲醇裂解制氫裝置，適用于氣體制造行業(yè)，尤其適用于甲醇水蒸汽轉(zhuǎn)化、變壓吸附提純氫氣等裝置。該裝置包含甲醇高位槽、加壓泵、換熱器、汽化器、過(guò)熱器、轉(zhuǎn)化器、調(diào)節(jié)閥、截?cái)嚅y、安全閥、流量計(jì)及其相連的管道；其特征是反應(yīng)所需要的原料為甲醇和水蒸汽，甲醇經(jīng)汽化后在過(guò)熱器中與水蒸汽混合，省掉了水換熱及汽化過(guò)程，降低了系統(tǒng)需要的熱能，同時(shí)減少了泵和汽化器的負(fù)荷，節(jié)省了設(shè)備投資。本發(fā)明專利技術(shù)適用于甲醇轉(zhuǎn)化制氫裝置。它具有低能耗，投資省的特點(diǎn)，適用于大規(guī)模的甲醇轉(zhuǎn)化制氫裝置，特別適用于廠內(nèi)有多余蒸汽或副產(chǎn)蒸汽的單位，可以大幅度地降低能耗和設(shè)備投資。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)專利屬于化工
，涉及氣體變換反應(yīng)及PSA提氫技術(shù)，適用于甲醇裂解制氫行業(yè)。
技術(shù)介紹
現(xiàn)階段甲醇裂解制氫主要的轉(zhuǎn)化制氫的方法是將甲醇和水按一定的比例混合以后，用泵將其加壓后，經(jīng)換熱器換熱，再經(jīng)汽化、過(guò)熱到反應(yīng)所需的溫度后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，在轉(zhuǎn)化器中催化劑的作用下，甲醇首先分解成氫氣、一氧化碳，一氧化碳再與水蒸汽反應(yīng)生成氫氣、二氧化碳等轉(zhuǎn)化氣，轉(zhuǎn)化氣在換熱器中與原料甲醇、水換熱后再經(jīng)冷凝器冷卻后進(jìn)入提純工序進(jìn)行提純處理；在該流程中，汽化、過(guò)熱及轉(zhuǎn)化所需要的熱量由外界鍋爐房供熱。一直以來(lái)，供熱占了甲醇制氫能源消耗中的百分之九十以上，因此，對(duì)甲醇制氫來(lái)說(shuō)，有效地利用熱量，減少能源損失，是大規(guī)模甲醇制氫急需解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)專利針對(duì)上述
技術(shù)介紹
存在的缺陷專利技術(shù)了一種全新的甲醇水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的新工藝，氫氣用戶單位一般均為化工廠或鋼廠等，大部分廠有自產(chǎn)蒸汽，因此，本專利技術(shù)充分利用廠里蒸汽，將原料由原來(lái)的甲醇、水改為甲醇、水蒸汽，甲醇經(jīng)計(jì)量加壓后經(jīng)換熱、汽化后，再與計(jì)量后的水蒸汽進(jìn)行混合，混合后再進(jìn)行過(guò)熱到反應(yīng)所需的溫度，再進(jìn)入轉(zhuǎn)化器進(jìn)行反應(yīng)。整個(gè)流程中只有甲醇需要進(jìn)行加熱和汽化，極大地節(jié)約了原料水汽化所需要的熱量，減小了汽化器的面積，不僅節(jié)能，也節(jié)省了設(shè)備投資。為實(shí)現(xiàn)這一目的，本專利技術(shù)公布了一種全新的甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的新工藝，該工藝主要由甲醇高位槽后S1、調(diào)節(jié)閥S2、加壓泵S3、換熱器S4、汽化器S5、過(guò)熱器S6、轉(zhuǎn)化器S7、調(diào)節(jié)閥S8、閥門(mén)S9、S10、S11、S12及安全閥S13及連接這些設(shè)備的管道、管道上的儀表流量計(jì)L1、流量計(jì)L2組成。具體的特征為：甲醇高位槽S1通過(guò)管道1與調(diào)節(jié)閥S2相連；加壓泵S3通過(guò)管道2與調(diào)節(jié)閥S2相連；換熱器S4通過(guò)管道3與加壓泵S3相連；汽化器S5通過(guò)管道4與換熱器S4相連；過(guò)熱器S6與汽化器S5可以做成一臺(tái)設(shè)備，分為上下兩部分，下部分為汽化段，上部分為過(guò)熱段，也可以做成兩臺(tái)設(shè)備；轉(zhuǎn)化器S7通過(guò)管道5與過(guò)熱器S6相連；轉(zhuǎn)化器S7另一端通過(guò)管道6與換熱器S4相連。進(jìn)一步的，蒸汽通過(guò)管道7進(jìn)入過(guò)熱器，與汽化器出來(lái)的甲醇蒸汽混合，減少了水換熱及汽化過(guò)程，降低了本裝置的熱能消耗，同時(shí)減少了原料液加壓泵和汽化器的負(fù)荷，節(jié)省了設(shè)備投資；進(jìn)一步的，管道5和管道6上分別設(shè)置截?cái)嚅yS9、S10及放空閥S14，當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)車時(shí)，原料氣溫度和壓力沒(méi)有達(dá)到進(jìn)轉(zhuǎn)化器的條件時(shí)，關(guān)閉S9及S10，打開(kāi)放空閥S14，將過(guò)熱器中原料氣排走，避免不合格原料氣對(duì)催化劑造成損害；進(jìn)一步地，截?cái)嚅yS9與汽化器S6間管道5上設(shè)置管道8，管道8上設(shè)置安全閥S13，可以有效地保護(hù)系統(tǒng)安全性，避免系統(tǒng)超壓時(shí)造成設(shè)備的損壞。進(jìn)一步地，截?cái)嚅yS9與轉(zhuǎn)化器S7之間管道上設(shè)置放空閥S12，截?cái)嚅yS10與轉(zhuǎn)化器S7之間管道上設(shè)置放空閥S11；因?yàn)檗D(zhuǎn)化器中裝填了轉(zhuǎn)化催化劑，當(dāng)系統(tǒng)停車時(shí)，需要將轉(zhuǎn)化器中轉(zhuǎn)化氣用氮?dú)獯党觯⒂眉兊獨(dú)獗Ｗo(hù)催化劑，避免其因?yàn)檗D(zhuǎn)化氣中水冷凝后造成催化劑的粉化，或者氧氣進(jìn)入催化劑中造成催化劑氧化，失去活性。綜上所述：本專利技術(shù)專利具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.該工藝的原料為甲醇及水蒸汽，省掉了水換熱及汽化過(guò)程，降低了能耗，同時(shí)汽化器熱負(fù)荷降低，汽化面積減小，節(jié)省了設(shè)備投資。2.該工藝原料中的水不再需要加壓，減少了泵的加壓能力，降低了電耗，節(jié)約了設(shè)備投資。3.在甲醇進(jìn)料管道1和蒸汽進(jìn)料管道7上分別加裝流量計(jì)L1、調(diào)節(jié)閥S2和L2和調(diào)節(jié)閥S8，可以自動(dòng)地控制甲醇和水的進(jìn)料比例，使反應(yīng)達(dá)到最佳狀態(tài)，避免甲醇過(guò)量造成轉(zhuǎn)化率低，或者水蒸汽過(guò)量，造成熱負(fù)荷損失大的問(wèn)題。4.蒸汽和甲醇均以氣態(tài)形式混合，可以混合均勻。5.甲醇汽化后即與蒸汽混合，再進(jìn)行汽化，可以使反應(yīng)物料溫度穩(wěn)定，便于控制反應(yīng)溫度。6.管道8上設(shè)置安全閥，可以防止有效保證本裝置的安全。7．管道5和管道6上設(shè)置放空閥S11和S12，便于本裝置停車時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)化器內(nèi)殘留氣體進(jìn)行置換，保護(hù)轉(zhuǎn)化管內(nèi)的催化劑，延長(zhǎng)其使用壽命。具體實(shí)施方式為能進(jìn)一步了解本專利技術(shù)專利的特征、技術(shù)手段及所達(dá)到的具體目的、功能，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)專利進(jìn)一步詳細(xì)描述。2、請(qǐng)參閱附圖1，該流程圖為一種甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化的制氫的新工藝，該工藝主要由甲醇高位槽后S1、調(diào)節(jié)閥S2、加壓泵S3、換熱器S4、汽化器S5、過(guò)熱器S6、轉(zhuǎn)化器S7、調(diào)節(jié)閥S8、閥門(mén)S9、S10、S11、S12及安全閥S13及連接這些設(shè)備的管道、管道上的儀表流量計(jì)L1、流量計(jì)L2組成。甲醇經(jīng)界外泵入甲醇高位槽S1后，經(jīng)流量計(jì)L1、調(diào)節(jié)閥S2計(jì)量后，再經(jīng)增壓泵S3加壓至系統(tǒng)所需要的壓力后，進(jìn)入換熱器S4，與來(lái)自轉(zhuǎn)化器S7的轉(zhuǎn)化氣進(jìn)行熱交換后，再進(jìn)入汽化器S5汽化，蒸汽則經(jīng)調(diào)節(jié)閥S8及流量計(jì)L2計(jì)量后從過(guò)熱段底部進(jìn)入過(guò)熱器，與S5汽化來(lái)的甲醇蒸汽一起進(jìn)入過(guò)熱器過(guò)熱到所需要的反應(yīng)溫度，經(jīng)管道5進(jìn)入轉(zhuǎn)化器S7中進(jìn)行裂解及轉(zhuǎn)化反應(yīng)，反應(yīng)出來(lái)的轉(zhuǎn)化氣經(jīng)換熱器S4與原料甲醇進(jìn)行換熱，降溫后送到界外，轉(zhuǎn)化器S7的進(jìn)出口管道。為保證系統(tǒng)安全，在過(guò)熱器S6到截?cái)嚅yS9之間管道5上安裝了管道8，并在管道8上設(shè)置安全閥S13；為方便開(kāi)車初期，不合格原料氣的排放，以及停車時(shí)，轉(zhuǎn)化管中轉(zhuǎn)化氣的置換，在管道5和管道6上分別設(shè)置了截?cái)嚅yS9和S10，并在截?cái)嚅yS9與過(guò)熱器S6之間管道上設(shè)置了放空閥S14，以便排放開(kāi)車初期不合格原料氣，在截?cái)嚅yS9和轉(zhuǎn)化器S7之間設(shè)置排空閥S12，在轉(zhuǎn)化器S7和截?cái)嚅yS10之間設(shè)置排空閥S11，以便停車時(shí)通排空閥門(mén)S11和S12對(duì)轉(zhuǎn)化管進(jìn)行置換，以保護(hù)催化劑，延長(zhǎng)其使用壽命。以上所述實(shí)例僅表達(dá)了本專利技術(shù)專利的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本專利技術(shù)專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本專利技術(shù)專利構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本專利技術(shù)專利的保護(hù)范圍。因此，本專利技術(shù)專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種甲醇水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的新工藝，包括了高位槽S1、加壓泵S3、換熱器S4、汽化器S5、過(guò)熱器S6、轉(zhuǎn)化器S7以及連接這些設(shè)備的管道，其特征在于：甲醇高位槽S1通過(guò)管道1、2與加壓泵S3相連接；換熱器S4通過(guò)管道3與加壓泵S3相連；汽化器S5通過(guò)管道4與換熱器S4相連；過(guò)熱器S6與汽化器S5可以做成一臺(tái)設(shè)備，分為上下兩部分，下部分為汽化段，上部分為過(guò)熱段，也可以做成兩臺(tái)設(shè)備；轉(zhuǎn)化器S7通過(guò)管道5與過(guò)熱器S6相連；轉(zhuǎn)化器S7另一端通過(guò)管道6與換熱器S4相連。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種甲醇水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的新工藝，包括了高位槽S1、加壓泵S3、換熱器S4、汽化器S5、過(guò)熱器S6、轉(zhuǎn)化器S7以及連接這些設(shè)備的管道，其特征在于：甲醇高位槽S1通過(guò)管道1、2與加壓泵S3相連接；換熱器S4通過(guò)管道3與加壓泵S3相連；汽化器S5通過(guò)管道4與換熱器S4相連；過(guò)熱器S6與汽化器S5可以做成一臺(tái)設(shè)備，分為上下兩部分，下部分為汽化段，上部分為過(guò)熱段，也可以做成兩臺(tái)設(shè)備；轉(zhuǎn)化器S7通過(guò)管道5與過(guò)熱器S6相連；轉(zhuǎn)化器S7另一端通過(guò)管道6與換熱器S4相連。2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的一種甲醇水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的新工藝，其特征在于蒸汽通過(guò)管道7與過(guò)熱器S6相連。3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李卓謙，李忠俐，李可根，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：成都科特瑞興科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：四川;51