[发明专利]一种耦合CO2

权利要求书

1.一种耦合CO₂加氢制甲醇的工艺方法，其特征在于：所述工艺方法如下：

1)富氢尾气经过净化提纯获得净化的氢气作为氢源；

2)对锅炉尾气中的CO₂气体进行捕集、净化获得净化的CO₂气体作为碳源，并将净化的CO₂气体分为n股；

3)将净化的氢气和第一股净化的CO₂气体分别进入第一甲醇合成单元(101)中进行反应得到粗甲醇，经第一甲醇合成单元(101)反应后的气体产物与第二股净化的CO₂气体分别进入第二甲醇合成单元(102)中进行反应得到粗甲醇，依次类推，经第n-1甲醇合成单元反应后的气体产物与第n股净化的CO₂气体分别进入第n甲醇合成单元中进行反应得到粗甲醇；经第n甲醇合成单元反应后的气体产物进入尾部甲醇合成装置进行反应得到粗甲醇；

4)第一甲醇合成单元(101)合成的粗甲醇、第二甲醇合成单元(102)合成的粗甲醇、……、第n甲醇合成单元合成的粗甲醇及尾部甲醇合成装置合成的粗甲醇经混合后进入下游的甲醇精制单元；

所述第一甲醇合成单元(101)、第二甲醇合成单元(102)、……、第n甲醇合成单元的结构均相同，均包括第一甲醇反应器(R101)、第一高压分离罐(S101)和第一低压分离罐(S102)，经第一甲醇反应器(R101)反应后的气体依次经过多级冷却后进入第一高压分离罐(S101)，第一高压分离罐(S101)的液体产物进入第一低压分离罐(S102)闪蒸出气体后得到粗甲醇；第一高压分离罐(S101)分离出的气体产物经换热升温后进入下一个第一甲醇反应器(R101)；

所述尾部甲醇合成装置包括m个依次串联的尾部甲醇合成单元(200)，每个尾部甲醇合成单元(200)包括第二甲醇反应器(R201)、第二高压分离罐(S201)和第二低压分离罐(S202)；第n甲醇合成单元中的第一高压分离罐(S101)分离出的气体产物经换热升温后进入第一个尾部甲醇合成单元(200)中的第二甲醇反应器(R201)，经第二甲醇反应器(R201)反应后的气体依次经过多级冷却后进入第二高压分离罐(S201)，第二高压分离罐(S201)的液体产物进入第二低压分离罐(S202)闪蒸出气体后得到粗甲醇，第二高压分离罐(S201)分离的闪蒸气进入第二个尾部甲醇合成单元(200)中的第二甲醇反应器(R201)；依次类推，第m个尾部甲醇合成单元(200)中的第二高压分离罐(S201)的液体产物进入第二低压分离罐(S202)闪蒸出气体后得到粗甲醇、第二高压分离罐(S201)分离的闪蒸气排放至去燃料管网；

所述富氢尾气经过净化器(ST201)进行净化提纯，净化后的氢气经第二增压机(C102)增压后换热进入第一甲醇合成单元(101)，所述富氢尾气来源于丙烷脱氢装置；所述锅炉尾气依次经CO₂捕集单元(ST101)、CO₂净化单元(ST102)后压缩至反应压力，分成n股CO₂气体作为甲醇合成的碳源，第一股CO₂气体进入第一甲醇合成单元(101)、第二股CO₂气体进入第二甲醇合成单元(102)、……、第n股CO₂气体进入第n甲醇合成单元；

若所述n为2时，第一股CO₂气体与第二股CO₂气体体积份数比为0.5:1～5:1；

或者若所述n为3时，第一股CO₂气体、第二股CO₂气体、第三股CO₂气体的体积份数比为1:1:0.5～5:1:1。

2.根据权利要求1所述耦合CO₂加氢制甲醇的工艺方法，其特征在于：每个所述尾部甲醇合成单元(200)中的第二甲醇反应器(R201)反应放出的热量通过锅炉给水移出，随后进入汽包(S203)后气液分离产生中压饱和蒸汽。

3.根据权利要求1所述耦合CO₂加氢制甲醇的工艺方法，其特征在于：每个所述第一甲醇反应器(R101)操作温度210～300℃、操作压力5～20MPa、空速4000～10000h^-1。