[发明专利]一种煤基合成气综合利用方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种煤基合成气综合利用方法和系统。

背景技术

由于我国具有富煤贫油少气的能源结构，随着国民经济的不断发展，煤化工技术的发展不断受到重视。现阶段煤气化制合成气、煤制天然气、合成气制甲醇、合成气制费-托合成油、甲醇制低碳烯烃等技术国内外已有较为成熟的工艺，在国内也有工业化实例。这些技术对解决我国对外原油进口依赖问题具有重要意义。但单一产品煤化工生产过程的经济性受产品与原料价差波动影响较大，装置的抗风险能力较差，一旦出现产能过剩、市场暂时性饱和或原料与产品价差缩小的情况，企业只能通过降低相应装置产能来调节仓储量或降低产品价格，企业利润率必然受到影响。在煤化工生产过程中采用联产方式生产油品、低碳醇、烯烃、天然气等多种产品、提高高附加值产品产量，可有效提高煤化工生产装置的抗风险能力，具有较高的实用性和应用价值。

200810055528.3号中国专利申请公开了一种合成气制低碳醇(C₁-C₅醇的混合物)联产汽油馏分的催化剂制法和应用，通过引入VIII族元素及碱金属、碱土金属对Fe-Cu基催化剂进行改性，反应结果表明此方法可有效提高CO利用率，并改善C₂⁺醇及C₄⁺烃的选择性，但其原料及评价条件较单一，对原料适应性较差。CN102872870A公开了一种合成气制馏分油联产高碳醇催化剂的制备方法和应用，此催化剂为多孔碳材料负载的限域金属团簇，但此法仅能通过改变催化剂活性组分中间相的比例对反应产物进行调节，装置操作及产物调整灵活性较差。CN102553611A公开了一种用于合成气制取甲烷并联产低碳烯烃的催化剂，该催化剂的活性组分为Fe₂O₃，助剂为Mn、K、Zn、Cr等，采用共沉淀法制备，但此法需通过改变温度、压力等操作条件调节产物分布，易造成装置操作不稳定。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种煤基合成气综合利用方法，本方法是将煤基合成气制合成油、天然气、甲醇和低碳醇的工艺进行有效组合，实现煤基合成气的综合利用。

本发明的另一目的在于提供一种煤基合成气综合利用系统。

为达到上述目的，本发明提供了一种煤基合成气综合利用方法，包括以下步骤：

气体与合成甲醇催化剂接触反应的步骤和/或气体与合成低碳醇催化剂接触反应的步骤；

气体与合成油催化剂接触反应的步骤和/或气体与合成天然气催化剂接触反应的步骤；

煤基合成气按照由上述步骤组合形成的工艺进行反应。

实际生产中，可以按照需要将上述各步骤进行组合以形成具体的工艺，各步骤是相对独立的，煤基合成气依次经过工艺中的各步骤，气体在工艺过程中不循环。

在上述方法中，气体与催化剂接触反应可以采用多段催化反应的方式，即在反应过程中，使气体连续与多段的同一催化剂进行接触反应。

上述各步骤包括对气体产物进行冷凝分液的操作，冷凝得到的气相组分进行工艺的下个步骤。

根据本发明的具体实施方案，优选地，该方法包括：

使煤基合成气与合成甲醇催化剂和/或合成低碳醇催化剂接触反应；

使反应之后的气体与合成油催化剂和/或合成天然气催化剂接触反应。

根据本发明的具体实施方案，优选地，该方法包括以下具体工艺：

使煤基合成气依次与合成甲醇催化剂、合成油催化剂接触反应；或者，

使煤基合成气依次与合成甲醇催化剂、合成油催化剂、合成天然气催化剂接触反应；或者，

使煤基合成气依次与合成低碳醇催化剂、合成天然气催化剂接触反应；或者，

使煤基合成气依次与合成低碳醇催化剂、合成油催化剂、合成天然气催化剂接触反应；或者，

使煤基合成气依次与合成低碳醇催化剂、合成甲醇催化剂、合成油催化剂、合成天然气催化剂接触反应。

在上述方法中，优选地，合成甲醇催化剂的组成为Cu、ZnO、Pd、CeO₂、Al₂O₃，各组分金属元素的摩尔比为Cu:Zn:Pd:Ce:Al＝30-80:10-30:0-5:0-10:10-60，更优选为Cu:Zn:Pd:Ce:Al＝40-70:15-25:0-2:2-6:20-40。