[发明专利]一种由CO、CO2和H#[-2]合成甲醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成甲醇的方法，更具体地说涉及一种由合成气合成甲醇的方法。

背景技术

甲醇是使用广泛的产品及中间产品，甲醇在工业上的生产方法有多种，由CO、CO₂和H₂合成甲醇是常用的一种生产方法。由CO、CO₂和H₂合成甲醇的典型工艺流程如下：合成气，包括CO、CO₂和H₂及少量的惰性气(CH₄、N₂、Ar)经加压、净化、与出塔反应气换热至195℃～220℃后作为入塔气进入合成塔，CO、CO₂、H₂反应生成甲醇，并升温至220℃～270℃，反应获得的含有甲醇的反应气与入塔气换热至90℃左右，于水冷却器冷凝冷却至40℃左右后进入分离器进行气液分离，冷凝成液相的粗甲醇和水经粗醇槽送至精馏系统精馏获得产品甲醇。分离粗醇后的气相部分为未反应的合成气，受气-液相平衡的影响，该部分未反应气中还该工况下的饱和甲醇蒸汽，通常含有体积百分比为0.5％～1.0％的饱和甲醇蒸汽。为了提高合成甲醇原料的利用效率，降低单耗，分离粗醇后获得的大部分气体作为循环气经增压后与新鲜气混合进入合成塔循环使用，一小部分气体作为弛放气排出送燃料气系统作燃料用，以保证循环系统中惰性气含量一定。由于进入合成塔的循环气中含有饱和甲醇蒸汽，使进入合成塔的反应气中含有一定的甲醇量；而在一定的工况和气氛下，受热力学和动力学因素的影响，出塔气中的甲醇含量是一定的，进、出合成塔甲醇量之差为该合成塔的甲醇生产量，因此，循环气中所带回的甲醇饱和蒸汽会使甲醇产量受到影响。并且由于弛放气的排放，弛放气中含有的甲醇蒸汽也将随之而受损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的由CO、CO₂和H₂合成甲醇的方法，以解决现有技术中所存在的因循环气和驰放气中含有甲醇饱和蒸汽而导致甲醇产量不高的问题。

本发明实现上述发明目的的技术方案为：

一种由CO、CO₂和H₂合成甲醇的方法，包括以下步骤：

(1)合成气经净化压缩组成新鲜气，新鲜气与未反应的循环气混合组成入塔气，入塔气与出塔气换热升温至190℃～230℃后进入合成塔，CO、CO₂和H₂在合成塔内反应生成甲醇，并升温至220℃～280℃；

(2)出塔气与入塔气换热降温至80℃～100℃，进入水冷却器，未反应的反应气和生成的甲醇与水在水冷却器中被水冷凝冷却至30℃～50℃，进入粗甲醇分离器进行气液分离，分离出的液相为冷凝的粗甲醇和水，气相为未反应的合成气，此未反应的合成气中含有该工况下的饱和甲醇蒸汽，通常含有体积百分含量为0.5％～1.0％的饱和甲醇蒸汽；

(3)分离粗甲醇与水后的气相部分进入水洗塔，用喷淋密度为0.2～8m³/m²·h的水洗涤未反应气，获得饱和甲醇蒸汽的体积百分含量降至0.1％以下的未反应气，洗涤甲醇后的未反应气的绝大部分作为循环气循环使用，小部分作为驰放气，进入制氢装置回收H₂，回收的H₂返回系统作为甲醇原料，回收H₂后的解析气送燃料系统作燃料用；所述循环气约为新鲜气量的4～10倍，所述驰放气约为新鲜气量的4％～15％；

水洗塔塔釜排出的洗液与粗甲醇分离器分离出的甲醇混合组成成甲醇质量百分含量为80％～92％的混合液，进入精馏系统精馏，获得精甲醇产品。

为进一步提高水洗塔塔釜排出洗液中甲醇的浓度和降低出水洗塔未反应气中的甲醇含量，进一步提高其洗涤效率，分离粗甲醇与水后的气相部分进入水洗塔后经两段水洗涤，第一段(即下段)用塔釜排出的稀甲醇溶液洗涤，第二段(即上段)用不含甲醇的水洗涤，一、二段组合成一个洗涤塔，塔釜较高浓度的甲醇溶液定量排出，与合成生成的粗甲醇混合送精馏系统，洗后不含甲醇的未反应气同上述方法处理。

分离粗甲醇与水后的气相部分也可采用吸附剂吸附的方法回收甲醇，吸附剂吸附饱和后，需再生并回收甲醇，A塔再生时，切换B塔吸附，互相切换可以达到连续送气的要求。

分离粗甲醇与水后的气相部分也可采用先用水洗塔洗涤再用吸附剂吸附的综合法回收甲醇，以便更有效的清除甲醇。