[发明专利]一种煤制甲醇节能工艺

说明书

本发明公开了一种煤制甲醇节能工艺。所述的工艺方案包括煤气化、变换、低温甲醇洗、甲醇合成、甲醇精馏等工艺过程。利用热水循环系统连接甲醇精馏单元、溴化锂制冷机组、变换单元，以冷冻水连接溴化锂制冷机组与低温甲醇洗单元，分别形成热水系统的大循环与冷冻水系统的小循环。连接方式为：高温热水自热水缓冲罐底部进入热水循环泵入口，经加压后进入甲醇精馏预塔热水再沸器，出再沸器热水进入溴化锂制冷机组，出溴化锂机组后，热水进入变换单元热水加热器，经热水加热器加热后热水回热水缓冲罐，形成闭路循环；溴化锂制冷机组所产冷冻水进入低温甲醇洗单元，与工艺物料换热后温度升高，冷冻水回水返回溴化锂制冷机组降温，形成闭路循环。

技术领域

本发明涉及一种煤制甲醇节能工艺。

背景技术

目前国内甲醇生产，以煤气化制甲醇为主，煤制甲醇约占甲醇总产能的70％左右。煤制甲醇工艺存在能耗高，用水量大，碳排放强度大等特点。国内甲醇产能不断扩大，下游用户增长需求较慢，甲醇产业竞争压力大。煤制甲醇生产装置日益趋向大型化，通过扩大生产规模，降低甲醇产品成本，同时大力开发节能新工艺，将节能新技术不断的集成于煤制甲醇生产过程中，以提高甲醇生产过程中整体过程能效，降低甲醇生产单耗，提高装置竞争力。

在煤制甲醇生产过程中，煤气化和变换单元系统温度高达400℃以上，最终需要降温到40℃左右送入低温甲醇洗单元，此过程释放大量低品位余热，目前普遍是回收热量产不同等级蒸汽，副产蒸汽后由于温度普遍在150-170℃左右，难以利用，很多企业采用空冷、水冷，未能结合整个工艺过程进行低温热量有效利用。

低温甲醇洗单元，CO₂、H₂S气体在甲醇溶液中吸收与解析，该工艺过程物流温度范围-56～115℃，需要将变换气冷却，主要的冷却公用工程配置为冷冻水、-18℃冷剂、-40℃冷剂，此过程不产生余热，只消耗冷量。

对煤制甲醇的研究，目前主要集中在优化工艺技术路线来提高煤制甲醇系统效率。对于煤制甲醇整体过程中系统余热存在量大，及对低温余热利用技术和碳减排技术尚缺乏深入的研究，本专利发明将低温余热利用与工艺过程集成起来，达到了降低能耗的目的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种煤制甲醇节能工艺，围绕煤制甲醇工艺过程中的低温余热利用开展设计，将低温余热利用与工艺过程集成起来，达到了降低能耗的目的。

为实现以上发明目的，本发明的技术方案如下：

一种煤制甲醇节能工艺，该工艺以煤为原料，煤经煤气化单元产粗煤气，粗煤气进入变换单元经过初步气液分离后分为变换气和未变换气两路，并分别冷却至40℃左右(40～45℃)进入低温甲醇洗单元，变换气经低温甲醇洗单元，降温去除酸性气体，调节H₂/CO₂比例，作为合成气送往甲醇合成单元产粗甲醇，粗甲醇经甲醇精馏单元后产精甲醇作为产品送往界区外；利用热水循环系统连接甲醇精馏单元、溴化锂制冷机组、变换单元，以冷冻水连接溴化锂制冷机组与低温甲醇洗单元，分别形成热水系统的大循环与冷冻水系统的小循环，连接方式为：高温热水自热水缓冲罐底部进入热水循环泵入口，经加压后进入甲醇精馏预塔热水再沸器，出再沸器热水进入溴化锂制冷机组，出溴化锂机组后，热水进入变换单元热水加热器，经热水加热器加热后热水回热水缓冲罐，形成闭路循环；溴化锂制冷机组所产冷冻水进入低温甲醇洗单元，与工艺物料换热后温度升高，冷冻水回水返回溴化锂制冷机组降温，形成闭路循环。

本发明通过系统热集成，引入吸收式制冷机组(即溴化锂制冷机组)，优化冷量配置，使用热水作为媒介，将变换气低温余热直接供给甲醇精馏工艺过程中使用，减少了甲醇精馏蒸汽单耗；同时将出甲醇精馏单元热水热量再次利用，用于溴化锂机组制冷，产生冷量供给低温甲醇洗单元。溴化锂制冷机组设计在此处，一方面可以为低温甲醇洗提供冷量，另一方面降低了热水回变换单元的的温度，该温度越低，则热水循环系统从变换单元回收的热量越多，变换气出热水换热器的温度越低，之后消耗的冷却循环水量越少。