CN217398454U - 针状焦制氢单元汽化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制氢装置技术领域，具体涉及一种针状焦制氢单元汽化反应装置。所述针状焦制氢单元汽化反应装置，甲醇管线和酸性水管线依次经混合器、原料预热器、原料汽化器和原料加热器后连接反应器的顶部入口，混合器和原料预热器之间的管线上连接有蒸汽管线，导热油输入管线依次经原料加热器、反应器的夹套入口、反应器的夹套出口、原料汽化器后连接导热油输出管线，反应器的底部出气口连接原料预热器。本实用新型避免了甲醇与酸性水的混合物瞬间汽化造成原料汽化器封头膨胀泄漏，提高了装置的运行稳定性，且对装置热量进行了综合利用，降低了能耗。

Description

针状焦制氢单元汽化反应装置

技术领域

本实用新型涉及制氢装置技术领域，具体涉及一种针状焦制氢单元汽化反应装置。

背景技术

甲醇催化转化制气工艺过程包括：原料汽化、催化转化反应、转化气冷却冷凝以及洗涤净化等。先将甲醇和酸性水按规定比例计量混合后，用泵加压送入***进行汽化并加热至转化温度，然后在规定温度和压力下，将原料混合气通入反应器中同时完成催化裂解和催化转化两个反应，将反应器下部出来的高温转化气经冷却、冷凝降到常温，再进入水洗塔用脱盐水洗涤回收未反应的甲醇和水。

目前的甲醇制氢装置在开工投料时，常温甲醇与常温酸性水混合后直接进入高温的原料汽化器，会造成甲醇与酸性水的混合物瞬间汽化，造成原料汽化器封头膨胀泄漏，导致装置检修和更换频率增高，且原料汽泄漏直接危害人体健康和影响环境。此外，甲醇制氢装置中，原料汽化器、原料加热器、反应器等多个设备需要进行加热，目前一般对各设备进行单独加热，导致导热油或蒸汽等加热介质热量利用不充分，造成了能源浪费。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种针状焦制氢单元汽化反应装置，避免了甲醇与酸性水的混合物瞬间汽化造成原料汽化器封头膨胀泄漏，提高了装置的运行稳定性，且对装置热量进行了综合利用，降低了能耗。

本实用新型所述的针状焦制氢单元汽化反应装置，包括甲醇管线、酸性水管线、混合器、蒸汽管线、导热油输入管线、导热油输出管线、原料加热器、原料汽化器、原料预热器和反应器，所述甲醇管线和酸性水管线依次经混合器、原料预热器、原料汽化器和原料加热器后连接反应器的顶部入口，所述混合器和原料预热器之间的管线上连接有蒸汽管线，所述导热油输入管线依次经原料加热器、反应器的夹套入口、反应器的夹套出口、原料汽化器后连接导热油输出管线，所述反应器的底部出气口连接原料预热器。

作为一种优选方案，所述甲醇管线上设置有甲醇流量计和甲醇电磁控制阀；甲醇流量计和甲醇电磁控制阀电性相连。通过甲醇流量计和甲醇电磁控制阀控制甲醇的流量。

作为一种优选方案，所述酸性水管线上设置有酸性水流量计和酸性水电磁控制阀；酸性水流量计和酸性水电磁控制阀电性相连。通过酸性水流量计和酸性水电磁控制阀控制酸性水的流量。

作为一种优选方案，所述蒸汽管线上设置有蒸汽流量计和蒸汽电磁控制阀；蒸汽流量计和蒸汽电磁控制阀电性相连。通过蒸汽流量计和蒸汽电磁控制阀控制蒸汽的流量，利用蒸汽的热量对甲醇和酸性水的混合物进行预热，同时蒸汽冷凝成水后不会对反应造成影响。

作为一种优选方案，所述反应器的底部出气口经原料预热器连接冷凝器。利用反应器中转化气的热量对甲醇和酸性水的混合原料进行进一步预热，使其部分汽化，避免进入原料汽化器后瞬间汽化，造成原料汽化器封头膨胀泄漏。

作为一种优选方案，所述冷凝器的出口连接送入水洗塔管线，将冷却后的含有氢气和二氧化碳的转化气送入水洗塔进行水洗。

所述针状焦制氢单元汽化反应装置的工作过程如下：

将甲醇和酸性水按规定比例计量混合后，经混合器混合后，通入一部分蒸汽，对甲醇和酸性水的混合物进行预热，再利用反应器中转化气的热量在原料预热器中对甲醇和酸性水的混合原料进行进一步预热，使其部分汽化，然后通入原料汽化器中进行汽化，避免了甲醇和酸性水的混合物进入原料汽化器后瞬间汽化，造成原料汽化器封头膨胀泄漏；汽化后的原料经原料加热器加热至反应温度，进入反应器中进行催化裂解和催化转化两个反应，得到含有氢气和二氧化碳的转化气，从反应器底部排出，依次经原料预热器和冷凝器降温，送入水洗塔进行水洗；其中，利用导热油依次对原料加热器、反应器、原料汽化器进行加热，充分利用了导热油的热量，降低了能耗。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的针状焦制氢单元汽化反应装置，在原料混合气后增加蒸汽管线，并增加原料预热器，对甲醇与酸性水的混合物进行逐渐预热后再进行汽化，避免了甲醇与酸性水的混合物瞬间汽化造成原料汽化器封头膨胀泄漏，提高了装置的运行稳定性；同时利用导热油依次对原料加热器、反应器、原料汽化器进行加热，充分利用了导热油的热量，并利用反应器排出的高温转化气对原料进行预热，对装置热量进行了综合利用，降低了能耗。

附图说明

图1为本实用新型针状焦制氢单元汽化反应装置的结构示意图；

图中：1、甲醇管线；2、酸性水管线；3、混合器；4、导热油输入管线；5、导热油输出管线；6、原料加热器；7、原料汽化器；8、原料预热器；9、蒸汽管线；10、冷凝器；11、反应器；12、送入水洗塔管线；13、甲醇流量计；14、甲醇电磁控制阀；15、酸性水流量计；16、酸性水电磁控制阀；17、蒸汽流量计；18、蒸汽电磁控制阀。

具体实施方式

以下将对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本实用新型所属领域技术人员普遍理解的相同含义。

实施例1

如图1所示，本实用新型所述的针状焦制氢单元汽化反应装置，包括甲醇管线1、酸性水管线2、混合器3、蒸汽管线9、导热油输入管线4、导热油输出管线5、原料加热器6、原料汽化器7、原料预热器8和反应器11，所述甲醇管线1和酸性水管线2依次经混合器3、原料预热器8、原料汽化器7和原料加热器6后连接反应器11的顶部入口，所述混合器3和原料预热器8之间的管线上连接有蒸汽管线9，所述导热油输入管线4依次经原料加热器6、反应器11的夹套入口、反应器11的夹套出口、原料汽化器7后连接导热油输出管线5，所述反应器11的底部出气口连接原料预热器8。

所述甲醇管线1上设置有甲醇流量计13和甲醇电磁控制阀14；甲醇流量计13和甲醇电磁控制阀14电性相连。通过甲醇流量计13和甲醇电磁控制阀14控制甲醇的流量。

所述酸性水管线2上设置有酸性水流量计15和酸性水电磁控制阀16；酸性水流量计15和酸性水电磁控制阀16电性相连。通过酸性水流量计15和酸性水电磁控制阀16控制酸性水的流量。

所述蒸汽管线9上设置有蒸汽流量计17和蒸汽电磁控制阀18；蒸汽流量计17和蒸汽电磁控制阀18电性相连。通过蒸汽流量计17和蒸汽电磁控制阀18控制蒸汽的流量，利用蒸汽的热量对甲醇和酸性水的混合物进行预热，同时蒸汽冷凝成水后不会对反应造成影响。

所述反应器11的底部出气口经原料预热器8连接冷凝器10。利用反应器11中转化气的热量对甲醇和酸性水的混合原料进行进一步预热，使其部分汽化，避免进入原料汽化器7后瞬间汽化，造成原料汽化器封头膨胀泄漏。

所述冷凝器10的出口连接送入水洗塔管线12，将冷却后的含有氢气和二氧化碳的转化气送入水洗塔进行水洗。

所述针状焦制氢单元汽化反应装置的工作过程如下：

将甲醇和酸性水按规定比例计量混合后，经混合器3混合后，通入一部分蒸汽，对甲醇和酸性水的混合物进行预热，再利用反应器11中转化气的热量在原料预热器8中对甲醇和酸性水的混合原料进行进一步预热，使其部分汽化，然后通入原料汽化器7中进行汽化，避免了甲醇和酸性水的混合物进入原料汽化器7后瞬间汽化，造成原料汽化器封头膨胀泄漏；汽化后的原料经原料加热器6加热至反应温度，进入反应器11中进行催化裂解和催化转化两个反应，得到含有氢气和二氧化碳的转化气，从反应器11底部排出，依次经原料预热器8和冷凝器10降温，送入水洗塔进行水洗；其中，利用导热油依次对原料加热器6、反应器11、原料汽化器7进行加热，充分利用了导热油的热量，降低了能耗。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种针状焦制氢单元汽化反应装置，其特征在于：包括甲醇管线(1)、酸性水管线(2)、混合器(3)、蒸汽管线(9)、导热油输入管线(4)、导热油输出管线(5)、原料加热器(6)、原料汽化器(7)、原料预热器(8)和反应器(11)，所述甲醇管线(1)和酸性水管线(2)依次经混合器(3)、原料预热器(8)、原料汽化器(7)和原料加热器(6)后连接反应器(11)的顶部入口，所述混合器(3)和原料预热器(8)之间的管线上连接有蒸汽管线(9)，所述导热油输入管线(4)依次经原料加热器(6)、反应器(11)的夹套入口、反应器(11)的夹套出口、原料汽化器(7)后连接导热油输出管线(5)，所述反应器(11)的底部出气口连接原料预热器(8)。

2.根据权利要求1所述的针状焦制氢单元汽化反应装置，其特征在于：所述反应器(11)的底部出气口经原料预热器(8)连接冷凝器(10)。

3.根据权利要求2所述的针状焦制氢单元汽化反应装置，其特征在于：所述冷凝器(10)的出口连接送入水洗塔管线(12)。

4.根据权利要求1所述的针状焦制氢单元汽化反应装置，其特征在于：所述甲醇管线(1)上设置有甲醇流量计(13)和甲醇电磁控制阀(14)。

5.根据权利要求4所述的针状焦制氢单元汽化反应装置，其特征在于：甲醇流量计(13)和甲醇电磁控制阀(14)电性相连。

6.根据权利要求1所述的针状焦制氢单元汽化反应装置，其特征在于：所述酸性水管线(2)上设置有酸性水流量计(15)和酸性水电磁控制阀(16)。

7.根据权利要求6所述的针状焦制氢单元汽化反应装置，其特征在于：酸性水流量计(15)和酸性水电磁控制阀(16)电性相连。

8.根据权利要求1所述的针状焦制氢单元汽化反应装置，其特征在于：所述蒸汽管线(9)上设置有蒸汽流量计(17)和蒸汽电磁控制阀(18)。

9.根据权利要求8所述的针状焦制氢单元汽化反应装置，其特征在于：蒸汽流量计(17)和蒸汽电磁控制阀(18)电性相连。

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