本发明专利技术提供了一种脱氢系统及方法。该系统包括：脱氢反应器、导热介质轴流泵和导热介质管路；导热介质管路包括输入管路、输出管路和介质流通管路，介质流通管路环绕设置于脱氢反应器，输入管路与导热介质轴流泵的出口连通，输出管路与介质流通管路的输出口连通；脱氢反应器内的列管中装载有脱氢催化剂和惰性金属导热材料。该方法包括：被加热后的反应物进入反应器，在催化剂作用下反应并吸收热量；导热介质轴流泵将导热介质通过输入管路送至介质流通管路的输入口，为脱氢反应器提供热量后，导热介质从介质流通管路的输出口进入输出管路；产物和氢气从反应器出口流出。本发明专利技术提供的脱氢系统及方法能够加强热量的导入，确保脱氢反应的正常进行。氢反应的正常进行。氢反应的正常进行。
【技术实现步骤摘要】
一种脱氢系统及方法
[0001]本专利技术涉及一种脱氢系统及方法，属于储氢介质脱氢
技术介绍
[0002]有机液态储氢技术(LOHC，Liquid Organic Hydrogen Carriers)将烯烃、炔烃或芳香烃等特定有机不饱和化合物(储油)与氢气在催化剂作用下发生可逆化学反应生成烷烃类化合物(氢油)来实现氢的储存和释放。储油和氢油在常温常压下均为液态，与以石油为基础的储运设施完全匹配，可大大降低氢气运输成本，并提高氢气储运的安全性，在一些场景下，可有效地破解当前氢能产业储运面临的难题，发展前景广阔。
[0003]液态有机氢化物中环己烷、甲基环己烷(Methylcyclohexane，MCH)、十氢化萘等环烷作为储氢介质的报道较为常见。甲基环己烷脱氢后的产物甲苯较环己烷脱氢产物苯对人体伤害相对要小得多，并且十氢化萘沸点(194.6℃，顺式；185℃，反式)较高，使用时需额外加入热量使其液化，且选择性相对较低。因此，甲基环己烷作为储氢介质相较于其他几种环烷更具优势。
[0004]甲基环己烷脱氢过程是液态储氢过程的一个重要环节，其反应为强吸热反应，反应较难进行。尤其是工业化过程的供热问题，尚需要解决。因甲基环己烷脱氢为强吸热反应，若不能及时供热，反应将停止进行，影响反应的转化率。所以需要快速地提供大量热量。尤其是在工业化装置中，以5000吨/年的甲基环己烷脱氢装置为例，控制热油的进出口温差为5℃，则需要3000m3/h的热油循环量。
[0005]因此，研发出一种新型的脱氢系统及方法，成为了本领域亟待解决的问题之一。
技术实现思路
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种脱氢系统及方法。该脱氢系统及方法能够加强热量的导入，确保脱氢反应的正常进行。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种脱氢系统，其至少包括：脱氢反应器、导热介质轴流泵和导热介质管路；其中，所述导热介质管路包括输入管路、输出管路以及介质流通管路，所述介质流通管路环绕设置于所述脱氢反应器，所述输入管路的一端与所述介质流通管路的输入口连通，所述输入管路的另一端与导热介质轴流泵的出口连通，所述输出管路与所述介质流通管路的输出口连通；所述脱氢反应器内的列管中装载有脱氢催化剂和惰性金属导热材料；所述脱氢反应器的顶部设置有反应器进口，底部设置有反应器出口。
[0008]在上述脱氢系统中，优选地，所述介质流通管路包括介质流入管路和介质流出管路，所述介质流通管路的输入口设置于所述介质流入管路，所述介质流通管路的输出口设置于所述介质流出管路。
[0009]在上述脱氢系统中，优选地，所述介质流入管路的数量为1根或2根以上，当所述介质流入管路的数量为2根以上时，2根以上的介质流入管路在所述脱氢反应器的高度方向上
分布。更优选地，当所述介质流入管路的数量为1根时，其环绕设置于所述脱氢反应器外部的下段；当所述介质流入管路的数量为2根以上时，其环绕设置于所述脱氢反应器外部的下段和中段。本专利技术的介质流入管路可以采用一段式环形管路或几段式环形管路。几段式环形管路的段数可以根据脱氢反应器的长度确定，分别设置于脱氢反应器的中段和下段，能够利于稳定反应器温度。
[0010]在上述脱氢系统中，优选地，所述介质流出管路的数量为1根或2根以上。更优选地，所述介质流出管路环绕设置于所述脱氢反应器外部的上段。
[0011]在上述脱氢系统中，优选地，所述介质流入管路设置1个或2个以上与所述输入管路连通的输入口。本领域技术人员应该理解，当所述介质流入管路的数量为2根以上时，每根介质流入管路均可以设置1个或2个以上与所述输入管路连通的输入口。
[0012]在上述脱氢系统中，优选地，所述介质流出管路设置1个或2个以上与所述输出管路连通的输出口。本领域技术人员应该理解，当所述介质流入管路的数量为2根以上时，每根介质流出管路均可以设置1个或2个以上与所述输出管路连通的输出口。
[0013]在上述脱氢系统中，优选地，所述介质流通管路与所述脱氢反应器一体成型。更具体地，所述介质流入管路和所述介质流出管路与所述脱氢反应器一体成型。
[0014]在上述脱氢系统中，优选地，所述输入管路与所述介质流通管路的输入口连通的方式为法兰连接或焊接。
[0015]在上述脱氢系统中，优选地，所述输出管路与所述介质流通管路的输出口连通的方式为法兰连接或焊接。
[0016]根据本专利技术的具体实施方式，优选地，所述脱氢系统还可以进一步包括加热装置，所述输出管路的一端与所述介质流通管路的输出口连通，另一端连通于所述加热装置。
[0017]在上述脱氢系统中，优选地，所述脱氢反应器为圆柱状或长方体状，所述介质流通管路环绕设置于所述脱氢反应器，与所述脱氢反应器的形状相同或相近。
[0018]在上述脱氢系统中，优选地，被所述介质流通管路环绕的所述脱氢反应器的壳侧设置有若干个导热介质入口和若干个导热介质出口。
[0019]在上述脱氢系统中，优选地，被所述介质流入管路环绕的所述脱氢反应器的壳侧设置有若干个导热介质入口，以1根所述介质流入管路计，所述导热介质入口的数量为6～50个，它们围绕所述脱氢反应器的壳侧一周分布。本领域技术人员应当理解，当本专利技术的介质流入管路的数量为2根以上时，在被每根介质流入管路所环绕的脱氢反应器的壳侧上，均设置6～50个所述导热介质入口。在本专利技术中，导热介质轴流泵将导热介质通过输入管路送至介质流入管路的输入口，进入到脱氢反应器的外部环形空间中，然后通过脱氢反应器壳侧上开设的若干个导热介质入口进入脱氢反应器，为脱氢反应器提供热量，这些导热介质入口起到分布器的作用，能够解决在工业化装置中因供热不及时造成的催化转化效率降低的问题。
[0020]在上述脱氢系统中，优选地，所述导热介质入口的形状为圆形和/或方形，更优选为圆形。本专利技术在被所述介质流入管路环绕的脱氢反应器的壳侧设置有圆形或者方形小孔，优选圆形小孔，作为导热介质的流入通道(即，导热介质入口)，为了保持各个小孔导热介质流量一致，各个孔道的尺寸不一致，具体大小与距离导热介质轴流泵出口的位置相关。更优选地，所述导热介质入口的直径为40mm～100mm。
[0021]在上述脱氢系统中，优选地，被所述介质流出管路环绕的所述脱氢反应器的壳侧设置有若干个导热介质出口，以1根所述介质流出管路计，所述导热介质出口的数量为6～50个，它们围绕所述脱氢反应器的壳侧一周分布。本领域技术人员应当理解，当本专利技术的介质流出管路的数量为2根以上时，在被每根介质流出管路所环绕的脱氢反应器的壳侧上，均设置6～50个所述导热介质出口。在本专利技术中，导热介质自下向上为脱氢反应器列管提供热量后，先从脱氢反应器壳侧上开设的若干个导热介质出口流出，汇集到脱氢反应器外部的环形空间中，这些导热介质出口起到分布器的作用，再通过介质流出管路的输出口进入输出管路。
[0022]在上述脱氢系统中，优选地，所述导热介质出口的形状为圆形和/或方形，更优选为圆形。更优本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种脱氢系统，其特征在于，包括：脱氢反应器、导热介质轴流泵和导热介质管路；其中，所述导热介质管路包括输入管路、输出管路以及介质流通管路，所述介质流通管路环绕设置于所述脱氢反应器，所述输入管路的一端与所述介质流通管路的输入口连通，所述输入管路的另一端与导热介质轴流泵的出口连通，所述输出管路与所述介质流通管路的输出口连通；所述脱氢反应器内的列管中装载有脱氢催化剂和惰性金属导热材料；所述脱氢反应器的顶部设置有反应器进口，底部设置有反应器出口。2.根据权利要求1所述的脱氢系统，其中，所述介质流通管路包括介质流入管路和介质流出管路，所述介质流通管路的输入口设置于所述介质流入管路，所述介质流通管路的输出口设置于所述介质流出管路；优选地，所述介质流入管路的数量为1根或2根以上，当所述介质流入管路的数量为2根以上时，2根以上的介质流入管路在所述脱氢反应器的高度方向上分布；优选地，所述介质流出管路的数量为1根或2根以上。3.根据权利要求2所述的脱氢系统，其中，所述介质流入管路设置1个或2个以上与所述输入管路连通的输入口；优选地，所述介质流出管路设置1个或2个以上与所述输出管路连通的输出口。4.根据权利要求1所述的脱氢系统，其中，所述介质流通管路与所述脱氢反应器一体成型；优选地，所述输入管路与所述介质流通管路的输入口连通的方式为法兰连接或焊接；优选地，所述输出管路与所述介质流通管路的输出口连通的方式为法兰连接或焊接。5.根据权利要求1所述的脱氢系统，其中，所述脱氢反应器为圆柱状或长方体状，所述介质流通管路环绕设置于所述脱氢反应器，与所述脱氢反应器的形状相同或相近。6.根据权利要求1所述的脱氢系统，其中，被所述介质流通管路环绕的所述脱氢反应器的壳侧设置有若干个导热介质入口和若干个导热介质出口。7.根据权利要求2或6所述的脱氢系统，其中，被所述介质流入管路环绕的所述脱氢反应器的壳侧设置有若干个导热介质入口，以1根所述介质流入管路计，所述导热介质入口的数量为6～50个，它们围绕所述脱氢反应器的壳侧一周分布；优选地，所述导热介质入口的形状为圆形和/或方形，更优选为圆形；优选地，所述导热介质入口的直径为40mm～100mm；优选地，...
【专利技术属性】
技术研发人员：武岳，巩阳，邓兆敬，冯军伟，马青山，
申请(专利权)人：中国天辰工程有限公司中国化学工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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