一种二氧化碳催化氧化脱烃装置的制作方法

本实用新型涉及一种化工设备技术领域，尤其是一种二氧化碳催化氧化脱烃装置。

背景技术：

二氧化碳催化氧化脱烃系统是二氧化碳回收装置的重要组成部分，利用烃类在高温催化剂作用下可以和氧气反应的特点将烃类反应掉用于二氧化碳气体净化。

目前，二氧化碳催化氧化脱烃采用常温原料气体，首先进入预热器与反应气体进行换热后，之后进入电加热炉加热，之后进入脱烃反应器进行反应，反应后的气体返回预热器回收热量后经水冷却器冷却为常温并经水分离器分离游离水后出催化氧化系统。

原系统由常温加热到反应温度350℃以上需要超过24小时时间，过快的加热速度不但浪费能源，还会导致热应力过于集中而损坏设备。在此加热时间段内整个二氧化碳系统始终处于高能耗运行状态，但无法生产出合格的食品级二氧化碳，导致二氧化碳系统启动成本很高。而在设备停机时，原料气中残留的水分会导致催化剂软化，长期使用会使催化剂易粉化。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种二氧化碳催化氧化脱烃装置，解决加热过程中高能耗运行以及停机时催化剂软化问题。

本实用新型的技术方案为：一种二氧化碳催化氧化脱烃装置，包括压缩机、冷却器、分离器、第一预热器、第二预热器、循环风机、加热器、脱烃反应器，所述的压缩机通过管道与冷却器连接，所述的冷却器通过管道与分离器连接，所述的分离器通过管道与第一预热器的第一进气口连接；

所述的压缩机还通过管道与第一预热器的第一进气口连接，所述的第一预热器的第一出气口通过管道与第二预热器的第一进气口连接，其中，压缩机输出气体的温度为110℃，第一预热器第一出气口输出的原料气温度为200℃；

所述的第一预热器与第二预热器之间还设置有循环风机，所述的循环风机进口与第二预热器的第二出气口连接，所述循环风机的出风口与第二预热器的第一进气口连接，通过循环风机实现系统内部循环，从而进一步减少装置预热时间；

所述第二预热器的第一出气口通过管道与加热器的进气口连接，所述加热器的出气口通过管道与脱烃反应器的进气口连接，所述的脱烃反应器中放置有脱烃催化剂，其中，所述第二预热器的第一出气口输出的原料气的温度为350℃，所述加热器的出气口输出的原料气的温度为380-400℃；

所述脱烃反应器的出气口通过管道与第二预热器的第二进气口连接，所述第二预热器的第二出气口通过管道与第一预热器的第二进气口连接，所述第一预热器的第二进气口还通过管道与二氧化碳储槽相连通，脱烃后的原料气经第二预热器和第一预热器后通过输出管道输出，其中，所述的脱烃反应器的出气口输出的脱烃后的气体的温度为500℃，第二预热器的第二出气口输出的脱烃后的气体的温度为300℃，第一预热器的第二出气口输出的脱烃后的气体的温度为150-200℃。

进一步的，所述压缩机与冷却器之间的管道上设置有单向阀a。

进一步的，所述压缩机与第一预热器的第一进气口之间的管道上设置有单向阀b和单向阀c。

进一步的，所述分离器与第一预热器的第一进气口之间的管道上设置有单向阀d和单向阀e。

进一步的，所述第一预热器的第二进气口与二氧化碳储槽之间的管道上还设置有单向阀f。

进一步的，所述的第一预热器下端还设置有放空阀，停机时，通过开启放空阀，并开启单向阀f，使得干燥的二氧化碳将装置湿气置换为干气后停机。

进一步的，所述的输出管道上还设置有单向阀g。

进一步的，所述的脱烃反应器下端设置有排污阀。

碳脱烃时，首先关闭单向阀e、单向阀f和单向阀g，并开启第一预热器、第二预热器、加热器、循环风机、脱烃反应器，通过加热器给第一预热器、第二预热器、脱烃反应器预热，并通过循环风机实现系统内循环，进一步减小预热时间，预热完成后，开启单向阀b、单向阀c、单向阀e，将混有一定氧气的原料气通过进气管道进入压缩机中，经压缩机压缩后，原料气的温度为110℃，然后压缩后的原料气经单向阀b、单向阀c、单向阀e直接输入至第一预热器进行初步预热，从而将原料气预热至200℃，然后进入第二预热器中进行预热至350℃，然后进入加热器中加热至380-400℃，最后输送至脱烃反应器中反应，反应完成后，通过脱烃反应器下端的出气口将脱烃后的气体输入第二预热器和第一预热器中进行冷却，通过第二预热器和第一预热器回收多余的热量，然后通过输出管道将脱烃后的气体输出，反应停止后，通过开启单向阀f，以及放空阀，将二氧化碳储槽中的干燥二氧化碳输入至系统中，使得干燥二氧化碳将系统中的湿气置换为干气后停机。

本实用新型的有益效果为：通过压缩机末端的旁通管路使原本的常温管线用压缩热升温至110℃，充分利用了原有能源，将加温时间以及加温能量节约了20％；

另外，通过循环风机预热使整个系统预热时能耗较旧系统降低了90％，可使加温时间节约30％，而且大大降低了系统预热时间；

并且，停机冷却时采用干燥二氧化碳冷却置换湿气充分保护了催化剂，大大延长了催化剂使用寿命，达到节约成本，节能降耗的目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中，1-压缩机，2-冷却器，3-分离器，4-第一预热器，5-第二预热器，6-循环风机，7-加热器，8-脱烃反应器，9-二氧化碳储槽，10-单向阀a，11-单向阀b，12-单向阀c，13-单向阀d，14-单向阀e，15-单向阀f，16-放空阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，一种二氧化碳催化氧化脱烃装置，包括压缩机1、冷却器2、分离器3、第一预热器4、第二预热器5、循环风机6、加热器7、脱烃反应器8，所述的压缩机1通过管道与冷却器2连接，该管道上设置有单向阀a10；

所述的冷却器2通过管道与分离器3连接，所述的分离器3通过管道与第一预热器4的第一进气口连接，该管道上设置有单向阀d13和单向阀e14；

所述的压缩机1还通过管道与第一预热器4的第一进气口连接，该管道上还设置有单向阀b11和单向阀c12；

所述的第一预热器4的第一出气口通过管道与第二预热器5的第一进气口连接，其中，压缩机1输出气体的温度为110℃，第一预热器4的第一出气口输出的原料气温度为200℃；

所述的第一预热器4与第二预热器5之间还设置有循环风机6，所述的循环风机6进口与第二预热器5的第二出气口连接，所述循环风机6的出风口与第二预热器5的第一进气口连接，通过循环风机6实现系统内部循环，从而进一步减少装置的预热时间；

所述第二预热器5的第一出气口通过管道与加热器7的进气口连接，所述加热器7的出气口通过管道与脱烃反应器8的进气口连接，所述的脱烃反应器8中放置有脱烃催化剂，其中，所述第二预热器5的第一出气口输出的原料气的温度为350℃，所述加热器7的出气口输出的原料气的温度为380-400℃；

所述脱烃反应器8的出气口通过管道与第二预热器5的第二进气口连接，所述第二预热器5的第二出气口通过管道与第一预热器5的第二进气口连接，所述第一预热器5的第二进气口还通过管道与二氧化碳储槽9相连通，该管道上还设置有单向阀f15；

脱烃后的原料气经第二预热器5和第一预热器4后通过输出管道输出，其中，所述的脱烃反应器8的出气口输出的脱烃后的气体的温度为500℃，第二预热器5的第二出气口输出的脱烃后的气体的温度为300℃，第一预热器4的第二出气口输出的脱烃后的气体的温度为150-200℃。

进一步的，所述的第一预热器4下端还设置有放空阀16，停机时，通过开启放空阀16，并开启单向阀f15，使得干燥的二氧化碳将装置湿气置换为干气后停机。

进一步的，所述的输出管道上还设置有单向阀g。

进一步的，所述的脱烃反应器8下端设置有排污阀。

碳脱烃时，首先关闭单向阀e14、单向阀f15和单向阀g，并开启第一预热器4、第二预热器5、加热器7、循环风机6、脱烃反应器8，通过加热器7给第一预热器4、第二预热器5、脱烃反应器8预热，并通过循环风机6实现系统内循环，进一步减小预热时间，预热完成后，开启单向阀b11、单向阀c12、单向阀e14，将混有一定氧气的原料气通过进气管道进入压缩机1中，经压缩机1压缩后，原料气的温度为110℃，然后压缩后的原料气经单向阀b11、单向阀c12、单向阀e14直接输入至第一预热器4进行初步预热，从而将原料气预热至200℃，然后进入第二预热器5中进行预热至350℃，然后进入加热器7中加热至380-400℃，最后输送至脱烃反应器8中反应，反应完成后，通过脱烃反应器8下端的出气口将500℃的脱烃后的气体输入第二预热器5和第一预热器4中进行冷却，通过第二预热器5和第一预热器4回收多余的热量，然后通过输出管道将脱烃后的气体输出，反应停止后，通过开启单向阀f15，以及放空阀16，将二氧化碳储槽9中的干燥二氧化碳输入至系统中，使得干燥二氧化碳将系统中的湿气置换为干气后停机。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。