制氫裝置中的中變氣回收利用系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種制氫裝置中的中變氣回收利用系統，屬于制氫裝置領域，特別涉及包括第二換熱器；第二換熱器設置的第一進氣口和第一出氣口分別與中變氣管道和第一換熱器連通，第一換熱器與除氧水進行熱交換。本實用新型提供的制氫裝置中的中變氣回收利用系統，中變氣管道先與第二換熱器連通，然后將降溫后的中變氣與除氧水進行換熱，由于熱量降低，換熱后的除氧水溫度適當，不再給除氧器及后路設備帶來影響。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及制氫裝置領域，具體而言，涉及一種制氫裝置中的中變氣回收利 用系統。 制氫裝置中的中變氣回收利用系統

【背景技術】
[0002] 制氫裝置在生產中，其過程產生的中變氣含有大量的余熱，這些余熱與除氧水進 行熱交換，但是由于熱交換后除氧水溫度較高，與除氧水連通的除氧器受溫度影響壓力波 動大，易出現跑水事故，為了防止出現跑水事故，一般通過開換熱器副線來調節(jié)除氧器的 壓力，但是這樣就增加了后路設備（除鹽水/中變氣換熱器、三個分液罐和中變氣水冷 器）溫度，對后路設備及線路造成影響；此外，熱交換后的中變氣溫度較高，進入PSA部分 (Pressure Swing Adsorption)的溫度超高，影響吸附效果，并且會縮短催化劑的使用壽 命。 實用新型內容
[0003] 本實用新型的目的在于提供一種制氫裝置中的中變氣回收利用系統，以解決上述 的問題。
[0004] 在本實用新型的實施例中提供了一種制氫裝置中的中變氣回收利用系統，包括第 二換熱器；所述第二換熱器設置的第一進氣口和第一出氣口分別與中變氣管道和第一換熱 器連通。
[0005] 優(yōu)選地，所述第二換熱器還設置有第二進氣口和第二出氣口；原料氣經壓縮機壓 縮后通入所述第二進氣口，所述第二出氣口與加氫反應器連接。
[0006] 優(yōu)選地，壓縮機與預熱爐之間的原料氣管道設置有第一分管道，所述第一分管道 的一端與所述原料氣管道連通，另一端與所述第二進氣口連接；
[0007] 所述第一分管道與所述原料氣通道的連接點為第一連接點，所述第一連接點和所 述預熱爐之間設置有第一閥門。
[0008] 優(yōu)選地，所述預熱爐與所述加氫反應器之間的高溫原料氣管道設置有第二分管 道，所述第二分管道的一端與所述高溫原料氣管道連接，另一端與所述第二出氣口連接；
[0009] 所述高溫原料氣管道與所述第二分管道的連接點為第二連接點，所述第二連接點 和所述預熱爐之間設置有第二閥門。
[0010] 優(yōu)選地，所述第一分管道上設置有第三分管道，所述第三分管道的一端與所述第 一分管道連接，另一端與所述第二分管道連接；
[0011] 所述第三分管道與所述第二分管道連接處設置有三通閥。
[0012] 優(yōu)選地，所述第三分管道上設置有第四閥門。
[0013] 優(yōu)選地，所述第一分管道與所述第三分管道的連接點為第三連接點，所述第三連 接點和所述第一連接點之間設置有第三閥門；所述三通閥與所述第二連接點之間設置有第 五閥門。
[0014] 優(yōu)選地，所述中變氣管道上設置有第六閥門；所述第一出氣口與所述第一換熱器 之間設置有第七閥門。
[0015] 優(yōu)選地，還包括第四分管道，所述第四分管道的一端與所述第六閥門遠離所述第 一進氣口的一側連接；另一端與所述第七閥門遠離所述第一出氣口的一側連接；所述第四 分管道上設置有第八閥門。
[0016] 本實用新型實施例提供的制氫裝置中的中變氣回收利用系統，中變氣管道先與第 二換熱器連通，然后將降溫后的中變氣與除氧水進行換熱，由于熱量降低，換熱后的除氧水 溫度適當，不再給除氧器及后路設備帶來影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1示出了本實用新型實施例中一種制氫裝置中的中變氣回收利用系統圖；
[0018] 圖2示出了本實用新型實施例中另一種制氫裝置中的中變氣回收利用系統圖；
[0019] 附圖標記：1、壓縮機；2、預熱爐；3、加氫反應器；4、第二換熱器；5、第一換熱器； 6、第一分管道；7、第二分管道；8、第一閥門；9、第二閥門；10、第三分管道；11、三通閥；12、 第四閥門；13、第三閥門；14、第五閥門；15、第六閥門；16、第七閥門；17、第四分管道；18、 第八閥門。

【具體實施方式】
[0020] 下面通過具體的實施例子并結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0021] 如圖1所示，制氫裝置中的中變氣回收利用系統，包括第二換熱器4 ;所述第二換 熱器4設置的第一進氣口和第一出氣口分別與中變氣管道和第一換熱器5連通。
[0022] 本實用新型實施例提供的制氫裝置中的中變氣回收利用系統，中變氣管道先與第 二換熱器4連通，然后將降溫后的中變氣與除氧水進行換熱，由于熱量降低，換熱后的除氧 水溫度適當，不再給除氧器及后路設備帶來影響。
[0023] 具體地，所述第二換熱器4還設置有第二進氣口和第二出氣口；原料氣經壓縮機 壓縮后通入所述第二進氣口，所述第二出氣口與加氫反應器連接。由于中變氣的溫度在 400°C左右，而原料氣加熱至270°C即可，因此，將第二換熱器4中的中變氣與原料氣進行熱 交換，經換熱后的原料氣通入加氫反應器3 ;熱交換后降溫的中變氣進入第一換熱器5。
[0024] 進一步地，壓縮機1與預熱爐2之間的原料氣管道設置有第一分管道6,所述第一 分管道6的一端與所述原料氣管道連通，另一端與所述第二進氣口連接；
[0025] 所述第一分管道6與所述原料氣通道的連接點為第一連接點，所述第一連接點和 所述預熱爐2之間設置有第一閥門8。
[0026] 這樣，通過第一閥門8將原料氣通入預熱爐2的線路切斷，原料氣進入第二換熱器 4,進而實現熱交換，并且原來的預熱爐2的線路得以保留，作為備用。
[0027] 進一步地，所述預熱爐2與所述加氫反應器3之間的高溫原料氣管道設置有第二 分管道7,所述第二分管道7的一端與所述高溫原料氣管道連接，另一端與所述第二出氣口 連接；
[0028] 所述高溫原料氣管道與所述第二分管道7的連接點為第二連接點，所述第二連接 點和所述預熱爐2之間設置有第二閥門9。
[0029] 通過第一閥門8和第二閥門9將原料氣通入預熱爐2的線路切斷，原料氣進入第 二換熱器4,進而實現熱交換。這種設計是在原來的原料氣與預熱爐2相連接的管道設置 有支路，該支路中連接有第二換熱器4,經換熱后的原料氣通過原來的管道進入加氫反應器 3,設置的線路更為簡潔和實用。
[0030] 如圖2所示，優(yōu)選地，所述第一分管道6上設置有第三分管道10,所述第三分管道 10的一端與所述第一分管道6連接，另一端與所述第二分管道7連接；
[0031] 所述第三分管道10與所述第二分管道7連接處設置有三通閥11。
[0032] 經第二換熱器4加熱后的原料氣溫度可能會過高，因此，設置第三分管道10,在第 三分管道10與第二分管道7連接處的三通閥11用于控制第三分管道10與第二換熱器4 第二出氣口的氣體的比例，而將氣體的溫度進行調節(jié)。
[0033] 為了防止第三分管道10發(fā)生故障，優(yōu)選地，所述第三分管道10上設置有第四閥門 12。第四閥門12閉合，原料氣不再通入第三分管道10。
[0034] 優(yōu)選地，所述第一分管道6與所述第三分管道10的連接點為第三連接點，所述第 三連接點和所述第一連接點之間設置有第三閥門13 ;所述三通閥11與所述第二連接點之 間設置有第五閥門14。第三閥門13方便控制壓縮后的原料氣進入第二換熱器4,第五閥門 14方便控制換熱后的原料氣進入加氫反應器3 ;同時，第三閥門13和第五閥門14的閉合可 以切斷該支路，以應對該支路事故的發(fā)生；切除該支路后，原料氣還是通入預熱爐2加熱， 然后進入加氫反應器3。
[0035] 優(yōu)選地，所述中變氣管道上設置有第六閥門15 ;所述第一出氣口與所述第一換熱 器5之間設置有第七閥門16。第六閥門15方便控制中變氣進入第二換熱器4,第七閥門16 方便控制經第二換熱器4后的中變氣進入第一換熱器5。
[0036] 為了防止第二換熱器4發(fā)生故障，優(yōu)選地，還包括第四分管道17,所述第四分管道 17的一端與所述第六閥門15遠離所述第一進氣口的一側連接；另一端與所述第七閥門16 遠離所述第一出氣口的一側連接；所述第四分管道17上設置有第八閥門18。正常情況下， 第六閥門15和第七閥門16打開，第八閥門18關閉，中變氣經過第二換熱器4后再通入第 一換熱器5 ;當第二換熱器4發(fā)生故障時，將第六閥門15和第七閥門16閉合時，打開第八 閥門18,中變氣直接通過第四分管道17進入第一換熱器5。
[0037] 本實用新型中管道均采用15CrMo系列的不銹鋼材質，15CrMo鋼系珠光體組織耐 熱鋼，在高溫下具有較高的熱強性和抗氧化性，并具有一定的抗氫腐蝕能力；管道的外徑 60-80mm，管壁厚6-9mm。管道的直徑可以根據需要進行選擇，此外，其他有類似性能的材質 也可以使用。
[0038] 第二換熱器4采用美菱生產的BES600-4. 8-85-6/25-2換熱器，管束為321根，換 熱面積為85m2。
[0039] 整個原料氣的流程為：通過第一閥門8和第二閥門9切除原料氣通過預熱爐2,而 直接進入第二換熱器4 ;首先，原料氣經第一分管道6的第三閥門13進入第二換熱器4,打 開第四閥門12,通過調節(jié)三通閥11來調節(jié)第三分管道10中未加熱的原料氣與經過第二換 熱器4加熱后的原料氣的比例，來調節(jié)原料氣的溫度，然后溫度適當的原料氣通過第五閥 門14進入加氫反應器3。同時，中變氣通過第六閥門15進入第二換熱器4,然后經第七閥 門16將氣體通入到第一換熱器5。
[0040] 本實用新型提供的制氫裝置中的中變氣回收利用系統，將原來采用預熱爐2對壓 縮后的原料氣進行加熱替換成采用中變氣的余熱對原料氣進行加熱，節(jié)約了預熱爐2中的 燃料氣的使用；由于回收了中變氣的部分余熱，防止了中變氣因溫度過高與除氧水進行熱 交換而造成的一系列不安全隱患；此外，設置的多個切斷閥門，用于事故發(fā)生時及時進行改 換線路，更為安全和實用。
[0041] 采用原來的原料預熱爐2,經統計，每月的燃料氣的使用量（Nm3)如表1所示。
[0042] 表1每月的燃料氣的用量
[0043] "^1 2011.8 2011.9 2011.10 2011.11 2011.12 2012.1 2012.2 2012.3 份_________ 干 '19344 23760 23064 26640 20832 23064 24986 25848 氣 ______丨 | -- 23442
[0044] 在正常生產中停用原料預熱爐后節(jié)省燃料氣每月平均為：23442Nm3,全年按10個 月計算，全年節(jié)省燃料氣：10X23442 = 234420Nm3
[0045] 全年節(jié)省燃料費用：（干氣價格為2. 43元/Nm3)
[0046] 234420 X 2. 43 元 /Nm3 = 569640. 6 元
[0047] 因此，采用本實用新型提供的制氫裝置中的中變氣回收利用系統，每年節(jié)約 569640. 6元，節(jié)約了能源；同時，降低了預熱爐2的煙氣排放量；將中變氣的高溫熱源二次 利用，降低后路工作段的負荷，保證了后路裝置的長周期運行；降低后路裝置的能耗。
[〇〇48] 以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種制氫裝置中的中變氣回收利用系統，其特征在于，包括第二換熱器；所述第二 換熱器設置的第一進氣口和第一出氣口分別與中變氣管道和第一換熱器連通。
2. 根據權利要求1所述的制氫裝置中的中變氣回收利用系統，其特征在于，所述第二 換熱器還設置有第二進氣口和第二出氣口；原料氣經壓縮機壓縮后通入所述第二進氣口， 所述第二出氣口與加氫反應器連接。
3. 根據權利要求2所述的制氫裝置中的中變氣回收利用系統，其特征在于，壓縮機與 預熱爐之間的原料氣管道設置有第一分管道，所述第一分管道的一端與所述原料氣管道連 通，另一端與所述第二進氣口連接； 所述第一分管道與所述原料氣通道的連接點為第一連接點，所述第一連接點和所述預 熱爐之間設置有第一閥門。
4. 根據權利要求3所述的制氫裝置中的中變氣回收利用系統，其特征在于，所述預熱 爐與所述加氫反應器之間的高溫原料氣管道設置有第二分管道，所述第二分管道的一端與 所述高溫原料氣管道連接，另一端與所述第二出氣口連接； 所述高溫原料氣管道與所述第二分管道的連接點為第二連接點，所述第二連接點和所 述預熱爐之間設置有第二閥門。
5. 根據權利要求4所述的制氫裝置中的中變氣回收利用系統，其特征在于，所述第一 分管道上設置有第三分管道，所述第三分管道的一端與所述第一分管道連接，另一端與所 述第二分管道連接； 所述第三分管道與所述第二分管道連接處設置有三通閥。
6. 根據權利要求5所述的制氫裝置中的中變氣回收利用系統，其特征在于，所述第三 分管道上設置有第四閥門。
7. 根據權利要求4所述的制氫裝置中的中變氣回收利用系統，其特征在于，所述第一 分管道與所述第三分管道的連接點為第三連接點，所述第三連接點和所述第一連接點之間 設置有第三閥門；所述三通閥與所述第二連接點之間設置有第五閥門。
8. 根據權利要求4所述的制氫裝置中的中變氣回收利用系統，其特征在于，所述中變 氣管道上設置有第六閥門；所述第一出氣口與所述第一換熱器之間設置有第七閥門。
9. 根據權利要求8所述的制氫裝置中的中變氣回收利用系統，其特征在于，還包括第 四分管道，所述第四分管道的一端與所述第六閥門遠離所述第一進氣口的一側連接；另一 端與所述第七閥門遠離所述第一出氣口的一側連接；所述第四分管道上設置有第八閥門。
【文檔編號】F22D1/50GK203848270SQ201420213305
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權日:2014年4月28日
【發(fā)明者】王金亮 申請人:東營華聯石油化工廠有限公司