CN215233160U

CN215233160U - 一种脱除合成气中羰基铁的固定床吸附器

Info

Publication number: CN215233160U
Application number: CN202121818668.9U
Authority: CN
Inventors: 谷学谦; 孔艳; 郝高峰; 张瑜
Original assignee: Beijing Petrochemical Engineering Co Ltd
Current assignee: Beijing Petrochemical Engineering Co Ltd
Priority date: 2021-08-05
Filing date: 2021-08-05
Publication date: 2021-12-21
Anticipated expiration: 2031-08-05

Abstract

本实用新型提供了一种脱除合成气中羰基铁的固定床吸附器。所述固定床吸附器为卧式固定床吸附器，包括水平放置的筒体，其顶部设置有两个以上气体进料管，底部设置有两个以上气体出料管；支撑格栅板，位于筒体内的下部；第一惰性瓷球层，位于支撑格栅板之上；吸附剂床层，位于第一惰性瓷球层之上，且位于筒体内的中部；以及第二惰性瓷球层，位于吸附剂床层之上；筒体的侧壁在吸附剂床层上方设置有两个以上装填口，下方设置有两个以上卸料口。本实用新型中吸附剂水平装填，流通面积大，床层高度小，既能满足高空速要求，又能满足低流速要求；吸附器气体进出口沿筒体均匀、对称布置，气体分布均匀，羰基铁脱除效率高；避免使用约翰逊网，投资造价低。

Description

一种脱除合成气中羰基铁的固定床吸附器

技术领域

本实用新型属于煤化工领域，具体涉及一种脱除合成气中羰基铁的固定床吸附器。

背景技术

国内煤化工发展迅速，以煤为原料制备合成气，再以合成气为原料合成甲醇、乙醇、乙二醇、丁辛醇、乙酸甲酯、醋酸等化工产品。合成气中的一氧化碳在适宜的温度下与接触的钢制管道、设备生成微量的羰基铁，这些微量的羰基铁在高温下分解，发生反应时，易沉积在催化剂表面上，堵塞催化剂孔隙，使催化剂活性下降；同时反应热不能及时移走，又会使催化剂温度升高，影响了催化剂寿命。以甲醇合成为例，试验数据表明催化剂活性的衰退正比于催化剂上的毒物沉积量，吸附300×10^-6(重量比)羰基铁后，活性降低至原来的50％，因此，必须设置催化剂保护床予以脱除或采取其他措施避免羰基铁生成。

催化剂保护床一般在低流速、高空速的条件下操作，要求床层流通截面积大，采用立式固定床结构，设备高径比小，结构参数不合理，采用径向流反应器可以很好的解决这个问题，但需使用价格昂贵的约翰逊网。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种脱除合成气中羰基铁的固定床吸附器，采用卧式固定床吸附器，既能满足低流速、高空速要求，又避免使用约翰逊网。

为了实现以上目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种脱除合成气中羰基铁的固定床吸附器，所述固定床吸附器为卧式固定床吸附器，包括：

筒体，所述筒体水平放置，其顶部设置有两个以上气体进料管，底部设置有两个以上气体出料管；

支撑格栅板，位于所述筒体内的下部；

第一惰性瓷球层，位于所述支撑格栅板之上；

吸附剂床层，位于所述第一惰性瓷球层之上，且位于所述筒体内的中部；以及

第二惰性瓷球层，位于所述吸附剂床层之上；

所述筒体的侧壁在所述吸附剂床层上方设置有两个以上装填口，下方设置有两个以上卸料口。

本实用新型提供的脱除合成气中羰基铁的固定床吸附器采用卧式固定床吸附器，吸附剂水平装填，气体流通面积大；顶部设置多个气体进料管，利于气体均匀分布；使用格栅板、惰性磁球层支撑吸附剂等。

合成气通过气体进料管以0.02～0.5m/s的流速通过吸附剂床层，其中含有的微量羰基铁被吸附，净化后的合成气通过吸附器底部多个气体出料管离开吸附器。

根据本实用新型的固定床吸附器，优选地，两个以上所述气体进料管沿筒体的轴线方向且以轴线中点为中心点对称设置；两个以上所述气体出料管沿筒体对称的轴线方向且以轴线中点为中心点设置。气体进出口对称布置，使得气体分布更均匀；需要解释的是，当所述气体进料管、气体出料管为奇数个时，中间的一个位于筒体轴线中心点处对应的筒体顶部或底部，如实施例中布置3个时的情况。更优选地，所述气体进料管和气体出料管各设置2～5个，更优选3～5个。

根据本实用新型的固定床吸附器，优选地，两个以上所述装填口沿筒体的轴线方向且以轴线中点为中心点对称设置，便于吸附剂装填；两个以上所述卸料口沿筒体的轴线方向且以轴线中点为中心点对称设置，便于吸附剂卸料。需要解释的是，当所述装填口、卸料口为奇数个时，中间的一个位于筒体轴线中心点处对应的筒体侧壁。

更优选地，所述装填口和卸料口各设置3～6个，更优选4～6个。

根据本实用新型的固定床吸附器，优选地，所述装填口的底沿高于所述第二惰性瓷球层的上表面。

根据本实用新型的固定床吸附器，优选地，所述卸料口的底沿低于所述第一惰性瓷球层的下表面。

根据本实用新型的固定床吸附器，优选地，所述吸附剂床层的高度为500mm～1500mm，更优选为800mm～1200mm。与之相比，立式轴向流吸附器床层高度一般3m～8m，气体通过时，流速高，停留时间短，阻力大；立式径向流吸附器床层厚度一般1m～2m，与所述吸附器接近，但气体通过床层时，流速不均匀，先快后慢(以从内向外流动为例)，吸附效果差。本实用新型的吸附剂床层的高度小，气体通过床层时流速低，停留时间长，阻力小。

根据本实用新型的固定床吸附器，惰性磁球作为吸附剂的垫层材料，既要起到支撑、覆盖的作用，又要最大限度利用吸附器空间，装填更多催化剂；优选地，所述第一惰性瓷球层的厚度为50mm～300mm，更优选为100mm～200mm；所述第二惰性瓷球层的厚度为50mm～300mm，更优选为100mm～200mm。

与现有技术相比，本实用新型的优势在于：

(1)吸附剂床层在卧式吸附器内水平装填，气体流通面积大，床层高度小，满足高空速、低流速的吸附要求。

(2)吸附剂床层阻力减小。在反应器入口压力一定的情况下，吸附剂床层阻力小，意味着提供吸附器入口压力的压缩机出口压力小，功耗低。

(3)设置多个气体进料管，同时对称布置，气体分布更均匀，羰基铁脱除效率高。

(4)避免了使用价格昂贵的约翰逊网。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型的一优选实施例中脱除合成气中羰基铁的固定床吸附器示意图。

附图标记说明：

100 筒体

200 支撑格栅板

300 第一惰性瓷球层

400 吸附剂床层

500 第二惰性瓷球层

N1a、N1b、N1c 气体进料管

N2a、N2b、N2c 气体出料管

N3a、N3b、N3c、N3d 装填口

N4a、N4b、N4c、N4d 卸料口

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

另外，在本实用新型中的实施例中所提到的一些方位词，例如“顶部”、“顶部”等，这些方位词的含义与固定床吸附器的放置情况有关，不应理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实用新型的一优选实施例中，脱除合成气中羰基铁的固定床吸附器为卧式固定床吸附器，包括：

筒体100，所述筒体100水平放置，其顶部设置有3个气体进料管N1a、N1b、N1c，底部设置有3个气体出料管N2a、N2b、N2c；

支撑格栅板200，位于所述筒体100内的下部；

第一惰性瓷球层300，位于所述支撑格栅板200之上；

吸附剂床层400，位于所述第一惰性瓷球层300之上，且位于所述筒体100内的中部；以及

第二惰性瓷球层500，位于所述吸附剂床层400之上；

所述筒体100的侧壁在所述吸附剂床层400上方设置有4个装填口N3a、N3b、N3c、N3d，下方设置有4个卸料口N4a、N4b、N4c、N4d。

合成气通过对称布置的3个气体进料管N1a、N1b、N1c进入吸附器，气体分布均匀，低流速通过吸附剂床层400，其中含有的微量羰基铁被吸附，最后净化后的合成气通过吸附器底部3个对称布置的气体出料管N2a、N2b、N2c离开吸附器。

以年产100万吨乙酸甲酯装置为例，具体过程如下：

常温一氧化碳在反应器进/出料换热器与反应产物换热，被加热至180～190℃，再通过中压蒸汽，被加热至反应所需温度，通过对称布置的气体进料管进入羰基铁吸附器，气体中的羰基铁在吸附剂床层被吸附，含量降低至0.1×10^-6(体积比)，然后离开吸附器，与二甲醚混合后进入反应器。

采用的图1所示的固定床吸附器，筒体直径4200mm，长度9200mm，顶部、底部分别均匀设置3个气体进/出料口，筒体中部适宜位置分别均匀设置4个装填口和卸料口。吸附剂床层高度1500mm，吸附剂床层装填量约80m³，第一惰性瓷球层和第二惰性瓷球层厚度均为150mm，一氧化碳气体通过吸附剂床层，空速5000h^-1，流速0.12m/s，阻力降10kPa，净化后未检测出羰基铁，完全满足工艺要求。与之相比，采用立式径向流吸附器，装填相同体积的吸附剂，仅国产约翰逊网内件费用高达300万元。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims

1.一种脱除合成气中羰基铁的固定床吸附器，其特征在于，所述固定床吸附器为卧式固定床吸附器，包括：

支撑格栅板，位于所述筒体内的下部；

第一惰性瓷球层，位于所述支撑格栅板之上；

第二惰性瓷球层，位于所述吸附剂床层之上；

2.根据权利要求1所述的固定床吸附器，其特征在于，两个以上所述气体进料管沿筒体的轴线方向且以轴线中点为中心点对称设置；两个以上所述气体出料管沿筒体的轴线方向且以轴线中点为中心点对称设置。

3.根据权利要求2所述的固定床吸附器，其特征在于，所述气体进料管和气体出料管各设置2～5个。

4.根据权利要求1所述的固定床吸附器，其特征在于，两个以上所述装填口沿筒体的轴线方向且以轴线中点为中心点对称设置；两个以上所述卸料口沿筒体的轴线方向且以轴线中点为中心点对称设置。

5.根据权利要求4所述的固定床吸附器，其特征在于，所述装填口和卸料口各设置3～6个。

6.根据权利要求1所述的固定床吸附器，其特征在于，所述装填口的底沿高于所述第二惰性瓷球层的上表面。

7.根据权利要求1所述的固定床吸附器，其特征在于，所述卸料口的底沿低于所述第一惰性瓷球层的下表面。

8.根据权利要求1所述的固定床吸附器，其特征在于，所述吸附剂床层的高度为500mm～1500mm。

9.根据权利要求1所述的固定床吸附器，其特征在于，所述第一惰性瓷球层的厚度为50mm～300mm。

10.根据权利要求1所述的固定床吸附器，其特征在于，所述第二惰性瓷球层的厚度为50mm～300mm。