焦炉煤气制甲醇过程的补碳工艺和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103435443A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103435443103435443A(43)申请公布日2013.12.11(21)申请号201310399389.7(22)申请日2013.09.05(71)申请人唐山中润煤化工有限公司地址063611河北省唐山市海港开发区3#路南(72)发明人宁利民徐贺明张建敏李国忠袁守敬吴春松曹继温赵爱华马晓春李晶晶孙春凯(74)专利代理机构石家庄冀科专利商标事务所有限公司13108代理人李桂芳(51)Int.Cl.C07C31/04(2006.01)C07C29/151(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称焦炉煤气制甲醇过程的补碳工艺和装置(57)摘要本发明公开了一种焦炉煤气制甲醇过程的补碳工艺和装置，其工艺为：所述焦炉煤气制甲醇过程的转化工段入口和合成工段入口补入二氧化碳。本工艺针对甲醇合成气碳含量低，氢碳比过高，限制甲醇产量的问题进行了改进；本工艺通过向甲醇合成系统补入二氧化碳，调节合成气中的C/H比，促进甲醇合成反应的进行，有效提高甲醇产量。本工艺将CO2直接补入合成工段，提高合成系统碳的含量，同时，从化学反应热力学角度分析，补入适量的CO2，可促进反应向体积缩小的方向进行，即甲醇合成反应的进行，提高甲醇产量。本工艺当将CO2补入转化工段入口时，不但可提高合成系统的碳含量，而且可有效提高合成气中CO的含量，而CO的反应活性更高。CN103435443ACN10345ACN103435443A权利要求书1/1页1.一种焦炉煤气制甲醇过程的补碳工艺，其特征在于：所述焦炉煤气制甲醇过程的转化工段入口和合成工段入口补入二氧化碳。2.根据权利要求1所述的焦炉煤气制甲醇过程的补碳工艺，其特征在于：所述二氧化碳为汽化状态，所述二氧化碳补至转化工段的系统压力为2.1～2.4MPa，至合成工段的系统压力为1.9～2.2MPa。3.根据权利要求2所述的焦炉煤气制甲醇过程的补碳工艺，其特征在于：所述二氧化碳的最大流量为1075NM3/h。4.根据权利要求1-3所述的补碳工艺，其特征在于：转化出口气体CO2控制8%以下，合成出口气体CO2控制3.6～4.2%。5.一种焦炉煤气制甲醇过程的补碳装置，其特征在于：其由两个液态CO2储槽或储罐并联设置后通过管路接入主汽化器的入口，主汽化器的出口通过管路分别接入焦炉煤气制甲醇系统的转化工段入口和合成工段入口。6.根据权利要求4所述的焦炉煤气制甲醇过程的补碳装置，其特征在于：所述两个液态CO2储槽或储罐均设置有自增压汽化器。7.根据权利要求5所述的焦炉煤气制甲醇过程的补碳装置，其特征在于：所述液态CO2储槽或储罐的压力保持在2.3～2.5MPa。8.根据权利要求5所述的焦炉煤气制甲醇过程的补碳装置，其特征在于：所述自增压汽化器水浴温度保持在60～70℃，主汽化器水浴温度保持在40～50℃。9.根据权利要求4－7任意一项所述的焦炉煤气制甲醇过程的补碳装置，其特征在于：所述主汽化器上设有循环水泵。2CN103435443A说明书1/3页焦炉煤气制甲醇过程的补碳工艺和装置技术领域[0001]本发明涉及一种煤化工企业焦炉煤气制甲醇工艺，尤其是一种焦炉煤气低压合成甲醇系统的补碳工艺和装置。背景技术[0002]煤化工企业利用焦炉煤气为原料，通过脱硫，转化，合成，精馏等过程制备甲醇。在合成工段，甲醇合成气经加压升温后，进入合成塔在Cu触媒作用下，CO、CO2与H2反应生成甲醇和水。反应后的气体经冷却分离出粗甲醇后，一部分作为循环气与新鲜的合成气汇合重新进入合成塔参与甲醇的合成反应。[0003]在焦炉煤气制甲醇工艺的实际生产中，当合成气中CO、CO2转化率较高时，导致反应后循环气中剩余CO和CO2含量较低，CO和CO2的总含量会降至循环气的3%～4%，有时甚至降到了2%以下，循环气中碳含量严重不足。而进入合成塔的合成气中，循环气是其中的主要成分，含量占到85%以上，循环气中碳含量不足会直接导致合成气中碳含量不足，氢气过剩，C/H比严重失衡，影响甲醇产量的进一步提高。调节合成气中的C/H比，将有利于甲醇合成反应的进行，有效提高甲醇产量。[0004]可以通过对转化工艺进行调控来提高CH4转化率，提高合成气中CO和CO2的含量。但是调控转化工艺要受甲烷含量，转化气气体成分，氧气量或氧气纯度，转化炉炉膛温度，转化炉出口温度，转化催化剂寿命活性等诸多工艺设备条件限制影响，不能及时缓解合成气中碳含量低，合成反应不充分的问题。发明内容[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种提高焦炉煤气制甲醇工艺合成工段碳含量的焦炉煤气制甲醇过程的补碳工艺；本发明还提供了