[發(fā)明專利]具有在反應(yīng)器的安全互鎖跳閘或關(guān)閉期間用于催化劑保護(hù)的裝置的容器系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580054553.8
• 申請日: 2015-10-15
• 公開（公告）號: CN106794438B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·威克斯
• 申請（專利權(quán)）人: 托普索公司
• 主分類號: B01J8/04
• 分類號: B01J8/04;C07C1/04;C07C7/12;C07C9/04
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 張福根;吳小瑛

本發(fā)明涉及一種容器系統(tǒng)，其具有在安全互鎖跳閘或關(guān)閉期間用于催化劑保護(hù)的裝置，該系統(tǒng)包括反應(yīng)器(R)；用于工藝氣體的入口管線(i)；硫防護(hù)(S)；至少一個吸附容器(A)，其含有選擇性地吸附反應(yīng)器吹掃氣體的吸附劑；和用于來自反應(yīng)器(R)的產(chǎn)物流的出口管線(o)。吸附容器(A)與正常管道平行地安裝在硫防護(hù)(S)的上游或下游，從而降低反應(yīng)器中碳形成的風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明涉及一種容器系統(tǒng)，其具有在反應(yīng)器的安全互鎖跳閘(interlock trip)或關(guān)閉期間用于催化劑保護(hù)的裝置。本發(fā)明還涉及一種用于關(guān)閉本發(fā)明的容器系統(tǒng)同時降低下游反應(yīng)器中碳形成的風(fēng)險(xiǎn)的方法。

如本文所使用的，“安全互鎖跳閘”是工藝的自動停止，以便在異常操作危及任何人員、工藝設(shè)備或環(huán)境的情況下對其進(jìn)行保護(hù)。為了實(shí)現(xiàn)最大的安全性，跳閘系統(tǒng)通常獨(dú)立于正?？刂葡到y(tǒng)。如果工藝值偏離預(yù)設(shè)值，則系統(tǒng)被激活。

更具體地，本發(fā)明基于與正常管道平行地在硫防護(hù)的上游或下游的入口管線上安裝吸附容器，其用于在跳閘或關(guān)閉的情況下使用。當(dāng)系統(tǒng)中的壓力由于關(guān)閉而降低時，則吸附容器上游的氣體將通過所述容器，以通過保留CH₄和CO而增加氫氣濃度，從而降低下游反應(yīng)器中碳形成的風(fēng)險(xiǎn)，該反應(yīng)器優(yōu)選為甲烷化反應(yīng)器。吸附容器中的填充材料可以例如是

在甲烷化工藝中，在催化劑存在下并根據(jù)以下反應(yīng)方案之一或其兩者，甲烷由碳氧化物和氫氣的形成快速地達(dá)到平衡：

CO+3H₂<＝>CH₄+H₂O (1)

CO₂+4H₂<＝>CH₄+2H₂O (2)

這些反應(yīng)會與如下的一氧化碳和二氧化碳之間的平衡偶聯(lián)：

CO+H₂O<＝>CO₂+H₂ (3)

無論是通過反應(yīng)(1)或(2)還是其兩者，甲烷形成的凈反應(yīng)都是高度放熱的。

從蒸汽重整領(lǐng)域已知的是，根據(jù)操作條件和實(shí)際的催化劑配方，催化劑可能形成碳。碳可以在催化劑上由甲烷、一氧化碳或高級烴形成。碳由甲烷和一氧化碳的形成可以通過以下反應(yīng)表示：

CH₄<＝>C(s)+2H₂ (4)

2CO<＝>C(s)+CO₂ (5)

CO+H₂<＝>C(s)+H₂O (6)

所形成的碳取決于操作條件和催化劑。通常，Ni-催化劑上的碳是所謂的碳晶須的形式。如上所述，催化劑和操作條件的選擇將決定碳是否形成。根據(jù)所謂的平衡氣體原理，如果熱力學(xué)預(yù)測在反應(yīng)(1)-(3)的平衡之后由反應(yīng)(4)-(6)中的一個或多個而形成碳，那么將形成碳。在這種情況下避免碳形成的方法包括降低溫度和增加進(jìn)入反應(yīng)器的進(jìn)料氣體中的蒸汽含量。

應(yīng)當(dāng)指出的是，即使平衡氣體原理沒有預(yù)測碳形成，碳也可能以晶須或膠的形式形成。這種可能性取決于實(shí)際的催化劑和詳細(xì)的操作條件，并且通常將基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行評估。

根據(jù)如下給出的(對于乙烷)類似于上述反應(yīng)(4)的反應(yīng)，碳也可以由高級烴形成：

C₂H₆<＝>2C(s)+3H₂