CN204874342U - 煤制醇系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种煤制醇系统，每套煤制醇装置包括醇发生装置和氢气回收装置，且每套煤制醇装置中的醇发生装置的入口与另一套或多套煤制醇装置中的氢气回收装置的出口通过第二管道连通，以及第二管道上设置有控制第二管道通断的第二控制组件。由于每套煤制醇装置中的醇发生装置还连接于除本套之外的氢气回收装置，从而使一套煤制醇装置中没有被充分利用的氢气能够通过其他醇发生装置被进一步利用，进而减少了煤制甲醇工艺中对氢气造成的浪费，缩短了醇发生装置的开车时间，并且降低了煤气发生装置的运行中投入的费用。

Description

煤制醇系统

技术领域

本实用新型涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种煤制醇系统。

背景技术

煤制醇是以煤为原料的甲醇生产工艺。在工业上，生产醇的主要原料为煤炭、天然气和焦炉气。由于我国油气资源的不足，而煤炭资源相对丰富，因此适合发展煤制醇工艺。

目前，采用煤制醇系统制备醇的过程为：先由煤经煤气化制取合成气，然后将合成气通过净化工段以获得新鲜合成气，接下来新鲜合成气经合成气压缩机加压后进入合成塔，并在一定的压力、温度及催化剂(设置于合成塔中)的作用下利用一氧化碳、二氧化碳及氢气生成包含甲醇的反应气，最后将反应气经冷却、冷凝后分离出产品甲醇。

现有采用煤制醇系统制备醇的过程还包括将合成塔中的未反应气体通入氢气回收装置中以回收氢气，之后将回收的氢气返回至合成塔，成为甲醇的原料，从而降低耗煤和耗能。然而，现有煤制甲醇工艺仍会对氢气造成极大的浪费，从而使醇发生装置开车时间延长，且合成塔及煤气化炉运行(煤、水、电、添加剂、分散剂等)的投入费用较大。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种煤制醇系统，以解决现有煤制甲醇工艺对氢气造成极大的浪费的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种煤制醇系统，该煤制醇系统包括：至少两套煤制醇装置，每套煤制醇装置包括醇发生装置和氢气回收装置，每套煤制醇装置中氢气回收装置的入口与醇发生装置的出口连通，每套煤制醇装置中氢气回收装置的出口与醇发生装置的入口连通；煤气发生装置，煤气发生装置的出口与每套煤制醇装置中的醇发生装置的入口通过第一管道连通，且第一管道上设置有控制第一管道通断的第一控制组件；其中，每套煤制醇装置中的醇发生装置的入口与另一套或多套煤制醇装置中的氢气回收装置的出口通过第二管道连通，且第二管道上设置有控制第二管道通断的第二控制组件。

进一步地，煤制醇系统包括n套煤制醇装置和n套煤气发生装置，且煤制醇装置与煤气发生装置一一对应，各煤气发生装置的出口与相应的煤制醇装置中的醇发生装置的入口通过第一管道连通，其中n≥2。

进一步地，第二管道的第一端口与一套煤制醇装置中的第一管道之间形成第一三通结构，第二管道的第二端口与另一套煤制醇装置中的氢气回收装置的出口相连。

进一步地，每套煤制醇装置中氢气回收装置的出口通过第三管道连通至与第一管道上，且第三管道与第一管道之间形成第二三通结构，第二三通结构位于第一三通结构和醇发生装置的入口之间。

进一步地，煤制醇系统包括设置于第二三通结构和醇发生装置的入口之间的第一管道上的压缩机。

进一步地，第一控制组件包括设置于第一管道上的第一阀门和第二阀门，且第一阀门位于第一三通结构和煤气发生装置的出口之间，第二阀门位于第一三通结构和第二三通结构之间。

进一步地，第二控制组件包括设置于第二管道上的第三阀门、第四阀门和盲板，且盲板位于第三阀门和第四阀门之间。

进一步地，每套煤制醇装置中醇发生装置的出口与氢气回收装置的入口通过第四管道连通。

进一步地，每套煤制醇装置中的醇发生装置包括一个或多个反应塔，反应塔中设置有催化剂，且每套煤制醇装置中的醇发生装置包括多个反应塔时各反应塔并联设置。

进一步地，每套煤制醇装置与冷却装置和冷凝装置依次连通。

进一步地，煤气发生装置包括气化炉和净化装置。

应用本实用新型的技术方案，本实用新型提供了一种包括至少两套煤制醇装置的煤制醇系统，每套煤制醇装置包括醇发生装置和氢气回收装置，且通过将每套煤制醇装置中的醇发生装置的入口与另一套或多套煤制醇装置中的氢气回收装置的出口通过第二管道连通，从而使一套煤制醇装置中没有被充分利用的氢气能够通过其他醇发生装置被进一步利用，进而减少了煤制甲醇工艺中对氢气造成的浪费，缩短了醇发生装置的开车时间，并且降低了煤气发生装置的运行中投入的费用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型中的煤制醇系统的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。

正如背景技术中所介绍的，现有煤制甲醇工艺对氢气造成极大的浪费，从而使甲醇装置开车时间延长，且合成塔及煤气化炉运行(煤、水、电、添加剂、分散剂等)的投入费用较大。本实用新型的申请人针对上述问题进行研究，提出了一种煤制醇系统。如图1所示，该煤制醇系统包括：至少两套煤制醇装置，每套煤制醇装置包括醇发生装置10和氢气回收装置30，每套煤制醇装置中氢气回收装置30的入口与醇发生装置10的出口412连通，每套煤制醇装置中氢气回收装置30的出口312与醇发生装置10的入口111连通；煤气发生装置40，煤气发生装置40的出口112与每套煤制醇装置中的醇发生装置10的入口111通过第一管道110连通，且第一管道110上设置有控制第一管道110通断的第一控制组件50；其中，每套煤制醇装置中的醇发生装置10的入口111与另一套或多套煤制醇装置中的氢气回收装置30的出口312通过第二管道210连通，且第二管道210上设置有控制第二管道210通断的第二控制组件60。上图中仅示意出了一套煤制醇装置的醇发生装置10和氢气回收装置30，以及另一套煤制醇装置的氢气回收装置30。

上述煤制醇系统通过将每套煤制醇装置中的醇发生装置连接于除本套之外的氢气回收装置，从而使一套煤制醇装置中没有被充分利用的氢气能够通过其他醇发生装置被进一步利用，进而减少了煤制甲醇工艺中对氢气造成的浪费，缩短了醇发生装置的开车时间延长，并且降低了煤气发生装置中合成塔及煤气化炉等设备的运行中投入的费用。

在本实用新型上述煤制醇系统中，优选地，煤制醇系统包括n套煤制醇装置和n套煤气发生装置40，且煤制醇装置与煤气发生装置40一一对应，各煤气发生装置40的出口112与相应的煤制醇装置中的醇发生装置10的入口111通过第一管道110连通，其中n≥2。由于煤气发生装置40为多套，且与煤制醇装置一一对应，因此每套中的煤气发生装置40产生的合成气能够直接通入本套中的煤制醇装置中以生成醇，并降低了煤制醇装置与煤气发生装置40之间连接的复杂度。

在本实用新型上述煤制醇系统中，优选地，第二管道210的第一端口与一套煤制醇装置中的第一管道110之间形成第一三通结构120，第二管道210的第二端口与另一套煤制醇装置中的氢气回收装置30的出口312相连第二管道210第二管道210第一管道110第一三通结构120。由于一套煤制醇装置与另一套氢气回收装置30的出口312连接，因此能够使一套煤制醇装置中没有被充分利用的氢气能够通过其他醇发生装置被进一步利用，进而减少了煤制甲醇工艺中对氢气造成的浪费；并且，由于上述第一三通结构120使另一套氢气回收装置30能够连通于第一管道110，从而能够使另一套氢气回收装置30中回收的氢气与煤气发生装置40中产生的合成气一块通入另一套煤制醇装置中，进而降低了另一套氢气回收装置30、煤气发生装置40与煤制醇装置之间连接的复杂度。

在本实用新型上述煤制醇系统中，优选地，每套煤制醇装置中氢气回收装置30的出口312通过第三管道310连通至与第一管道110上，且第三管道310与第一管道110之间形成第二三通结构130，第二三通结构130位于第一三通结构120和醇发生装置10的入口111之间。由于氢气回收装置30的出口312连通于第一管道110，因此能够使一套氢气回收装置30中回收的未被利用的氢气再次回收到醇发生装置10中，从而使氢气被再次的利用；并且，由于上述第二三通结构130使醇发生装置10能够与第一三通结构120连通，从而使使氢气回收装置30中回收的氢气、煤气发生装置40中产生的合成气以及另一套氢气回收装置30中回收的氢气共同通入本套的煤制醇装置中，进而降低了氢气回收装置30、煤气发生装置40、煤制醇装置与另一套氢气回收装置30之间连接的复杂度。

同时，优选地，煤制醇系统包括设置于第二三通结构130和醇发生装置10的入口111之间的第一管道110上的压缩机70。由于上述压缩机70设置于第二三通结构130之后，因此可以将氢气回收装置30中回收的氢气、煤气发生装置40中产生的合成气以及另一套氢气回收装置30中回收的氢气共同进行压缩，节省了工序复杂带来的费用和时间的浪费。

本领域技术人员可以根据现有技术选择第一控制组件50，优选地，第一控制组件50包括设置于第一管道110上的第一阀门和第二阀门，且第一阀门位于第一三通结构120和煤气发生装置40的出口112之间，第二阀门位于第一三通结构120和第二三通结构130之间。上述第一阀门用于通断煤气发生装置40中产生的合成气；第二阀门用于通断煤气发生装置40中产生的合成气以及另一套氢气回收装置30中回收的氢气。

本领域技术人员可以根据现有技术选择第二控制组件60，优选地，第二控制组件60包括设置于第二管道210上的第三阀门、第四阀门和盲板，且盲板位于第三阀门和第四阀门之间。上述第三阀门和第四阀门用于通断另一套氢气回收装置30中回收的氢气，并且当关闭第三阀门和第四阀门时，能够插入上述盲板，从而进一步阻断另一套氢气回收装置30中回收的氢气的流通。

在本实用新型上述煤制醇系统中，优选地，每套煤制醇装置中醇发生装置10的出口412与氢气回收装置30的入口通过第四管道410连通。由于上述第四管道410连通一套煤制醇装置中的醇发生装置10的出口412与氢气回收装置30的入口，从而使一套醇发生装置10中尚未被利用的氢气能够回收到氢气回收装置30，进而再进入醇发生装置10中被再次的利用。

在本实用新型上述煤制醇系统中，优选地，每套煤制醇装置中的醇发生装置10包括一个或多个反应塔，反应塔中设置有催化剂80，且每套煤制醇装置中的醇发生装置10包括多个反应塔时各反应塔并联设置。每套醇发生装置10中反应塔的数量可以根据实际需求进行设定，更为优选地，每套醇发生装置10中包括并联设置的多个反应塔。由于反应塔为多个，因此每套煤制醇系统具有较高的煤制醇产量。

本领域的技术人员可以根据现有技术设定每套煤制醇装置的结构组成，优选地，煤气发生装置40包括气化炉和净化装置。更为优选地，每套煤制醇装置与冷却装置和冷凝装置依次连通。利用上述冷却装置和冷凝装置能够对合成气进行降温处理。

本实用新型还采用上述煤制醇系统进行了煤制甲醇的工艺实验，其中煤制醇系统提供两套煤制醇装置，第一套煤制醇装置投入煤20万吨，第二套煤制醇装置投入煤40万吨，气化工艺均采用德士古工艺技术，其具体工艺过程为：采用气化不投料，利用第二套(或第一套)的氢气回收装置回收氢气，并对第一套(或第二套)的煤进行还原，待煤还原的后期，第一套或第二套气化装置恢复运行，中间省去了醇发生装置中媒还原阶段的运行，从而减少了原料煤、水、电、添加剂、分散剂等各类消耗，且气体成份稳定，床层温度易控制。按照每吨煤市场价400元计算，可节约44.928万元(26×0.6×72×400＝449280，26表示一台气化投料后每小时水煤浆流量，单位M³/h；0.6为水煤浆浓度，单位是％；72是合成还原时间，单位是h)。以及按照水、电、各类化学药剂合计150元/h计算，还可节约10800元(150×72＝10800)。因此，利用本实用新型上述煤制醇系统总计能够节约460082元(44.928万元+10800元)。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：本实用新型提供了一种包括至少两套煤制醇装置的煤制醇系统，每套煤制醇装置包括醇发生装置和氢气回收装置，且通过将每套煤制醇装置中的醇发生装置的入口与另一套或多套煤制醇装置中的氢气回收装置的出口通过第二管道连通，从而使一套煤制醇装置中没有被充分利用的氢气能够通过其他醇发生装置被进一步利用，进而减少了煤制甲醇工艺中对氢气造成的浪费，缩短了醇发生装置的开车时间，并且降低了煤气发生装置的运行中投入的费用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种煤制醇系统，其特征在于，所述煤制醇系统包括：

至少两套煤制醇装置，每套所述煤制醇装置包括醇发生装置(10)和氢气回收装置(30)，每套所述煤制醇装置中的所述氢气回收装置(30)的入口(411)与该套所述煤制醇装置中的所述醇发生装置(10)的出口(412)连通，每套所述煤制醇装置中的所述氢气回收装置(30)的出口(312)与该套所述煤制醇装置中的所述醇发生装置(10)的入口(111)连通；

煤气发生装置(40)，所述煤气发生装置(40)的出口(112)与每套所述煤制醇装置中的所述醇发生装置(10)的入口(111)通过第一管道(110)连通，且所述第一管道(110)上设置有控制所述第一管道(110)通断的第一控制组件(50)；其中，

每套所述煤制醇装置中的所述醇发生装置(10)的入口(111)与另一套或多套所述煤制醇装置中的所述氢气回收装置(30)的出口(312)通过第二管道(210)连通，且所述第二管道(210)上设置有控制所述第二管道(210)通断的第二控制组件(60)。

2.根据权利要求1所述的煤制醇系统，其特征在于，所述煤制醇系统包括n套所述煤制醇装置和n套所述煤气发生装置(40)，且所述煤制醇装置与所述煤气发生装置(40)一一对应，各所述煤气发生装置(40)的出口(112)与相应的所述煤制醇装置中的所述醇发生装置(10)的入口(111)通过所述第一管道(110)连通，其中n≥2。

3.根据权利要求1所述的煤制醇系统，其特征在于，所述第二管道(210)的第一端口与一套所述煤制醇装置中的所述第一管道(110)之间形成第一三通结构(120)，所述第二管道(210)的第二端口与另一套所述煤制醇装置中的所述氢气回收装置(30)的出口(312)相连。

4.根据权利要求3所述的煤制醇系统，其特征在于，每套所述煤制醇装置中所述氢气回收装置(30)的出口(312)通过第三管道(310)连通至与所述第一管道(110)上，且所述第三管道(310)与所述第一管道(110)之间形成第二三通结构(130)，所述第二三通结构(130)位于所述第一三通结构(120)和所述醇发生装置(10)的入口(111)之间。

5.根据权利要求4所述的煤制醇系统，其特征在于，所述煤制醇系统包括设置于所述第二三通结构(130)和所述醇发生装置(10)的入口(111)之间的所述第一管道(110)上的压缩机(70)。

6.根据权利要求4所述的煤制醇系统，其特征在于，所述第一控制组件(50)包括设置于所述第一管道(110)上的第一阀门和第二阀门，且所述第一阀门位于所述第一三通结构(120)和所述煤气发生装置(40)的出口(112)之间，所述第二阀门位于所述第一三通结构(120)和所述第二三通结构(130)之间。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的煤制醇系统，其特征在于，所述第二控制组件(60)包括设置于所述第二管道(210)上的第三阀门、第四阀门和盲板，且所述盲板位于所述第三阀门和所述第四阀门之间。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的煤制醇系统，其特征在于，每套所述煤制醇装置中所述醇发生装置(10)的出口(412)与所述氢气回收装置(30)的入口通过第四管道(410)连通。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的煤制醇系统，其特征在于，每套所述煤制醇装置中的所述醇发生装置(10)包括一个或多个反应塔，所述反应塔中设置有催化剂(80)，且每套所述煤制醇装置中的所述醇发生装置(10)包括多个所述反应塔时各所述反应塔并联设置。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的煤制醇系统，其特征在于，每套所述煤制醇装置与冷却装置和冷凝装置依次连通。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的煤制醇系统，其特征在于，所述煤气发生装置(40)包括气化炉和净化装置。