[发明专利]高压水冷相变移热醇烷化精制工艺

摘要

本发明涉及一种高压水冷相变移热醇烷化精制工艺，由三台高压水冷反应器装置组成，常温下含CO、CO2的原料气首先经过第一台高压水冷反应装置，大量CO和CO2在铜系甲醇催化剂的作用下转化为CH3OH，反应后的气体经热交换器回收热量,再经冷却、分离CH3OH后进入第二台高压水冷反应装置，剩余少量CO和CO2被转化为CH3OH，反应后的气体经热交换器回收热量、冷却、分离CH3OH后进入第三台甲烷化高压水冷反应装置，气体中极少量CO和CO2在镍系甲烷化催化剂的作用下被转化为CH4，最终精制气体中CO+CO2≤15ppm。本发明不仅移热效果好、操作稳定、节能环保，且能够深度脱除原料气中的CO和CO2。 1

主权项

1.一种高压水冷相变移热醇烷化精制工艺，其特征在于，它包括至少2套或以上依次串并相接的高压水冷反应装置，每套高压水冷反应装置至少包括高压水冷反应器以及分别与高压水冷反应器相连接的汽包和热交换器；其包括如下的步骤：

(1)、来自前工段常温下、压力为10.0～22.0MPa含CO、CO₂、H₂等的原料气进入第一热交换器加热到200‑220℃；经加热后的原料气进入第一高压水冷反应器，原料气中大量的CO和CO₂在第一高压水冷反应器中的铜系甲醇催化剂作用下转化为CH₃OH，并产生热量；第一汽包中的脱盐脱氧水进入第一高压水冷反应器的壳程或管程，第一高压水冷反应器中反应产生的热量被壳程或管程的水吸收转化为蒸汽再送入第一汽包；出第一高压水冷反应器的气体经第一热交换器回收热量，并经冷却、分离出CH₃OH后进入第二台高压水冷反应装置；

(2)、步骤(1)分离出CH₃OH后的气体首先进入第二热交换器加热到190‑220℃；经加热后的气体进入第二高压水冷反应器，气体中残余的少量CO和CO₂在第二高压水冷反应器中的铜系甲醇催化剂作用下转化为CH₃OH，并产生热量；第二汽包中的脱盐脱氧水进入第二高压水冷反应器的壳程或管程，第二高压水冷反应器中反应产生的热量被壳程或管程的水吸收转化为蒸汽再送入第二汽包；出第二高压水冷反应器的气体经第二热交换器回收热量，并经冷却、分离出CH₃OH后进入第三台高压水冷反应装置；

(3)、步骤(2)分离出CH₃OH后的气体首先进入第三热交换器加热到190‑220℃；经加热后的气体进入第三高压水冷反应器，气体中残余的极少量CO和CO₂在第三高压水冷反应器中的镍系甲烷化催化剂作用下转化为CH₄，并产生热量；第三汽包中的脱盐脱氧水进入第三高压水冷反应器的壳程或管程，第三高压水冷反应器中反应产生的热量被壳程或管程的水吸收转化为蒸汽再送入第三汽包；出第三高压水冷反应器已脱除CO和CO₂的气体经第三热交换器回收热量，并经冷却、分离出H₂O后进入下一工段；

其中第一汽包、第二汽包和第三汽包通过管网相互联通并分别连接有联通阀，第一汽包、第二汽包和第三汽包之间通过联通阀来控制通断；所述第一汽包中的蒸汽通过联通阀传输到第二汽包和第三汽包，第二高压水冷反应器和第三高压水冷反应器反应所需的热量分别由传输到第二汽包和第三汽包中的蒸汽供给。

2.根据权利要求1所述的高压水冷相变移热醇烷化精制工艺，其特征在于：所述第一汽包、第二汽包和第三汽包分别通过液位控制阀连接有液位控制器，每个联通阀对应连接有压力智能控制器；所述第一高压水冷反应器、第二高压水冷反应器和第三高压水冷反应器的反应温度通过控制对应的第一汽包、第二汽包和第三汽包压力来实现，第一汽包、第二汽包和第三汽包的压力通过对应的联通阀、液位控制器和压力智能控制器来控制。

3.根据权利要求1所述的高压水冷相变移热醇烷化精制工艺，其特征在于：所述第一高压水冷反应器、第二高压水冷反应器和第三高压水冷反应器通过管网相互联通并分别连接有外供蒸汽加入阀，第一高压水冷反应器、第二高压水冷反应器和第三高压水冷反应器反应所需的热量通过各自的外供蒸汽加入阀控制单独加入蒸汽供热。

4.根据权利要求1所述的高压水冷相变移热醇烷化精制工艺，其特征在于：所述步骤(1)中的甲醇化反应式为2H₂+CO→CH₃OH+△H_CO、3H₂+CO₂→CH₃OH+H₂O+△H_CO2。

5.根据权利要求1所述的高压水冷相变移热醇烷化精制工艺，其特征在于：所述步骤(2)中的甲醇化反应式为2H₂+CO→CH₃OH+△H_CO、3H₂+CO₂→CH₃OH+H₂O+△H_CO2。

6.根据权利要求1所述的高压水冷相变移热醇烷化精制工艺，其特征在于：所述步骤(3)中的甲烷化反应式为3H₂+CO＝CH₄+H₂O+△H_CO、4H₂+CO₂＝CH₄+2H₂O+△H_CO2。