[发明专利]以电石炉尾气和氯酸钠尾气及其它含氢气源为原料制甲醇和二甲醚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及以电石炉尾气和氯酸钠尾气及其它含氢气源为原料制甲醇和二甲醚的方法，属于化工技术领域。

背景技术

我国每年产生的电石炉尾气超过150亿立方米，绝大部分被放空或“点天灯”，每年因此相当于损失240万吨标准煤。同时排放1200万吨二氧化碳和90余万吨粉尘。电石炉尾气大量排放造成的环境污染和资源浪费备受关注。为鼓励企业对电石炉尾气的综合利用，2008年，国家发展改革委把电石炉尾气的净化与资源化利用列入重大产业技术开发专项。电石炉尾气的组成复杂，CO(含量75％～90％)、H₂ (含量2％～10％)、CH₄ (含量2％～4％)、O₂ (含量0.4％～2％)等，另外还有S、P、As、F及氰化物、氮氧化物等约二十种成分。加之气体压力小，净化的难度都很大。虽然可通过旋风分离、静电除尘、多级布袋除尘等手段，使电石炉尾气粉尘含量最低降至20毫克/立方米，一氧化碳含量提升至85％以上。但想进一步分离其中的二氧化碳、甲烷、氢气等组分，使其变成可生产甲醇等化工产品的原料气，不仅投资大，运行成本高，而且可供选择的成熟技术很少。特别作为甲醇和二甲醚这些使用触媒的化工生产的原料，即使是微量的杂质，也可能导致触媒中毒造成生产无法进行，密闭电石炉尾气的净化提纯成了化工利用的最大技术障碍。

由于电石炉尾气含有多种组分，特别是S、P、As、F、O₂及氰化物等，对后续利用工序影响很大，因此必须通过特殊工艺除去这些组分，才能更好地利用电石炉尾气。因为杂质组分非常多，要采用多种方法组合才能达到完全净化电石炉尾气的目的。

关于电石炉尾气制甲醇国内有相关专利一项，专利号为ZL 200510085638.0，该专利内容包含利用电石炉尾气生产甲醇或合成氨的内容，但对电石炉尾气的净化方法只公开了水洗除尘后进入合成氨或甲醇合成系统生产合成氨或甲醇。事实上，电石炉尾气中约二十种杂质不可能经过一个水洗步骤就能达到合成甲醇的净化要求，如果电石炉尾气的净化如此简单，就不会长期没有得到深度开发利用了。这个专利内容只是一个想法，而完全不具备实施性，没有解决电石炉尾气净化难的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种以电石炉尾气和氯酸钠尾气及其它含氢气源为原料制甲醇和二甲醚的方法。该方法充分利用工业尾气特点发展下游化工产品，以电石炉尾气净化后得到的一氧化碳和氯酸钠尾气及其它含氢气源净化后得到的氢气为原料生产甲醇和二甲醚，节能减排，变废为宝。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种以电石炉尾气和氯酸钠尾气和/或其它含氢气源为原料制甲醇和二甲醚的方法，其主要步骤包括：粗净化步骤、变温吸附（TSA）步骤、变压吸附（PSA）步骤、精净化步骤、混合和压缩步骤、合成甲醇和甲醇生成二甲醚步骤；甲醇合成弛放气提氢步骤和废气处理步骤；

其中所述粗净化步骤是指湿法脱除电石炉尾气中的部分无机硫、有机硫、磷化物、氰化物；

所述变温吸附（TSA）步骤是指电石炉尾气粗净化气中大部分的S、P、As、F及氰化物、氮氧化物杂质被吸附剂选择性吸附，H₂、O₂、N₂、CH₄、CO、CO₂通过床层从吸附器顶部作为预净化气送至变压吸附（PSA）步骤；

所述变压吸附（PSA）步骤是指电石炉尾气经过TSA后粗净化气中吸附量较小的弱吸附组分H₂、O₂、N₂、CH₄、CO、CO2通过吸附剂床层输出，电石炉尾气中吸附量较大的强吸附杂质组分S、P、As、F被吸附留在床层； 

所述精净化步骤是指采用脱氧和脱硫剂对上述电石炉尾气进一步净化，经处理后净化气硫≤0.1ppm，氧含量≤0.1%（vol％）；

所述混合和压缩步骤是指将上述精净化后电石炉尾气、来自界外的经过净化处理和加压后的氯酸钠尾气和/或其它含氢气源混合压缩；

所述合成甲醇和甲醇生成二甲醚步骤是指混合压缩的步骤得到的气体用于甲醇合成生成粗甲醇，粗甲醇进一步脱水生产二甲醚或者精馏后得到甲醇产品；

所述甲醇合成弛放气提氢步骤是指在甲醇合成过程中未反应气体从分离器上部排出，未反应气体（即甲醇弛放气）通过PSA-H₂装置回收其中的氢气，该氢气返回合成系统，提氢后的解吸尾气用作TSA再生用气；