CN116947619A - 一种富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的工艺及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的工艺及系统，该工艺包括(1)对富甲烷气体进行净化得到净化原料气；(2)使部分或者全部净化原料气和二氧化碳进行甲烷二氧化碳干重整反应得到重整合成气，再分离所述重整合成气中的二氧化碳后得到脱二氧化碳合成气；(3)提取所述脱二氧化碳合成气中的一氧化碳后得到贫一氧化碳合成气和富一氧化碳合成气，使贫一氧化碳合成气进行甲醇合成反应，反应结束后再经甲醇分离、甲醇精制，得到精甲醇；(4)使富一氧化碳合成气与步骤(3)得到的精甲醇混合后进行羰基合成反应生成醋酸粗产品，再对所述醋酸粗产品进行精制，得到醋酸产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的工艺及系统，属于能源与化工技术领域。
背景技术
醋酸(Acetic Acid)俗称冰醋酸，是有机羧酸的一种，是重要的有机化工原料，主要用于生产对苯二甲酸(PTA)、醋酸乙烯(VAM)、醋酸乙酯、醋酐、氯乙酸(MCA)等，也可用作农药、医药和染料等工业溶剂和原料，在织物印染、照相药品制造和橡胶工业中也都有广泛用途。
在2010-2020年间，由于下游聚酯行业等衍生品需求的增长，中国国内的醋酸市场以年均7.0％速度增长，截止到2020年底，国内醋酸需求量约为700万吨。未来几年，醋酸乙烯、醋酸酯和对苯二甲酸等仍是醋酸主要的需求领域，将拉动中国国内醋酸需求持续较快的增长，预计到2030年，醋酸需求量将突破1000万吨。
最初，醋酸是通过乙醛氧化来生产的，其中乙醛的来源有粮食乙醇、电石乙炔及石化乙烯等，对应的醋酸制备工艺分别为乙醇乙醛法、乙炔乙醛法及乙烯乙醛法。由于以上三种方法分别具有与民争粮、耗电量大、消耗石油资源等缺点，发展受到限制。
随着催化技术的进步，以煤或天然气为源头，经甲醇羰基合成制醋酸的技术逐渐占据了主导地位，目前该方法已占中国国内醋酸产能超过90％，新建工厂几乎均采用该技术。
以煤为源头制醋酸的典型工艺为：煤与空分制得的纯氧在气化炉内反应得到粗合成气，该粗合成气分为两股，其中一股经变换、脱碳调节氢碳比为2.0-2.1后合成甲醇，另一股粗合成气中提取的一氧化碳与之前合成的甲醇在催化剂作用下发生羰基合成反应生成醋酸。但是，该技术流程复杂，投资大，且会产生大量温室气体CO2，这与“双碳”目标相左。
在以天然气为源头制醋酸的工艺中，为解决合成气“富氢少碳”的问题，大多需要进行甲烷自热重整，或者配套煤气化制一氧化碳，这就需要搭建空分装置制备纯氧，导致流程复杂，投资增大，产品成本居高不下，且仍然面临排放大量CO2的问题。
中国专利CN110002954A提出了一种煤气化耦合煤焦化制甲醇联产酸或酯的工艺方法及装置，其根据焦炉气氢多碳少、煤气化合成气氢少碳多的特点，将氢元素丰富的焦炉气与富碳合成气进行碳氢元素匹配，生产甲醇联产酸或酯，有效降低了二氧化碳排放。但在实际操作过程中，由于煤气化厂和焦化厂往往相距较远，使得该技术存在着气体联供困难的问题，更关键的是，该技术仍然没有从根本上解决煤气化过程排放大量温室气体CO2的问题。
因此，提供一种新型的富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的工艺及系统已经成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述的缺点和不足，本发明的一个目的在于提供一种富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的工艺。
本发明的另一个目的还在于提供一种富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的系统。本发明充分利用富甲烷气体制醋酸，降低了传统制备醋酸工艺过程中温室气体二氧化碳的排放，甚至可实现净消耗温室气体二氧化碳，同时还可提高富甲烷气体的碳物质利用率和经济效益。
为了实现以上目的，一方面，本发明提供了一种富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的工艺，其中，所述工艺包括：
(1)对富甲烷气体进行净化得到净化原料气；
(2)使部分或者全部净化原料气和二氧化碳进行甲烷二氧化碳干重整反应得到重整合成气，再分离所述重整合成气中的二氧化碳后得到脱二氧化碳合成气；
(3)提取所述脱二氧化碳合成气中的一氧化碳后得到贫一氧化碳合成气和富一氧化碳合成气，使贫一氧化碳合成气进行甲醇合成反应，反应结束后再经甲醇分离、甲醇精制，得到精甲醇；
(4)使富一氧化碳合成气与步骤(3)得到的精甲醇混合后进行羰基合成反应生成醋酸粗产品，再对所述醋酸粗产品进行精制，得到醋酸产品。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，所述工艺具体包括：
(1)对富甲烷气体进行净化得到净化原料气，再分离提取部分净化原料气中的氢气，得到提氢后的净化原料气和氢气；
(2)使提氢后的净化原料气和二氧化碳进行甲烷二氧化碳干重整反应得到重整合成气，再分离所述重整合成气中的二氧化碳后得到脱二氧化碳合成气；
(3)提取所述脱二氧化碳合成气中的一氧化碳后得到贫一氧化碳合成气和富一氧化碳合成气，使贫一氧化碳合成气与步骤(1)中经分离提取得到的部分或者全部氢气混合后进行甲醇合成反应，反应结束后再经甲醇分离、甲醇精制，得到精甲醇；
(4)使富一氧化碳合成气与步骤(3)得到的精甲醇混合后进行羰基合成反应生成醋酸粗产品，再对所述醋酸粗产品进行精制，得到醋酸产品。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，当步骤(1)中还进行分离提取部分净化原料气中的氢气时，所述分离包括变压吸附法(PSA)分离、膜分离及深冷分离中的一种或多种的组合。该些分离方式均为常规分离方式，可根据实际作业需要进行合理调整及设置。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(1)中，所述富甲烷气体包括焦炉气、沼气、富碳天然气、页岩气、煤层气及工业弛放气中的一种气体或多种气体的组合。
本发明中，所述富甲烷气体中的甲烷体积含量通常在20％以上，优选为23-27v％。在本发明的一些实施例中，焦炉气的组成一般为：氢气55-60v％、甲烷23-27v％、一氧化碳5-8v％、C2以上不饱和烃2-4v％、二氧化碳1.5-3v％、氧气0.3-0.8v％、氮气3-7v％及硫化物100-500mg/Nm3。
沼气的组成一般为：甲烷40-70v％、二氧化碳30-45v％、氢气0.01-1v％、硫化物及微量其它杂质气体0.03v％。
富碳天然气的组成一般为：氢气0-2v％、甲烷10-80v％、C2以上烃0-2v％、二氧化碳5-80v％、氮气0-15v％及硫化物100-1000mg/Nm3。
页岩气的组成一般为：甲烷90-99.5v％、C2以上烃0.01-9v％、二氧化碳0.01-2v％、氮气0.01-3v％、氢气及硫化物微量。
煤层气的组成一般为：氢气0-2v％、甲烷20-90v％、一氧化碳5-8v％、C2以上不饱和烃2-4v％、二氧化碳0.01-5v％、氧气1-20v％及氮气5-60v％。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(1)中，对富甲烷气体进行净化，包括：除尘、除焦油、脱水、脱硫、脱氨及脱氧等过程中的一种或多种的组合。本发明中的该些净化过程均可以按照本领域已知的通常方式进行。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(2)中，使部分或者全部净化原料气和二氧化碳或者使提氢后的净化原料气和二氧化碳在脱盐水存在条件下进行甲烷二氧化碳干重整反应得到重整合成气。
其中，当净化原料气中不含有氢气，且可能含有CO时会导致仅通过甲烷和二氧化碳反应不能使重整后所得合成气中的H2/CO体积比在目标数值范围，即0.3-3.0:1内。此时如不向反应体系中补入脱盐水，而仍需要使重整后所得合成气中的H2/CO体积比在目标数值范围内，则需要排放掉一部分的甲烷，从而导致资源浪费，而向体系中补充拖延水即可调整重整后所得合成气中的H2/CO体积比，以使其在所需要的数值范围内。该操作可以避免甲烷资源的浪费，节约成本。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(2)中，所述甲烷二氧化碳干重整反应的燃料气包括部分净化原料气以及部分或者全部步骤(3)中甲醇分离后所得到的循环气中的一种或者两种的组合。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，当步骤(1)中还进行分离提取部分净化原料气中的氢气时，步骤(2)中，所述甲烷二氧化碳干重整反应的燃料气包括部分净化原料气、部分步骤(1)中提取得到的氢气以及部分或者全部步骤(3)中甲醇分离后所得到的循环气(即甲醇循环弛放气)中的一种或者几种的组合。
本发明将部分步骤(1)中提取得到的氢气作为甲烷二氧化碳干重整反应的燃料气可增加所述富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的工艺的灵活性和原料来源的适应性。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(2)中所述的二氧化碳可为净化原料气自身含有的组分，提氢后的净化原料气自身含有的组分，也可通过外部补入。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，所述工艺还包括：将步骤(2)中所述分离得到的二氧化碳用作甲烷二氧化碳干重整反应的原料。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，所述工艺还包括：将步骤(1)中所得到的部分净化原料气用作甲烷二氧化碳干重整反应的原料。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，当步骤(1)中还进行分离提取部分净化原料气中的氢气时，步骤(2)中，净化原料气或者提氢后的净化原料气和二氧化碳的体积比为0.5-6:1，优选为0.7-4.5:1。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(2)中，所述甲烷二氧化碳干重整反应于干重整催化剂的存在下进行，其反应条件包括：反应温度500-1100℃，压力0.1-4MPa，优选为反应温度700-950℃，压力1.5-3MPa。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，所述干重整催化剂包括铂基催化剂、铑基催化剂、钯基催化剂、钌基催化剂、镍基催化剂及铜基催化剂中的一种或多种的组合。
本发明所使用的干重整催化剂均为常规物质，其可通过商购获得，也可采用现有常规方法通过自制获得。例如在本发明的一些实施例中，所述干重整催化剂为自制的1-5％Ru/Al2O3或5-15％Ni/MgO催化剂(催化剂中活性组分的含量是以载体的重量为基准计算得到的)，其用量为本领域常规用量，可根据需要进行合理调整。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，当步骤(1)中还进行分离提取部分净化原料气中的氢气时，步骤(2)中所述重整合成气中的氢气的体积或者步骤(2)中所述重整合成气中的氢气与步骤(1)提取的氢气的体积计量之和，与步骤(2)中所述重整合成气中的一氧化碳的体积比为0.3-3.0:1，优选为0.9-2.0:1，更优选为1.0-1.5:1，进一步优选为1.0-1.1:1。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(2)中，对甲烷二氧化碳干重整反应得到烟气进行湿法脱碳，以提取其中的二氧化碳，再将所述二氧化碳用作甲烷二氧化碳干重整反应的原料。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(3)中，所述贫一氧化碳合成气中一氧化碳的体积含量为10-70％；所述富一氧化碳合成气中一氧化碳的体积含量为90-100％，更优选为96-99.9％。其中，贫一氧化碳合成气及富一氧化碳合成气中除了一氧化碳外的其他气体组分包括少量的氢气、氮气、甲烷、二氧化碳气体中的一种或多种的组合。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，当步骤(1)中还进行分离提取部分净化原料气中的氢气时，步骤(3)中，贫一氧化碳合成气与氢气混合后所得混合气中的氢碳摩尔比为2-3:1，优选为2.0-2.5:1。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(3)中，所述甲醇合成反应的条件包括：压力为2-7MPa，温度为200-300℃；优选地，所述甲醇合成反应的条件包括：压力为3-6.5MPa，温度为210-280℃。
本发明中，所述氢碳摩尔比计算公式为：(n氢气-n二氧化碳)/(n一氧化碳+n二氧化碳)，n为物质的量。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(3)中，甲醇合成反应所使用的催化剂可选用商用铜基催化剂，如购自南化院或四川天一科技的低压甲醇合成催化剂，其用量为本领域常规用量，可根据实际作业需要进行合理调整。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(3)中，将部分或者全部步骤(3)中甲醇分离后所得到的循环气用作甲醇合成反应的原料。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(3)中，甲醇分离过程可采用本领域所熟知的常见技术进行。在本发明的一些实施例中，可利用甲醇分离装置进行粗分，分离出气相和液相，其中液相进入后续甲醇精制装置，气相分为两部分，一部分返回至甲醇合成装置，作为原料用于甲醇的合成，另一部分可用作甲烷二氧化碳干重整反应的燃料，燃烧后产生的烟气通过湿法脱碳装置提取出其中的二氧化碳后该部分二氧化碳也可返回甲烷二氧化碳干重整装置用作原料，以充分利用碳原子，实现干重整反应。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(3)中，所述精甲醇的纯度为98-99.9wt％。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(4)中，富一氧化碳合成气中的一氧化碳与精甲醇的物质的量的比为1:0.5-1，优选为1:0.6-0.8。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(4)中，所述羰基合成反应的条件包括：温度为100-300℃，压力为1-5MPa；优选地，所述羰基合成反应的条件包括：温度为130-200℃，压力为1.5-4.5MPa。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(4)中，所述羰基合成反应使用的催化剂可为常规商用催化剂，如铑-碘催化剂体系，其用量为本领域常规用量，可根据实际作业需要进行合理调整。
作为本发明以上所述工艺的一具体实施方式，其中，步骤(4)中，所述醋酸产品的纯度为96.0-99.9wt％。
另一方面，本发明还提供了一种用于实现以上所述富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的工艺的富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的系统，其中，所述系统包括：净化装置、二氧化碳储罐、甲烷二氧化碳干重整装置、合成气脱二氧化碳装置、分离提一氧化碳装置、甲醇合成装置、甲醇分离装置、甲醇精制装置、甲醇一氧化碳羰基合成装置和醋酸提纯装置；
其中，所述净化装置设置有原料气入口以及净化气出口，所述净化气出口与所述甲烷二氧化碳干重整装置的甲烷入口连通，所述二氧化碳储罐的出口通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置的二氧化碳入口连通，所述甲烷二氧化碳干重整装置的合成气出口与合成气脱二氧化碳装置的入口连通，所述合成气脱二氧化碳装置的尾气出口与所述分离提一氧化碳装置的入口连通，所述分离提一氧化碳装置的一氧化碳出口及尾气出口分别与甲醇一氧化碳羰基合成装置的一氧化碳入口及甲醇合成装置的合成气入口连通，所述甲醇合成装置的出口通过管路经由甲醇分离装置与所述甲醇精制装置的入口连通，所述甲醇精制装置的精甲醇出口与所述甲醇一氧化碳羰基合成装置的精甲醇入口连通，甲醇一氧化碳羰基合成装置的出口与所述醋酸提纯装置的入口连通。
作为本发明以上所述系统的一具体实施方式，其中，所述系统还包括提氢装置，所述净化气出口与所述提氢装置的入口连通，所述提氢装置的氢气出口及尾气出口分别与所述甲醇合成装置的氢气入口及甲烷二氧化碳干重整装置的甲烷入口连通。
作为本发明以上所述系统的一具体实施方式，其中，所述系统还包括脱盐水储罐，所述脱盐水储罐的出口通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置的脱盐水入口连通，以向所述甲烷二氧化碳干重整装置中补充脱盐水。
作为本发明以上所述系统的一具体实施方式，其中，所述净化装置的净化气出口以及所述甲醇分离装置的循环气出口中的一个出口或者两个出口与所述甲烷二氧化碳干重整装置的燃料气入口连通。
作为本发明以上所述系统的一具体实施方式，其中，当所述系统还包括提氢装置时，所述净化装置的净化气出口、所述提氢装置的氢气出口以及所述甲醇分离装置的循环气出口中的一个出口或者几个出口与所述甲烷二氧化碳干重整装置的燃料气入口连通。
作为本发明以上所述系统的一具体实施方式，其中，所述合成气脱二氧化碳装置的二氧化碳出口与所述甲烷二氧化碳干重整装置的二氧化碳入口连通。
作为本发明以上所述系统的一具体实施方式，其中，所述净化装置的净化气出口还通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置的甲烷入口连通。
作为本发明以上所述系统的一具体实施方式，其中，所述甲烷二氧化碳干重整装置的烟气出口通过管路经由湿法脱碳装置与二氧化碳回收罐连通，所述二氧化碳回收罐的出口与所述甲烷二氧化碳干重整装置的二氧化碳入口连通。
作为本发明以上所述系统的一具体实施方式，其中，所述甲醇分离装置的循环气出口还与所述甲醇合成装置的循环气入口连通。
作为本发明以上所述系统的一具体实施方式，其中，净化装置、提氢装置、甲烷二氧化碳干重整装置、合成气脱二氧化碳装置、分离提一氧化碳装置、甲醇合成装置、甲醇分离装置、甲醇精制装置、甲醇一氧化碳羰基合成装置和醋酸提纯装置等均为常规装置；例如，在本发明一些实施例中，所述提氢装置可为PSA提氢装置，所述分离提一氧化碳装置可为PSA分离提一氧化碳装置，所述合成气脱二氧化碳装置可为脱碳塔，所述甲醇精制装置可为甲醇精馏装置，所述醋酸提纯装置可为醋酸精馏装置。
本发明所提供的富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的工艺及系统能达成的有益技术效果包括：
(1)本发明所提供的该工艺灵活可调，原料种类适应性强，可以多种富甲烷气体为原料制醋酸，尤其适用于含有甲烷及二氧化碳两种温室气体的气源，如焦炉气、富碳天然气、沼气、页岩气、煤层气、工业弛放气等，既提高了富甲烷气体的利用价值，又极大丰富了制备醋酸的原料来源；
(2)本发明所提供的该工艺采用甲烷二氧化碳干重整反应来调节合成气中氢气与一氧化碳的体积比(即对应于重整合成气中的氢气与步骤(1)中提取的氢气的体积计量之和，与重整合成气中的一氧化碳的体积比)，净消耗了温室气体二氧化碳，在“双碳”目标和碳交易市场背景下，具有很强的战略意义和较高的经济性(以100000Nm3/h规模的焦炉气制醋酸为例，利用本发明提供的该工艺，每年可净减排41.7万吨温室气体CO2)。同时，甲烷二氧化碳干重整反应不引入额外的氢元素，可以直接得到适合羰基合成反应的较低氢碳比的合成气。
(3)采用本发明的工艺制醋酸，投资省，成本低。并且本发明所提供的工艺无需现有调变氢碳比工艺所用的水蒸气和纯氧，减少了反应过程中的水耗和能耗，并免于外购纯氧或者建造高投资、高耗能的空分装置，减小了酸性气体脱除系统(NHD、低温甲醇洗、MDEA等)的规模，从而有效降低了醋酸的生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的系统的结构示意图。
图2为本发明实施例2提供的富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的系统的结构示意图。
图3为本发明实施例3提供的富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的系统的结构示意图。
图4为对比例1提供的以煤为原料制醋酸的系统的结构示意图。
图5为对比例2提供的富甲烷气体不经干重整制醋酸的系统的结构示意图。
主要附图标号说明：
图1-图3中：
1、净化装置；
2、提氢装置；
3、甲烷二氧化碳干重整装置；
4、合成气脱二氧化碳装置；
5、分离提一氧化碳装置；
6、甲醇合成装置；
7、甲醇分离装置；
8、甲醇精制装置；
9、甲醇一氧化碳羰基合成装置；
10、醋酸提纯装置；
图4中：
11、煤气化装置；
12、第一净化装置；
13、提一氧化碳装置；
14、变换装置；
15、低温甲醇洗装置；
16、第一甲醇合成装置；
17、第一甲醇分离装置；
18、第一甲醇精制装置；
19、第一甲醇一氧化碳羰基合成装置；
20、第一醋酸提纯装置；
21、空分装置；
22、克劳斯硫回收装置；
图5中：
23、甲烷水蒸气重整装置。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明所公开的“范围”以下限和上限的形式给出。可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。给定的范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的。选定的下限和上限限定了特别范围的边界。所有以这种方式进行限定的范围是可组合的，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是可以预料到的。此外，如果列出的最小范围值为1和2，列出的最大范围值为3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。
在本发明中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本发明中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。
在本发明中，如果没有特别的说明，本发明所提到的所有实施方式以及优选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
在本发明中，如果没有特别的说明，本发明所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例提供了一种富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的系统，其结构示意图如图1所示，从图1中可以看出，所述系统包括：
净化装置1、提氢装置2、甲烷二氧化碳干重整装置3、合成气脱二氧化碳装置4、分离提一氧化碳装置5、甲醇合成装置6、甲醇分离装置7、甲醇精制装置8、甲醇一氧化碳羰基合成装置9和醋酸提纯装置10；
其中，所述净化装置1设置有原料气入口以及净化气出口，所述净化气出口分别通过管路与所述提氢装置2的入口、所述甲烷二氧化碳干重整装置3的甲烷入口以及所述甲烷二氧化碳干重整装置3的燃料气入口连通，所述提氢装置2的氢气出口分别通过管路与所述甲醇合成装置6的氢气入口以及所述甲烷二氧化碳干重整装置3的燃料气入口连通，所述提氢装置2的尾气出口通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置3的甲烷入口连通，脱盐水储罐的出口通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置3的脱盐水入口连通，二氧化碳储罐(用于盛装待补入系统的的二氧化碳)通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置3的二氧化碳入口连通，所述甲烷二氧化碳干重整装置3的合成气出口通过管路与合成气脱二氧化碳装置4的入口连通，所述合成气脱二氧化碳装置4的二氧化碳出口通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置3的二氧化碳入口连通，所述合成气脱二氧化碳装置4的尾气出口通过管路与所述分离提一氧化碳装置5的入口连通，所述分离提一氧化碳装置5的一氧化碳出口及尾气出口分别通过管路与甲醇一氧化碳羰基合成装置9的一氧化碳入口及甲醇合成装置6的合成气入口连通，所述甲醇合成装置6的出口通过管路与所述甲醇分离装置7的甲醇气入口连通，所述甲醇分离装置7的循环气出口分别通过管路与所述甲醇合成装置6的循环气入口及所述甲烷二氧化碳干重整装置3的燃料气入口连通，所述甲醇分离装置7的粗甲醇出口通过管路与所述甲醇精制装置8的入口连通，所述甲醇精制装置8的精甲醇出口通过管路与所述甲醇一氧化碳羰基合成装置9的精甲醇入口连通，所述甲醇一氧化碳羰基合成装置9的出口通过管路与所述醋酸提纯装置10的入口连通。
本实施例中，所述甲烷二氧化碳干重整装置3的烟气出口通过管路经由湿法脱碳装置(图中未示出)与二氧化碳回收罐(图中未示出)连通，所述二氧化碳回收罐的出口与所述甲烷二氧化碳干重整装置3的二氧化碳入口连通。
本实施例中，所述提氢装置为PSA提氢装置，所述分离提一氧化碳装置为PSA分离提一氧化碳装置，所述合成气脱二氧化碳装置为脱碳塔，所述甲醇精制装置为甲醇精馏装置，所述醋酸提纯装置为醋酸精馏装置。
实施例2
本实施例提供了一种富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的系统，其结构示意图如图2所示，从图2中可以看出，所述系统包括：
净化装置1、提氢装置2、甲烷二氧化碳干重整装置3、合成气脱二氧化碳装置4、分离提一氧化碳装置5、甲醇合成装置6、甲醇分离装置7、甲醇精制装置8、甲醇一氧化碳羰基合成装置9和醋酸提纯装置10；
其中，所述净化装置1设置有原料气入口以及净化气出口，所述净化气出口分别通过管路与所述提氢装置2的入口以及所述甲烷二氧化碳干重整装置3的燃料气入口连通，所述提氢装置2的氢气出口通过管路与所述甲醇合成装置6的氢气入口连通，所述提氢装置2的尾气出口通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置3的甲烷入口连通，二氧化碳储罐(用于盛装待补入系统的的二氧化碳)通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置3的二氧化碳入口连通，所述甲烷二氧化碳干重整装置3的合成气出口通过管路与合成气脱二氧化碳装置4的入口连通，所述合成气脱二氧化碳装置4的二氧化碳出口通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置3的二氧化碳入口连通，所述合成气脱二氧化碳装置4的尾气出口通过管路与所述分离提一氧化碳装置5的入口连通，所述分离提一氧化碳装置5的一氧化碳出口及尾气出口分别通过管路与甲醇一氧化碳羰基合成装置9的一氧化碳入口及甲醇合成装置6的合成气入口连通，所述甲醇合成装置6的出口通过管路与所述甲醇分离装置7的甲醇气入口连通，所述甲醇分离装置7的循环气出口分别通过管路与所述甲醇合成装置6的循环气入口及所述甲烷二氧化碳干重整装置3的燃料气入口连通，所述甲醇分离装置7的粗甲醇出口通过管路与所述甲醇精制装置8的入口连通，所述甲醇精制装置8的精甲醇出口通过管路与所述甲醇一氧化碳羰基合成装置9的精甲醇入口连通，所述甲醇一氧化碳羰基合成装置9的出口通过管路与所述醋酸提纯装置10的入口连通。
本实施例中，所述甲烷二氧化碳干重整装置3的烟气出口通过管路经由湿法脱碳装置(图中未示出)与二氧化碳回收罐(图中未示出)连通，所述二氧化碳回收罐的出口与所述甲烷二氧化碳干重整装置3的二氧化碳入口连通。
本实施例中，所述提氢装置为PSA提氢装置，所述分离提一氧化碳装置为PSA分离提一氧化碳装置，所述合成气脱二氧化碳装置为脱碳塔，所述甲醇精制装置为甲醇精馏装置，所述醋酸提纯装置为醋酸精馏装置。
实施例3
本实施例提供了一种富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的系统，其结构示意图如图3所示，从图3中可以看出，所述系统包括：
净化装置1、甲烷二氧化碳干重整装置3、合成气脱二氧化碳装置4、分离提一氧化碳装置5、甲醇合成装置6、甲醇分离装置7、甲醇精制装置8、甲醇一氧化碳羰基合成装置9和醋酸提纯装置10；
其中，所述净化装置1设置有原料气入口以及净化气出口，所述净化气出口分别通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置3的甲烷入口以及所述甲烷二氧化碳干重整装置3的燃料气入口连通，脱盐水储罐的出口通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置3的脱盐水入口连通，二氧化碳储罐(用于盛装待补入系统的的二氧化碳)通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置3的二氧化碳入口连通，所述甲烷二氧化碳干重整装置3的合成气出口通过管路与合成气脱二氧化碳装置4的入口连通，所述合成气脱二氧化碳装置4的二氧化碳出口通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置3的二氧化碳入口连通，所述合成气脱二氧化碳装置4的尾气出口通过管路与所述分离提一氧化碳装置5的入口连通，所述分离提一氧化碳装置5的一氧化碳出口及尾气出口分别通过管路与甲醇一氧化碳羰基合成装置9的一氧化碳入口及甲醇合成装置6的合成气入口连通，所述甲醇合成装置6的出口通过管路与所述甲醇分离装置7的甲醇气入口连通，所述甲醇分离装置7的循环气出口通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置3的燃料气入口连通，所述甲醇分离装置7的粗甲醇出口通过管路与所述甲醇精制装置8的入口连通，所述甲醇精制装置8的精甲醇出口通过管路与所述甲醇一氧化碳羰基合成装置9的精甲醇入口连通，所述甲醇一氧化碳羰基合成装置9的出口通过管路与所述醋酸提纯装置10的入口连通。
本实施例中，所述甲烷二氧化碳干重整装置3的烟气出口通过管路经由湿法脱碳装置(图中未示出)与二氧化碳回收罐(图中未示出)连通，所述二氧化碳回收罐的出口与所述甲烷二氧化碳干重整装置3的二氧化碳入口连通。
本实施例中，所述提氢装置为PSA提氢装置，所述分离提一氧化碳装置为PSA分离提一氧化碳装置，所述合成气脱二氧化碳装置为脱碳塔，所述甲醇精制装置为甲醇精馏装置，所述醋酸提纯装置为醋酸精馏装置。
实施例4
本实施例提供了一种富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的工艺，其是利用实施例2提供的富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的系统实现的，其中，本实施例以焦炉气为气源制醋酸，焦炉气量为100000Nm3/h，焦炉气组成为：氢气56.3v％，甲烷26v％，一氧化碳7v％，二氧化碳3v％，C2以上不饱和烃3v％，氧气0.6v％，氮气4v％以及硫化物约100mg/Nm3；
所述工艺包括以下具体步骤：
焦炉气经净化装置1除尘和脱硫净化后分为两股，其中一股76167Nm3/h净化气进入提氢装置2。提氢装置2分离提取的氢气34366Nm3/h进入甲醇合成装置6；
提氢后的净化气41800Nm3/h与补入的39226Nm3/h二氧化碳在甲烷二氧化碳干重整装置3中进行甲烷二氧化碳干重整反应，其中，反应温度为860℃，压力为1.9MPa，催化剂为7.5％Ni/MgO(催化剂中活性组分的含量以载体重量为基准计算得到)，甲烷二氧化碳干重整反应所需热量由净化装置1的净化气出口分出的一股23832Nm3/h净化气和甲醇分离装置循环气出口得到的7977Nm3/h循环气燃烧提供。经过甲烷二氧化碳干重整装置3后，所得重整合成气中的氢气与提氢装置2提取得到的氢气体积之和，与所述重整合成气中的一氧化碳的体积比为1.07:1；
甲烷二氧化碳干重整反应所得重整合成气经合成气脱二氧化碳装置4脱除二氧化碳后进入分离提一氧化碳装置5，所脱除的二氧化碳可被重新送至甲烷二氧化碳干重整装置3中作为甲烷二氧化碳干重整反应所需要的的原料，从所述甲烷二氧化碳干重整装置3的烟气出口收集的烟气可经由湿法脱碳装置处理后存储于二氧化碳回收罐，所存储的二氧化碳也可被重新送至甲烷二氧化碳干重整装置3中作为甲烷二氧化碳干重整反应所需要的原料；提一氧化碳后的尾气，即贫一氧化碳合成气76369Nm3/h与提氢装置2获得的氢气混合后进入甲醇合成装置6在铜基催化剂上发生甲醇合成反应得到粗醇气体，反应条件为：温度220℃及压力4MPa；
粗甲醇气体经甲醇分离装置7分离、甲醇精制装置8精制后得到99.85wt％的精甲醇44.97t/h。粗醇分离净化过程中未反应的气体，即循环气一部分返回至甲醇合成装置6，作为原料用于甲醇的合成，另一部分作为甲烷二氧化碳干重整装置3的燃料；
分离提一氧化碳装置5分离出的36743Nm3/h富一氧化碳合成气与甲醇精制装置8获得的44.97t/h精甲醇一起进入甲醇一氧化碳羰基合成装置9并在铑基催化剂上发生羰基合成反应生成醋酸，反应条件为：温度170℃及压力2.0MPa，再经醋酸提纯装置10制得83.38t/h精醋酸，其纯度为99.8wt％。
利用本实施例所提供的工艺，以焦炉气为原料年产精醋酸66.7万吨，年净减排二氧化碳约41.7万吨，同时还省去了空分装置、减小了碳脱除装置，醋酸成本仅约为1800元/吨。
实施例5
本实施例提供了一种富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的工艺，其是利用实施例3提供的富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的系统实现的，其中，本实施例以富碳天然气为气源制醋酸，富碳天然气量为100000Nm3/h，组成为：甲烷76.3v％、二氧化碳17.2v％、氢气0.01v％、氮气6.5v％、硫化物100mg/Nm3；
所述工艺包括以下具体步骤：
富碳天然气经净化装置1除尘和脱硫净化后分为两股，其中一股66376Nm3/h净化原料气与补入的38324Nm3/h二氧化碳及3528kg/h脱盐水在甲烷二氧化碳干重整装置3中进行甲烷二氧化碳干重整反应，其中，反应温度为840℃，压力为1.6MPa，催化剂为8.0％Ni/MgO(催化剂中的活性组分含量以载体重量为基准计算得到)，甲烷二氧化碳干重整反应所需热量由净化装置1净化气出口分出的另一股33623Nm3/h净化原料气和甲醇分离装置循环气出口得到的17393Nm3/h循环气燃烧提供。经过甲烷二氧化碳干重整装置3后，所得重整合成气中的氢气的体积与重整合成气中的一氧化碳的体积之比为1.06:1；
甲烷二氧化碳干重整反应所得重整合成气经合成气脱二氧化碳装置4脱除二氧化碳后进入分离提一氧化碳装置5，所脱除的二氧化碳可被重新送至甲烷二氧化碳干重整装置3中作为甲烷二氧化碳干重整反应所需要的的原料，从所述甲烷二氧化碳干重整装置3的烟气出口收集的烟气可经由湿法脱碳装置处理后存储于二氧化碳回收罐，所存储的二氧化碳也可被重新送至甲烷二氧化碳干重整装置3中作为甲烷二氧化碳干重整反应所需要的原料；提一氧化碳后的尾气，即贫一氧化碳合成气155414Nm3/h进入甲醇合成装置6并在铜基催化剂上发生甲醇合成反应得到粗醇气体，反应条件为：温度210℃及压力4.5MPa；
粗甲醇气体经甲醇分离装置7分离、甲醇精制装置8精制后得到99.85wt％的精甲醇63.04t/h。粗醇分离净化过程中未反应的气体，即循环气作为甲烷二氧化碳干重整装置3的燃料；
分离提一氧化碳装置5分离出的51410Nm3/h富一氧化碳合成气与甲醇精制装置8获得的63.04t/h精甲醇进入甲醇一氧化碳羰基合成装置9并在铑基催化剂上发生羰基合成反应生成醋酸，反应条件为：温度175℃及压力1.8MPa，再经醋酸提纯装置10制得116t/h精醋酸，其纯度为99.7wt％。
利用本实施例所提供的工艺，以富碳天然气为原料年产精醋酸93.4万吨，年净减排二氧化碳约21.79万吨，同时省去了空分装置、减小了碳脱除装置，醋酸成本仅约为2200元/吨。
对比例1
本对比例提供了一种以煤为原料制醋酸的工艺，其是利用以煤为原料制醋酸的系统实现的，所述以煤为原料制醋酸的系统的结构示意图如图4所示，从图4中可以看出，所述系统包括：
煤气化装置11、第一净化装置12、提一氧化碳装置13、变换装置14、低温甲醇洗装置15、第一甲醇合成装置16、第一甲醇分离装置17、第一甲醇精制装置18、第一甲醇一氧化碳羰基合成装置19、第一醋酸提纯装置20、空分装置21及克劳斯硫回收装置22；
其中，所述煤气化装置11设置有原料煤入口、纯氧入口以及粗合成气出口，所述粗合成气出口通过管路与所述第一净化装置12的入口连通，所述第一净化装置12的净化气出口通过管路与提一氧化碳装置13的净化气入口连通，所述提一氧化碳装置13的贫一氧化碳净化气出口通过管路与所述变换装置14的贫一氧化碳入口连通，所述提一氧化碳装置13的富一氧化碳净化气出口通过管路与所述第一甲醇一氧化碳羰基合成装置19的一氧化碳入口连通，所述变换装置14的出口通过管路与低温甲醇洗装置15的变换气入口连通，所述低温甲醇洗装置15的脱酸气出口与第一甲醇合成装置16的脱酸气入口连通，所述低温甲醇洗装置15的含硫气体出口与克劳斯硫回收装置22连通以回收其中的硫，所述第一甲醇合成装置16的出口通过管路与所述第一甲醇分离装置17的甲醇气入口连通，所述第一甲醇分离装置17的粗甲醇出口通过管路与所述第一甲醇精制装置18的入口连通，所述第一甲醇精制装置18的精甲醇出口通过管路与所述第一甲醇一氧化碳羰基合成装置19的精甲醇入口连通，所述第一甲醇一氧化碳羰基合成装置19的出口通过管路与所述第一醋酸提纯装置20的入口连通；
其中，所述工艺包括以下具体步骤：
143.7t/h原料煤与71600Nm3/h纯氧经煤气化装置11气化后得粗合成气514600Nm3/h，粗合成气经第一净化装置12除尘、除焦油后进入提一氧化碳装置13；
提一氧化碳装置13的贫一氧化碳净化气464270Nm3/h进入变换装置14发生水煤气变换反应，变换装置4的变换气出口的464270Nm3/h变换气随后进入低温甲醇洗装置15脱除其中的酸性气体二氧化碳及含硫化合物等，然后进入第一甲醇合成装置16并在铜基催化剂上发生甲醇合成反应得到粗甲醇气体，反应条件为：温度225℃及压力6MPa；所述低温甲醇洗装置15中的含硫气体等进入克劳斯硫回收装置22，以回收其中的硫；
粗甲醇气体经第一甲醇分离装置17、第一甲醇精制装置18后得到纯度为99.80wt％的精甲醇61.29t/h；
提一氧化碳装置13分离出的50300Nm3/h富一氧化碳净化气与第一甲醇精制装置18获得的61.29t/h精甲醇一起进入第一甲醇一氧化碳羰基合成装置19并在铑基催化剂上发生羰基合成反应生成醋酸，反应条件为：温度173℃及压力2.0MPa，再经第一醋酸提纯装置20制得113.51t/h精醋酸，醋酸浓度为99.6wt％。
采用本对比例提供的工艺，以煤为原料年产精醋酸90.8万吨，年净排放二氧化碳约92.4万吨，且增加了空分装置、增大了碳脱除装置，醋酸成本约为2000元/吨。
对比例2
本对比例提供了一种富甲烷气体不经干重整制醋酸的工艺，其是利用富甲烷气体不经干重整制醋酸的系统实现的，所述系统的结构示意图如图5所示，从图5中可以看出，所述系统包括：
净化装置1、甲烷水蒸气重整装置23、分离提一氧化碳装置5、提氢装置2、甲醇合成装置6、甲醇分离装置7、甲醇精制装置8、甲醇一氧化碳羰基合成装置9和醋酸提纯装置10；
其中，所述净化装置1设置有原料气入口以及净化气出口，所述净化气出口通过管路与所述甲烷水蒸气重整装置23的原料气入口连通，脱盐水储罐通过管路与所述甲烷水蒸气重整装置23的脱盐水入口连通，所述甲烷水蒸气重整装置23的合成气出口通过管路与分离提一氧化碳装置5的入口连通，所述分离提一氧化碳装置5的一氧化碳出口及尾气出口分别通过管路与甲醇一氧化碳羰基合成装置8的一氧化碳入口及提氢装置2的合成气入口连通，所述提氢装置2的氢气出口通过管道与甲烷水蒸气重整装置23的燃料气入口连通，所述提氢装置2的尾气出口通过管道与甲醇合成装置6的合成气入口连通，所述甲醇合成装置6的出口通过管路与所述甲醇分离装置7的甲醇气入口连通，所述甲醇分离装置7的循环气出口通过管路与所述甲烷水蒸气重整装置23的燃料气入口连通，所述甲醇分离装置7的粗甲醇出口通过管路与所述甲醇精制装置8的入口连通，所述甲醇精制装置8的精甲醇出口通过管路与所述甲醇一氧化碳羰基合成装置9的精甲醇入口连通，所述甲醇一氧化碳羰基合成装置9的出口通过管路与所述醋酸提纯装置10的入口连通；
所述工艺包括以下具体步骤：
本对比例以焦炉气为气源制醋酸，焦炉气量为100000Nm3/h，焦炉气组成为：氢气56.3v％，甲烷26v％，一氧化碳7v％，二氧化碳3v％，C2以上不饱和烃3v％，氧气0.6v％，氮气4v％以及硫化物约100mg/Nm3；
焦炉气经净化装置1除尘和脱硫净化后与补入的20.8t/h脱盐水在甲烷水蒸气重整装置23中进行甲烷水蒸气重整反应，其中，反应温度为800℃，压力为2.0MPa，催化剂为8.8％Ni/MgAl2O(催化剂中的活性组分含量以载体重量为基准计算得到)，经过甲烷水蒸气重整装置23后，所得重整合成气中的氢气与一氧化碳的体积比为3.65:1；
甲烷水蒸气重整反应所得重整合成气进入分离提一氧化碳装置5，提一氧化碳后的尾气，即贫一氧化碳合成气183000Nm3/h进入提氢装置2，提氢装置2提取得到的氢气与甲醇分离装置7的循环气一同进入甲烷水蒸气重整反应装置23的燃料入口，为甲烷水蒸气重整反应提供热量，提氢装置2的尾气进入甲醇合成装置6在铜基催化剂上发生甲醇合成反应得到粗甲醇气体，反应条件为：温度215℃及压力3MPa；
粗甲醇气体经甲醇分离装置7分离、甲醇精制装置8精制后得到纯度为99.88wt％的精甲醇24t/h。粗醇分离净化过程中未反应的气体，即循环气作为甲烷水蒸气重整装置23的燃料；
分离提一氧化碳装置5分离出的18000Nm3/h富一氧化碳合成气与甲醇精制装置8获得的24t/h精甲醇一起进入甲醇一氧化碳羰基合成装置9并在铑基催化剂上发生羰基合成反应生成醋酸，反应条件为：温度172℃及压力1.9MPa，再经醋酸提纯装置10制得45.2t/h精醋酸，其纯度为99.8wt％。
采用本对比例提供的工艺，以100000Nm3/h焦炉气为原料，年产精醋酸45.2万吨，年净排放二氧化碳约2.5万吨，年耗氢约6.5万吨。并且采用该工艺无法将重整合成气中氢气与一氧化碳的体积比调节到适合制醋酸的较低范围，只能将大量的氢气燃烧或排放，浪费了宝贵的氢能源，醋酸产量下降约30％(与实施例4相比)，间接增加了醋酸制备的成本，本对比例中，醋酸成本约为2400元/吨。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。
Claims (10)
1.一种富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的工艺，其特征在于，所述工艺包括：
(1)对富甲烷气体进行净化得到净化原料气；
(2)使部分或者全部净化原料气和二氧化碳进行甲烷二氧化碳干重整反应得到重整合成气，再分离所述重整合成气中的二氧化碳后得到脱二氧化碳合成气；
(3)提取所述脱二氧化碳合成气中的一氧化碳后得到贫一氧化碳合成气和富一氧化碳合成气，使贫一氧化碳合成气进行甲醇合成反应，反应结束后再经甲醇分离、甲醇精制，得到精甲醇；
(4)使富一氧化碳合成气与步骤(3)得到的精甲醇混合后进行羰基合成反应生成醋酸粗产品，再对所述醋酸粗产品进行精制，得到醋酸产品。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述工艺具体包括：
(1)对富甲烷气体进行净化得到净化原料气，分离提取部分净化原料气中的氢气，得到提氢后的净化原料气和氢气；
优选地，步骤(1)中，所述分离包括变压吸附法分离、膜分离及深冷分离中的一种或多种的组合；
(2)使提氢后的净化原料气和二氧化碳进行甲烷二氧化碳干重整反应得到重整合成气，再分离所述重整合成气中的二氧化碳后得到脱二氧化碳合成气；
还优选地，步骤(2)中，使部分或者全部净化原料气和二氧化碳或者使提氢后的净化原料气和二氧化碳在脱盐水存在条件下进行甲烷二氧化碳干重整反应得到重整合成气；
(3)提取所述脱二氧化碳合成气中的一氧化碳后得到贫一氧化碳合成气和富一氧化碳合成气，使贫一氧化碳合成气与步骤(1)中经分离提取得到的部分或者全部氢气混合后进行甲醇合成反应，反应结束后再经甲醇分离、甲醇精制，得到精甲醇；
(4)使富一氧化碳合成气与步骤(3)得到的精甲醇混合后进行羰基合成反应生成醋酸粗产品，再对所述醋酸粗产品进行精制，得到醋酸产品。
3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述富甲烷气体包括焦炉气、沼气、富碳天然气、页岩气、煤层气及工业弛放气中的一种气体或多种气体的组合；
优选地，步骤(1)中，对富甲烷气体进行净化，包括：除尘、除焦油、脱水、脱硫、脱氨及脱氧中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述甲烷二氧化碳干重整反应的燃料气包括部分净化原料气以及部分或者全部步骤(3)中甲醇分离后所得到的循环气中的一种或者两种的组合；
优选地，步骤(2)中，所述甲烷二氧化碳干重整反应的燃料气包括部分净化原料气、部分步骤(1)中提取得到的氢气以及部分或者全部步骤(3)中甲醇分离后所得到的循环气中的一种或者几种的组合；
还优选地，所述工艺还包括：将步骤(2)中所述分离得到的二氧化碳用作甲烷二氧化碳干重整反应的原料；
还优选地，所述工艺还包括：将步骤(1)中所得到的部分净化原料气用作甲烷二氧化碳干重整反应的原料。
5.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述甲烷二氧化碳干重整反应于干重整催化剂的存在下进行，其反应条件包括：反应温度500-1100℃，压力0.1-4MPa，优选为反应温度700-950℃，压力1.5-3MPa；
还优选地，所述干重整催化剂包括铂基催化剂、铑基催化剂、钯基催化剂、钌基催化剂、镍基催化剂及铜基催化剂中的一种或多种的组合；
还优选地，步骤(2)中，净化原料气或者提氢后的净化原料气和二氧化碳的体积比为0.5-6:1，更优选为0.7-4.5:1；
还优选地，步骤(2)中所述重整合成气中的氢气的体积或者步骤(2)中所述重整合成气中的氢气与步骤(1)提取的氢气的体积计量之和，与步骤(2)中所述重整合成气中的一氧化碳的体积比为0.3-3.0:1，更优选为0.9-2.0:1，进一步优选为1.0-1.5:1，最优选为1.0-1.1:1。
6.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述甲醇合成反应的条件包括：压力为2-7MPa，温度为200-300℃；优选地，所述甲醇合成反应的条件包括：压力为3-6.5MPa，温度为210-280℃；
优选地，所述贫一氧化碳合成气中一氧化碳的体积含量为10-70％；所述富一氧化碳合成气中一氧化碳的体积含量为90-100％，更优选为96-99.9％；
还优选地，步骤(3)中，贫一氧化碳合成气与氢气混合后所得混合气中的氢碳摩尔比为2-3:1，更优选为2.0-2.5:1。
7.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，步骤(3)中，将部分或者全部步骤(3)中甲醇分离后所得到的循环气用作甲醇合成反应的原料；
优选地，步骤(3)中，所述精甲醇的纯度为98-99.9wt％。
8.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，步骤(4)中，富一氧化碳合成气中的一氧化碳与精甲醇的物质的量的比为1:0.5-1，优选为1:0.6-0.8；
还优选地，所述羰基合成反应的条件包括：温度为100-300℃，压力为1-5MPa；更优选地，所述羰基合成反应的条件包括：温度为130-200℃，压力为1.5-4.5MPa；
还优选地，所述羰基合成反应使用的催化剂为铑-碘催化剂体系；
还优选地，步骤(4)中，所述醋酸产品的纯度为96.0-99.9wt％。
9.一种用于实现权利要求1-7任一项所述富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的工艺的富甲烷气体经干重整及羰基合成制醋酸的系统，其特征在于，所述系统包括：净化装置、二氧化碳储罐、甲烷二氧化碳干重整装置、合成气脱二氧化碳装置、分离提一氧化碳装置、甲醇合成装置、甲醇分离装置、甲醇精制装置、甲醇一氧化碳羰基合成装置和醋酸提纯装置；
其中，所述净化装置设置有原料气入口以及净化气出口，所述净化气出口与所述甲烷二氧化碳干重整装置的甲烷入口连通，所述二氧化碳储罐的出口通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置的二氧化碳入口连通，所述甲烷二氧化碳干重整装置的合成气出口与合成气脱二氧化碳装置的入口连通，所述合成气脱二氧化碳装置的尾气出口与所述分离提一氧化碳装置的入口连通，所述分离提一氧化碳装置的一氧化碳出口及尾气出口分别与甲醇一氧化碳羰基合成装置的一氧化碳入口及甲醇合成装置的合成气入口连通，所述甲醇合成装置的出口通过管路经由甲醇分离装置与所述甲醇精制装置的入口连通，所述甲醇精制装置的精甲醇出口与所述甲醇一氧化碳羰基合成装置的精甲醇入口连通，甲醇一氧化碳羰基合成装置的出口与所述醋酸提纯装置的入口连通；
优选地，所述系统还包括提氢装置，所述净化气出口与所述提氢装置的入口连通，所述提氢装置的氢气出口及尾气出口分别与所述甲醇合成装置的氢气入口及甲烷二氧化碳干重整装置的甲烷入口连通；
还优选地，所述系统还包括脱盐水储罐，所述脱盐水储罐的出口通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置的脱盐水入口连通。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述净化装置的净化气出口以及所述甲醇分离装置的循环气出口中的一个出口或者两个出口与所述甲烷二氧化碳干重整装置的燃料气入口连通；
优选地，所述净化装置的净化气出口、所述提氢装置的氢气出口以及所述甲醇分离装置的循环气出口中的一个出口或者几个出口与所述甲烷二氧化碳干重整装置的燃料气入口连通；
还优选地，所述净化气出口还通过管路与所述甲烷二氧化碳干重整装置的甲烷入口连通；
还优选地，所述合成气脱二氧化碳装置的二氧化碳出口与所述甲烷二氧化碳干重整装置的二氧化碳入口连通；
还优选地，所述甲烷二氧化碳干重整装置的烟气出口通过管路经由湿法脱碳装置与二氧化碳回收罐连通，所述二氧化碳回收罐的出口与所述甲烷二氧化碳干重整装置的二氧化碳入口连通；
还优选地，所述甲醇分离装置的循环气出口还与所述甲醇合成装置的循环气入口连通。
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