不同结构控温变换反应器的技术特点分析.pdf
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1、第 卷第期 年月化肥设计C h e m i c a lF e r t i l i z e rD e s i g nA u g 分析与探讨作者简介:谢德虎(年),男,甘肃天水人,年毕业于武汉工程大学过程装备与控制工程专业,高级工程师,现主要从事化工设备设计工作.不同结构控温变换反应器的技术特点分析谢德虎(中国五环工程有限公司,湖北 武汉 )摘要:控温变换技术凭借着自身能够从根本上克服“双高”粗煤气变换反应催化剂床层超温难题的优势,获得很多企业及科研单位的青睐,是近些年来发展势头极为强劲的控温技术.国内具有代表性的几大公司都开发了自己的控温变换技术,每种技术的控温变换反应器结构都有所不同.详细介绍
2、了每种结构的控温变换反应器的技术特点,并进行对比,对控温变换反应技术及反应器的选择具有指导意义.关键词:反应器;换热管;控温;结构d o i:/j i s s n 中图分类号:TQ 文献标识码:B文章编号:()A n a l y s i so fT e c h n i c a lC h a r a c t e r i s t i c so fT e m p e r a t u r e c o n t r o l l e dC OS h i f tR e a c t o r sw i t hD i f f e r e n t S t r u c t u r e sX I ED e h u(W u
3、 h u a nE n g i n e e r i n gC o,L t d,W u h a nH u b e i ,C h i n a)A b s t r a c t:T e m p e r a t u r e c o n t r o l l e dC Os h i f tt e c h n o l o g yc a nf u n d a m e n t a l l yo v e r c o m et h e o v e r t e m p e r a t u r ep r o b l e m o ft h ec a t a l y s tb e di nt h e“d o u b l eh
4、 i g h”(h i g ht e m p e r a t u r e&h i g hp r e s s u r e)c r u d eg a sC Os h i f t r e a c t i o n,t h a n k s t ow h i c h i th a sb e e n f a v o r e db ym a n ye n t e r p r i s e s a n ds c i e n t i f i c r e s e a r c hu n i t s,w i t n e s s i n gav e r ys t r o n gd e v e l o p m e n tm
5、o m e n t u mi nr e c e n ty e a r sa m o n gt e m p e r a t u r ec o n t r o l t e c h n o l o g i e s S e v e r a l r e p r e s e n t a t i v ec o m p a n i e s i nC h i n ah a v ed e v e l o p e d t h e i r o w nt e m p e r a t u r e c o n t r o l l e dC Os h i f t t e c h n o l o g i e s,w h i c
6、 h f e a t u r e r e s p e c t i v e l yd i f f e r e n t s t r u c t u r e s T h e t e c h n i c a l c h a r a c t e r i s t i c so f e a c ht y p eo f t e m p e r a t u r e c o n t r o l l e dC Os h i f t r e a c t o r a r e i n t r o d u c e d i nd e t a i l a n da r e c o m p a r e d,w h i c h i
7、 so fg u i d i n gs i g n i f i c a n c e f o r t h es e l e c t i o no f t e m p e r a t u r e c o n t r o l l e dC Os h i f t r e a c t i o nt e c h n o l o g i e sa n dr e a c t o r s K e y w o r d s:r e a c t o r;h e a t e x c h a n g e t u b e;t e m p e r a t u r ec o n t r o l;s t r u c t u r
8、ed o i:/j i s s n 一氧化碳变换是当前煤化工项目中极为关键的组成环节,依托变换反应的支持将粗煤气里面含有的C O和HO进一步转化获得H,达到对粗煤气介质内氢碳比进行调节控制的目的,更好地满足下游装置的生产需要.该变换反应属于可逆放热反应,传统变换技术通常选择若干绝热变换反应器进行串联的方式来获得目标变换深度,利用低水气比工艺或者是高水气比工艺的方式达到避免催化剂床层出现超温问题的目的.但是,不管是何种高低水气比形式的处理工艺,都难以由根本上解决高温状态下催化剂使用寿命较短的难题.在近些年的发展中,控温变换技术获得足够的关注与重视,与此相关的技术突破很好地处理了“双高”粗煤气变换
9、反应催化剂床层超温难题.1 1控温变换技术原理催化剂床层里面布置换热单元,选择的移热介质是水,借助副产蒸汽的形式达到转移反应热的效果,确保整体变换反应能够在低温水平下展开,避免催化剂床层超温,尽量将反应温度控制到最佳温度曲线水平.2 2控温变换技术特点对比传统绝热变换技术,控温变换技术表现出下述特点.()催化剂用量少,寿命长.反应器内配备着移热单元,能够确保整体变换反应都处在最佳温度曲线的范围展开(见图),不仅所需要使用的催化剂量更少,而且催化剂床层温度相对偏低,能够提高催化剂整体的使用时间与使用效率.图催化剂床层与最佳温度曲线()系统阻力降低.考虑到本反应处在温度相对较低的水平,因此,在C
10、O转化率得到提升的同时,流程得以精简,设备数量更少,系统整体的阻力降有所降低.()流程简单,易操作.借助汽包压力进行控制的方 式 就 能 够 管 控 反 应 温 度,整 体 操 作 更 加便捷.3 3控温变换反应器按照变换反应器内流体流动方式的差别,将其区分为径向反应器、轴向反应器以及轴径向反应器几种形式.其中,径向反应器的阻力相对较小,能够更好地实现反应工作,因此,备受研究者的喜爱.现阶段工业生产领域,用到较多的就是此种形式的反应器装置.按照反应器配置移热单元的组成差别,将其区分成绕管式、列管式和套管式等三种形式.由于目前绕管式工业化应用较少,在这里不做详细介绍.目前在国内市场上,其主要结构
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