專利名稱：利用醋酸尾氣制取氫氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醋酸尾氣的利用和氫氣的制取，具體涉及一種利用醋酸尾氣制取氫氣的方法。
背景技術(shù)：
CO與甲醇羰基化生產(chǎn)醋酸是目前最主要的醋酸生產(chǎn)技術(shù)。在生產(chǎn)醋酸的過程中， 還產(chǎn)生了大量的醋酸尾氣。由于分離回收技術(shù)的限制，目前多數(shù)都做放空處理。醋酸尾氣中含有大量的co，co是醋酸生產(chǎn)的基本原料，大量的CO放空，既浪費了能源，增加了醋酸生產(chǎn)成本，又污染了環(huán)境。少數(shù)廠家用變壓吸附或者膜分離方法分離提純尾氣中的C0，節(jié)省了醋酸生產(chǎn)的基本原料，經(jīng)提純后的尾氣仍有較高含量的C0，目前只能當(dāng)成廢氣排放到大氣中。

發(fā)明內(nèi)容
常規(guī)的大規(guī)模制取氫氣的原料是天然氣、煤氣等，其制氫的成本較高。本發(fā)明旨在提供一種利用醋酸尾氣制取氫氣的方法，使成本大大降低，不僅有利于節(jié)省國家資源，而且有利于環(huán)保。針對上述目的，本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思如下以醋酸生產(chǎn)過程的尾氣為原料，經(jīng)預(yù)處理后，剩余氣體在催化劑的作用下和水蒸汽進(jìn)行變換反應(yīng)，對變換反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行分離提純， 最終獲得大量廉價的高純氫氣。本發(fā)明的利用醋酸尾氣制取氫氣的方法，包括(a)、去除所述醋酸尾氣中的雜質(zhì)；(b)、進(jìn)行水蒸氣變換反應(yīng)；(C)、提純氫氣。根據(jù)本發(fā)明，所述醋酸尾氣中CO濃度為60 % 85 %。根據(jù)本發(fā)明，所述雜質(zhì)為碘甲烷、甲醇，采用水洗、活性炭吸附去除。根據(jù)本發(fā)明，在所述步驟(a)后還包括變壓吸附回收CO的步驟，將回收CO后的尾氣用于所述步驟(b)。根據(jù)本發(fā)明，所述水蒸氣變換反應(yīng)是指在變換催化劑的作用下，所述醋酸尾氣與水蒸汽發(fā)生變換反應(yīng)，所述變換反應(yīng)為中變反應(yīng)、中變串低變反應(yīng)、或中低低反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明，所述變換催化劑為中溫變換催化劑或低溫變換催化劑。所述中溫變換催化劑為鐵鉻系催化劑或鈷鉬耐硫催化劑；所述低溫變換催化劑為銅基低變催化劑或鈷鉬耐硫催化劑。根據(jù)本發(fā)明，所述步驟(C)采用變壓吸附制氫法提純氫氣。本發(fā)明使醋酸尾氣得到合理、充分的利用，為國家節(jié)省了資源，利于環(huán)保。且投資小，制氫成本低、產(chǎn)氫氣量大，效益好，效率高。


圖1為本發(fā)明利用醋酸尾氣制取氫氣的工藝流程圖。
具體實施例方式在本發(fā)明的實施例中，所用的醋酸尾氣是以CO與甲醇羰基化生產(chǎn)醋酸過程中產(chǎn)生。CO和甲醇為原料，經(jīng)羰基化合成醋酸，方程式為CH30H+C0 — CH3COOH現(xiàn)有技術(shù)中，甲醇羰基化法根據(jù)合成壓力分為高壓法和低壓法兩種。高壓法以羰基鈷為催化劑，碘為助催化劑，在溫度250°C、壓力63. 74MPa條件下羰基化反應(yīng)合成醋酸， 收率88%-90%。低壓法以三氯化銠為催化劑，碘甲烷為助催化劑，在溫度150°C、壓力3MPa 條件下羰基化反應(yīng)合成醋酸。CO與甲醇羰基化生產(chǎn)醋酸過程中產(chǎn)生的醋酸尾氣中CO濃度為 60% 85%。由于醋酸尾氣中有微量的碘甲烷和甲醇等雜質(zhì)，用低溫甲醇洗的方法脫除尾氣中的碘甲烷和甲醇等雜質(zhì)。在本發(fā)明中，中溫變換使用鐵系中變催化劑，在進(jìn)口溫度觀01 320°C，汽氣比 0. 7 1. 2之間，壓力1. 2MP的條件下進(jìn)行中變反應(yīng)；低溫變換使用銅系低變催化劑，在進(jìn)口溫度180°C 220°C，汽氣比0. 5 0. 8之間，壓力1. OMP的條件下進(jìn)行低變反應(yīng)，反應(yīng)后氣體用氣相色譜法檢測各組分氣體含量。經(jīng)過變換反應(yīng)后的氣體通過壓力下吸附、減壓解吸、升壓三個過程分離提純氫氣，并用氣相色譜法檢測氫氣的含量。以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，以下實施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限制本發(fā)明的范圍。在以下實施例中，所采用的醋酸尾氣源自4個批次，醋酸尾氣的成分(Vol % )及氣量如表1所示。表1實施例醋酸尾氣的成分和氣量
權(quán)利要求
1.一種利用醋酸尾氣制取氫氣的方法，其特征在于，包括(a)、去除所述醋酸尾氣中的雜質(zhì)；(b)、進(jìn)行水蒸氣變換反應(yīng)； (C)、提純氫氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述醋酸尾氣中CO濃度為60% 85%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述雜質(zhì)為碘甲烷、甲醇，采用水洗、活性炭吸附去除。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟a后還包括變壓吸附回收CO 的步驟，將回收CO后的尾氣用于所述步驟b。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水蒸氣變換反應(yīng)是指在變換催化劑的作用下，所述醋酸尾氣與水蒸汽發(fā)生變換反應(yīng)，所述變換反應(yīng)為中變反應(yīng)、中變串低變反應(yīng)、或中低低反應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述變換催化劑為中溫變換催化劑或低溫變換催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述中溫變換催化劑為鐵鉻系催化劑或鈷鉬耐硫催化劑；所述低溫變換催化劑為銅基低變催化劑或鈷鉬耐硫催化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟c采用變壓吸附制氫法提純氫氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用醋酸尾氣制取氫氣的方法，以醋酸尾氣為原料，經(jīng)預(yù)處理、水蒸汽變換反應(yīng)、氫氣提純后獲得高純度氫氣。其中，預(yù)處理是指將醋酸尾氣中的雜質(zhì)碘甲烷、甲醇等去除，或者進(jìn)一步的，去除碘甲烷、甲醇等雜質(zhì)后，再變壓吸附回收其中的CO，將回收CO后的尾氣用于變換反應(yīng)。本發(fā)明有利于節(jié)省資源，有利于環(huán)保，且投資小，產(chǎn)氫量大，成本低。
文檔編號C01B3/50GK102530857SQ201010592398
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者葉小鶴, 吳勇強, 唐黎華, 曾義紅, 朱子彬, 李彩云, 黃敏 申請人:上海吳涇化工有限公司, 華東理工大學(xué)