專利名稱：甲醇脫水制烴與重整制氫和二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及甲醇脫水制烴、甲醇重整制氫與二氧化碳回收利用技術。
背景技術：
美國Mobile公司于1976年發(fā)表了甲醇制汽油技術，其流程是首先以煤或天然氣 作原料生產(chǎn)合成氣，用合成氣合成粗甲醇，最后以粗甲醇脫水生產(chǎn)清潔汽油。1984年在德 國建立了固定床示范裝置。1985年，在新西蘭建立了以天然氣為原料的甲醇制汽油工業(yè)化 裝置。中國科學院山西煤化所提出了一步法甲醇制汽油的專利技術，將甲醇脫水制烴反應 在一個反應器內(nèi)一步完成，以使工藝流程簡單緊湊。甲醇脫水制烴是放熱反應，放熱量超過 甲醇熱值的15%，依照現(xiàn)有的甲醇脫水制烴的技術設計思路，過多的脫水反應熱是不利因 素，應設法采用冷卻手段盡快移走。合成甲醇本身是放熱反應，甲醇脫水反應制烴的再次放 熱使得煤炭或天然氣經(jīng)合成氣合成甲醇再由甲醇制烴的制油路線的熱效率進一步降低，并 使得設備投資增大，運行費用增加。甲醇脫水制烴工藝約排放5%的干氣，干氣的成分主要 是甲烷、乙烷、乙烯等?，F(xiàn)有工藝是將干氣排放或送回造氣工段造合成氣。在現(xiàn)有技術條件 下，每生產(chǎn)1噸汽油和液化氣，約需2. 5噸甲醇。甲醇價格的波動，將會對裝置的經(jīng)濟效益 產(chǎn)生較大影響，當甲醇價格低時，會有效益，而甲醇價格高時，虧損的可能性較大，因此，甲 醇制烴既有巨大效益，又有很大風險，盡管甲醇脫水制烴技術早已發(fā)明，但未能推廣。
氫氣具有廣泛的用途。與其它制氫技術相比，甲醇重整制氫技術具有投資小、氫氣 質(zhì)量高，節(jié)能、耗電低等特點。甲醇重整制氫是吸熱反應，現(xiàn)有的加熱方法有電加熱、燃燒煤 炭、柴油、甲醇等方法加熱，這使得甲醇重整制氫成本有所增加，現(xiàn)有甲醇重整制氫技術適 合于較小規(guī)模， 一般不適合于回收二氧化碳。 二氧化碳用途廣泛，現(xiàn)有的商用二氧化碳產(chǎn)品是以石灰窯氣、發(fā)酵氣、二氧化碳礦 等含有二氧化碳的氣體為原料，以專用設備生產(chǎn)滿足食品飲料業(yè)、消防、石油開采業(yè)等不同 用途所需要的二氧化碳產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過循環(huán)利用的方法，降低現(xiàn)有甲醇重整制氫和甲醇脫水制烴 的成本。 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，將甲醇脫水制烴的反應熱用于甲醇重整，使中低品位的脫 水反應熱轉化為氫氣的高品位化學能，提高了系統(tǒng)的熱效率。并且降低甲醇脫水反應的冷 卻費用和甲醇重整過程的加熱費用。將甲醇脫水過程所生成的水用于甲醇重整過程，有利 于降低脫水過程水處理的費用，也可降低重整過程所需水的費用。將重整過程所產(chǎn)生的二 氧化碳回收利用，可以提高裝置的經(jīng)濟效益，甲醇重整所得氫氣的熱值高于甲醇，可使裝置 的熱效率增加。本發(fā)明用聯(lián)產(chǎn)的方法以克服價格了甲醇脫水制烴熱效率低成本高的問題。 回收利用甲醇脫水反應熱和重整過程的二氧化碳，可以使制氫成本降低，可以實現(xiàn)大規(guī)模 高效制氫，大量的廉價氫氣可以代替柴油、液化氣等用于熱力裝置，可大幅度降低熱力電力裝置的二氧化碳排放量。甲醇脫水制烴過程所產(chǎn)生的部分干氣可以代替液化氣或與氫氣混 合用于熱電裝置。甲醇可以在煤炭產(chǎn)地高效率生產(chǎn)，利用本聯(lián)產(chǎn)裝置在靠近用戶端高效低 污染地轉化為市場急需的清潔氫氣、二氧化碳、汽油、液化氣、冷熱電產(chǎn)品，因此本發(fā)明對于 煤炭資源的清潔高效利用、替代石油資源、二氧化碳減排均有重要意義。本裝置適合于開發(fā) 區(qū)、各類城鎮(zhèn)、各類工廠、尤其適合于飲料廠、食品廠、油田等既需要熱電，也需要二氧化碳 的場合。以下結合附圖進行說明。


附圖是甲醇脫水制烴與重整制氫和二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置流程圖。
如附圖所示，重整甲醇儲罐1中的甲醇被甲醇泵2所加壓至混合器3與自水罐5經(jīng) 水泵3所加壓的水混合進入換熱系統(tǒng)15冷卻甲醇重整氣并使自身被加熱。然后進入換熱 系統(tǒng)13冷卻甲醇脫水產(chǎn)物并使自身被加熱至重整溫度進入重整反應器14吸熱重整，重整 氣進入換熱系統(tǒng)15換熱冷卻后進入分離系統(tǒng)16分離為氫氣二氧化碳等。氫氣進入氫氣分 離系統(tǒng)18，依據(jù)需要進入熱電裝置17生產(chǎn)熱電，或進入其它氫氣用戶19。換熱系統(tǒng)13確 保甲醇重整所需的熱量，并控制脫水系統(tǒng)的溫度。脫水甲醇自甲醇罐6被泵7加壓后進入 換熱系統(tǒng)10冷卻脫水產(chǎn)物自身被預熱溫度進入脫水制烴反應系統(tǒng)12進行脫水制油反應， 反應熱通過換熱系統(tǒng)13輸出。反應產(chǎn)物進入分離換熱系統(tǒng)10被冷卻分離為液化氣進入液 化氣處理系統(tǒng)9，汽油進入汽油處理系統(tǒng)8，水分進入水處理系統(tǒng)5。換熱調(diào)控系統(tǒng)11是可 以使用多種燃料的鍋爐系統(tǒng)，在系統(tǒng)啟動時，可以甲醇或液化氣為燃料，提供系統(tǒng)啟動所需 的熱量；當脫水系統(tǒng)熱量不足時，可以干氣和液化氣為燃料，提供重整所需的熱量，當熱量 多余時，向外輸出熱量。換熱系統(tǒng)可依據(jù)操作條件進行切換。甲醇重整系統(tǒng)和甲醇脫水制 烴系統(tǒng)所需的催化劑技術均為成熟技術，可向有關廠家定購。
具體實施例方式
實施例1 :脫水制烴系統(tǒng)年產(chǎn)1萬噸汽油和液化氣，消耗2. 5萬噸甲醇。約可配套 年消耗2. 5萬噸甲醇的重整系統(tǒng)生產(chǎn)3. 4萬噸食品級二氧化碳，其余為氫氣，超過5000噸， 用于生產(chǎn)熱電等用途。適合建于于小城鎮(zhèn)或為飲料食品企業(yè)配套。 實施例2 :脫水制烴系統(tǒng)年產(chǎn)10萬噸清潔汽油和液化氣，消耗25萬噸甲醇。約可 配套年消耗25萬噸甲醇的重整系統(tǒng)生產(chǎn)34萬噸二氧化碳，部分用于生產(chǎn)食品級二氧化碳 等各種規(guī)格用途的二氧化碳產(chǎn)品，部分可運回甲醇廠循環(huán)生產(chǎn)甲醇。氫氣超過5萬噸，可用 于生產(chǎn)熱電，也可精制后用于其它用途。適合于為中心城市、開發(fā)區(qū)配套服務。
權利要求
一種以甲醇為原料的多聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于該聯(lián)產(chǎn)裝置包含有甲醇水蒸氣重整裝置、二氧化碳回收裝置和甲醇脫水制烴裝置。
2. 根據(jù)權利要求1所述的聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于甲醇脫水制烴所產(chǎn)生的熱量被用于甲 醇重整過程。
3. 根據(jù)權利要求1所述的聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于甲醇脫水制烴所產(chǎn)生的水被用于甲醇 重整過程。
全文摘要
本發(fā)明甲醇脫水制烴與重整制氫和二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置是以甲醇為原料聯(lián)產(chǎn)汽油、液化氣、氫氣、二氧化碳。其特征在甲醇脫水制烴所產(chǎn)生的熱量被用于甲醇重整過程；甲醇脫水制烴所產(chǎn)生的水被用于甲醇重整過程；重整所生產(chǎn)氫氣可用于熱電裝置等用途，產(chǎn)生的二氧化碳回收利用；可用于生產(chǎn)食品級二氧化碳等產(chǎn)品。原料甲醇來源豐富。汽油液化氣產(chǎn)品滿足清潔燃料標準，產(chǎn)品市場需求大。甲醇重整裝置所產(chǎn)生的氫氣作為燃料可實現(xiàn)熱電生產(chǎn)過程二氧化碳近零排放。
文檔編號C10G3/00GK101712883SQ20091017750
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月14日 優(yōu)先權日2009年9月14日
發(fā)明者馬延春 申請人:國科瑞德(北京)能源科技發(fā)展有限公司