CN218810346U - 一种甲基环己烷制氢工艺系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种甲基环己烷制氢工艺系统，包括气液进料系统、加热反应系统、换热冷却系统、气液分离系统、循环换热系统以及PSA氢气纯化系统，气液进料系统的出料端与加热反应系统的进料端相连，加热反应系统的出料端与换热冷却系统的进料端相连，换热冷却的出料端与气液分离系统的进料端相连，气液分离系统包括第一气相出气端，第二气相出气端和第三气相出气端，第一气相出气端依次经过循环压缩机和换热器与气液进料系统的进料端相连，第二气相出气端与PSA净化装置相连，第三气相出气端通过控制系统压力排放尾气。本实用新型的装置，工艺流程简单，投资小，见效快，无污染，可提高甲基环己烷的转化率。

Description

一种甲基环己烷制氢工艺系统

技术领域

本实用新型涉及氢能储运技术领域，具体是涉及一种甲基环己烷制氢工艺系统。

背景技术

氢的储运技术主要可以分为两类：物理储运氢和化学储运氢。其中前者包阔高压气态运氢、低温液化、管道、物理吸附；后者包括无机储氢材料和有机储氢材料。

国内高压储氢材料技术不够成熟，无法规模化生产且成本较高；低温液化需要将气态氢变为液态氢需要大量的能量，在运输过程中保持低温防止液化，技术复杂，成本昂贵；固体金属氧化物储氢利用固体金属氧化物在一定条件下，能够可逆的吸/放氢来实现氢气储运。国内此技术仍处于研发阶段。有机载体储氢是利用有机化合物可逆的加氢和脱氢实现氢气的存储与释放，易储存、运输、维护、保养，便于利用，同时能够多次循环。甲基环己烷由于其含氢量高，且原料和产物皆为低毒的液体，易于氢气分离，是一种理想的储氢载体。所以研发一种甲基环己烷制氢技术是急于解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种甲基环己烷制氢工艺系统，设计一套甲基环己烷制氢的生产装置，工艺流程简单，投资小见效快，无污染。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种甲基环己烷制氢工艺系统，包括气液进料系统、加热反应系统、换热冷却系统、气液分离系统、循环换热系统以及PSA氢气纯化系统，所述气液进料系统的出料端与所述加热反应系统的进料端相连，所述加热反应系统的出料端与所述换热冷却系统的进料端相连，所述换热冷却的出料端与所述气液分离系统的进料端相连，所述气液分离系统包括第一气相出气端，第二气相出气端和第三气相出气端，所述第一气相出气端依次经过循环压缩机和换热器与所述气液进料系统的进料端相连，所述第二气相出气端与所述PSA氢气纯化系统相连，所述第三气相出气端通过控制系统压力排放尾气。

作为优选，上述所述气液进料系统包括依次连接的甲基环己烷原料罐，进料泵和静态混合器，所述甲基环己烷原料罐的出料端和所述进料泵的出料端分别与所述静态混合器的进料端相连。

作为优选，上述所述加热反应系统包括依次连接的预热炉、第一反应器、第二反应器、第三反应器和第四反应器，所述第一反应器的进料端与所述预热炉的出料端相连。

作为优选，上述所述换热冷却系统包括依次连接的换热器和冷凝器，所述换热器的进料端与所述第四反应器的出料端相连。

作为优选，上述所述气液分离系统包括气液分离器，位于所述气液分离器底部的液相出口通过液位流量控制装置与粗甲苯缓冲罐相连，所述第一气相出气端，第二气相出气端和第三气相出气端位于所述气液分离器的顶部。

作为优选，上述所述循环换热系统包括依次连接的循环压缩机，换热器和静态混合器，所述的循环压缩机与所述气液分离器的第一气相出气端相连，经过产物换热器换热后重新回到气液进料系统继续反应。

作为优选，上述所述PSA包括第一出口端和第二出口端，所述第一出口端为高纯氢气，第二出口端为尾气。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的装置，主要包括气液进料系统、加热反应系统、换热冷却系统、气液分离系统、循环换热系统以及PSA系统，工艺流程简单，投资小见效快，无污染，由于甲基环己烷脱氢反应是强吸热反应，通过加热反应系统采用四台反应器串联，可提高甲基环己烷的转化率。

附图说明

图1为本实用新型的系统模块图；

图2为本实用新型的工艺流程图。

图中：1-甲基环己烷原料罐；2-进料泵；3-静态混合器；4-预热器；5-第一反应器；6-第二反应器；7-第三反应器；8-第四反应器；9-换热器；10-冷凝器；11-气液分离器；12-粗甲苯缓冲罐；13-循环压缩机；14-压缩机后缓冲罐；15-PSA系统；16-氢气缓冲罐；17-弛放气缓冲罐。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种甲基环己烷制氢工艺系统，包括气液进料系统、加热反应系统、换热冷却系统、气液分离系统、循环换热系统以及PSA氢气纯化系统，气液进料系统的出料端与加热反应系统的进料端相连，加热反应系统的出料端与换热冷却系统的进料端相连，换热冷却的出料端与气液分离系统的进料端相连，气液分离系统包括第一气相出气端，第二气相出气端和第三气相出气端，第一气相出气端依次经过循环压缩机和换热器与气液进料系统的进料端相连，第二气相出气端与PSA氢气纯化系统相连，第三气相出气端通过控制系统压力排放尾气。

进一步地，气液进料系统包括依次连接的甲基环己烷原料罐1，进料泵2和静态混合器3，甲基环己烷原料罐的出料端和进料泵的出料端分别与静态混合器的进料端相连。

进一步地，加热反应系统包括依次连接的预热炉4、第一反应器5、第二反应器6、第三反应器7和第四反应器8，第一反应器5的进料端与预热炉4的出料端相连，预热炉4的进料端与静态混合器3的出料端相连。

进一步地，换热冷却系统包括依次连接的换热器9、冷凝器10，换热器9的进料端与第四反应器8的出料端相连。

进一步地，气液分离系统包括气液分离器11，位于气液分离器11底部的液相出口通过液位流量控制装置与粗甲苯缓冲罐12相连，第一气相出气端，第二气相出气端和第三气相出气端位于气液分离器的顶部。

进一步地，循环换热系统包括依次连接的循环压缩机13，压缩机后缓冲罐14，换热器9和静态混合器3，循环压缩机13与气液分离器11的第一气相出气端相连，经过换热器9换热后重新回到气液进料系统继续反应。

进一步地，PSA氢气纯化系统包括PSA系统15，氢气缓冲罐16，弛放气缓冲罐17，气液分离器11的气体经过PSA系统15纯化后，得到高纯氢和尾气，PSA系统15包括第一出口端和第二出口端，第一出口端为高纯氢气，第二出口端为尾气。

工作原理：由装置外送来的甲基环己烷原料经反应进料泵2加压后，送至静态混合器3，与来自换热器9换热后的循环氢混合后，经过预热器4预热后，送入第一反应器5，从第一反应器5底部出来的混合物料依次进入第二反应器6、第三反应器7和第四反应器8，从第四反应器8底部出来后经过换热器9与循环压缩机13的循环氢换热后，实现能量的充分利用。换热后的反应产物经冷凝器10冷却后进入气液分离器11，在此进行气液相分离。气液分离器11顶部未反应完的氢气，分为三路，一路用来控制系统压力，一路通过循环压缩机13增压后，与换热器9换热后与甲基环己烷原料混合后进入预热器4，另一路送到氢气净化装置PSA，罐底出料即为反应完的甲苯粗品，经液位流量控制装置送至粗甲苯产品罐12。

本实用新型的装置，主要包括气液进料系统、加热反应系统、换热冷却系统、气液分离系统、循环换热系统以及PSA氢气纯化系统，工艺流程简单，投资小见效快，无污染，由于甲基环己烷脱氢反应是强吸热反应，通过加热反应系统采用四台反应器串联，可提高甲基环己烷的转化率。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种甲基环己烷制氢工艺系统，其特征在于：包括气液进料系统、加热反应系统、换热冷却系统、气液分离系统、循环换热系统以及PSA氢气纯化系统，所述气液进料系统的出料端与所述加热反应系统的进料端相连，所述加热反应系统的出料端与所述换热冷却系统的进料端相连，所述换热冷却的出料端与所述气液分离系统的进料端相连，所述气液分离系统包括第一气相出气端，第二气相出气端和第三气相出气端，所述第一气相出气端依次经过循环压缩机和换热器与所述气液进料系统的进料端相连，所述第二气相出气端与所述PSA氢气纯化系统相连，所述第三气相出气端通过控制系统压力排放尾气。

2.根据权利要求1所述的一种甲基环己烷制氢工艺系统，其特征在于：所述气液进料系统包括依次连接的甲基环己烷原料罐，进料泵和静态混合器，所述甲基环己烷原料罐的出料端和所述进料泵的出料端分别与所述静态混合器的进料端相连。

3.根据权利要求1所述的一种甲基环己烷制氢工艺系统，其特征在于：所述加热反应系统包括依次连接的预热炉、第一反应器、第二反应器、第三反应器和第四反应器，所述第一反应器的进料端与所述预热炉的出料端相连。

4.根据权利要求3所述的一种甲基环己烷制氢工艺系统，其特征在于：所述换热冷却系统包括依次连接的换热器和冷凝器，所述换热器的进料端与所述第四反应器的出料端相连。

5.根据权利要求1所述的一种甲基环己烷制氢工艺系统，其特征在于：所述气液分离系统包括气液分离器，位于所述气液分离器底部的液相出口通过液位流量控制装置与粗甲苯缓冲罐相连，所述第一气相出气端，第二气相出气端和第三气相出气端位于所述气液分离器的顶部。

6.根据权利要求5所述的一种甲基环己烷制氢工艺系统，其特征在于：所述循环换热系统包括依次连接的循环压缩机，换热器和静态混合器，所述的循环压缩机与所述气液分离器的第一气相出气端相连，经过换热器换热后重新回到气液进料系统继续反应。

7.根据权利要求1所述的一种甲基环己烷制氢工艺系统，其特征在于：所述PSA氢气纯化系统包括PSA系统，氢气缓冲罐和弛放气缓冲罐，所述PSA系统PSA系统包括第一出口端和第二出口端，所述第一出口端为高纯氢气，第二出口端为尾气。

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