一种合成气甲烷化的流向变换周期操作反应装置和应用

摘要

本发明公开了一种合成气甲烷化的流向变换周期操作反应装置，属于煤化工领域。所述的反应装置包括一个反应器单元和换热装置，反应器单元由一个分为三层的填充床催化反应器、六个二通截止阀和连接管道组成；换热装置包括一个原料预热换热器和一个回收热量换热器；实践中还可将三个反应器单元进行三种组合方式的连接。使用上述装置进行合成气甲烷化反应时，通过交替控制六个二通截止阀的开、闭，实现气体在填充床催化反应器中流动方向的周期性变换；当使用三个反应器单元组合时，通过控制二通截止阀的开、闭，实现整个系统不停车更换某一反应器单元的催化剂，保证生产过程的连续性。本发明的装置和方法使催化剂的寿命延长，原料气转化效率高。

主权项

一种合成气甲烷化的流向变换周期操作反应装置，其特征在于，含有三个结构完全相同的反应器单元，结构具体为：一个反应器单元，包括一个填充床催化反应器（5）、六个二通截止阀和连接管道：所述的填充床催化反应器（5）分为三层：上层是用于装填惰性填料或具有反应活性的固体催化剂的换热区（8）；中间层是装填具有反应活性的固体催化剂的反应区（7）；下层是用于装填惰性填料或具有反应活性的固体催化剂的换热区（6）；填充床催化反应器（5）上、下两端各有一个供气体进出的开口；所述的填充床催化反应器（5）上端的供气体进出的开口的两侧分别有通过管道连接的第一个二通截止阀（1）和第二个二通截止阀（2），下端的供气体进出的开口的两侧分别有通过管道连接的第三个二通截止阀（3）和第四个二通截止阀（4）；且第一个二通截止阀（1）和第四个二通截止阀（4）都位于所述的填充床催化反应器（5）的同一侧，第二个二通截止阀（2）和第三个二通截止阀（3）都位于所述的填充床催化反应器（5）的另一侧；第五个二通截止阀（17）和第六个二通截止阀（18）分别通过管道和位于所述的填充床催化反应器（5）下端的供气体进出的开口和上端的供气体进出的开口直接相连；所述的合成气甲烷化的流向变换周期操作反应装置的结构如下：（1）三个反应器单元，它们的连接方式如下：第一个反应器单元（14）的一端有原料气进口，其另一端的出口与第二个反应器单元（15）的进口通过管道连接；第二个反应器单元（15）的出口与第三个反应器单元（16）的进口通过管道连接，或者直接通过管道输出产品气；第三个反应器单元（16）的出口通过管道与第二个反应器单元（15）的进口连接；（2）换热装置，包括一个原料预热换热器（9）和一个回收热量换热器（10）：所述的原料预热换热器（9）安装在原料气进入第一个反应器单元（14）之前的管道上；所述的回收热量换热器（10）安装在产品气从第二个反应器单元（15）出来后的管道上，并通过管道连接到原料预热换热器（9）上，从而利用产品气所带余热给原料气预热。