[發明專利]固定床裝置

有效

• 申請號: 201980078071.4
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN113056326B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 弗雷米·馬洛德;克里斯托夫·胡特爾;沃爾夫岡·貝茨;艾德里安·施耐德
• 申請（專利權）人: 日立造船愛諾瓦公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲

本發明涉及一種用于反應器的插入件形式的固定床裝置，該反應器用于反應介質的催化轉化，特別是用于具有氫氣和二氧化碳的氣體混合物的催化甲烷化，所述固定床裝置具有在外套管內沿軸向延伸的容納室，在反應器運行期間反應介質流過該容納室，容納室用于容納催化劑材料和具有用于溫度控制流體的流體流動路徑的熱交換器裝置，該流體流動路徑在空間上與容納室隔開，用于去除熱量和提供熱量至/進入工藝過程。所述外套管至少在區域中由熱交換器裝置形成。所述固定床裝置進一步包括用于反應介質的催化轉化的反應器，特別是用于具有氫氣和二氧化碳的氣體混合物的催化甲烷化，所述反應器具有用于容納反應介質的壓力室，并且將該固定床裝置插入壓力室中。

技術領域

本發明涉及一種用于反應器的插入件形式的固定床裝置，該反應器用于反應介質的催化轉化，特別是用于具有氫氣和二氧化碳的氣體混合物的催化甲烷化，所述固定床裝置具有在外套管內沿軸向延伸的容納室，在反應器運行期間反應介質流過該容納室，所述容納室用于容納催化劑材料和具有用于溫度控制流體的流體流動路徑的熱交換器裝置，該流體流動路徑在空間上與容納室隔開，用于去除熱量和提供熱量至/進入工藝過程和用于反應介質的催化轉化的反應器，特別是用于具有氫氣和二氧化碳的氣體混合物的催化甲烷化，并且將該固定床裝置插入壓力室中。

背景技術

現有技術已知，例如由DE 197 54 185 C1已知，并使用具有上述特征的固定床裝置，例如甲烷化方法可以在具有所述固定床裝置的反應器系統中進行。在這樣的過程中，反應介質以離析氣體的形式，所述離析氣體包含適合甲烷生產的化學計量比的氫氣和二氧化碳，此外，如果適用，還可以具有一氧化碳、甲烷或其他碳氫化合物的餾分、以及各種次要成分和插入氣體（例如N₂）形式的雜質，該反應介質在預定溫度和預定壓力下插入反應器的壓力容器中。具有設置于容納室內的固定床裝置（固定床催化劑）的插入件，其設于壓力室中，該固定床裝置支持形成CH₄總和的以下過程：

1. CO + H₂O- CO₂+ H₂，所謂的水煤氣變換反應；

2. CO + 3 H₂-CH₄+ 4 H₂O，CO甲烷化；以及

3. CO₂+ 4 H₂-CH₄+ 2 H₂O，CO₂甲烷化。

因此，通過反應介質流經催化劑材料，例如釕、鉑或鎳。

由于反應在容納室中發生，很大一部分反應熱要被除去。為此，固定床裝置具有熱交換器裝置。在其中提供了配置用于容納合適溫度控制流體的流體流動路徑。因此，可以對溫度控制流體和反應介質進行引導，例如以逆流法進行引導。

然而，關于DE 197 54 185 C1公開的固定床裝置，熱交換器裝置以及因此固定床裝置均要適應于反應器的壓力容器的內壁。不過，這種適應在制造技術方面是復雜的，就壓力容器來說，在這些壓力下壓力容器通常具有圓柱形狀且因此價格昂貴。

為了簡化固定床裝置的系統和反應器的壓力容器，EP 0 995 491 B1公開一種具有由帶外殼（enclosure）的板組件構成的熱交換器裝置的反應器，其中，該密封板組件無需調整即在圓周側（就流動方向而言）插入壓力容器。結果，熱交換器裝置的安裝不受壓力容器形狀的影響而得以簡化。

因此，與DE 197 54 185 C1公開的反應器相比，EP 0 995 491 B1公開的固定床裝置實現進一步的改進。

發明內容

本發明的目的是實現常規固定床裝置和具有固定床裝置的常規反應器的進一步改進，特別是在結構設計方面的改進。

該目的通過在開始時提到的固定床裝置的進一步改進來實現，其本質特征在于，所述外套管至少在區域內由熱交換器裝置形成。