一種高效節能的換熱新工藝的製作方法

2023-06-29 04:34:06

一種高效節能的換熱新工藝的製作方法
【專利摘要】本發明屬於化工【技術領域】，涉及甲醇裂解制氫技術。本發明中的預熱器101、換熱器102、汽化過熱器103、轉化器104、冷凝器105通過管道相連，使原料液和轉化氣實現多次熱量交換，極大地降低能耗和提高生產效率。
【專利說明】一種高效節能的換熱新工藝
【技術領域】
[0001 ] 本發明適用於化工領域，涉及甲醇裂解制氫裝置。
【背景技術】
[0002]氫氣在工業上有著廣泛的用途。近年來，由於精細化工、蒽醌法制雙氧水、粉末冶金、油脂加氫、林業品和農業品加氫、生物工程、石油煉製加氫及氫燃料清潔汽車等的迅速發展，對純氫需求量急速增加。
[0003]對沒有方便氫源的地區，如果採用傳統的以石油類、天然氣或煤為原料造氣來分離制氫需龐大投資一一 「相當於半個合成氨」，只適用於大規模用戶。中小型用戶電解水可方便製得氫氣，但能耗很大，每立方米氫氣耗電達~6度，且氫純度不理想，雜質多，同時規模也受到限制，因此近年來許多原用電解水制氫的廠家紛紛進行技術改造，改用甲醇蒸汽轉化制氫新的工藝路線。
[0004]如今，甲醇裂解制氫裝置應用廣泛，其基本工藝為:甲醇和水按一定比列混合，以氣相形式進入轉化器，經催化劑催化作用，甲醇與水將轉化為氫氣和二氧化碳，這些裝置需將高溫轉化氣經兩次換熱後降溫到常溫後進入變壓吸附裝置進行提純處理，兩次換熱時採用2臺換熱器分級換熱，第一臺換熱器利用轉化氣與原料甲醇進行換熱，回收部分熱量，為防止甲醇在換熱器中汽化，甲醇出口的溫度控制在操作壓力下甲醇的汽化溫度之下，這時轉化氣的出口溫度一般在120度左右，然後轉化氣再在冷凝器中用循環冷卻水進行冷卻，使其溫度降低在40度以下，這樣轉化器出口氣體的熱量沒有得到充分的利用，且消耗循環冷卻水消耗較大，造成裝置能耗極高。

【發明內容】

[0005]本發明是在上述工藝的基礎上，針對【背景技術】存在的缺陷，提供一種高效節能的換熱新工藝。
[0006]該發明所涉及的新型換熱工藝，主要包括:預熱器101、換熱器E102、汽化過熱器103、轉化器104、冷凝器105。原料管道與預熱器101管程入口相連，預熱器101管程出口通過管道與換熱器102殼程入口相連，換熱器102殼程出口通過管道與汽化過熱器103殼程入口相連，汽化過熱器103殼程出口與轉化器104通過管道相連，轉化器104管程出口通過管道與換熱器102管程入口相連，換熱器102管程出口通過管道與預熱器101的殼程入口相連， 預熱器101的殼程出口通過管道與冷凝器105的管程入口相連，冷凝器105的管程出口通過管道將冷卻後的反應氣體輸送至界外，導熱油通過管道依次進入汽化過熱器103的管程和轉化器104的殼程，然後通過管道送出界外。
[0007]綜上所述，本發明新工藝具有以下優點:
相比於傳統工藝，本發明更多地回收了轉化氣的熱量，降低了導熱油供熱量，減少了冷凝器中循環冷卻水的用量，極大地提高了裝置熱能利用率。並且冷凝器面積更小，熱差小，使用壽命更長。【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發明提供的新型換熱器的裝置圖。
【權利要求】
1.一種高效節能的換熱新工藝，包括預熱器101、換熱器102、汽化過熱器103、轉化器104、冷凝器105 ;原料管道與預熱器101管程入口相連，預熱器101管程出口通過管道與換熱器102殼程入口相連，換熱器102殼程出口通過管道與汽化過熱器103殼程入口相連，汽化過熱器103殼程出口與轉化器104通過管道相連，轉化器104管程出口通過管道與換熱器102管程入口相連，換熱器102管程出口通過管道與預熱器101的殼程入口相連，預熱器101的殼程出口通過管道與冷凝器105的管程入口相連，冷凝器105的管程出口通過管道將冷卻後的反應氣體輸送至界外，導熱油通過管道依次進入汽化過熱器103的管程和轉化器104的殼程，然後通過管道送出界外。
2.按照權利要求1所述的高效節能的換熱新工藝，其特徵在於:使用了新型換熱器102，該換熱器的頂部增設了一個氣室，汽化後的甲醇與水混合物在氣室聚集。
3.按照權利要求1所述的高效節能的換熱新工藝，其特徵在於:新型換熱器102的管程為轉化氣通道，殼程為甲醇與水的混合物通道。
4.按照權利要求1所述的高效節能的換熱新工藝，其特徵在於:轉化氣進入換熱器102與原料甲醇和水 的混合液進行換熱，在工藝上允許混合液汽化。
5.按照權利要求1所述的高效節能的換熱新工藝，其特徵在於:轉化氣出預熱器101後進入冷凝器105，該部分溫度可以降到工藝要求的最低溫度。
【文檔編號】C01B3/32GK103910329SQ201310747173
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】李卓謙, 李忠俐, 張穎 申請人:成都科特瑞興科技有限公司