一种重整制氢反应器、制氢转化炉及重整制氢方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109694039A(43)申请公布日2019.04.30(21)申请号201710985866.6(22)申请日2017.10.20(71)申请人中国石化工程建设有限公司地址100101北京市朝阳区安慧北里安园21号申请人中石化炼化工程（集团）股份有限公司(72)发明人张旭戴文松(74)专利代理机构北京英创嘉友知识产权代理事务所(普通合伙)11447代理人王浩然耿超(51)Int.Cl.C01B3/40(2006.01)权利要求书2页说明书15页附图12页(54)发明名称一种重整制氢反应器、制氢转化炉及重整制氢方法(57)摘要本公开涉及一种重整制氢反应器、制氢转化炉及重整制氢方法。该重整制氢反应器采用微催化反应板，反应板上负载有制氢反应所需的活性组分，减少了催化活性金属用量且催化剂不易积碳失活、缩短了反应气体扩散至催化活性中心的距离，降低了传质阻力和反应器压降，提高了制氢反应转化率；反应气体在反应器中由中心向外流动，流道面积逐渐增大、反应板温度逐渐升高，有利于作为体积增加和吸热反应的制氢反应转化率的提升；该重整制氢反应器使用范围广，作为制氢转化炉的炉管可以适用于不同种类的转化炉。采用该重整制氢转化炉的制氢方法炉管压降低、炉管内单位体积催化剂的产品时空产率高、原料气处理能力能转化率高，能够满足制氢反应要求。CN109694039ACN109694039A权利要求书1/2页1.一种重整制氢反应器，其特征在于，该反应器包括圆筒形密封承压壳体(12)、进气口(1)、出气口(2)、从所述壳体(12)顶部伸入到壳体内部的第一直管(11)、从所述壳体(12)底部伸入到壳体内部的第二直管(14)和设置在所述壳体(12)内所述第一直管(11)下方所述第二直管(14)上方的催化反应单元(13)；所述进气口与所述第一直管(11)连通，所述出气口(2)与所述第二直管(14)连通；所述催化反应单元(13)的顶部和底部分别由顶部密封板(5)和底部密封板(8)密封，所述催化反应单元(13)包括轴向设置的中心管(6)，所述中心管(6)穿过顶部密封板(5)与第一直管(11)流体连通；所述催化反应单元外侧壁(15)与壳体(12)的内壁之间形成有环隙(7)；所述中心管(6)和所述催化反应单元(13)的侧壁分别形成有开孔，以使所述中心管(6)通过所述开孔与所述环隙(7)流体连通；所述底部密封板(8)与所述壳体(12)下部的内壁之间形成有与所述环隙(7)流体连通的集气腔(9)，所述环隙(7)通过所述集气腔(9)与所述第二直管(14)连通；所述催化反应单元(13)内设有微催化反应板(10)，所述催化反应板(10)的板面负载有重整制氢催化剂。2.根据权利要求1所述的重整制氢反应器，其特征在于，所述微催化反应板(10)沿轴向延伸且围绕所述中心管(6)呈螺旋状分布，所述微催化反应板(10)的顶端与所述顶部密封板(5)密封连接，所述微催化反应板(10)的底端与所述底部密封板(8)密封连接。3.根据权利要求1所述的重整制氢反应器，其特征在于，所述微催化反应板(10)为一个或同轴设置的多个环状板，所述微催化反应板(10)的内边缘与所述催化反应单元内侧壁(17)密封固定连接，所述微催化反应板(10)的外边缘与所述催化反应单元外侧壁(15)密封固定连接。4.根据权利要求1所述的重整制氢反应器，其特征在于，所述微催化反应板(10)为选自平面板、齿形板、波纹板和波形板中的至少一种。5.一种重整制氢转化炉，包括进气管(24)、出气管(25)、烧嘴(23)和燃烧室(22)，其特征在于，该转化炉还包括权利要求1～4中任意一项所述的重整制氢反应器(21)，所述重整制氢反应器(21)位于所述燃烧室(22)内，所述重整制氢反应器(21)的进气口(1)与所述进气管(24)连通，所述重整制氢反应器的出气口(2)与所述出气管(25)连通。6.采用权利要求5所述的重整制氢转化炉进行重整制氢反应的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)使燃料气和空气经过所述烧嘴(23)喷入所述燃烧室(22)进行燃烧；(2)使原料气与水蒸气经所述转化炉的进气管(24)进入所述重整制氢反应器(21)，在所述催化反应单元(13)内进行重整制氢反应，得到富含氢气的转化气。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述重整制氢反应的条件包括：反应温度为700～1100℃，反应压力为1.8～5.5MPaG，水蒸气中的H2O与原料气中的碳原子的摩尔比为(2.5～5)：1，空速为1000～100000h-1。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述原料气在所述催化反应单元(13)内的平均流速为0.001～100m/s。9.根据权利要求6所述的方法，其特征