一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺的制作方法

本发明属于甲醇制气，具体为一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺。

背景技术：

1、由于甲醇原料易获得，供应稳定，便于储运，而且随着绿色甲醇的开发和应用，甲醇来源将更加广泛，价格将更具优势。而采用甲醇为原料，通过一定的工艺可制得氢气、co等各类可燃气体或其混合物，这些可燃气体或其混合物可用于生产各类合成气、燃料气，进而提供给厂家作为化工原料、特种燃气等。特别是制co，由于其灵活高效便捷，近年来需求日益增长。

2、甲醇裂解制氢/合成气是工业上重要的化工过程，通过反应ch3oh → co + 2h2可获得富含氢气和一氧化碳的合成气。目前，该工艺绝大多数采用铜系催化剂（如cu/zno/al2o3体系），因其在较低温度（200–300℃）下即具有较高的甲醇转化活性和选择性。然而，在实际运行中，该催化剂的性能与合成气收率极易受到原料甲醇中微量水分的影响。热力学上，水分的存在会推动水汽变换反应（ch4o+h2o=3h2+co2）的发生，导致目标产物co选择性显著下降，同时副产大量co2。这不仅降低了合成气中co/h2的比例，影响下游应用，还增加了后续气体分离与纯化的负荷与成本。

3、更严重的是，水分引入还会促进烃类副产物（主要为c2–c5的烯烃与烷烃）的生成。这些烃类化合物在工艺温度下可能发生聚合、缩合，形成高分子量物质或积碳前体，逐渐沉积于反应器下游的换热设备、管道、阀门及仪表接口处。此类沉积会造成流通截面减小、局部阻力增大，甚至完全堵塞管路、阀门的情况，导致系统压降异常升高、流量波动、控制失灵，严重时必须停机进行物理或化学清洗，不仅影响生产连续性，也带来维护成本上升与安全隐患。同时在目前的工艺流程中还存在对高温反应气的热量回收不充分的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺。在该工艺中，通过设置脱水、分液等环节提高co收率，同时采用新的换热流程，降低能耗。

2、为了实现以上发明目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

3、一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺，包括以下步骤：

4、步骤1）甲醇原料气化、提纯、换热和过热：

5、原料甲醇从塔顶进入气化提纯塔，回收来的含甲醇、少量水和烃类的循环液从中部进入气化提纯塔，气化提纯塔底连接塔釜再沸器，使甲醇原料在气化提纯塔中进行气化、提纯；从气化提纯塔的塔釜排出水和烃类，塔顶为提纯后的甲醇气相；甲醇气相经过换热器与反应气换热，再经过外部热源加热的过热器升温至裂解反应温度；

6、步骤2）甲醇裂解反应、反应气热回收、冷却和气液分离：

7、将步骤1）中升温至裂解反应温度的气体进入裂解反应器反应，反应后的混合气中主要为h2、co、co2以及未反应完的甲醇，还含有ch4、水和高碳烃类，然后将其通过与原料气换热和加热再沸器两级换热回收热量；

8、经两级换热回收热量后的气体进入冷却器一，用循环水冷却，然后经过气液分液罐分离出大部分甲醇及水和烃类，分液罐中设有除沫器；从分液罐出来的气相进入冷却器二，冷却器二的后管路上设置有过滤器，过滤可能产生的固态杂质；经两级冷却后的物质进入产品气缓冲罐缓冲，产品气缓冲罐缓冲的气相为含一氧化碳的混合气，将其作为产品气送出界外；

9、步骤3）液相静置分层和循环回用：

10、将气液分离器和产品气缓冲罐中的液相送入静置罐，依靠重力静置分层；其中上层为烃类物质，下层为液相甲醇和水；将甲醇和水作为循环液，通过循环泵送回气化提纯塔。

11、作为本申请中一种较好的实施方式，在所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺的步骤1）中，气化提纯塔操作压力0.5~1.1mpag。

12、作为本申请中一种较好的实施方式，在所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺的步骤1）中，塔釜再沸器以反应气为热源，不足的外部热源补充。

13、作为本申请中一种较好的实施方式，在所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺的步骤1）中，裂解反应温度为240℃~280℃。

14、作为本申请中一种较好的实施方式，在所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺的步骤2）中，裂解的主反应式为：ch3oh =2h2+co，同时发生ch3oh+h2o=co2+3h2、ch3oh+h2=ch4+h2o,n ch3oh+h2=cnh2n+2+h2o反应。

15、作为本申请中一种较好的实施方式，在所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺的步骤2）中，经热回收换热器换热后进入冷却器一，用循环水冷却，控制冷却温度为40-60℃；冷却器二的操作温度为5-15℃。

16、作为本申请中一种较好的实施方式，在所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺的步骤2）中，为防止因堵塞中断生产，冷却器二设置两台，两台切换使用。

17、作为本申请中一种较好的实施方式，在所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺的步骤2）中，冷却器二和过滤器中均设置有自动升温设置，用以除去可能产生的结蜡。

18、作为本申请中一种较好的实施方式，在所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺的步骤3）中，静置罐中设有分隔，一侧排蜡，一侧排循环液。

19、作为本申请中一种较好的实施方式，在所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺的步骤3）中，冷却器二和过滤器上还设置有蒸汽吹扫口。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

21、（一）本发明设置气化提纯塔来脱除原料和循环液中的水和烃类，可以减少入塔原料气中50~70%的水含量和接近100%的烃类含量，提高co收率3~5%，同时减少co2的排放。

22、（二）本发明采用分级冷却冷凝、气液分离、并联易堵设备在线自动复热防堵、特殊设计的静置分离罐，以上措施结合气化提纯塔除烃，可最大限度将容易结蜡的烃类排出系统外，确保该工艺能够平稳运行，且减少烃类物质对后续工段的影响。

23、（三）本发明设置有反应器的分级热量回收，分别与气化提纯塔塔顶气相和釜液换热，降低~20%能耗。

1.一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺，其特征在于：步骤1）中，气化提纯塔操作压力0.5~1.1mpag。

3.根据权利要求1所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺，其特征在于：步骤1）中，塔釜再沸器以反应气为热源，不足的外部热源补充。

4.根据权利要求1所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺，其特征在于：步骤1）中，裂解反应温度为240℃~280℃。

5.根据权利要求1所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺，其特征在于，步骤2）中，裂解的主反应式为：ch3oh =2h2+co，同时发生ch3oh+h2o=co2+3h2、ch3oh+h2=ch4+h2o,nch3oh+h2=cnh2n+2+h2o反应。

6.根据权利要求1所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺，其特征在于，步骤2）中，经热回收换热器换热后进入冷却器一，用循环水冷却，控制冷却温度为40-60℃；冷却器二的操作温度为5-15℃。

7.根据权利要求1所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺，其特征在于，步骤2）中，为防止因堵塞中断生产，冷却器二设置两台，两台切换使用。

8.根据权利要求1所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺，其特征在于，步骤2）中，冷却器二和过滤器中均设置有自动升温设置，用以除去可能产生的结蜡。

9.根据权利要求1所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺，其特征在于，步骤3）中，静置罐中设有分隔，一侧排蜡，一侧排循环液。

10.根据权利要求8所述的一种甲醇制含一氧化碳混合气的工艺，其特征在于，步骤3）中，冷却器二和过滤器上还设置有蒸汽吹扫口。