一种逆水煤气变换反应及其与电解水制氢耦合的煤制甲醇工艺的制作方法

技术特征：
1.一种逆水煤气变换反应及其与电解水制氢耦合的煤制甲醇工艺，包括：一种逆水煤气变换反应及其与电解水制氢耦合的煤制甲醇合成气调节方法，包括：电解水制氢装置、煤气化装置、逆水煤气变换装置、硫化氢脱除装置以及甲醇合成装置，所述电解水制氢装置产生的氧气送入煤气化装置；所述煤气化装置产物合成气与电解水制氢装置产物氢气混合后进入逆水煤气变换装置，在500℃～1000℃条件下发生逆水煤气变换反应，氢气与煤气化合成气中co2转换生成co和h2o，所述逆水煤气单元变换气进入硫化氢脱除装置，脱除硫化氢后的净化气进入甲醇合成装置；优选的，所述电解水装置包括电解槽、氢气压缩机、氧气压缩机；电解水装置所产生的氢气由氢气压缩机增压后，输送至逆水煤气变换装置；所产生的氧气由氧气压缩机增压，输送至煤气化装置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在逆水煤气变换装置中，合成气与氢气在ni-co、ni-cu、ni-mo、ni-w、ni-cr或者ni-fe等双金属催化剂的作用下反应进行催化反应得到混合气体a；其中，所述的合成气的主要组成包括h2、co和co2；优选的，使用ni-co双金属催化剂。3.合成气与氢气的催化反应的进行条件，包括，反应温度控制在500℃～1000℃；优选的，反应温度控制在800～850℃。4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于，合成气与氢气的催化反应的进行条件包括，反应压力控制在0.1mpa-4.0mpa；优选的，反应压力控制在3.0mpa-3.9mpa。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，ni-co、ni-cu、ni-mo、ni-w、ni-cr或者ni-fe双金属催化剂中，活性组分金属元素的质量占催化剂总质量的15％～20％。6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，ni-co双金属催化剂中，双金属ni与co的质量配比约为(1.4～1.6):1，或者ni-cu双金属催化剂中，双金属ni与cu的质量配比约为(2～3):1；或者ni-mo双金属催化剂中，双金属ni与mo的质量配比约为(0.8～1.2):1；或者ni-w双金属催化剂中，双金属ni与w的质量配比约为(1.4～1.6):1；或者ni-cr双金属催化剂中，双金属ni与cr的质量配比约为(1.2～1.8):1；或者ni-fe双金属催化剂中，双金属ni与fe的质量配比约(2～3):1。7.一种甲醇的制备方法，包括，(1)利用权利要求1-6任一项所述的方法制备合成气体a，(2)混合气体a进一步反应得到甲醇，其中，所述的合成气的组成主要包括h2、co和co2。8.根据权利要求6和7所述的制备方法，其特征在于，合成气和氢气混合以后，总的h2与co2的摩尔比控制在(6～9)：1，优选地h2与co2的摩尔比为(7.0～7.5)：1。9.根据权利要求7-8所述的制备方法，包括如下步骤：(1)电解水制备的氧气与煤/煤炭进行煤气化反应，得到煤气化的合成气；(2)合成气与电解水制备的氢气混合进行逆水煤气化变换反应，生成co和h2o等产物；(3)逆水煤气化变换的产物经脱除硫化氢后进行甲醇合成反应，得到甲醇。10.一种镍基双金属催化剂，包括：双金属活性组分以及载体，活性组分包括除了镍元素以外，还包括co、cu、mo、w、cr或者fe元素，其中，活性组分金
属元素的质量占催化剂总质量的15％～20％；其余为载体；该催化剂用于逆水煤气化变换的反应过程中；优选的，ni-co双金属催化剂中，双金属ni与co的质量配比约为(1.4～1.6):1，或者ni-cu双金属催化剂中，双金属ni与cu的质量配比约为(2～3):1；或者ni-mo双金属催化剂中，双金属ni与mo的质量配比约为(0.8～1.2):1；或者ni-w双金属催化剂中，双金属ni与w的质量配比约为(1.4～1.6):1；或者ni-cr双金属催化剂中，双金属ni与cr的质量配比约为(1.2～1.8):1；或者ni-fe双金属催化剂中，双金属ni与fe的质量配比约(2～3):1。

技术总结
一种逆水煤气变换反应及其与电解水制氢耦合的煤制甲醇工艺，包括：将电解水制得的氢气送入逆水煤气变换装置，在Ni-Co、Ni-Cu、Ni-Mo、Ni-W、Ni-Cr或者Ni-Fe等双金属催化剂的作用下发生反应，使煤气化装置产物合成气中CO2转化为CO和H2O，取消水煤气变换装置与酸性气体脱除装置中CO2脱吸塔的设置。并通过控制H2的进料量，以满足甲醇合成装置H2/CO的比例要求。该工艺提高了原料煤中碳原子有效利用率，因此可提升甲醇的产量，同时又大幅度地降低CO2直接排放量，解决了煤制甲醇过程原料煤利用率低以及CO2排放量高等问题。排放量高等问题。排放量高等问题。


技术研发人员：冯翔 周鑫 陈德 单玉领 闫昊 脱永笑 刘熠斌 杨朝合
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：2020.07.15
技术公布日：2022/2/7