[发明专利]一种两段法甲醇裂解制一氧化碳和氢气新工艺

说明书

本发明涉及甲醇裂解制CO和H₂的新工艺，属于甲醇裂解的

技术领域。

甲醇裂解制CO和H₂有着广泛的应用领域，其中甲醇直接裂解成氢气和一氧化碳是比未裂解的甲醇和汽油更洁净和有效的燃料，可用作汽车和汽体涡轮机的燃料，其燃烧排放的尾气中氮氧化物的排放量降低了一个数量级；同时也为化工厂、制药厂、金属材料加工厂提供了一个简便而经济的一氧化碳及氢气来源。其反应为为一强吸热反应。

日本Mitsubishi Gas Chemical Co.Inc.等公司在此领域已申请不少专利，如JP09,286,602[97,286,602](C1.C01B3/22)，JP04,295,002[92,295,002](C1.C01B3/56)，(chem.lett.，1984(4)，543-6(Eng).)其相关专利均以不同催化体系作为申请对象，且反应过程都为一段法催化反应工艺路线。由于以前的工作均存在催化反应温度高，通常反应温度在260～320℃之间，而现有催化体系，尤其是Cu基催化剂在以上温度条件和高浓度CO气氛下，存在因烧结和结构改变而快速失活的问题；另外，以上催化体系的催化剂均在压力为0～0.2Mpa下分解，若压力进一步提高，其转化率下降较快。这些问题的出现，使得现有催化剂和工艺的工业化应用面临障碍。

本发明的目的在于通过采用新两段法的工艺路线，首先将甲醇在一段进行部分热裂解，然后二段进行深度的催化裂解。使得总的甲醇转化率大于各段裂解转化率之和；同时可使裂解压力提高到0.5～3.0MPa；可通过降低催化段的反应温度，从而延长了催化剂的使用寿命。

下面对本发明进行详细描述：

本发明采用的催化剂为Cu/Zn/Al、Cu/Ni/Al、Pd/Al₂O₃等体系，根据以前专利所述催化剂制备方法自制而成。

采用的流程见附图。图中A、A’为特制的热裂解反应器，B为热交换器，C为固定床催化反应器。1为甲醇贮罐，2为甲醇加压计量泵，3为裂解气冷却器。

首先将工业甲醇经计量泵计量并加压得到规定压力甲醇(1)，甲醇(1)经裂解气冷却器3和热交换器B预热得到甲醇蒸汽(3)，并将甲醇蒸汽(3)引入热裂解器A或A’进行部分热裂解，得部分热裂解气(4)(CH₃OH、CO、H₂混合气)，将部分热裂解气(4)经热交换器B冷却到规定温度后，得部分热裂解气(5)，将部分裂解气(5)引入催化反应器C进行进一步的裂解得到裂解气(6)(CO、H₂、少量甲醇等)，裂解气(6)经裂解冷却器冷却后得到裂解气(7)和冷凝液(8)。

本发明达到了预期的目的和效果。不同于常规的一段法甲醇分解工艺，其甲醇转化率高，在同样液体空速的情况下，催化剂负荷小，催化反应温度降低，使催化剂使用寿命大大延长。采用本发明的工艺路线可达到，甲醇总转化率＞一段热裂解甲醇转化率加二段催化甲醇转化率。

实施例如下：(实施例均在同一类甲醇裂解催化剂上进行)