[發明專利]水蒸氣制氫工藝中的開工氣加熱系統及加熱方法

有效

• 申請號: 201210206409.X
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN103508418A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 張建崢;王青川;馬婧;戴文松;吳迪
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團公司;中國石化工程建設有限公司
• 主分類號: C01B3/40
• 分類號: C01B3/40
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

1.水蒸氣制氫工藝中的開工氣加熱系統，包括依次連接的開工氣進氣口（1）、原料氣分液罐（2）以及換熱冷卻單元，其特征在于：

所述換熱冷卻單元包括換熱段及冷卻段，其中所述換熱段包括中變氣原料換熱器（3），所述中變氣原料換熱器（3）的管程入口連接有中壓蒸汽管道（6），所述中變氣原料換熱器（3）的管程出口連接有蒸汽管線（7），所述的蒸汽管線（7）與低壓蒸汽管網管線連接；

所述開工氣經所述開工氣進氣口（1）進入系統，經所述原料氣分液罐（2）后進入所述中變氣原料換熱器（3）殼程入口，從殼程出口出后進入加氫反應器（4）；之后從所述加氫反應器（4）出口出來經過所述冷卻段，再回到所述原料氣分液罐（2），構成加熱開工氣系統的循環回路。

2.根據權利要求1所述的水蒸氣制氫工藝中的開工氣加熱系統，其特征在于：

所述冷卻段依次包括鍋爐給水換熱器（11）、除鹽水換熱器（12）、空冷器（13）以及水冷器（14）；所述鍋爐給水換熱器（11）的管程入口與所述加氫反應器（4）的出口管線相連接，所述水冷器（14）的管程出口與所述原料氣分液罐（2）的入口管線連接；從所述加氫反應器（4）出來的開工氣經所述鍋爐給水換熱器（11）、除鹽水換熱器（12）、空冷器（13）以及水冷器（14）的管程后進入所述原料氣分液罐（2）。

3.根據權利要求1所述的水蒸氣制氫工藝中的開工氣加熱系統，其特征在于：

所述原料氣分液罐（2）的出口與所述中變氣原料換熱器（3）的殼程入口之間的管線上設有原料氣壓縮機（16）；

所述開工氣經所述原料氣分液罐（2）以及所述原料氣壓縮機（16）后再進入所述中變氣原料換熱器（3）殼程入口。

4.根據權利要求1-3之任一項所述的水蒸氣制氫工藝中的開工氣加熱系統，其特征在于：

所述中變氣原料換熱器（3）的管程入口與中壓蒸汽管道（6）之間設有第一盲板（5）；

所述的蒸汽管線（7）與低壓蒸汽管網之間的連接管線上設有調節閥（17）；所述中變氣原料換熱器（3）的管程出口與所述調節閥（17）之間的蒸汽管線（7）上設置有第二盲板（8）；

所述加氫反應器（4）的出口與所述冷卻段的連接管線上設有第三盲板（10）；

所述冷卻段出口與所述原料氣分液罐（2）入口之間的管線上設有第七盲板（23）。

5.根據權利要求4所述的水蒸氣制氫工藝中的開工氣加熱系統，其特征在于：

所述加氫反應器（4）的出口引出管線依次與脫硫反應器（18）、轉化爐（19）以及中變反應器（20）管線連接，所述中變反應器（20）的出口與所述中變氣原料換熱器（3）的管程入口管線連接，其中所述加氫反應器（4）出口與脫硫反應器（18）入口之間的連接管線上設有第五盲板（21），所述中變反應器（20）出口與中變氣原料換熱器（3）管程入口之間設有第六盲板（22）；

所述中變氣原料換熱器（3）的管程出口引出管線與冷卻段連接，在此管線上設置有第四盲板（15）；所述冷卻段出口與后續制氫設備入口之間的管線上設有第八盲板（24）。

6.利用權利要求1～5之一所述的水蒸氣制氫工藝中的開工氣加熱系統的加熱方法，其特征在于：

將中壓蒸汽引入中變氣原料換熱器（3）的管程，開工氣經過中變氣原料換熱器（3）的殼程,利用中壓蒸汽加熱開工氣，使開工氣進入所述加氫反應器（4）時達到硫化時所需溫度；離開所述加氫反應器（4）的開工氣經冷卻并經分液后，再經中變氣原料換熱器（3）的蒸汽加熱進入所述加氫反應器（4），完成開工氣循環。

7.根據權利要求6所述的水蒸氣制氫工藝中的開工氣加熱系統的加熱方法，其特征在于：

利用所述調節閥（17）控制中壓蒸汽并入低壓蒸汽管網的量，從而控制所述中變氣原料換熱器（3）中的中壓蒸汽含量，實現硫化過程中進入所述加氫反應器（4）的開工氣溫度。

8.根據權利要求6或7所述的水蒸氣制氫工藝中的開工氣加熱系統的加熱方法，其特征在于：

離開所述加氫反應器（4）的開工氣進入冷卻段的鍋爐給水換熱器（11）、除鹽水換熱器（12）、空冷器（13）、水冷器（14）來冷卻，并在所述原料氣分液罐（2）進行分液后再進入開工氣循環。

9.根據權利要求8所述的水蒸氣制氫工藝中的開工氣加熱系統的加熱方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：

開工時，打開所述的第一盲板（5）、第二盲板（8）、第三盲板（10）以及第七盲板（23），關閉所述的第四盲板（15）、第五盲板（21）、第六盲板（22）以及第八盲板（24）；所述的開工氣進氣口（1）通入開工氣，開工氣進入所述原料氣分液罐（2），經過緩沖和分液后，從頂部離開并進入原料氣壓縮機（16）進行升壓；

步驟二：

升壓后的開工氣進入所述中變氣原料換熱器（3）的殼程，同時，中壓蒸汽由所述中壓蒸汽管道（6）進入所述中變氣原料換熱器（3）的管程，通過中壓蒸汽加熱殼程中的開工氣，加熱后的開工氣進入所述加氫反應器（4）；通過出口調節閥(17)來控制進入中變氣原料換熱器（3）管程的中壓蒸汽含量來控制進入加氫反應器（4）的開工氣的溫度；

步驟三：

由所述加氫反應器（4）出來的開工氣依次經過所述鍋爐給水換熱器（11）、除鹽水換熱器（12）、空冷器（13）以及水冷器（14）的管程進行冷卻，離開所述水冷器（14）的開工氣返回到所述的原料氣分液罐（2）入口進行分液，形成開工氣的循環；

步驟四:

開工結束后,關閉所述第一盲板（5）、第二盲板（8）、第三盲板（10）以及第七盲板（23），打開所述第四盲板（15）、第五盲板（21）、第六盲板（22）以及第八盲板（24），開始正常制氫操作流程。