[發(fā)明專利]一種二氧化碳加氫生產(chǎn)甲醇工藝及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211288750.4
• 申請日: 2022-10-20
• 公開（公告）號: CN115738942A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘭榮亮;馬炯;王靚;李蒙;丁家祥;石明學(xué)
• 申請（專利權(quán)）人: 中石化南京工程有限公司;中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;B01J10/00;C07C29/152;C07C29/76;C07C31/04
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 韓正玉;徐冬濤

1.一種二氧化碳加氫生產(chǎn)甲醇裝置，其特征在于：該裝置包括1#反應(yīng)器(3)和2#反應(yīng)器(10)；所述1#氣體緩沖罐(1)的頂部氣相輸出管道經(jīng)過1#進(jìn)料加熱器(2)后和1#反應(yīng)器(3)相連；

所述1#反應(yīng)器(3)出口通過管道依次與1#進(jìn)料加熱器(2)、1#冷卻器(4)、1#氣液分離器(5)相連，所述1#氣液分離器(5)頂部出口氣相分為兩股，其中一股氣相通過管道與1#循環(huán)壓縮機(jī)(6)入口相連，另外一股和2#循環(huán)壓縮機(jī)(13)出口管道與2#氣體緩沖罐(7)相連；所述2#氣體緩沖罐(7)頂部氣相輸出管道依次經(jīng)過合成氣壓縮機(jī)(8)、2#進(jìn)料加熱器(9)和2#反應(yīng)器(10)相連；

所述2#反應(yīng)器(10)出口通過管道依次與2#進(jìn)料加熱器(9)、2#冷卻器(11)、2#氣液分離器(12)相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳加氫生產(chǎn)甲醇裝置，其特征在于：所述2#氣液分離器(12)頂部出口氣相分為兩股，其中一股通過管道與2#循環(huán)壓縮機(jī)(13)入口相連，另外一股作為弛放氣進(jìn)入洗滌塔(14)后排至界外。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳加氫生產(chǎn)甲醇裝置，其特征在于：來自界外的氫氣分為兩股，其中一股氫氣輸出管道與2#氣體緩沖罐(7)相連；另外一股氫氣和二氧化碳輸出管道、1#循環(huán)壓縮機(jī)(6)出口管道與1#氣體緩沖罐(1)相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳加氫生產(chǎn)甲醇裝置，其特征在于：1#氣液分離器(5)和2#氣液分離器(12)的內(nèi)件型式采用葉片式結(jié)構(gòu)或離心管束式結(jié)構(gòu)或采用絲網(wǎng)除沫器結(jié)構(gòu)；洗滌塔(14)的內(nèi)件型式采用填料塔或板式塔結(jié)構(gòu)。

5.一種利用權(quán)利要求1所述的裝置實現(xiàn)二氧化碳加氫生產(chǎn)甲醇的方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

1)來自界外的二氧化碳和氫氣與1#循環(huán)壓縮機(jī)出口的循環(huán)氣進(jìn)入氣體緩沖罐，頂部混合氣經(jīng)過1#進(jìn)料加熱器升溫后進(jìn)入1#反應(yīng)器發(fā)生逆變換反應(yīng)，1#反應(yīng)器出口工藝氣溫度升高后，經(jīng)過1#進(jìn)料加熱器被冷卻后進(jìn)入1#冷卻器，工藝氣被進(jìn)一步冷卻后進(jìn)入1#氣液分離器，工藝氣中冷凝的水從底部排出；頂部出口氣相分為兩股，其中一股作為循環(huán)氣進(jìn)入1#循環(huán)壓縮機(jī)，另外一股和2#循環(huán)壓縮機(jī)(6)出口氣體進(jìn)入與2#氣體緩沖罐；

2)2#氣體緩沖罐頂部混合氣經(jīng)過2#進(jìn)料加熱器升溫后進(jìn)入2#反應(yīng)器發(fā)生甲醇合成反應(yīng)，2#反應(yīng)器出口工藝氣溫度升高后，經(jīng)過2#進(jìn)料加熱器被冷卻后進(jìn)入2#冷卻器，工藝氣被進(jìn)一步冷卻后進(jìn)入2#氣液分離器，獲得的粗甲醇從2#氣液分離器底部排出；頂部出口氣相分為兩股，其中一股作為循環(huán)氣進(jìn)入2#循環(huán)壓縮機(jī)，另外一股作為弛放氣，經(jīng)過洗滌塔被脫鹽水洗滌后送至界外。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：1#反應(yīng)器操作溫度控制在350～600℃之間，操作壓力控制在0.1～2.0MPag，二氧化碳轉(zhuǎn)化率控制在10～45％。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：2#反應(yīng)器操作溫度控制在200～300℃之間，操作壓力控制在4.0～7.0MPag，一氧化碳轉(zhuǎn)化率控制在35～70％，二氧化碳轉(zhuǎn)化率控制在10～45％。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：1#反應(yīng)器內(nèi)主要發(fā)生逆變換反應(yīng)，即二氧化碳和氫氣反應(yīng)生成一氧化碳和水。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：2#反應(yīng)器內(nèi)主要發(fā)生甲醇合成反應(yīng)，包括一氧化碳和氫氣反應(yīng)生成甲醇、二氧化碳和氫氣反應(yīng)生成甲醇和水。