CN101712884B - 甲醇脱水制烃与冷热电联产装置 - Google Patents

Abstract

本专利以甲醇为原料联产汽油、液化气和冷热电。其特征在甲醇脱水制烃所产生的热量、干气和水被用于冷热电装置可以降低装置的生产成本；原料甲醇和脱水制烃所生产液化气也可用于冷热电装置以增加热电装置的调节能力。原料甲醇来源丰富，可以粗甲醇为原料。汽油液化气产品满足清洁燃料标准，产品市场需求大。甲醇脱水制烃所产生的热量用于冷热电装置可降低冷热电生产过程二氧化碳排放量。

Description

甲醇脱水制烃与冷热电联产装置

所属技术领域

本发明涉及甲醇脱水制烃与冷热电联产技术。

背景技术

美国Mobile公司于1976年发表了甲醇制汽油技术，其流程是：首先以煤或天然气作原料生产合成气，用合成气合成粗甲醇，最后以粗甲醇脱水生产清洁汽油。1984年在德国建立了固定床示范装置。1985年，在新西兰建立了以天然气为原料的甲醇制汽油工业化装置。中国科学院山西煤化所提出了一步法甲醇制汽油的专利技术，将甲醇脱水制烃反应在一个反应器内一步完成，以使工艺流程简单紧凑。甲醇脱水制烃是放热反应，放热量超过甲醇热值的15％，依照现有的甲醇脱水制烃的技术设计思路，过多的脱水反应热是不利因素，应设法采用冷却手段尽快移走。合成甲醇本身是放热反应，甲醇脱水反应制烃的再次放热使得煤炭或天然气经合成气合成甲醇再由甲醇制烃的制油路线的热效率进一步降低，并使得设备投资增大，运行费用增加。甲醇脱水制烃工艺约排放5％的干气，干气的成分主要是甲烷、乙烷、乙烯等。现有工艺是将干气排放或送回造气工段造合成气。在现有技术条件下，每生产1吨汽油和液化气，约需2.5吨甲醇。甲醇价格的波动，将会对装置的经济效益产生较大影响，当甲醇价格低时，会有效益，而甲醇价格高时，亏损的可能性较大，因此，甲醇制烃既有巨大效益，又有很大风险，尽管甲醇脱水制烃技术早已发明，但未能推广。现有的冷热电装置主要以煤炭天然气为燃料。以煤炭为燃料，环境污染比较难以克服。以天然气为燃料的热电装置，受天然气管网的限制。在环保标准要求高，且没有天然气供应的场合，以柴油、液化气等为燃料，由于柴油和液化气的价格均比较高，使得甲醇脱水脱水反应热和干气来代替柴油和液化气驱动冷热电装置的燃料成本增加。现有的以煤炭天然气柴油液化气等碳氢化合物为燃料的热电装置，其温室气体二氧化碳排放量较大。

发明内容

本发明的目的在于通过利用甲醇脱水反应热加热和干气燃烧联合加热的方式来代替柴油和液化气驱动冷热电装置的方法，解决现有甲醇脱水制烃装置热效率低和冷热电装置二氧化碳排放量大的问题，降低现有冷热电装置和甲醇脱水制烃装置的生产成本。本发明是这样实现的，利用甲醇脱水制烃的反应热将水加热成至约400℃的水蒸气，水蒸气被干气燃烧装置进一步加热至更高温度例如570℃，高温高压的水蒸气用于驱动冷热电装置。利用反应热和干气燃烧热来代替柴油和液化气用于生产高温高压的水蒸气来驱动热电装置，提高了甲醇脱水制烃的热效率，降低了冷热电装置的二氧化碳排放。干气燃烧装置具有燃烧多种燃料的能力，可以干气、液化气及其混合气为燃料以满足冷热电装置不同负荷的需要，可以甲醇为燃料满足系统启动工况的需要。这使得本联合装置具有较强的调节能力，可以根据现场需要改变汽油和液化气的比例，系统可以根据需要调整水蒸气的温度和压力。当需要较多的冷热电时，可以消耗部分液化气来多产蒸汽，甚至可以直接燃烧甲醇来产生蒸汽，这时，系统变成为以甲醇为燃料的冷热电装置。冷热电装置可以是发电机组、制冷机组等及其组合装置。甲醇的热值不到液化气的一半，当用于锅炉时，约每两吨甲醇可代替一吨液化气。目前，使用柴油和液化气的锅炉，容量一般不大。高标号汽油的价格要超过液化气和柴油的价格，市场需求大，因此，采用本联产装置多生产汽油经济效益更好，规模可以做大。甲醇主要由煤炭和天然气来生产，在我国主要是以煤炭为原料生产，是人工合成的清洁液体燃料，没有煤炭燃料污染严重的问题，能量密度比天然气大，便于运输。甲醇可以在煤炭产地高效率生产，利用本联产装置在靠近用户端高效低污染地转化为市场急需的清洁汽油、液化气、冷热电产品，因此本发明对于煤炭的清洁利用、替代石油资源、二氧化碳减排均有重要意义。本联合装置适合于开发区、各类城镇、各类工厂。以下结合附图进行说明。

附图说明

附图是甲醇脱水制烃与冷热电联产装置流程图。

如附图所示，甲醇储罐1中的甲醇被甲醇泵2所加压至给定压力进入换热系统3冷却甲醇脱水制烃产物并使自身被加热至预定温度进入脱水制烃反应系统12进行脱水制油反应，反应热通过换热系统3输出。反应产物进入分离换热系统3被冷却分离为液化气进入液化气处理系统5，汽油进入汽油处理系统4，水分进入水处理系统14。自液化气处理系统5出来的干气进入干气储存缓冲系统6，然后进入多燃料燃烧系统7产生高温燃气加热来自反应换热系统3来的蒸汽，使其温度进一步提高，高温蒸汽9进入冷热电联产装置10生产冷热电。在系统启动时，多燃料燃烧系统7可以甲醇为燃料提供系统启动所需的热量。甲醇脱水制烃系统所需的催化剂技术为成熟技术，可向有关厂家定购。

具体实施方式：

实施例1：脱水制烃系统年产1万吨汽油和液化气，消耗2.5万吨甲醇。约可配套年消耗0.25万吨柴油或液化气的冷热电装置用于生产冷热电。适合建于于小城镇。

实施例2：脱水制烃系统年产10万吨清洁汽油和液化气，消耗25万吨甲醇。约可配套年消耗2.5万吨柴油的冷热电联产装置，适合于为中心城市、开发区配套服务。

Claims (1)

1.一种以甲醇为原料的联产装置，其特征在于，该联产装置包含有甲醇脱水制烃装置和利用甲醇脱水制烃装置反应热和水的冷热电装置，以甲醇脱水制烃产生的干气、液化气、原料甲醇及其混合气为燃料的多种燃料燃烧装置。