一种煤基合成气与焦炉气制甲醇联产乙醇和LNG的工艺方法与装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110002956A(43)申请公布日2019.07.12(21)申请号201910363469.4C07C53/08(2006.01)(22)申请日2019.04.30C10J3/46(2006.01)C10L3/00(2006.01)(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人杨思宇陈建军钱宇(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人张耿语(51)Int.Cl.C07C29/152(2006.01)C07C31/04(2006.01)C07C29/149(2006.01)C07C31/08(2006.01)C07C51/12(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种煤基合成气与焦炉气制甲醇联产乙醇和LNG的工艺方法与装置(57)摘要本发明属于能源与化工技术领域，具体涉及一种煤基合成气与焦炉气制甲醇联产乙醇和LNG的工艺方法与装置。该装置包括依次连接的煤气化单元、酸气脱除单元、深冷分离单元Ⅰ和深冷分离单元Ⅱ、醋酸合成单元、醋酸加氢单元、甲醇合成单元、焦炉气净化单元、焦炉气压缩单元和PSA分离单元。本发明充分利用煤化工废气中的富氢资源H2和CH4，进行化工产品的合成，减少工业煤焦化工业废气排放，解决焦化企业排烟硫污染的难题，同时可以取消现有煤制甲醇工艺技术中导致高二氧化碳排放的水煤气变换单元，提高了系统的灵活性，其产值和经济效益大幅提高。CN110002956ACN110002956A权利要求书1/2页1.一种煤基合成气与焦炉气制甲醇联产乙醇和LNG的装置，其特征在于：包括依次连接的煤气化单元、酸气脱除单元、深冷分离单元Ⅰ和深冷分离单元Ⅱ、醋酸合成单元、醋酸加氢单元、甲醇合成单元、焦炉气净化单元、焦炉气压缩单元和PSA分离单元；所述的煤气化单元设有原料煤入口、氧气入口和煤气化粗合成气出口，其中煤气化粗合成气出口通过管道与酸气脱除单元的煤气化粗合成气入口相连；酸气脱除单元设有洁净的煤气化合成气出口和二氧化碳出口，其中洁净的煤气化合成气出口通过管道与深冷分离单元Ⅰ的煤气化合成气入口相连；深冷分离单元设有CO出口和富碳合成气出口，其中CO出口通过管道与醋酸合成单元的CO入口相连，富碳合成气出口通过管道与甲醇合成单元的富碳合成气入口相连；醋酸合成单元设有CO入口、甲醇入口和醋酸出口，其中甲醇入口通过管道与甲醇合成单元的甲醇出口相连，醋酸出口通过管道与醋酸加氢单元的醋酸入口相连；甲醇合成单元设有富碳合成气入口、提氢尾气入口、氢气入口、甲醇出口和甲醇产品出口，其中提氢尾气入口通过管道与PSA分离单元的提氢尾气出口相连，氢气入口通过管道与PSA分离单元的氢气出口相连；PSA分离单元设有焦炉气入口、提氢尾气出口和氢气出口，其中焦炉气入口通过管道与深冷分离单元Ⅱ的焦炉气出口相连，氢气出口通过管道分别与甲醇合成单元的氢气入口，以及醋酸加氢单元的氢气入口相连；深冷分离单元Ⅱ设有压缩的焦炉气入口和液态天然气产品出口，其中压缩的焦炉气入口通过管道与焦炉气压缩单元的压缩的焦炉气出口相连；焦炉气压缩单元设有洁净的焦炉气入口，其通过管道与焦炉气净化单元相连。2.一种采用权利要求1所述装置制甲醇联产乙醇和LNG的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：原料褐煤2与氧气1进入煤气化单元制成煤气化粗合成气3；煤气化粗合成气3通入酸气脱除单元脱除二氧化碳4，得到洁净的煤气化合成气5；洁净的煤气化合成气5进入深冷分离单元Ⅰ，得到CO气体6和富碳合成气9，其中CO气体6进入醋酸合成单元，富碳合成气9通入甲醇合成单元；焦炉煤气12进入焦炉气净化单元，得到洁净的焦炉气13，洁净的焦炉气13进入焦炉气压缩单元8，所得的压缩的焦炉气14进入深冷分离单元Ⅱ，进一步得到焦炉气15和液态天然气产品(LNG)20，焦炉气15进入PSA分离单元，得到氢气17和提氢尾气16，其中氢气17进一步分成氢气18和氢气19，氢气19进入醋酸加氢单元，而氢气18与提氢尾气16一同进入甲醇合成单元，并与富碳合成气9一起合成甲醇10和甲醇产品11，其中甲醇10进一步进入醋酸合成单元，与CO气体6一起合成醋酸7，醋酸7再进入醋酸加氢单元，与氢气19一起反应生成乙醇8。3.根据权利要求2所述的制甲醇联产乙醇和LNG的工艺方法，其特征在于：所述的煤气化粗合成气3的氢碳比为0.2～1。4.根据权利要求2所述的制甲醇联产乙醇和LNG的工艺方法，其特征在于：所述的洁净的煤气化合成气5的氢碳比为1～3。5.根据权利要求2所述的制甲醇联产乙醇和LNG的工艺方法，其特征在于：所述的焦炉煤气12的组成包括50～60vol.％的H2和20～30vol.％的C