一种粗合成气制LNG联产甲醇的装置及方法.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CN113234504A(43)申请公布日2021.08.10(21)申请号202110524606.5(22)申请日2021.05.13(71)申请人新地能源工程技术有限公司地址065001河北省廊坊市经济技术开发区华祥路118号新奥科技园B楼(72)发明人李晨佳张金舵史立杰冯璐瑶刘鹏翔刘雪飞常俊石(74)专利代理机构北京卓恒知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11394代理人唐曙晖(51)Int.Cl.C10L3/12(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称一种粗合成气制LNG联产甲醇的装置及方法(57)摘要本发明公开一种粗合成气制LNG联产甲醇的装置及方法，其中，该装置包括串联或串并联连接的N段耐硫甲烷化反应器、脱酸装置、深冷分离装置、深度甲烷化装置和甲醇合成装置。利用耐硫甲烷合成催化剂的催化特性，通过改变反应器入口补水量和入口温度，调整耐硫甲烷合成反应器内主要反应的进行程度，从而调整反应器出口的产品组成与分布。本发明将煤制天然气与煤制甲醇技术耦合起来，得到甲醇与LNG两种产品，形成一头多尾的生产运行模式。CN113234504ACN113234504A权利要求书1/2页1.一种粗合成气制LNG联产甲醇的装置，其特征在于，其包括与原料气输入管道连接的串联或串并联的N段耐硫甲烷化反应器，耐硫甲烷化反应器的混合气体输出管道与用于脱除酸性组分的脱酸装置的混合气体进口连接，脱酸装置的净化气出口经管道与用于分离并液化气体甲烷的深冷分离装置连接，深冷分离装置的LNG输出管道与LNG储罐连接，深冷分离装置的气体出口经管道与甲醇合成装置连接，甲醇合成装置的甲醇输出管道连接于甲醇储罐的液体进口。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，耐硫甲烷化反应器与脱酸装置之间设有用于冷却混合气体且可将混合气体中的热量回收的降温装置。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，脱酸装置为低温甲醇洗装置，低温甲醇洗装置的酸性气体输出管道与酸回收装置连接。4.根据权利要求1‑3中任一项所述的装置，特征在于，脱酸装置的净化气输出管道分出一个支管经深度甲烷化装置后连接于深冷分离装置的气体进口，并且设置阀门，使得脱酸装置的净化气输出管道可选地与深度甲烷化装置连接后再连接深冷分离装置的气体进口，或者脱酸装置的净化气输出管道直接与深冷分离装置的气体进口连接。5.根据权利要求1‑4中任一项所述的装置，其特征在于，N为2‑6，其中，串并联耐硫甲烷化反应器的段数为2段或3段。6.一种粗合成气制LNG联产甲醇的工艺方法，该方法包括：(1)原料气进入N段串联或串并联形式连接的耐硫甲烷化反应器，调整第1至第N‑1段反应器入口水含量至5V％‑20V％，优选8‑18V％或进一步12‑17V％，反应器进行甲烷化反应，同时发生变换反应，进入第N段耐硫甲烷化反应器之前对工艺气进行补水使得工艺气中的水含量为10V％‑40V％，优选15V％‑30V％，调整工艺气中H2/CO的比例为1.9‑3.6，优选2.0‑3.5；(2)从第N段耐硫甲烷化反应器输出的工艺气降温后，进入低温甲醇洗装置脱除酸性组分，使得净化气中H2S含量低于0.1ppm，优选低于0.08ppm，CO2V％含量不大于3.0％，优选低于2％，脱除的H2S及绝大部分的CO2分别送往硫回收和CO2回收单元；(3)当第N段出口工艺气中H2与CO的比例调整为1.9‑2.3，优选2.0‑2.2时，净化气经管道直接进入深冷分离装置，分离出的甲烷送往LNG储罐，将未反应的有效合成气H2和CO分离出来送往甲醇合成装置，合成产物经过精制分离后送往甲醇储罐，或当第N段出口工艺气中氢碳比调整至3.1‑3.5，优选3.0‑3.3时，净化气进入深度甲烷化装置进行甲烷化反应，全部得到甲烷产品，再经深冷分离装置液化后送往LNG储罐。7.根据权利要求6所述的方法，其中，耐硫甲烷化反应器为绝热反应器与等温反应器中的一种或两种，其中，当采用两段串并联耐硫甲烷化反应器时或三段串并联耐硫甲烷化反应器时，以任意比例分配。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，通过调整第N段反应器入口补水至15V％‑25V％，优选20‑25V％，入口温度为300‑380℃，优选340‑350℃，从而调整第N段出口工艺气中的H2/CO比例为2.0‑2.2；通过调整第N段反应器入口补水至20v％‑30V％，优选26‑30V％，入口温度为300‑380℃，优选330‑355℃，从而调整第N段出口工艺气中的H2‑CO2/CO+CO2的比例为3.2‑3.4。9.根据权利要求6‑8中任一项所述的方法，其中，第1至N‑1段耐硫甲烷化反应器的入口2CN113234504A权利要求书2/2页温度为260‑3