[发明专利]煤制合成气联产一氧化碳、甲醇、氢气、精制合成气的集成装置和方法

权利要求书

1.一种煤制合成气联产一氧化碳、甲醇、氢气、精制合成气的集成装置，其特征在于：

所述集成装置包括如下6个单元：气化单元(1)，热回收(2-1)和变换热回收单元(2-2)，低温甲醇洗单元，包括低温甲醇洗未变换气洗涤塔(3-1)和低温甲醇洗变换气洗涤塔(3-2)，CO深冷分离单元(4)，变压吸附制氢单元(5)和甲醇合成及精馏单元(6)；

所述的气化单元(1)出口的粗合成气包括两个系统共4路出4种产品：

第一个系统依次通过热回收单元(2-1)和低温甲醇洗未变换气洗涤塔(3-1)后包括3路，其中：

第1路依次经分子筛吸附站(7)、深冷分离单元(4)、CO压缩装置(8)后进入CO产品出口；

第2路直接进入精制合成气产品出口；

第3路依次经分子筛吸附站(7)、深冷分离单元(4)、变压吸附制氢单元(5)到高纯氢气产品出口；

第二个系统为第4路，依次通过变换热回收单元(2-2)、低温甲醇洗变换气洗涤塔(3-2)、甲醇合成及精馏单元(6)到甲醇产品出口。

2.如权利要求1所述的集成装置，其特征在于：

所述的集成装置还包括膜分离提氢装置(11)；

所述的膜分离提氢装置(11)的入口连接所述的第二个系统第4路甲醇合成及精馏单元(6)的合成驰放气管线；

所述的膜分离提氢装置的出口分别连接第一个系统第3路的变压吸附制氢单元(5)入口、第二个系统的甲醇合成及精馏单元(6)入口、可调氢气产品出口。

3.如权利要求1所述的集成装置，其特征在于：

所述的集成装置还包括循环气压缩机(9)；

所述的循环气压缩机(9)入口分别连接第一个系统的低温甲醇洗未变换气洗涤塔(3-1)出口、CO深冷分离单元(4)出口、第二个系统的低温甲醇洗变换气洗涤塔(3-2)出口；

所述的循环气压缩机出口连接第二个系统的低温甲醇洗变换气洗涤塔(3-2)入口。

4.如权利要求1所述的集成装置，其特征在于：

所述的低温甲醇洗未变换气洗涤塔(3-1)出口和低温甲醇洗变换气洗涤塔(3-2)出口通过H2S浓缩塔(12)、甲醇再生塔(13)、硫回收装置(14)到硫磺副产品出口。

5.如权利要求1～4之一所述的集成装置，其特征在于：

所述的气化单元(1)包括空分装置(15)、水煤浆制备、水煤浆气化和渣水处理装置(16)。

6.使用权利要求1～5之一所述的集成装置的煤制合成气联产一氧化碳、甲醇、氢气、精制合成气的方法，其特征在于根据是否需要调节粗合成气中氢碳比分别采用方法A、方法B：

不调节粗合成气氢碳比的方法A的步骤如下：

a.来自气化单元的238℃左右的粗合成气通过第一个系统的热回收单元(2-1)冷却至40℃；

b.再通过低温甲醇洗未变换气洗涤塔(3-1)除去未变换气中的包括CO₂、H₂S的有害气，使未变换气中CO为52％～56％，H₂为42％～46％，净化后的未变换气分下列3种方法处理：

c-1.净化后的未变换气依次经分子筛吸附站(7)、深冷分离单元(4)、CO压缩装置后得到CO产品；

c-2.净化后的未变换气直接作为精制合成气提供给下游企业，在提高甲醇产量时供甲醇合成及精馏单元(6)配氢后生产甲醇；

c-3.净化后的未变换气依次经分子筛吸附站(7)、深冷分离单元(4)后得到的85％以上富氢气经变压吸附制氢单元(5)得到高纯氢气产品；

调节粗合成气中氢碳比的方法B的步骤如下：

a.来自气化单元的238℃左右的粗合成气通过第二个系统的变换热回收单元(2-2)，在变换炉内的耐硫变换触媒作用下将粗合成气中的CO和加入的H₂O蒸汽变换为H₂和CO₂，实现了粗合成气氢碳比的调节，再将变换气冷却至40℃；

b.再通过低温甲醇洗变换气洗涤塔(3-2)，除去变换气中的包括CO₂、H₂S的有害气；

c.从低温甲醇洗变换气洗涤塔(3-2)出来的净化变换气再通过甲醇合成及精馏单元(6)后得到甲醇产品。