[發明專利]一種水煤氣制甲醇工藝和裝置

在審

• 申請號: 202110997803.9
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113563159A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 譚宏亮;吳麗蘭
• 申請（專利權）人: 陜西潤中清潔能源有限公司
• 主分類號: C07C29/152
• 分類號: C07C29/152;C07C29/151;C07C29/80;C07C31/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

1.一種水煤氣制甲醇裝置，其特征在于，包括水煤漿氣化裝置(1)，所述氣化裝置(1)產生的水煤氣經洗滌、分離處理后進入凈化裝置(2)進行硫化物及部分二氧化碳的去除，凈化裝置(2)外排尾氣通過CO₂分離裝置(10)將CO₂分離后進入CO₂氣體加壓裝置(11)加壓，與補氫裝置送來的氫氣進入合成塔B(12)反應生成甲醇，氫氣量通過入合成塔B氫氣流量控制閥(15)進行調整。

2.根據權利要求1所述的一種水煤氣制甲醇裝置，其特征在于，所述補氫裝置包括依次連接的光伏輸配電裝置(5)、水解制氫裝置(6)、氫氣加壓裝置(7)，光伏輸配電裝置(5)產生的電能送入水解制氫裝置(6)對純凈水進行電水解制得的純氫氣，經氫氣加壓裝置(7)加壓后送入甲醇合成裝置進行反應；

所述補氫裝置制成的高壓氫氣送入甲醇合成塔A(4)入口管線上的補氫位置(8)，凈化裝置(2)產出的合成氣與補氫裝置制得的氫氣在合成塔A(4)內反應生成粗甲醇，與合成塔B(12)制得的粗甲醇一起送入甲醇精餾裝置(13)制得產品甲醇。

3.根據權利要求2所述的一種水煤氣制甲醇裝置，其特征在于，所述甲醇合成塔A(4)入口管線上設置合成氣在線分析儀(9)，合成氣在線分析儀(9)對氣體組分進行分析，通過入合成塔A氫氣流量控制閥(14)的開度調整補氫位置(8)的補入量。

4.基于權利要求1-3任一項所述裝置的一種水煤氣制甲醇工藝，其特征在于，包括以下步驟；

氣化裝置(1)產生的水煤氣經洗滌、分離處理后進入凈化裝置(2)進行硫化物及部分二氧化碳的去除，凈化裝置(2)外排尾氣中含大量CO₂，體積含量≥85％，通過CO₂分離裝置(10)將尾氣中的N₂等雜質去除，提純CO₂，CO₂含量≥99.9％，經CO₂氣體加壓裝置(11)加壓到合成塔反應壓力8.8-9.2MPa，與補氫裝置送來的氫氣進入合成塔B(12)，氫氣流量根據CO₂氣體流量通過控制氫氣流量控制閥(15)的開度調整，在高溫高壓、催化劑作用下反應，經冷卻后生成粗甲醇，未反應氣體作為循環氣經循環壓縮進入合成裝置反應，因反應同時生成H₂0，故粗甲醇送入甲醇精餾裝置(13)進行提純，去除水分，生成甲醇產品。

5.根據權利要求4所述的一種水煤氣制甲醇工藝，其特征在于，所述補氫裝置中光伏輸配電裝置(5)充分利用當地光熱進行發電，產生的電能送入水解制氫裝置(6)對純凈水進行電水解，2H₂O＝2H₂+O₂，制得的純氫氣經干燥除濕后分別送入合成塔A(4)、合成塔B(12)進行反應。

6.根據權利要求4所述的一種水煤氣制甲醇工藝，其特征在于，所述凈化裝置(2)產出的合成氣主要成分為CO、CO₂、H₂，凈化裝置(2)去除了大量的CO₂,CO₂的含量控制在4％，合成氣中H/C比不變，為使H/C達到2.05-2.15，補氫裝置制成的高壓氫氣通過管路送入甲醇合成塔A(4)入口管線上的補氫位置(8)，根據合成氣在線分析儀(9)對氣體組分進行分析，通過調整入合成塔A氫氣流量控制閥(14)的開度調整補氫裝置(8)的補入量，最大程度的優化合成入塔氣指標，合成氣與補氫裝置制得的氫氣在合成塔A(4)內反應，經冷卻后生成粗甲醇，未反應氣體作為循環氣經循環壓縮進入合成裝置反應，粗甲醇送入甲醇精餾裝置(13)進行提純，制得產品甲醇。

7.根據權利要求4所述的一種水煤氣制甲醇工藝，其特征在于，當將H₂補入合成裝置的合成塔入口時，可提高入合成塔合成氣的氫含量，由于甲醇合成反應：CO+2H₂＝CH₃OH、CO₂+3H₂＝CH₃OH+H₂O均為氣體體積縮小的反應，從化學反應熱力學角度分析，補入適量的H₂還可以有效促進甲醇合成的進行，提高甲醇的產量。