[发明专利]焦炉煤气与合成气生产低碳醇并副产天然气的工艺

说明书

技术领域

本发明属于一种合成低碳醇工艺，具体涉及一种由焦炉煤气与合成气生产低碳醇并副产天然气的工艺。

背景技术

低碳醇通常指C1～C5醇类混合物。应用前景十分广泛：既可用作替代燃料，也可用作燃料添加剂。低碳醇作为替代燃料时燃烧充分，且在燃烧时排放的CO、NOx、烃类等较少，是环境友好燃料；低碳醇用作燃料添加剂前景广阔，现用的汽油添加剂甲基叔丁基醚因为存在储存、运输等问题，随着科技的进步终会被禁用，这为低碳醇的开发提供了契机。而且低碳醇辛烷值较高，防爆、抗震性能良好。同时低碳醇作为化学产品和大宗化工生产原料具有巨大价值。目前，全球石油资源日益消耗，能源安全问题越来越严重，新能源体系的研究和开发已迫在眉睫。

我国是世界上第一大焦炭生产国，生产焦炭同时副产大量焦炉煤气。焦炉煤气的主要成分为(体积比)：50-60％的氢气，20-28％的甲烷，10-15％的CO+CO₂。此外，还有微量的H₂S、COS、HCN等有害成分。这些焦炉煤气一部分用来制甲醇、合成氨以及工厂燃气，而偏远地区则被白白排放掉。目前焦炉煤气除生产合成氨和甲醇外每年富余近300亿立方米焦炉气，由于焦炉煤气组成“氢多碳少”的特点，导致焦炉煤气现阶段的能量利用率约为55％左右，造成巨大能源浪费和环境污染，

我国煤炭资源丰富，特别是内蒙、新疆等地的低质褐煤经气化炉制得的合成气进行化工产品的合成，合成气的碳多氢少特点，(合成气的气体组成体积百分比为：CO：45-60％，H₂：22-28％，CO₂：12-20，CH₄：8-12％，H₂S：0.21)；可见，由焦炉煤气或合成气单独生产低碳醇，都存在组分利用不充分的问题：焦炉煤气氢多碳少，单独合成低碳醇必然出现大量氢剩余，或者需要另外补充碳源；而合成气碳多氢少，单独合成低碳醇将会出现大量碳剩余，或者需要另外补充氢源。如果将焦炉煤气和合成气按比例混合，能达到取长补短，形成满足低碳醇合成的氢碳比条件(氢碳摩尔比为H₂/CO＝2.3-4.2，)，同时，还可以采用技术手段将焦炉煤气和合成气中富含的甲烷分离出压缩天然气，将实现焦炉煤气和合成气“气尽其用”，变废为宝，不仅产生明显的经济效益和环境效益，对能源结构调整也具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高原料气的利用率，产品多元化，调节过剩产能的焦炉煤气与合成气生产低碳醇并副产天然气的工艺。

本发明是根据焦炉煤气组成氢多碳少，而合成气碳多氢少的特点，将两者优势互补，达到满足合成低碳醇的氢碳比，以解决单独采用焦炉煤气生产低碳醇需要补碳或者单独采用合成气制低碳醇需要补氢的缺点，为焦炉煤气的合理利用提供了一种有效途径，同时，还能分离出焦炉煤气和合成气中富含的甲烷生产压缩天然气，该工艺有利于产品多元化，调节过剩产能，促进节能减排，调整能源结构，还能明显提高企业经济效益和社会环境效益。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

(1)将焦炉煤气和合成气通入气柜充分混合，形成满足低碳醇合成氢碳比的粗原料气；

(2)粗原料气经压缩进行低温甲醇洗净化，脱除硫化氢和二氧化碳等杂质，脱出的硫化氢去克劳斯硫回收，脱除的二氧化碳高空排放；

(3)经低温甲醇洗净化的原料气进行深冷分离，脱除原料气中的甲烷，制得液化天然气(LNG)产品，原料气经深冷分离甲烷后即制得满足低碳醇合成的纯净气；

(4)经深冷分离后的纯净气进行合成低碳醇反应，得到的气液两相产物，气体经PSA(变压吸附)分离，分离后主要包括CO和H₂返回低温甲醇洗循环，分离后的其他气体作为驰放气送去火炬燃烧排放，分离的液相产物进入低碳醇分离，分离得到低碳醇产品。

如上所述的低温甲醇洗的操作温度为-35～-55℃，操作压力为2.0-6MPa，经过低温甲醇洗后的合成气中H₂S<0.1ppm,CO₂<20ppm。