[发明专利]一种煤制天然气联产甲醇的系统及方法

权利要求书

1.一种煤制天然气联产甲醇的方法，其特征在于，采用包括如下单元的系统：空分单元、煤气化单元、酸性气体脱除单元、深冷分离单元、甲烷化单元、甲醇合成单元和甲醇精馏单元；

所述的空分单元设置空气入口、氮气出口和氧气出口，氧气出口连接至煤气化单元的氧气入口；

煤气化单元设置有氧气入口、原料煤入口、中压蒸汽入口、废渣出口、低压蒸汽出口和煤气化粗合成气出口，煤气化粗合成气出口连接酸性气体脱除单元的煤气化粗合成气入口；

酸性气体脱除单元设置有煤气化粗合成气入口、硫化物出口、净化合成气出口和二氧化碳出口，其中，净化合成气出口分为两个通道，一个通道连接至深冷分离单元，另一个通道连接至甲烷化单元，此外，二氧化碳出口分为两个通道，一个通道连接至甲醇合成单元，另一个通道排出系统外；

深冷分离单元设置有净化合成气入口、甲醇合成进料气出口和合成天然气出口，甲醇合成进料气出口连接甲醇合成单元的甲醇合成进料气入口，合成天然气出口输出合成天然气产品；

甲醇合成单元设置有甲醇合成进料气入口，驰放气出口、中压蒸汽出口、闪蒸气出口和粗甲醇出口，驰放气出口连接甲烷化单元的驰放气入口，闪蒸气排出系统外，粗甲醇出口连接甲醇精馏单元的粗甲醇入口；

甲醇精馏单元设置有粗甲醇入口、精甲醇出口和废水出口，精甲醇出口输出甲醇产品，废水系统排出系统外；

甲烷化单元设置有净化合成气入口、驰放气入口、中压蒸汽出口和合成天然气出口，合成天然气出口输出合成天然气产品；

煤制天然气联产甲醇的步骤为：空气在进入空分单元后分离成氮气和氧气；氧气直接进入煤气化单元，在中压蒸汽下与原料煤高温气化反应制得煤气化粗合成气以及剩余废渣，煤气化粗合成气在煤气化单元中的气化炉的废热锅炉中副产低压蒸汽排出；煤气化粗合成气经过酸性气体脱除单元脱出硫化物和高浓度的二氧化碳，得到净化合成气，其中脱除的硫化物进入后续的克劳斯硫回收单元，脱除的二氧化碳分为两部分，一部分二氧化碳进入甲烷合成单元，另一部分二氧化碳排出系统外贮存，净化合成气也分为两部分，一部分净化合成气进入深冷分离单元，另一部分净化合成气进入甲烷化单元；净化合成气进入深冷分离单元后分离出的甲烷作为天然气，剩余的合成气和来自酸性气体脱除单元的CO₂气适当调节流量配比后，作为甲醇合成原料气依次进入到甲醇合成单元与甲醇精馏单元，经过反应和提纯后获得甲醇产品，甲醇合成单元富氢的驰放气送至甲烷化单元；来自酸性气体脱除单元的净化合成气和来自甲醇合成单元的驰放气适当调节流量配比后，作为甲烷化单元的原料气，进入到甲烷化单元合成甲烷；

所述的煤气化粗合成气中的CH₄含量为8～18%；

所述的煤气化粗合成气的氢碳比为2.3～2.8；

所述的净化合成气分流到深冷分离单元和甲烷化单元的流量比为0.5:1～5:1。

2.根据权利要求1所述的制天然气联产甲醇的方法，其特征在于：所述的煤气化单元的气化炉温度为800～1100℃，压力为30～50bar。

3.根据权利要求1所述的制天然气联产甲醇的方法，其特征在于：所述的净化合成气中的总硫含量≤0.1ppm，CO₂≤0.1ppm。

4.根据权利要求1所述的制天然气联产甲醇的方法，其特征在于：所述的深冷分离单元的甲烷产品的CH₄含量为98.0mol%。

5.根据权利要求1所述的制天然气联产甲醇的方法，其特征在于：

所述的甲烷化单元的甲烷产品的CH₄含量为96.5mol%；

所述的甲烷化单元的反应器温度为330～680℃，压力为25～50bar。

6.根据权利要求1所述的制天然气联产甲醇的方法，其特征在于：

所述的甲醇合成单元的粗甲醇产品的MeOH的含量为80.0m%；

所述的甲醇合成单元的反应器温度为220～280℃，压力为50～80bar。

7.根据权利要求1所述的制天然气联产甲醇的方法，其特征在于：

所述的甲醇精馏单元的甲醇产品的MeOH的纯度为99.0m%；

所述的甲醇精馏单元的精馏塔温度为60～150℃，压力为1～10bar。