[发明专利]一种利用合成气合成甲醇并联产甲烷的系统及工艺

权利要求书

1.一种利用合成气合成甲醇并联产甲烷的系统，包括合成甲醇反应器和合成甲烷的反应器，其特征在于：合成甲醇反应器和合成甲烷的反应器采用串联或并联的方式连接，甲醇合成器放在除末端位置以外的任何位置，末端的反应器为合成甲烷化的反应器；合成甲醇反应器的数量为≥1个，合成甲烷的反应器的数量为≥1个。

2.一种根据权利要求1所述的利用合成气合成甲醇并联产甲烷的工艺，其特征在于该工艺包括如下步骤：

a）合成气在进入合成器之前将氢碳的比例关系进行调整；

b）甲醇合成器与甲烷合成器是独立的，合成气依次经过每个合成器，不循环；

c）合成气进入甲醇合成器后，需经过换热冷凝，分离液相物质后再进入其它合成器中；合成气进入甲烷合成器后，需经过换热降温后再进入下一个甲烷合成器或送出界外，合成气不循环。

3.根据权利要求2所述的利用合成气合成甲醇并联产甲烷的工艺，其特征在于：所述的甲醇合成器中合成甲醇的反应温度为200℃～280℃，压力为4.0～8.5MPa、空速为4000～12000h^-1；所述的甲烷合成器中合成甲烷的反应温度为250℃～500℃，压力为4.0～8.5MPa，空速为3000～10000h^-1。

4.根据权利要求2所述的利用合成气合成甲醇并联产甲烷的工艺，其特征在于：所述的将氢碳的比例关系进行调整，氢碳的摩尔百分比为2:1～8:1。

5.根据权利要求2所述的利用合成气合成甲醇并联产甲烷的工艺，其特征在于：经合成甲醇后进入甲烷合成器的合成气中，CO+CO₂的体积百分含量为2%～20%。

6.根据权利要求2所述的利用合成气合成甲醇并联产甲烷的工艺，其特征在于：所述的经甲烷合成器出口的合成气经换热后温度降至250℃～300℃，再进入下一级甲烷合成器。

7.根据权利要求2所述的利用合成气合成甲醇并联产甲烷的工艺，其特征在于：每一级甲烷合成器中甲烷化反应时，入塔气中需充入一定比例的水蒸汽，水气的体积比为0.1～0.25。

8.根据权利要求2所述的利用合成气合成甲醇并联产甲烷的工艺，其特征在于：所述的在甲醇合成气中合成甲醇，所使用的催化剂的组份元素摩尔比为Cu:Zn:Al ：X=5～6.5:1～3:0.5～1.5:0～0.5，在甲烷合成器中，合成甲烷使用的催化剂的组份元素摩尔比为Cu:Co:Al ：Y =5～8.0:2～10:0.5～1.5: 0～0.5。

9.根据权利要求2所述的利用合成气合成甲醇并联产甲烷的工艺，其特征在于：所述的在甲醇合成气中合成甲醇，所使用的催化剂的组份元素摩尔比为Cu：Zn：Al:X=5～6.5:1～3:0.5～1.5:0～0.5；在甲烷合成器中，合成甲烷使用的催化剂的组份元素摩尔比为Cu:Co:Al :Y =5～8.0:2～10:0.5～1.5: 0～0.5。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的利用合成气合成甲醇并联产甲烷的工艺，其特征在于：所述的X为镁或锰元素；Y为钾、锰或锌元素。