甲醇裂解制氢方法技术

本发明专利技术公开了一种甲醇裂解制氢方法，包括以下步骤：S1：将甲醇通入换热器；S2：利用汽化器对甲醇进行加热汽化；S3：利用过热器对汽化甲醇进行加热；S4：将经过过热后的汽化甲醇通入反应器，进行催化裂解，裂解后得到气体称之为混合气体；S5：将混合气体通入换热器，以使高温的混合气体的热量传递给所述甲醇，称之为第一降温后的混合气体；S6：将第一降温后的混合气体通入冷却器，以对第一降温后的混合气体进行冷却，同时，对氢气进行提纯，称之为第二降温后的混合气体；S7：将第二降温后的混合气体通入气液分离器，通过气液分离器将第二降温后的混合气体进行气液分离。该甲醇裂解制氢方法具有能耗低，维护方便以及成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】
甲醇裂解制氢方法
本专利技术涉及甲醇裂解制氢
，尤其涉及一种甲醇裂解制氢方法。
技术介绍
环境保护日益严格、汽油品质不断提高，原油趋向重质化和高含硫化，这些使得石油化工等企业对氢气需求更为强烈。另外，天然气价格的上涨和煤制氢项目受限，氢气缺口增大，使得甲醇裂解制氢技术得以迅速发展。现有甲醇裂解制氢工艺为：甲醇直接在高温(750℃-800℃)下裂解，得到主要含有氢气和二氧化碳的转化气(还有少量的一氧化碳、甲烷以及水蒸气)。然而，上述的甲醇裂解制氢工艺存在以下技术问题：1、甲醇分解不完全，甲醇消耗量大，导致原料成本高；2、裂解过程容易析碳，导致容易堵塞管道，故障率高，运营维护不便，维护成本高。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种甲醇裂解制氢方法，其能够保证甲醇裂解更充分，以降低原料成本，同时，降低了故障率，维护更方便，降低维护成本，其次，还能够通过利用反应产物的热量作为预热甲醇的热源，实现进一步降低能耗。本专利技术的目的采用如下技术方案实现：甲醇裂解制氢方法，包括以下步骤：S1：将甲醇通入换热器进行预热；S2：利用汽化器对甲醇进行加热汽化，将加热汽化的甲醇称之为汽化甲醇；S3：利用过热器对汽化甲醇进一步加热，以将汽化甲醇的温度提高到裂解反应所需的温度；S4：将经过所述过热器加热后的汽化甲醇通入装填有催化剂的反应器进行催化裂解，以产生高温的且至少包含氢气以及二氧化碳的混合气体；S5：将所述混合气体通入所述换热器，以使高温的混合气体的热量传递给通入到所述换热器内的所述甲醇，对甲醇进行预热，同时降低所述混合气体的温度，称之为第一降温后的混合气体；S6：将所述第一降温后的混合气体通入冷却器，以对所述第一降温后的混合气体进行冷却，同时，通过所述冷却器将第一降温后的混合气体中的水蒸气、汽化甲醇进行冷凝，以对氢气进行提纯，称之为第二降温后的混合气体；S7：将所述第二降温后的混合气体及冷凝液体通入气液分离器，通过气液分离器将第二降温后的混合气体中的冷凝液体分离出来并排出，以对混合气体进行干燥，称之为干燥后的混合气体。进一步地，所述换热器包括换热容器，所述换热容器具有换热腔体，高温的混合气体在所述换热腔体内与通入所述换热腔体内的甲醇进行换热，以对所述甲醇进行预热，同时对所述混合气体降温。进一步地，所述换热容器内配置有导热板，所述导热板将所述换热腔体分隔为相互独立的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体用于放置甲醇，所述第二腔体用于放置混合气体，利用所述导热板实现所述混合气体与所述甲醇之间的换热。进一步地，所述过热器包括过热容器以及安装于所述过热容器内的第一加热器，所述过热器的入口靠近所述过热容器的底部，所述过热器的出口靠近所述过热容器的顶部，汽化甲醇以由下至上的方式在所述过热容器内流动，并经过所述第一加热器，最后经由所述过热器的出口流至所述反应器。进一步地，所述换热器与所述过热器的入口连通，所述汽化器为第二加热器，所述第二加热器安装于所述过热容器的底部，并且所述第一加热器的底部延伸至靠近所述过热容器的底部，利用所述第二加热器和第一加热器同时对所述过热器的底部进行加热，从而使进入所述过热器内的甲醇快速加热汽化并形成汽化甲醇。进一步地，所述第一加热器包括若干沿所述过热容器的高度方向延伸的第一加热体，若干第一加热体之间间隔设置，所述第一加热体的外壁设有若干鳍片。进一步地，在所述S4步骤当中，具有压力的所述汽化甲醇以由上至下的方式灌入所述反应器内。进一步地，所述反应器包括反应容器以及安装于所述反应容器内的第三加热器，所述反应容器用于装载催化剂，所述第三加热器穿插于位于所述反应容器内的催化剂当中，利用所述第三加热器对汽化甲醇进行持续加热，以使所述汽化甲醇始终能够保持在裂解反应所需的温度下。进一步地，所述第三加热器包括若干沿所述反应容器的高度方向延伸的第三加热体，若干第三加热体之间间隔设置。进一步地，所述气液分离器包括气液分离容器、以及安装于所述气液分离容器内的一对分离器筛板和液滴捕集组件，其中一分离器筛板与所述气液分离容器的底部之间形成进气腔体，所述气液分离容器的入口与所述进气腔体连通，另一分离器筛板与所述气液分离容器的顶部之间形成出气腔体，所述气液分离容器的出口与所述出气腔体连通，所述分离器筛板具有若干与所述气液分离容器的内部连通的筛孔，所述液滴捕集组件位于一对所述分离器筛板之间，所述液滴捕集组件具有与筛孔连通的缝隙，且所述液滴捕集组件用于对第二降温后的混合气体中的冷凝液体进行拦截并使水蒸气或汽化甲醇形成液滴。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：1、通过对甲醇依次进行预热、汽化以及过热的方式保证了甲醇能够被充分汽化，同时达到裂解反应所需的温度，并在裂解反应所需的温度下促使汽化甲醇在催化剂的作用下充分裂解，使得甲醇分解更充分、更彻底，降低甲醇的消耗量，也即实现降低原料成本；2、因甲醇在催化剂的作用下发生裂解反应，因此，在裂解过程不会发生析碳现象，不易造成管道堵塞，降低了故障率，维护更方便，降低维护成本；3、通过增加换热步骤，使得反应器生成的高温的混合气体能够进入到换热器内，并使高温的混合气体作为热源与进入到换热器中的甲醇进行换热，以实现对甲醇进行预热，也即利用了反应产物的热量作为对甲醇进行预热的热源，利于降低后续加热过程的能耗，达到少耗电或其他热载体的能量的目的，从而降低成本，同时，经换热后的混合气体得以适当降温，实现降低后续冷却步骤的能耗，以达到少耗电的目的，进一步降低成本。附图说明图1为本专利技术的甲醇裂解制氢用制氢机的结构示意图；图2为图1所示的甲醇裂解制氢用制氢机的工艺流程简图；图3为图1所示的甲醇裂解制氢用制氢机中的换热器的内部结构图，其中，为方便理解，图中的换热容器使用虚线表示，以能够看到内部结构；图4为图1所示的甲醇裂解制氢用制氢机中的汽化器的具体结构示意图；图5为图1所示的甲醇裂解制氢用制氢机中的过热器的内部结构图，其中，为方便理解，图中的过热器容器使用虚线表示，以能够看到内部结构；图6为图5所示的过热器中的第一加热体的具体结构图；图7为图1所示的甲醇裂解制氢用制氢机中的反应器的内部结构图，其中，为方便理解，图中的反应容器使用虚线表示，以能够看到内部结构；图8为图7所示的反应器的分解图；图9为图1所示的甲醇裂解制氢用制氢机中的气液分离器的内部结构图。图中：1、换热器；11、第一腔体；12、第二腔体；13、导热板；2、加热盘；3、过热器；31、过热容器；311、安装腔；32、第一加热器；321、第一加热体；322、鳍片；33、过热器封板；34、过热器温度传感器；35、过热器底板；4、反应器；41、反应容器；411、第一法兰；412、第二法兰；42、第三加热器；421、第三加热体；43、反应器筛板；45、反应器封板；46、反应器温度传感器；4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.甲醇裂解制氢方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：将甲醇通入换热器进行预热；/nS2：利用汽化器对甲醇进行加热汽化，将加热汽化的甲醇称之为汽化甲醇；/nS3：利用过热器对汽化甲醇进一步加热，以将汽化甲醇的温度提高到裂解反应所需的温度；/nS4：将经过所述过热器加热后的汽化甲醇通入装填有催化剂的反应器进行催化裂解，以产生高温的且至少包含氢气以及二氧化碳的混合气体；/nS5：将所述混合气体通入所述换热器，以使高温的混合气体的热量传递给通入到所述换热器内的所述甲醇，对甲醇进行预热，同时降低所述混合气体的温度，称之为第一降温后的混合气体；/nS6：将所述第一降温后的混合气体通入冷却器，以对所述第一降温后的混合气体进行冷却，同时，通过所述冷却器将第一降温后的混合气体中的水蒸气、汽化甲醇进行冷凝，以对氢气进行提纯，称之为第二降温后的混合气体；/nS7：将所述第二降温后的混合气体及冷凝液体通入气液分离器，通过气液分离器将第二降温后的混合气体中的冷凝液体分离出来并排出，以对混合气体进行干燥，称之为干燥后的混合气体。/n

【技术特征摘要】
1.甲醇裂解制氢方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将甲醇通入换热器进行预热；
S2：利用汽化器对甲醇进行加热汽化，将加热汽化的甲醇称之为汽化甲醇；
S3：利用过热器对汽化甲醇进一步加热，以将汽化甲醇的温度提高到裂解反应所需的温度；
S4：将经过所述过热器加热后的汽化甲醇通入装填有催化剂的反应器进行催化裂解，以产生高温的且至少包含氢气以及二氧化碳的混合气体；
S5：将所述混合气体通入所述换热器，以使高温的混合气体的热量传递给通入到所述换热器内的所述甲醇，对甲醇进行预热，同时降低所述混合气体的温度，称之为第一降温后的混合气体；
S6：将所述第一降温后的混合气体通入冷却器，以对所述第一降温后的混合气体进行冷却，同时，通过所述冷却器将第一降温后的混合气体中的水蒸气、汽化甲醇进行冷凝，以对氢气进行提纯，称之为第二降温后的混合气体；
S7：将所述第二降温后的混合气体及冷凝液体通入气液分离器，通过气液分离器将第二降温后的混合气体中的冷凝液体分离出来并排出，以对混合气体进行干燥，称之为干燥后的混合气体。


2.如权利要求1所述的甲醇裂解制氢方法，其特征在于，所述换热器包括换热容器，所述换热容器具有换热腔体，高温的混合气体在所述换热腔体内与通入所述换热腔体内的甲醇进行换热，以对所述甲醇进行预热，同时对所述混合气体降温。


3.如权利要求2所述的甲醇裂解制氢方法，其特征在于，所述换热容器内配置有导热板，所述导热板将所述换热腔体分隔为相互独立的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体用于放置甲醇，所述第二腔体用于放置混合气体，利用所述导热板实现所述混合气体与所述甲醇之间的换热。


4.如权利要求1所述的甲醇裂解制氢方法，其特征在于，所述过热器包括过热容器以及安装于所述过热容器内的第一加热器，所述过热器的入口靠近所述过热容器的底部，所述过热器的出口靠近所述过热容器的顶部，汽化甲醇以由下至上的方式在所述过热容器内流动，并经过所述第一加热器，最后经由所述过热器的出口流至所述反应器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华波，张会强，康金腾翔，刘德鸿，王硕，
申请(专利权)人：广东醇氢新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44