一种加氢设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种加氢设备。该加氢设备包括：进料系统、加氢反应器、催化剂模块、分离系统、冷却系统；加氢反应器为列管式反应器；催化剂模块设置于列管式反应器的列管内；加氢反应器的顶部设置有反应介质入口、底部设置有加氢后物料出口、侧壁设置有壳程入口和壳程出口；进料系统与加氢反应器的反应介质入口连接，加氢反应器的加氢后物料出口与分离系统的入口连接；加氢反应器侧壁的壳程入口和壳程出口与冷却系统连接，用于采用冷却介质对加氢反应器进行循环冷却。本实用新型专利技术的加氢设备能够在较低温度和较低压力下实现较高的加氢转化率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种加氢设备


[0001]本技术属于储氢
，具体涉及一种加氢设备。

技术介绍

[0002]有机物储氢是利用环烷类、多环烷类、咔唑类以及N
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杂环类等有机物作为介质，在不破坏碳环主体结构的前提下，通过加氢和脱氢的可逆化学过程来实现氢气储运的技术。因其储氢介质在常温常压下可长周期保持稳定的液态，能像柴油一样安全储存和运输，因此可利用已有的成熟石油工业基础设施和储运配送设备设施，实现氢气的运输、长周期储存和便捷配送，是目前最具发展前景的新型储氢技术之一。
[0003]对于有机物储氢技术而言，储氢介质的选择十分重要。储氢介质不仅需要有较好的储氢能力，而且还要求其有较高的稳定性。甲基环己烷
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甲苯储氢技术是利用甲苯中的不饱和C＝C键作为化学吸收氢气的媒介，且甲基环己烷和甲苯的物理化学性质相对稳定，毒性较小，对环境较为友好。因此，甲基环己烷
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甲苯储氢技术是目前已经实际应用、最具发展潜力的液态有机物储氢技术之一。
[0004]储氢技术主要包括加氢工艺和脱氢工艺。现有的甲苯加氢工艺技术中，大多是将甲苯和氢气加热至180～200℃，再进入装有加氢催化剂的列管式固定床反应器中，反应压力在4～7MPa。但是温度超过200℃会导致副反应的发生，生成苯、环己烷和甲烷等杂质。而且，将甲苯在4～7MPa的高压下汽化，需要消耗大量的能量，且增大了投资成本。
[0005]因此，研发出一种新型的加氢设备，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，本技术的目的在于提供一种加氢设备。本技术的加氢设备能够在较低温度和较低压力下实现较高的加氢转化率。
[0007]为了实现上述目的，本技术提供了一种加氢设备，其包括：进料系统、加氢反应器、催化剂模块、分离系统、冷却系统；所述加氢反应器为列管式反应器；所述催化剂模块设置于所述列管式反应器的列管内；所述加氢反应器的顶部设置有反应介质入口、底部设置有加氢后物料出口，所述加氢反应器的侧壁设置有壳程入口和壳程出口；所述进料系统与所述加氢反应器的反应介质入口连接，所述加氢反应器的加氢后物料出口与所述分离系统的入口连接；所述加氢反应器侧壁的壳程入口和壳程出口与所述冷却系统连接，所述冷却系统用于采用冷却介质对所述加氢反应器进行循环冷却。
[0008]在上述的加氢设备中，优选地，所述加氢反应器为一段式固定床列管式反应器。
[0009]在上述的加氢设备中，优选地，所述一段式固定床列管式反应器中排列有10～10000根列管，所述列管的直径为20mm～55mm，所述列管的长度为1m～9m。列管直径和长度不仅会影响加氢反应的空速，而且会影响散热。若列管直径太粗，则会导致传热效率降低，并且会导致加入的催化剂过多，增加成本。而本技术所采用的列管直径和长度，能够使反应的传热、空速以及催化剂成本达到最佳平衡。
[0010]在上述的加氢设备中，优选地，在所述催化剂模块中，加氢催化剂和惰性金属导热材料按比例混合，并以沿列管高度方向向上所述加氢催化剂的占比按梯度降低的方式设置于所述列管内。所述加氢催化剂可以为加氢技术中常规使用的加氢催化剂。
[0011]在上述的加氢设备中，优选地，相对于所述加氢催化剂堆积体积占比为1，所述惰性金属导热材料堆积体积占比为10～1。也就是说，所述加氢催化剂总量和所述惰性金属导热材料总量的堆积体积比为1：(1～10)。
[0012]在上述的加氢设备中，优选地，所述惰性金属导热材料包括银、铜、铝或铁等；更优选地，所述惰性金属导热材料包括铝或铁。
[0013]在上述的加氢设备中，优选地，所述惰性金属导热材料为颗粒状和/或柱状。更优选地，颗粒状惰性金属导热材料的平均直径为0.5mm～1cm。更优选地，柱状惰性金属导热材料的形状包括圆柱体、长方体和正方体等柱状体中的一种或几种的组合；进一步优选地，柱状惰性金属导热材料的长、宽和高分别为0.5mm～1cm。
[0014]在本技术的优选技术方案中，加氢反应器的列管内按浓度梯度设置有加氢催化剂和惰性金属导热材料，通过设置惰性金属导热材料与加氢催化剂混合装填，并且加氢催化剂的占比按由下至上梯度降低的方式稀释加氢催化剂，能够迅速移热，确保反应不会在局部超温，防止副反应的发生，并防止局部超温导致的催化剂失活和结焦，提高了反应的转化率。
[0015]在上述的加氢设备中，优选地，所述加氢反应器的壳程入口设置于反应器侧壁的下部，所述加氢反应器的壳程出口设置于反应器侧壁的上部。
[0016]在上述的加氢设备中，优选地，所述进料系统至少包括加氢介质输送管线、氢气输送管线、混合气体管线以及汽化器；所述加氢介质输送管线与所述汽化器的入口连接，所述汽化器的出口与所述氢气输送管线连通并汇合为所述混合气体管线，所述混合气体管线与所述加氢反应器的反应介质入口连接。更优选地，所述进料系统进一步包括过热器，所述过热器设置于所述汽化器与所述氢气输送管线相连接的管线上，用于对汽化后的加氢介质加热至过热。更优选地，所述进料系统进一步包括氢气换热器，所述氢气换热器设置于所述氢气输送管线上，用于对氢气进行加热。更优选地，所述加氢介质输送管线和所述氢气输送管线上分别设置有流量调节阀。更优选地，所述混合气体管线上设置有压力控制阀。
[0017]在上述的加氢设备中，优选地，所述分离系统包括冷却器和分离器，所述冷却器的入口通过管线与所述加氢反应器的加氢后物料出口连接，所述冷却器的出口通过管线与所述分离器的入口连接，所述分离器设置有产物出口和尾气出口。加氢后的混合气从加氢反应器的加氢后物料出口流出，经冷却器进行冷却以及分离器进行气液分离后，从分离器的产物出口流出加氢产物，从尾气出口流出含氢尾气。更优选地，所述分离器的尾气出口与所述氢气输送管线连通，用于对含氢尾气中的氢气进行循环利用。
[0018]在上述的加氢设备中，优选地，所述冷却系统包括循环泵和冷却介质储存与分离装置；所述冷却介质储存与分离装置设置有循环冷却介质出口和循环冷却介质入口；所述冷却介质储存与分离装置的循环冷却介质出口通过管线和所述循环泵与所述加氢反应器的壳程入口连接，所述加氢反应器的壳程出口通过管线与所述冷却介质储存装置的循环冷却介质入口连接。更优选地，所述冷却介质储存与分离装置还设置有外部冷却介质入口和副产物出口，所述外部冷却介质入口用于使来自外部的冷却介质进入所述冷却介质储存与
分离装置，所述副产物出口用于使冷却介质循环后产生的副产物流出所述冷却介质储存与分离装置。更优选地，所述冷却介质储存与分离装置包括汽包，所述冷却介质包括热水，所述副产物包括饱和水蒸汽。所述汽包可以采用本领域常规的汽包，其设置有压力控制单元。
[0019]本技术提供了一种加氢设备，尤其是一种甲苯加氢制备甲基环己烷的设备。本技术的设备采用列管式反应器进行加氢反应，通过在加氢反应器的列管内设置催化剂模块，其中加氢催化剂和惰性金属导热材料按比例混合，并以沿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加氢设备，其包括：进料系统、加氢反应器、催化剂模块、分离系统、冷却系统，其特征在于，所述加氢反应器为列管式反应器；所述催化剂模块设置于所述列管式反应器的列管内；所述加氢反应器的顶部设置有反应介质入口、底部设置有加氢后物料出口，所述加氢反应器的侧壁设置有壳程入口和壳程出口；所述进料系统与所述加氢反应器的反应介质入口连接，所述加氢反应器的加氢后物料出口与所述分离系统的入口连接；所述加氢反应器侧壁的壳程入口和壳程出口与所述冷却系统连接，所述冷却系统用于采用冷却介质对所述加氢反应器进行循环冷却。2.根据权利要求1所述的加氢设备，其特征在于，所述加氢反应器为一段式固定床列管式反应器；所述一段式固定床列管式反应器中排列有10～10000根列管，所述列管的直径为20mm～55mm，所述列管的长度为1m～9m。3.根据权利要求1所述的加氢设备，其特征在于，所述进料系统至少包括加氢介质输送管线、氢气输送管线、混合气体管线以及汽化器；所述加氢介质输送管线与所述汽化器的入口连接，所述汽化器的出口与所述氢气输送管线连通并汇合为所述混合气体管线，所述混合气体管线与所述加氢反应器的反应介质入口连接；所述加氢介质输送管线和所述氢气输送管线上分别设置有流量调节阀；所述混合气体管线上设置有压力控制阀。4.根据权利要求3所述的加氢设备，其特征在于，所述进料...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩阳，武岳，刘辛阳，冯军伟，兰玉顺，马青山，李向阳，
申请(专利权)人：中化学科学技术研究有限公司，
类型：新型
国别省市：