[发明专利]一种煤制天然气联产甲醇和乙二醇的加工工艺

权利要求书

1.一种煤制天然气联产甲醇和乙二醇的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：原料煤气化制取粗合成气

利用6～50mm 的块煤为原料煤，与3.8MPa～4.2MPa 的高压蒸汽和氧气作为气化剂在碎煤加压固态排渣气化炉内逆流接触并在3.8MPa～4.2MPa 的加压状态下发生气化反应生成粗合成气，所述粗合成气中甲烷体积含量在8%-14%,粗合成气中的H₂ 和CO 的体积含量比例在2.5～ 2.8 之间；

S2：粗合成气除氧并脱有机硫

将步骤S1 制备的粗合成气经分离换热升温至320～350℃后，除去粗合成气中微量的粉尘杂质和重油，随后再将除去杂质和重油的合成气进行加氢反应，以除去粗合成气中的残氧及烯烃，并将不含COS 的有机硫转化成H₂S，待加氢反应完成后的合成气经换热降温并补水后，待合成气温度在160～190℃时， 进行水解反应水解COS 得到为脱硫合成气；

S3：脱硫合成气低温净化

将步骤S2 得到的脱硫合成气冷却至-32℃后, 以甲醇作为吸收剂将脱硫合成气进行洗涤，在洗涤过程中，脱硫合成气被逐级冷却的同时将脱硫合成气中的油、HCN、CO₂ 和H₂S进行洗涤后制得合格的净化合成气，净化合成气中总硫含量降至0.1ppm；

S4：净化合成气低温深冷分离

将步骤S3 得到的净化合成气中含有的微量甲醇和二氧化碳脱除后，净化合成气全部采用深冷分离的方法进行深度冷却分离出天然气产品和用于甲醇和乙二醇合成的原料气，所述原料气包括：CO 气体、富氢气和闪蒸气，其中，分离出的CO 气体按体积比例为20%-80%，送入甲醇合成装置和乙二醇合成装置内，分离出的富氢气一部分送往PSA 装置内进行氢气提纯后用于乙二醇生产，另一部分富氢气以及闪蒸气则送往甲醇合成装置；

S5：PSA氢气提纯

将步骤S4 中分离出的富氢气通过变压吸附的作用，吸附去除富氢气中含有的杂质组分，并将不易被吸附的组分H₂分离并提纯至99.9%后供乙二醇合成加氢使用，另外，提纯氢后剩余的解吸气送至甲醇合成装置；

S6：乙二醇合成

S6-1：将步骤S4分离出来的CO气体，利用甲醇和氧气，在催化剂Pd/Al₂O₃的作用下合成草酸二甲酯；

S6-2：草酸二甲酯经精馏提纯后与步骤S5 提纯的H₂ 通过加氢反应生产粗乙二醇；

S6-3：粗乙二醇精馏处理后得到成品精乙二醇；

S7：甲醇合成

S7-1：将步骤S4中的分离的CO气体、富氢气和闪蒸气以及提纯氢后剩余的解吸气合并后形成甲醇合成原料气；

S7-2：从步骤S3中所述的低温甲醇洗的反应过程中抽取部分CO₂气体作为补充气补充至甲醇合成原料气中，以使甲醇合成原料气的氢碳重量分数比达到2.0-2.2；

S7-3：将上述的甲醇合成原料气送入甲醇合成装置中，在压力为7.5-8.5MPaG的条件下，利用CO气体、CO₂气体与氢气在甲醇合成催化剂的作用下反应生成粗甲醇；

S7-4：将步骤S7-3中制取的粗甲醇经过精馏处理，除去粗甲醇中的溶解气体和低沸点物后得到成品精甲醇。

2.根据权利要求1所述的一种煤制天然气联产甲醇和乙二醇的加工工艺，其特征在于，当所述的加工工艺主要用于生产天然气时，将在步骤S1气化制取粗合成气之后增加变化冷却反应，目的是将粗合成气中的部分CO变换为H₂，以调整粗合成气中一氧化碳和氢气的比例至3.0，随后将变化冷却反应完成后的反应气经低温甲醇洗工艺进行净化，以脱除反应气中的高浓度酸性气体，获得净化合成气，再将净化合成气导入甲烷合成装置内进行大量甲烷化和补充甲烷化反应，最终生成天然气产品，产品气中CH₄含量＞95%。