利用煤制甲醇、煤制醋酸过程减排CO2的联合装置减排CO2并增产甲醇及醋酸的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了利用煤制甲醇、煤制醋酸过程减排CO2的联合装置减排CO2并增产甲醇及醋酸的方法。所述联合装置包括煤制甲醇装置、煤制醋酸装置，连接煤制甲醇装置和煤制醋酸装置的CO2连通管网，连接煤制甲醇装置和煤制醋酸装置的气体输送管道。该方法为先启动煤制甲醇装置；运行一定时间后，打开CO2连通管网并启动煤制醋酸装置，煤制醋酸装置运行过程中的合格气体用于制备醋酸、不合格气体由气体输送管道进入甲醇合成装置再利用。将甲醇制备过程中的副产物CO2回收至煤制甲醇装置及煤制醋酸装置中，大大减少了CO2的排放量，将煤制醋酸过程中产生的有效气体用于甲醇及醋酸的制备，增加了甲醇及醋酸产量，具有显著的经济社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤气化生产
，涉及一种煤制甲醇、煤制醋酸的联合装置，具体涉及一种利用煤制甲醇、煤制醋酸过程减CO2的联合装置减排CO2并增产甲醇及醋酸的方法。技术背景在当前大型煤化工装置的生产运行过程中全部伴随着大量二氧化碳气体的放空，据不完全统计，年产能在50万吨的煤制甲醇、醋酸装置，每年二氧化碳气体平均排放量在230万吨以上。在我国乃至全球环境保护工作日益严峻的局面下，在煤化工行情持续低迷的形势中，尤其是在国内大型化工园区规模和数量持续增加的情况下，如何研发二氧化碳温室气体的减排及其综合利用技术、如何发挥工业园区的集群效应和资源整合利用优势显的尤为重要。在绝大部分的煤化工装置工艺设计中，在酸脱装置中洗出的大量二氧化碳气体被作为废弃直接放空。在此过程中，二氧化碳在酸脱装置的直接放空会携带少量具有明显异味和毒性的硫化氢气体、甲醇，对人体健康、工作环境、生活环境具有较大的危害；而且，二氧化碳气体作为一种在工业和食品行业中应用广泛、经济价值较高的气体，直接排放不仅造成严重的资源浪费，同时也加剧了全球的温室效应现象。在煤粉的加压气化中，均是利用氮气作为粉煤输送系统惰性保护气和输送气、气化炉的超高压反吹气和激冷气压缩机密封气和叶轮吹扫气，在此过程中利用氮气具有较大的缺点：(1)消耗大量的氮气需要空分提高自身负荷来提供，这会造成空分装置消耗上升和氮气资源的浪费；(2)大量氮气进入气化炉中，与合成气(主要为CO、H2)发生反应生成大量的氨氮，加大了煤气化装置的初步水处理系统及下游污水系统的处理难度；(3)大量氮气进入合成气中会造成煤气化装置下游的甲醇合成装置驰放气放空燃烧量较大，导致大量有效煤气的浪费以及燃烧过程中产生的大量二氧化碳气体的放空；(4)低温甲醇洗所产生的二氧化碳气体大量放空，不仅造成了资源的浪费，而且污染环境、加剧了温室效应，不利于企业在经济新常态和日益紧迫的环保压力下实现企业减排增效、减亏增盈。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种用于减排二氧化碳并增产甲醇和醋酸煤制甲醇、煤制醋酸联合装置，该装置实现了CO2的减排和循环利用，减轻了由于企业大量二氧化碳放空造成的温室效应，使企业未来在国家开启碳排放市场后处于有利地位。本专利技术还提供了一种利用煤制甲醇、醋酸联合装置减排二氧化碳、增产甲醇及醋酸的方法，该方法将煤制甲醇与煤制醋酸的装置结合使用，首先利用生产过程中产生的二氧化碳代替氮气作为煤粉输送系统的保护气和输送气、气化炉高压反吹气以及激冷气压缩机密封气和叶轮吹扫气、高温高压飞灰过滤器的高压反吹气，然后将剩余的二氧化碳进行回收利用生产工业级液体二氧化碳；将煤制甲醇与煤制醋酸的装置联合使用实现了煤气化工业中废气资源的减排和再利用，具有很大的环境和经济效益。本专利技术是通过以下技术方案实现的一种煤制甲醇、煤制醋酸过程减排CO2的联合装置，该装置包括煤制甲醇装置Ⅰ，煤制醋酸装置Ⅱ，连接煤制甲醇装置和煤制醋酸装置的CO2连通管网，以及连接煤制甲醇装置和煤制醋酸装置的气体输送管道，所述的气体输送管道包括粗煤气输送管道、氢气H2气体输送管道以及一氧化碳CO气体输送管道。所述的煤制甲醇、煤制醋酸过程减排CO2的联合装置，其中煤制甲醇装置Ⅰ包括粉煤输送系统Ⅰa，壳牌气化炉Ⅰb，高温高压飞灰过滤器Ⅰc，CO变换装置Ⅰd，酸脱装置Ⅰe，甲醇合成装置，火炬系统，蒸汽加热炉，气化装置热风炉，硫回收装置，N2/CO2压缩机Ⅰf，超高压N2/CO2缓冲罐Ⅰg，激冷气压缩机Ⅰh和工业级液体CO2生产装置Ⅰk；所述的粉煤输送系统Ⅰa的物料出口通过输送管道与壳牌气化炉Ⅰb的物料进口相连通，壳牌气化炉Ⅰb的合成气气体出口通过气体输送管道与高温高压飞灰过滤器Ⅰc的进口相连通，高温高压飞灰过滤器Ⅰc的气体出口通过气体输送管道与CO变换装置Ⅰd的气体进口相连通，所述的CO变换装置Ⅰd的气体出口与酸脱装置Ⅰe的气体进口通过气体输送管道相连通，所述的酸脱装置Ⅰe的H2与CO混合气体的气体出口与甲醇合成装置的原料进口通过气体输送管道相连通，甲醇合成装置中的驰放气出口总管及总阀A0后引出四支支管，分别通过阀门A1及对应的管道与火炬系统的进口相连通、通过阀门A2及对应的管道与蒸汽加热炉的燃料气进口相连通、通过阀门A3及对应的管道与气化装置热风炉的燃料气进口相连通、通过阀门A4及对应的管道与硫回收装置的燃料气进口相连通；上述阀门中，所述的阀门A0为气动开关阀，所述的阀门A1、A2、A3、A4为压力控制阀；所述的酸脱装置Ⅰe的CO2气体出口与N2/CO2压缩机Ⅰf的CO2气体进口通过输送管道相连通，N2/CO2压缩机Ⅰf高压CO2气体出口R1与超高压N2/CO2缓冲罐Ⅰg气体进口通过输送管道相连通，所述的超高压N2/CO2缓冲罐Ⅰg的CO2气体出口X1与三通管接头Ⅰ4相连通，所述的三通管接头Ⅰ4分别与管道支管B、管道支管C相连通，所述的管道支管B与粉煤输送系统Ⅰa相连通、所述的管道支管C与壳牌气化炉Ⅰb相连通；所述的超高压N2/CO2缓冲罐Ⅰg的CO2气体出口X2通过气体输送管道与激冷气压缩机Ⅰh相连通；所述的超高压N2/CO2缓冲罐Ⅰg的CO2气体出口X3通过气体输送管道与高温高压飞灰过滤器Ⅰc相连通；所述的N2/CO2压缩机Ⅰf还设有常压CO2气体出口R2，所述的气体出口R2通过气体输送管道与工业级液体二氧化碳生产装置Ⅰk的进料口相连接；所述的煤制甲醇、煤制醋酸过程减排CO2的联合装置，其中煤制醋酸装置Ⅱ包括粉煤输送系统Ⅱa、五环气化炉Ⅱb，一氧化碳CO变换装置Ⅱc，酸脱装置Ⅱd，CO深冷分离装置，中压CO压缩机，变压吸附氢气提浓装置(PSA装置)，醋酸合成装置，火炬系统；N2/CO2压缩机Ⅱe，超高压N2/CO2缓冲罐Ⅱf，激冷气压缩机Ⅱg和工业级液体CO2生产装置Ⅰk；所述的粉煤输送系统Ⅱa通过粉煤输送管道与五环气化炉Ⅱb连接，五环气化炉Ⅱb的合成气体的出口通过气体输送管道与CO变换装置Ⅱc的进口相连通，CO变换装置Ⅱc的气体出口通过气体输送管道与酸脱装置Ⅱd的进口相连接，所述酸脱装置Ⅱd的CO与H2混合气体的出口通过气体输送管道与CO深冷分离装置的气体进口相连通，CO深冷分离装置的CO气体出口通过气体输送管道与中压CO压缩机相连通，中压CO压缩机的合格CO气体Y1出口通过气体输送管道与醋酸合成装置的进料口相连通，醋酸合成装置的驰放气出口通过气体输送管道与火炬系统的进料口相连通；中压CO压缩机的不合格CO气体出口Y2通过一氧化碳CO气体输送管道与甲醇合成装置的进料口相连通；CO深冷分离装置的富氢气气体出口通过气体输送管道与变压吸附氢气提浓装置(PSA装置)的气体进口相连接，变压吸附氢气提浓装置的合格H2气体出口Z1通过气体输送管道与乙二醇合成装置的进料口相连通，变压吸附氢气提浓装置的不合格H2气体出口Z2通过氢气H2气体输送管道与甲醇合成装置的进料口相连接；所述的酸脱装置Ⅱd的CO2气体出口通过气体输送管道与N2/CO2压缩机Ⅱe的CO2气体进口相连通，N2/CO2压缩机Ⅱe的高压CO2气体出口T1通过气体输送管道与超高压N2/CO2缓冲罐Ⅱf的进口相连通，所述超高压N2/CO2缓冲罐Ⅱf的CO气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤制甲醇、煤制醋酸过程减排CO2的联合装置，其特征在于，该装置包括煤制甲醇装置Ⅰ，煤制醋酸装置Ⅱ，连接煤制甲醇装置和煤制醋酸装置的CO2连通管网，以及连接煤制甲醇装置和煤制醋酸装置的气体输送管道，所述的气体输送管道包括粗煤气输送管道、氢气H2气体输送管道以及一氧化碳CO气体输送管道。

【技术特征摘要】
1.一种煤制甲醇、煤制醋酸过程减排CO2的联合装置，其特征在于，该装置包括煤制甲醇装置Ⅰ，煤制醋酸装置Ⅱ，连接煤制甲醇装置和煤制醋酸装置的CO2连通管网，以及连接煤制甲醇装置和煤制醋酸装置的气体输送管道，所述的气体输送管道包括粗煤气输送管道、氢气H2气体输送管道以及一氧化碳CO气体输送管道。2.根据权利要求1所述的煤制甲醇、煤制醋酸过程减排CO2的联合装置，其特征在于，所述的煤制甲醇装置Ⅰ包括粉煤输送系统Ⅰa，壳牌气化炉Ⅰb，高温高压飞灰过滤器Ⅰc，CO变换装置Ⅰd，酸脱装置Ⅰe，甲醇合成装置，火炬系统，蒸汽加热炉，气化装置热风炉，硫回收装置，N2/CO2压缩机Ⅰf，超高压N2/CO2缓冲罐Ⅰg，激冷气压缩机Ⅰh和工业级液体CO2生产装置Ⅰk；所述的粉煤输送系统Ⅰa的物料出口通过输送管道与壳牌气化炉Ⅰb的物料进口相连通，壳牌气化炉Ⅰb的合成气气体出口通过气体输送管道与高温高压飞灰过滤器Ⅰc的进口相连通，高温高压飞灰过滤器Ⅰc的气体出口通过气体输送管道与CO变换装置Ⅰd的气体进口相连通，所述的CO变换装置Ⅰd的气体出口与酸脱装置Ⅰe的气体进口通过气体输送管道相连通，所述的酸脱装置Ⅰe的H2与CO混合气体的气体出口与甲醇合成装置的原料进口通过气体输送管道相连通，甲醇合成装置中的驰放气出口总管及总阀A0后引出四支支管，分别通过阀门A1及对应的管道与火炬系统的进口相连通、通过阀门A2及对应的管道与蒸汽加热炉的燃料气进口相连通、通过阀门A3及对应的管道与气化装置热风炉的燃料气进口相连通、通过阀门A4及对应的管道与硫回收装置的燃料气进口相连通；所述的酸脱装置Ⅰe的CO2气体出口与N2/CO2压缩机Ⅰf的CO2气体进口通过输送管道相连通，N2/CO2压缩机Ⅰf高压CO2气体出口R1与超高压N2/CO2缓冲罐Ⅰg气体进口通过输送管道相连通，所述的超高压N2/CO2缓冲罐Ⅰg的CO2气体出口X1与三通管接头Ⅰ4相连通，所述的三通管接头Ⅰ4分别与管道支管B、管道支管C相连通，所述的管道支管B与粉煤输送系统Ⅰa相连通、所述的管道支管C与壳牌气化炉Ⅰb相连通；所述的超高压N2/CO2缓冲罐Ⅰg的CO2气体出口X2通过气体输送管道与激冷气压缩机Ⅰh相连通；所述的超高压N2/CO2缓冲罐Ⅰg的CO2气体出口X3通过气体输送管道与高温高压飞灰过滤器Ⅰc相连通；所述的N2/CO2压缩机Ⅰf还设有常压CO2气体出口R2，所述的气体出口R2通过气体输送管道与工业级液体二氧化碳生产装置Ⅰk的进料口相连接；所述的煤制醋酸装置Ⅱ包括粉煤输送系统Ⅱa、五环气化炉Ⅱb，一氧化碳CO变换装置Ⅱc，酸脱装置Ⅱd，CO深冷分离装置，中压CO压缩机，变压吸附氢气提浓装置，醋酸合成装置，火炬系统；N2/CO2压缩机Ⅱe，超高压N2/CO2缓冲罐Ⅱf，激冷气压缩机Ⅱg和工业级液体CO2生产装置Ⅰk；所述的粉煤输送系统Ⅱa通过粉煤输送管道与五环气化炉Ⅱb连接，五环气化炉Ⅱb的合成气体的出口通过气体输送管道与CO变换装置Ⅱc的进口相连通，CO变换装置Ⅱc的气体出口通过气体输送管道与酸脱装置Ⅱd的进口相连接，所述酸脱装置Ⅱd的CO与H2混合气体的出口通过气体输送管道与CO深冷分离装置的气体进口相连通，CO深冷分离装置的CO气体出口通过气体输送管道与中压CO压缩机相连通，中压CO压缩机的合格CO气体出口Y1通过气体输送管道与醋酸合成装置的进料口相连通，醋酸合成装置的驰放气出口通过气体输送管道与火炬系统的进料口相连通；中压CO压缩机的不合格CO气体出口Y2通过一氧化碳CO气体输送管道与甲醇合成装置的进料口相连通；CO深冷分离装置的富氢气气体出口通过气体输送管道与变压吸附氢气提浓装置的气体进口相连接，变压吸附氢气提浓装置的合格H2气体出口Z1通过气体输送管道与乙二醇合成装置的进料口相连通，变压吸附氢气提浓装置的不合格H2气体的出口Z2通过氢气H2气体输送管道与甲醇合成装置的进料口相连接；所述的酸脱装置Ⅱd的CO2气体出口通过气体输送管道与N2/CO2压缩机Ⅱe的CO2气体进口相连通，N2/CO2压缩机Ⅱe的高压CO2气体出口T1通过气体输送管道与超高压N2/CO2缓冲罐Ⅱf的进口相连通，所述超高压N2/CO2缓冲罐Ⅱf的CO气体出口S1与三通管接头Ⅱ4相连通，所述的三通管接头Ⅱ4分别与管道支管M、管道支管N相连接，所述的管道支管M与粉煤输送系统Ⅱa相连通，所述的管道支管N通过气体输送管道与五环气化炉Ⅱb相连通；所述超高压N2/CO2缓冲罐Ⅱf的CO气体出口S2通过气体输送管道与激冷气压缩机Ⅱg的进口相连通，激冷气压缩机Ⅱg的出口通过输送管道与五环气化炉的进口相连通；所述的N2/CO2压缩机Ⅱe还设有常压CO2气体出口T2，所述的气体出口T2通过气体输送管道与工业级液体二氧化碳生产装置Ⅰk的进料口相连接。3.根据权利要求1所述的煤制甲醇、煤制醋酸过程减排CO2的联合装置，其特征在于，所述的CO2连通管网的两端分别与壳牌气化炉、五环气化炉相连通，CO2连通管网通过阀门Ⅰ0与壳牌气化炉相连通、通过阀门Ⅱ0与五环气化炉相连通；所述的粗煤气输送管道两端分别与壳牌气化炉Ⅰb、CO变换装置Ⅱc连通，该粗煤气输送管道通过阀门Ⅰ1与壳牌气化炉Ⅰb相连通、通过阀门Ⅱ1与CO变换装置Ⅱc相连通；所述的一氧化碳CO气体输送管道两端分别与中压CO压缩机、甲醇合成装置相连通，通过阀门Ⅰ2与甲醇合成装置相连通、通过阀门Ⅱ2与中压CO压缩机相连通；所述的氢气H2气体输送管道两端分别与变压吸附氢气提浓装置、甲醇合成装置相连通，通过阀门Ⅰ3与甲醇合成装置相连通、通过阀门Ⅱ3与变压吸附氢气提浓装置相连通。4.利用煤制甲醇、煤制醋酸过程减排CO2的联合装置减排CO2并增产甲醇及醋酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)启动煤制甲醇装置Ⅰ，启动之后煤粉在输送载气的作用下进入粉煤输送系统Ⅰa，利用粉煤输送系统Ⅰa与壳牌气化炉Ⅰb之间的压差，通过壳牌气化炉Ⅰb上的煤烧嘴将煤粉与氧气均匀混合喷入壳牌气化炉Ⅰb中，在壳牌气化炉Ⅰb中进行煤气化反应，当壳牌气化炉Ⅰb内合成气压力达到3.0～4.0MPa、气化炉的氧负荷为70％～80％时，将壳牌气化炉内的合成气通过气体输送管道输送至高温高压飞灰过滤器Ⅰc中进行过滤；经过滤净化之后的气体通过气体输送管道输送至CO变换装置Ⅰd中进行变换反应；变换反应完成之后，将变换反应之后的混合气体通入酸脱装置Ⅰe中，进行酸脱处理，通过物理吸收除去酸性气体；经过酸脱装置Ⅰe处理之后，被吸收的二氧化碳经过酸脱装置Ⅰe内的热再生解吸塔再生解吸，解吸出来的CO2被输送至N2/CO2压缩机Ⅰf内通过五级增压至7～8.5MPa后，其中82～88％的CO2气体被输送至高压N2/CO2缓冲罐Ⅰg中，剩余的CO2气体由N2/CO2压缩机Ⅰf输送至液体二氧化碳生产装置Ⅰk中用于生产工业级液体二氧化碳；经过高压N2/CO2缓冲罐Ⅰg之后的CO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔发科，牛玉奇，谢肥东，沈小炎，杜霞，陈磊，黄孺国，孟斌，李星，崔小明，
申请(专利权)人：河南龙宇煤化工有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41