[发明专利]焦炉煤气制甲醇过程的补碳工艺和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤化工企业焦炉煤气制甲醇工艺，尤其是一种焦炉煤气低压合成甲醇系统的补碳工艺和装置。 

背景技术

煤化工企业利用焦炉煤气为原料，通过脱硫，转化，合成，精馏等过程制备甲醇。在合成工段，甲醇合成气经加压升温后，进入合成塔在Cu触媒作用下，CO、CO₂与H₂ 反应生成甲醇和水。反应后的气体经冷却分离出粗甲醇后，一部分作为循环气与新鲜的合成气汇合重新进入合成塔参与甲醇的合成反应。 

在焦炉煤气制甲醇工艺的实际生产中， 当合成气中CO、CO₂转化率较高时，导致反应后循环气中剩余CO和CO₂含量较低，CO和CO₂的总含量会降至循环气的3%～4%，有时甚至降到了2%以下，循环气中碳含量严重不足。而进入合成塔的合成气中，循环气是其中的主要成分，含量占到85%以上，循环气中碳含量不足会直接导致合成气中碳含量不足，氢气过剩，C/H比严重失衡，影响甲醇产量的进一步提高。调节合成气中的C/H比，将有利于甲醇合成反应的进行，有效提高甲醇产量。 

可以通过对转化工艺进行调控来提高CH₄转化率，提高合成气中CO和CO₂的含量。但是调控转化工艺要受甲烷含量，转化气气体成分，氧气量或氧气纯度，转化炉炉膛温度，转化炉出口温度，转化催化剂寿命活性等诸多工艺设备条件限制影响，不能及时缓解合成气中碳含量低，合成反应不充分的问题。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种提高焦炉煤气制甲醇工艺合成工段碳含量的焦炉煤气制甲醇过程的补碳工艺；本发明还提供了一种焦炉煤气制甲醇过程的补碳装置。 

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：所述焦炉煤气制甲醇过程的转化工段入口和合成工段入口补入二氧化碳。 

本发明工艺所述二氧化碳为汽化状态，所述二氧化碳补至转化工段的系统压力为2.1～2.4MPa，至合成工段的系统压力为1.9～2.2MPa。 

本发明工艺所述二氧化碳的最大流量为1075NM³/h。 

本发明工艺转化出口气体CO₂控制8%以下，合成出口气体CO₂控制3.6～4.2%。 

本发明装置由两个液态CO₂储槽或储罐并联设置后通过管路接入主汽化器的入口，主汽化器的出口通过管路分别接入焦炉煤气制甲醇系统的转化工段入口和合成工段入口。 

本发明装置所述两个液态CO₂储槽或储罐均设置有自增压汽化器。 

本发明装置所述液态CO₂储槽或储罐的压力保持在2.3～2.5MPa。 

本发明装置所述自增压汽化器水浴温度保持在60～70℃，主汽化器水浴温度保持在40～50℃。 

本发明装置所述主汽化器上设有循环水泵。 

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明方法针对甲醇合成气碳含量低，氢碳比过高，限制甲醇产量的问题进行了改进，提出对甲醇合成补碳工艺来提高氧气产量的方法。该方法通过向甲醇合成系统补入二氧化碳，调节合成气中的C/H比，促进甲醇合成反应的进行，有效提高甲醇产量。该方法的主要特点如下：1.将CO₂直接补入合成工段，提高合成系统碳的含量，同时，从化学反应热力学角度分析，补入适量的CO₂，可促进反应向体积缩小的方向进行，即甲醇合成反应的进行，提高甲醇产量。2.当将CO₂补入转化工段入口时，不但可提高合成系统的碳含量，而且可有效提高合成气中CO的含量，而CO的反应活性更高。