CN105367383A - 一种甲醇生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种甲醇生产工艺，其工艺步骤为:（1）原料的制备工艺；（2）原料转变工序；（3）变换气脱硫工序；（4）变换器脱碳工序；（5）精脱硫工序；(6)合成工序；步骤（4）脱碳工序中吸附剂的选择为活性炭、硅胶及氧化铝，这些吸附剂不仅吸附效果优良，对杂质有较大的吸附量，同时被吸附的杂质易于解吸，他们的磨耗率都低于0.2%。步骤（5）中加入了5%-8%氢氧化钠溶液，防止了粗甲醇中有机酸对设备的腐蚀和促使含在粗甲醇中的胺类，羰基化合物的分解。步骤（6）中合成反应采用低压法转化率较高，消耗较少的能量，经济规模较小。

Description

一种甲醇生产工艺
技术领域
本发明涉及的化工类生产工艺，特别是涉及一种甲醇生产工艺。
背景技术
近年来，虽然甲醇行业产能过剩形势严峻，但国内甲醇装置投资热度依然不减。甲醇可从煤制取，特别是可利用劣质高硫煤和焦炉气回收制取。也可自生物质（如林木、有机垃圾等）提取。甲醇生产是我国化工行业中的成熟产业，生产工艺简单，投资和生产成本都较低。自2002年以来，我国甲醇市场受下游需求强力拉动，甲醇生产厂家纷纷扩产和新建，使得甲醇产能急剧增加，产量连年大幅增长。2010年我国甲醇产能达到3757万吨，产量1575万吨，已成为世界第一大甲醇生产国。工业上合成甲醇几乎全部采用一氧化碳加压催化加氢的方法，工艺过程包括造气、合成净化、甲醇合成和粗甲醇精馏等工序，但是大部分甲醇生产工艺对温度的控制不明确，脱硫、脱氮技术不佳，排出的气体对环境危害较大，生产过程中吸附剂使用不合理导致产品质量不高等。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种甲醇生产工艺。
为实现本发明的目的，本发明的技术方案如下：
一种甲醇生产工艺，其特征在于，其工艺步骤如下：
（1）原料的制备工艺：将水煤浆进入气化炉顶部的烧嘴，和从烧嘴中心管进来的CO2，并和炉体上方两喷嘴对喷的氧气进行混合燃烧，得到原料气体水煤气，之后洗涤冷却；
（2）原料转变工序：水煤气经过滤器分离气体中夹带油污、灰尘、水份等杂物后进入第一换热器顶部管内，温度提高后与外来中压蒸汽混合到一定汽、气比，再进入第二换热器底部管内换热提温，经电炉反应后，送变换气脱硫工段；
（3）变换气脱硫工序：变换气经汽液分离后进变换气脱硫塔脱出无机硫，最后经汽液分离器分离后去脱碳工序；
（4）变换器脱碳工序：从变换气脱硫工序来的变换气，首先进入原料气分离罐中分离掉其中夹带的液滴，然后自塔底进入正处于吸附状态的吸附塔内。经多种吸附剂依次选择吸附，其中的H2S，COS，H2O，CO2等组分被吸附下来，未被吸收的氢气、CO等从塔顶流出，送界外；
（5）精脱硫工序：脱碳工序来的原料气首先进入精脱塔A，在该塔内脱除气体中的H2S，然后经加热后进入水解塔，转化其中的有机硫，冷却后进入精脱塔B，进一步脱除硫化物，再进入气体净化塔，脱除CL离子；
(6)合成工序：精脱硫过后的气体进入滤油器，除油后进入中间换热器管间，预热后进入合成反应器管内，在催化剂的作用下，进行合成反应，反应后的气体进入中间换热器(管内)与管间气体换热，再进脱盐水预热器和水冷器冷却，进入甲醇分离器分离甲醇。
优选的，所述步骤（2）中进入第一热换器后，气体温度提高到175℃-180℃，进入第二热换器后，气体温度提高到200℃-210℃，电炉反应温度控制在400-500℃。
优选的，所述步骤（4）中吸附剂选用活性炭、硅胶、氧化铝。
优选的，所述步骤（5）中原料在进入精脱塔之前进行预加热，加热温度控制在70-90℃，并加入5%-8%氢氧化钠溶液，进入水解塔后气温控制在高于露点20℃，波动范围±1℃。
优选的，所述步骤（1）中燃烧温度控制在1350℃，高温气体经过冷却和洗涤温度降至210℃，压力为3.85MPa。
优选的，所述步骤（6）合成反应采用低压法，其压力为40-60atm，温度控制在200-300℃，催化剂为含铜锌触媒。
有益效果：本发明的甲醇生产工艺主要包括原料的制备工艺、原料转变工序、变换气脱硫工序、变换器脱碳工序、精脱硫工序和合成工序。步骤（4）脱碳工序中吸附剂的选择为活性炭、硅胶及氧化铝，这些吸附剂不仅吸附效果优良，对杂质有较大的吸附量，同时被吸附的杂质易于解吸，他们的磨耗率都低于0.2%。步骤（5）中加入了5%-8%氢氧化钠溶液，防止了粗甲醇中有机酸对设备的腐蚀和促使含在粗甲醇中的胺类，羰基化合物的分解。步骤（6）中合成反应采用低压法转化率较高，消耗较少的能量，经济规模较小。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种甲醇生产工艺，其特征在于，其工艺步骤如下：
（1）原料的制备工艺：将水煤浆进入气化炉顶部的烧嘴，和从烧嘴中心管进来的CO2，并和炉体上方两喷嘴对喷的氧气进行混合燃烧，得到原料气体水煤气，之后洗涤冷却；
（2）原料转变工序：水煤气经过滤器分离气体中夹带油污、灰尘、水份等杂物后进入第一换热器顶部管内，温度提高后与外来中压蒸汽混合到一定汽、气比，再进入第二换热器底部管内换热提温，经电炉反应后，送变换气脱硫工段,其中进入第一热换器后，气体温度提高到175℃，进入第二热换器后，气体温度提高到200℃，电炉反应温度控制在400℃；
（3）变换气脱硫工序：变换气经汽液分离后进变换气脱硫塔脱出无机硫，最后经汽液分离器分离后去脱碳工序；
（4）变换器脱碳工序：从变换气脱硫工序来的变换气，首先进入原料气分离罐中分离掉其中夹带的液滴，然后自塔底进入正处于吸附状态的吸附塔内。经多种吸附剂依次选择吸附，吸附剂选用活性炭、硅胶、氧化铝，其中的H2S，COS，H2O，CO2等组分被吸附下来，未被吸收的氢气、CO等从塔顶流出，送界外；
（5）精脱硫工序：脱碳工序来的原料气首先进入精脱塔A，在该塔内脱除气体中的H2S，然后经加热后进入水解塔，转化其中的有机硫，冷却后进入精脱塔B，进一步脱除硫化物，再进入气体净化塔，脱除CL离子，其中原料在进入精脱塔之前进行预加热，加热温度控制在70℃，并加入5%氢氧化钠溶液，进入水解塔后气温控制在高于露点20℃，波动范围±1℃；
(6)合成工序：精脱硫过后的气体进入滤油器，除油后进入中间换热器管间，预热后进入合成反应器管内，在催化剂的作用下，进行合成反应，反应后的气体进入中间换热器(管内)与管间气体换热，再进脱盐水预热器和水冷器冷却，进入甲醇分离器分离甲醇，其中合成反应采用低压法，其压力为40atm，温度控制在200℃，催化剂为含铜锌触媒。
实施例2：
其余与所述实施例1相同，不同之处在于，所述步骤（2）中进入第一热换器后，气体温度提高到177℃，进入第二热换器后，气体温度提高到205℃，电炉反应温度控制在450℃。所述步骤（5）中原料在进入精脱塔之前进行预加热，加热温度控制在80℃，并加入7%氢氧化钠溶液，进入水解塔后气温控制在高于露点20℃，波动范围±1℃。所述步骤（6）合成反应采用低压法，其压力为50atm，温度控制在250℃，催化剂为含铜锌触媒。
实施例3：
其余与所述实施例1相同，不同之处在于，所述步骤（2）中进入第一热换器后，气体温度提高到180℃，进入第二热换器后，气体温度提高到210℃，电炉反应温度控制在500℃。所述步骤（5）中原料在进入精脱塔之前进行预加热，加热温度控制在90℃，并加入8%氢氧化钠溶液，进入水解塔后气温控制在高于露点20℃，波动范围±1℃。所述步骤（6）合成反应采用低压法，其压力为60atm，温度控制在300℃，催化剂为含铜锌触媒。
通过上述3个实施例，由上表中三组数据可知，当使用实施例2工艺参数时，生产的甲醇质量最优，此时更有利于甲醇的生产。
本发明的甲醇生产工艺主要包括原料的制备工艺、原料转变工序、变换气脱硫工序、变换器脱碳工序、精脱硫工序和合成工序。步骤（4）脱碳工序中吸附剂的选择为活性炭、硅胶及氧化铝，这些吸附剂不仅吸附效果优良，对杂质有较大的吸附量，同时被吸附的杂质易于解吸，他们的磨耗率都低于0.2%。步骤（5）中加入了5%-8%氢氧化钠溶液，防止了粗甲醇中有机酸对设备的腐蚀和促使含在粗甲醇中的胺类，羰基化合物的分解。步骤（6）中合成反应采用低压法转化率较高，消耗较少的能量，经济规模较小。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种甲醇生产工艺，其特征在于，其工艺步骤如下：
（1）原料的制备工艺：将水煤浆进入气化炉顶部的烧嘴，和从烧嘴中心管进来的CO2，并和炉体上方两喷嘴对喷的氧气进行混合燃烧，得到原料气体水煤气，之后洗涤冷却；
（2）原料转变工序：水煤气经过滤器分离气体中夹带油污、灰尘、水份等杂物后进入第一换热器顶部管内，温度提高后与外来中压蒸汽混合到一定汽、气比，再进入第二换热器底部管内换热提温，经电炉反应后，送变换气脱硫工段；
（3）变换气脱硫工序：变换气经汽液分离后进变换气脱硫塔脱出无机硫，最后经汽液分离器分离后去脱碳工序；
（4）变换器脱碳工序：从变换气脱硫工序来的变换气，首先进入原料气分离罐中分离掉其中夹带的液滴，然后自塔底进入正处于吸附状态的吸附塔内，经多种吸附剂依次选择吸附，其中的H2S，COS，H2O，CO2等组分被吸附下来，未被吸收的氢气、CO等从塔顶流出，送界外；
（5）精脱硫工序：脱碳工序来的原料气首先进入精脱塔A，在该塔内脱除气体中的H2S，然后经加热后进入水解塔，转化其中的有机硫，冷却后进入精脱塔B，进一步脱除硫化物，再进入气体净化塔，脱除CL离子；
(6)合成工序：精脱硫过后的气体进入滤油器，除油后进入中间换热器管间，预热后进入合成反应器管内，在催化剂的作用下，进行合成反应，反应后的气体进入中间换热器(管内)与管间气体换热，再进脱盐水预热器和水冷器冷却，进入甲醇分离器分离甲醇。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇生产工艺，其特征在于，所述步骤（2）中进入第一热换器后，气体温度提高到175℃-180℃，进入第二热换器后，气体温度提高到200℃-210℃，电炉反应温度控制在400-500℃。
3.根据权利要求1所述的一种甲醇生产工艺，其特征在于，所述步骤（4）中吸附剂选用活性炭、硅胶、氧化铝。
4.根据权利要求1所述的一种甲醇生产工艺，其特征在于，所述步骤（5）中原料在进入精脱塔之前进行预加热，加热温度控制在70-90℃，并加入5%-8%氢氧化钠溶液，进入水解塔后气温控制在高于露点20℃，波动范围±1℃。
5.根据权利要求1所述的一种甲醇生产工艺，其特征在于，所述步骤（1）中燃烧温度控制在1350℃，高温气体经过冷却和洗涤温度降至210℃，压力为3.85MPa。
6.根据权利要求1所述的一种甲醇生产工艺，其特征在于，所述步骤（6）合成反应采用低压法，其压力为40-60atm，温度控制在200-300℃，催化剂为含铜锌触媒。
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