[發(fā)明專利]一種煤基合成氣綜合利用方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410725808.6
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104479723A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周紅軍;余長春;李然家;王曉勝;吳全貴
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京);北京中石大新能源研究院有限公司
• 主分類號: C10G2/00
• 分類號: C10G2/00;C10L3/10;B01J19/00;C07C29/157;C07C29/154;C07C31/04;C07C31/02
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤基合成氣綜合利用方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

由于我國具有富煤貧油少氣的能源結(jié)構(gòu)，隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，煤化工技術(shù)的發(fā)展不斷受到重視。現(xiàn)階段煤氣化制合成氣、煤制天然氣、合成氣制甲醇、合成氣制費(fèi)-托合成油、甲醇制低碳烯烴等技術(shù)國內(nèi)外已有較為成熟的工藝，在國內(nèi)也有工業(yè)化實(shí)例。這些技術(shù)對解決我國對外原油進(jìn)口依賴問題具有重要意義。但單一產(chǎn)品煤化工生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)性受產(chǎn)品與原料價(jià)差波動(dòng)影響較大，裝置的抗風(fēng)險(xiǎn)能力較差，一旦出現(xiàn)產(chǎn)能過剩、市場暫時(shí)性飽和或原料與產(chǎn)品價(jià)差縮小的情況，企業(yè)只能通過降低相應(yīng)裝置產(chǎn)能來調(diào)節(jié)倉儲(chǔ)量或降低產(chǎn)品價(jià)格，企業(yè)利潤率必然受到影響。在煤化工生產(chǎn)過程中采用聯(lián)產(chǎn)方式生產(chǎn)油品、低碳醇、烯烴、天然氣等多種產(chǎn)品、提高高附加值產(chǎn)品產(chǎn)量，可有效提高煤化工生產(chǎn)裝置的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，具有較高的實(shí)用性和應(yīng)用價(jià)值。

200810055528.3號中國專利申請公開了一種合成氣制低碳醇(C₁-C₅醇的混合物)聯(lián)產(chǎn)汽油餾分的催化劑制法和應(yīng)用，通過引入VIII族元素及堿金屬、堿土金屬對Fe-Cu基催化劑進(jìn)行改性，反應(yīng)結(jié)果表明此方法可有效提高CO利用率，并改善C₂⁺醇及C₄⁺烴的選擇性，但其原料及評價(jià)條件較單一，對原料適應(yīng)性較差。CN102872870A公開了一種合成氣制餾分油聯(lián)產(chǎn)高碳醇催化劑的制備方法和應(yīng)用，此催化劑為多孔碳材料負(fù)載的限域金屬團(tuán)簇，但此法僅能通過改變催化劑活性組分中間相的比例對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行調(diào)節(jié)，裝置操作及產(chǎn)物調(diào)整靈活性較差。CN102553611A公開了一種用于合成氣制取甲烷并聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴的催化劑，該催化劑的活性組分為Fe₂O₃，助劑為Mn、K、Zn、Cr等，采用共沉淀法制備，但此法需通過改變溫度、壓力等操作條件調(diào)節(jié)產(chǎn)物分布，易造成裝置操作不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種煤基合成氣綜合利用方法，本方法是將煤基合成氣制合成油、天然氣、甲醇和低碳醇的工藝進(jìn)行有效組合，實(shí)現(xiàn)煤基合成氣的綜合利用。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種煤基合成氣綜合利用系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種煤基合成氣綜合利用方法，包括以下步驟：

氣體與合成甲醇催化劑接觸反應(yīng)的步驟和/或氣體與合成低碳醇催化劑接觸反應(yīng)的步驟；

氣體與合成油催化劑接觸反應(yīng)的步驟和/或氣體與合成天然氣催化劑接觸反應(yīng)的步驟；

煤基合成氣按照由上述步驟組合形成的工藝進(jìn)行反應(yīng)。

實(shí)際生產(chǎn)中，可以按照需要將上述各步驟進(jìn)行組合以形成具體的工藝，各步驟是相對獨(dú)立的，煤基合成氣依次經(jīng)過工藝中的各步驟，氣體在工藝過程中不循環(huán)。

在上述方法中，氣體與催化劑接觸反應(yīng)可以采用多段催化反應(yīng)的方式，即在反應(yīng)過程中，使氣體連續(xù)與多段的同一催化劑進(jìn)行接觸反應(yīng)。

上述各步驟包括對氣體產(chǎn)物進(jìn)行冷凝分液的操作，冷凝得到的氣相組分進(jìn)行工藝的下個(gè)步驟。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，該方法包括：

使煤基合成氣與合成甲醇催化劑和/或合成低碳醇催化劑接觸反應(yīng)；

使反應(yīng)之后的氣體與合成油催化劑和/或合成天然氣催化劑接觸反應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，該方法包括以下具體工藝：

使煤基合成氣依次與合成甲醇催化劑、合成油催化劑接觸反應(yīng)；或者，

使煤基合成氣依次與合成甲醇催化劑、合成油催化劑、合成天然氣催化劑接觸反應(yīng)；或者，

使煤基合成氣依次與合成低碳醇催化劑、合成天然氣催化劑接觸反應(yīng)；或者，

使煤基合成氣依次與合成低碳醇催化劑、合成油催化劑、合成天然氣催化劑接觸反應(yīng)；或者，

使煤基合成氣依次與合成低碳醇催化劑、合成甲醇催化劑、合成油催化劑、合成天然氣催化劑接觸反應(yīng)。

在上述方法中，優(yōu)選地，合成甲醇催化劑的組成為Cu、ZnO、Pd、CeO₂、Al₂O₃，各組分金屬元素的摩爾比為Cu:Zn:Pd:Ce:Al＝30-80:10-30:0-5:0-10:10-60，更優(yōu)選為Cu:Zn:Pd:Ce:Al＝40-70:15-25:0-2:2-6:20-40。