一种甲醇制氢的方法和甲醇制氢系统技术方案

本发明专利技术涉及一种甲醇制氢的方法和甲醇制氢系统，甲醇制氢的方法包括：使甲醇原料经换热形成甲醇蒸汽，将所述甲醇蒸汽与中压蒸汽混合得到混合蒸汽，将所述混合蒸汽送入反应器进行甲醇裂解反应，得到产品气；使超高压蒸汽作为所述甲醇裂解反应的热源进入所述反应器换热，得到超高压蒸汽凝液；使所述产品气作为热介质与所述甲醇原料进行所述换热，得到所述甲醇蒸汽和换热后产品气。本发明专利技术利用产品气与甲醇换热，并利用超高压蒸汽系统给甲醇裂解反应供热，可以取消大量设备，节省了投资和占地，并且通过该方法可能实现撬装化甲醇制氢系统。且通过该方法可能实现撬装化甲醇制氢系统。且通过该方法可能实现撬装化甲醇制氢系统。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇制氢的方法和甲醇制氢系统


[0001]本申请涉及有机化学领域，具体的，涉及一种甲醇制氢的方法和甲醇制氢系统。

技术介绍

[0002]甲醇裂解制氢一般用于厂内开工用氢，装置规模小，一般在4000Nm3/h以下。甲醇裂解制氢包括甲醇储罐、甲醇输送泵、甲醇水混合罐、甲醇升压泵、原料产品预热器、原料过热器、甲醇反应器、水冷器、导热油系统和PSA单元。现有的甲醇制氢系统设备较多，占地面积较大，增加了投资。

技术实现思路

[0003]为了解决甲醇制氢系统设备较多，占地面积较大的问题。本公开第一方面提供一种甲醇制氢的方法，该方法包括：使甲醇原料经换热形成甲醇蒸汽，将所述甲醇蒸汽与中压蒸汽混合得到混合蒸汽，将所述混合蒸汽送入反应器进行甲醇裂解反应，得到产品气；使超高压蒸汽作为所述甲醇裂解反应的热源进入所述反应器换热，得到超高压蒸汽凝液；使所述产品气作为热介质与所述甲醇原料进行所述换热，得到所述甲醇蒸汽和换热后产品气。
[0004]可选地，甲醇蒸汽与所述中压蒸汽混合后进入所述反应器的管程，所述超高压蒸汽进入所述反应器的壳程。
[0005]可选地，在形成所述甲醇蒸汽之前，该方法还包括：将所述甲醇原料升压至1～3Mpa，优选1.5～2.8MPa；换热得到的所述甲醇蒸汽的温度为100℃～250℃，优选为150～220℃；中压蒸汽的压力为2～4MPa，优选为2.5～4MPa；混合蒸汽的温度为250～340℃，优选为270～290℃。
[0006]可选地，该方法还包括：将所述超高压蒸汽凝液进行分液，将所得平衡气返回所述反应器的壳程，并将所得液相送入中压蒸汽凝液单元回用。
[0007]可选地，将所述超高压蒸汽凝液送至超高压蒸汽凝液罐进行所述分液，将所述超高压蒸汽凝液罐中的液相送至闪蒸罐闪蒸；将闪蒸后所得的中压饱和蒸汽作为所述中压蒸汽送至所述反应器入口与所述甲醇蒸汽混合；所述超高压蒸汽的压力为5.0～13MPa，优选为6.5～12.5MPa；所述反应器的入口温度和出口温度分别在200～300℃，优选为270～290℃；闪蒸罐的压力为1.0～4.0MPa，优选为1.5～3.0MPa。
[0008]可选地，该方法还包括：将所述换热后产品气冷却至20～80℃，优选40～45℃；所述冷却采用空冷和/或水冷器，优选采用水冷器；将冷却后的产品气送入氢气提纯装置进行氢气提纯；氢气提纯的方法选自物理吸附、化学吸附、低温分离和PSA中的一种或几种，优选PSA。
[0009]本公开第二方面提供一种甲醇制氢系统，该系统包括甲醇蒸发器、反应器、超高压蒸汽源和中压蒸汽源；所述甲醇蒸发器包括甲醇原料入口、甲醇蒸汽出口、热介质入口和热介质出口；所述反应器具有原料入口、产品气出口、热介质入口和热介质出口；所述反应器的原料入口分别与所述中压蒸汽源、所述甲醇蒸发器的甲醇蒸汽出口连通；所述反应器的
产品气出口与所述甲醇蒸发器的热介质入口连通；所述反应器的热介质入口与所述超高压气源连通。
[0010]可选地，反应器具有管程和壳程，所述反应器的原料入口和产品气出口分别与所述管程连通，所述反应器的热介质入口和热介质出口分别与所述壳程连通。
[0011]可选地，该系统还包括甲醇升压泵，所述甲醇升压泵的出口与所述甲醇蒸发器的甲醇原料入口连通；该系统还包括产品气冷却装置，所述产品气冷却装置的入口与所述甲醇蒸发器的热介质出口连通；该系统还包括氢气提纯装置，所述产品气冷却装置的出口与所述氢气提纯装置的入口连通；所述氢气提纯装置的氢气出口用于与氢气管网连通，所述氢气提纯装置的火炬气出口用于与火炬连通；其中，所述产品气提纯装置选自水冷器和/或空冷器，优选为水冷器；所述氢气提纯装置选自PSA装置、物理吸附装置、低温分离装置和/或化学吸附装置，优选PSA装置。
[0012]可选地，该系统还包括超高压蒸汽凝液罐和中压闪蒸罐，所述超高压蒸汽凝液罐的入口与所述反应器的热介质出口连通，所述超高压蒸汽凝液罐的液相出口与所述中压闪蒸罐的入口连通，所述超高压蒸汽凝液罐的气相出口与所述反应器的壳程连通。
[0013]通过上述技术方案，利用甲醇裂解反应的产品气蒸发甲醇原料，并与蒸汽混合至反应温度，从而可以减少原料蒸发装置数量；甲醇反应器需要的热量由超高压蒸汽提供，超高压蒸汽冷凝后的液相送至中压闪蒸罐，闪蒸出来的中压饱和蒸汽返回与原料混合。该方法可以取消甲醇储罐、原料过热器和整个导热油系统，从而减少设备数量，减小占地，节约投资，并有可能实现撬装化甲醇制氢装置。
[0014]本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0015]附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
[0016]图1是本公开的甲醇制氢方法的一种具体实施方式的工艺流程图。
[0017]附图标记说明
[0018]1.甲醇原料 2.升压甲醇 3.混合蒸汽 4.产品气 5.换热后产品气 6.冷却后的产品气 7.进料气 8.凝结水 9.氢气 10.火炬气 11.中压蒸汽 12.超高压蒸汽 13.超高压蒸汽凝液 14.减压超高压凝液. 15.平衡气. 16.中压饱和蒸汽 17.中压蒸汽凝液；
[0019]A.甲醇升压泵 B.甲醇蒸发器 C.反应器 D.水冷器 E.分液罐 F.PSA G.超高压蒸汽凝液罐 H.中压闪蒸罐。
具体实施方式
[0020]以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
[0021]本公开提供一种甲醇制氢的方法，该方法包括：使甲醇原料经换热形成甲醇蒸汽，将所述甲醇蒸汽与中压蒸汽混合得到混合蒸汽，将所述混合蒸汽送入反应器进行甲醇裂解反应，得到产品气；使超高压蒸汽作为所述甲醇裂解反应的热源进入所述反应器换热，得到超高压蒸汽凝液；使所述产品气作为热介质与所述甲醇原料进行所述换热，得到所述甲醇
蒸汽和换热后产品气。
[0022]通过上述技术方案，利用反应产品气预热甲醇，可以最大程度的减少热量散失，节约能源和成本。气化后的甲醇与中压蒸汽直接混合至反应温度，可以减少原料蒸发装置数量；利用超高压蒸汽为甲醇裂解反应供热；反应后产品气预热甲醇，经过冷却器降温后送至下游氢提纯单元。通过本专利技术可以取消整个导热油系统、甲醇储罐和原料过热器，其中，导热油系统包括导热油高位槽、导热油储罐、导热油泵和导热油加热器；从而可以减少设备，节省占地，最有可能实现撬装化甲醇制氢装置。
[0023]作为一种优选的实施方式，甲醇蒸汽与所述中压蒸汽混合后进入所述反应器的管程，所述超高压蒸汽进入所述反应器的壳程。在该优选的实施方式中，甲醇蒸汽与中压蒸汽换热后进入反应器管程中进行反应，由于甲醇裂解制氢是吸热反应，因此对于管程进行持续加热以维持反应所需的温度。通过所述超高压蒸汽进入所述反应器的壳程，能够为反应持续供热且能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲醇制氢的方法，其特征在于，该方法包括：使甲醇原料经换热形成甲醇蒸汽，将所述甲醇蒸汽与中压蒸汽混合得到混合蒸汽，将所述混合蒸汽送入反应器进行甲醇裂解反应，得到产品气；使超高压蒸汽作为所述甲醇裂解反应的热源进入所述反应器换热，得到超高压蒸汽凝液；使所述产品气作为热介质与所述甲醇原料进行所述换热，得到所述甲醇蒸汽和换热后产品气。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述甲醇蒸汽与所述中压蒸汽混合后进入所述反应器的管程，所述超高压蒸汽进入所述反应器的壳程。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成所述甲醇蒸汽之前，该方法还包括：将所述甲醇原料升压至1～3Mpa，优选1.5～2.8MPa；换热得到的所述甲醇蒸汽的温度为100℃～250℃，优选为150～220℃；所述中压蒸汽的压力为2～4MPa，优选为2.5～4MPa；所述混合蒸汽的温度为250～340℃，优选为270～290℃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：将所述超高压蒸汽凝液进行分液，将所得平衡气返回所述反应器的壳程，并将所得液相送入中压蒸汽凝液单元回用。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述超高压蒸汽凝液送至超高压蒸汽凝液罐进行所述分液，将所述超高压蒸汽凝液罐中的液相送至中压闪蒸罐闪蒸；将闪蒸后所得的中压饱和蒸汽作为所述中压蒸汽送至所述反应器入口与所述甲醇蒸汽混合；所述超高压蒸汽的压力为5.0～13MPa，优选为6.5～12.5MPa；所述反应器的出口温度和入口温度分别在200～300℃，优选为270～290℃；所述中压闪蒸罐的压力为1.0～4.0MPa，优选为1.5～3.0MPa。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：将所述换热后产品气冷却至20～80℃，优选40～45℃；所述冷却采用空冷和/或水冷器，优选采用水冷器；可选地，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建峥，窦隽虹，戴文松，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：