[发明专利]一种降低合成气制甲醇系统能耗和水耗的方法和由合成气制备甲醇的系统

说明书

本发明涉及工业制甲醇领域，公开了一种降低合成气制甲醇系统能耗和水耗的方法和由合成气制备甲醇的系统。所述方法包括使合成气原料进行反应而得到含有甲醇的反应产物，将反应产物依次进行一次冷却、二次冷却和气液分离，将气液分离得到的液相产物进行闪蒸，闪蒸后的气相产物进行冷凝，一次冷却的方式为：反应产物分别与合成气原料和气液分离得到的液相产物进行换热；冷凝的冷却介质由气液分离得到的气相产物提供。所述系统包括依次连接的反应器、一次冷却单元、二次冷却单元、气液分离器、闪蒸塔和冷凝器，所述一次冷却单元包括第一和第二换热器，所述气液分离器的气相产物出口与所述冷凝器的冷却介质入口相连。本发明能够节省蒸汽和循环水用量。

技术领域

本发明涉及工业合成气制甲醇领域，具体地，涉及一种降低合成气制甲醇系统的能耗的方法和由合成气制备甲醇的系统。

背景技术

工业甲醇是由含一氧化碳、二氧化碳和氢气的合成气在一定温度、压力及催化剂的作用下反应，反应产物经冷却、气液分离、过滤洗涤和精馏等步骤而得到，现有的甲醇制备工艺虽然对反应热也进行了适当的回收，但是对于大型甲醇合成装置来说，冷却和精馏的能耗和水耗仍较大(反应器出口预热进口气以后仍需要消耗大量的电能(占装置总耗能的30％)，同时在闪蒸时，每生产一吨甲醇需要消耗约0.15t蒸汽，需要进一步降低，对闪蒸后的气体进行冷凝的循环水用量也大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中能耗和水耗较大的缺陷，提供一种能够提高系统能效和降低水耗的由合成气制备甲醇的方法和系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种降低合成气制甲醇系统能耗和水耗的方法，该方法包括：使合成气原料进行反应而得到含有甲醇的反应产物，将反应产物依次进行一次冷却、二次冷却和气液分离，再将反应产物气液分离得到的液相产物进行闪蒸，并将闪蒸后的气相产物进行冷凝，其中，一次冷却的方式为：反应产物分成两部分分别与合成气原料和反应产物气液分离得到的液相产物进行换热，以使合成气原料和反应产物气液分离得到的液相产物的温度升高而反应产物的温度降低；闪蒸后的气相产物冷凝使用的冷却介质部分或全部由反应产物气液分离得到的气相产物提供。

本发明进一步提供了一种由合成气制备甲醇的系统，该系统包括依次连接的反应器、一次冷却单元、二次冷却单元、气液分离器、闪蒸塔和冷凝器，其中，所述一次冷却单元包括用于将反应器送出的反应产物分别与进入反应器的物料和气液分离器送出的液相产物进行换热的第一换热器和第二换热器，所述气液分离器的气相产物出口与所述冷凝器的冷却介质入口相连，其中，反应产物分成两部分分别与合成气原料和气液分离器的液相产物进行换热，以使合成气原料和气液分离器的液相产物的温度升高而反应产物的温度降低；冷凝器使用的冷却介质部分或全部由气液分离器的气相产物提供。

通过上述技术方案，本发明回收利用了合成气制甲醇反应放出的热量并将其用于需要加热的工段(即合成气原料和气液分离得到的液相产物)，从而有效回收利用了系统的自产热，本发明除节省了合成气原料加热用到的能耗外，需要冷却的反应器出口气体的温度由于与合成气原料和气液分离器的液相产物进行了换热，其温度进一步降低，减少了二次冷却(包括空冷和水冷)的负荷和强度，由此节省了二次冷却使用的电耗或水耗；此外，本发明还利用反应产物气液分离的气相产物作为冷凝器的冷却介质，对从闪蒸塔顶出来的气相产物进行冷凝，部分或全部代替通常用水作为冷凝器的冷却介质，进一步降低了系统的水耗。因此，本发明的方法或系统能够节省蒸汽和循环水用量，并降低能耗，从而整体提高系统能效。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种实施方式的系统的结构示意图。

具体实施方式