硝酸副产二氧化碳生产甲醇的方法、装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种硝酸副产二氧化碳生产甲醇的方法、装置及其应用，涉及化工技术领域，硝酸副产二氧化碳生产甲醇的方法，包括：将三聚氰胺尾气与硝酸发生中和反应，得到二氧化碳和水蒸气，二氧化碳与氢气进行合成反应得到甲醇。该方法操作简单、方便，易于实现，成本较低，无需消耗过多的能耗，可以实现二氧化碳零排放，降低二氧化碳排放的压力。

Method, device and application of methanol production from carbon dioxide by nitric acid

【技术实现步骤摘要】
硝酸副产二氧化碳生产甲醇的方法、装置及其应用
本专利技术涉及化工
，尤其是涉及一种硝酸副产二氧化碳生产甲醇的方法、装置及其应用。
技术介绍
现有技术中，三聚氰胺尾气经与硝酸中和反应后，三聚氰胺尾气中的NH3生成硝铵，而CO2经处理后排放至大气中，造成能源的浪费，且对环境造成危害。并且现代工业的快速发展，使二氧化碳排放量越来越大，造成的危害也越来越大。目前，对于三聚氰胺尾气经与硝酸中和反应后的二氧化碳的处理效果不佳，工序较为繁杂，需要消耗过多的能耗。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种硝酸副产二氧化碳生产甲醇的方法，该方法操作简单、方便，易于实现，成本较低，无需消耗过多的能耗，可以实现二氧化碳零排放，降低二氧化碳排放的压力。本专利技术提供的硝酸副产二氧化碳生产甲醇的方法，包括：将三聚氰胺尾气与硝酸发生中和反应，得到二氧化碳和水蒸气，二氧化碳与氢气进行合成反应得到甲醇。进一步地，所述中和反应后得到的二氧化碳和水蒸气的温度各自独立地为150-200℃；优选地，氢气与二氧化碳的摩尔比为2-5：1；优选地，所述合成反应的温度为190-270℃；优选地，所述合成反应的压力为3-10MPa；优选地，所述合成反应的体积空速为3000-10000h-1。进一步地，对二氧化碳和水蒸气进行第一气液分离，利用所述第一气液分离后得到的二氧化碳进行所述合成反应；优选地，将二氧化碳和水蒸气进行第一冷凝后再进行所述第一气液分离；优选地，所述第一冷凝后得到的二氧化碳和水的温度各自独立地为80-130℃。进一步地，二氧化碳与氢气进行合成反应得到的产物依次经过第二冷凝和第二气液分离，得到所述甲醇；优选地，利用第二气液分离后得到的第一混合气对所述中和反应后得到的二氧化碳和水蒸气进行所述第一冷凝；优选地，所述第一混合气的温度为30-60℃；优选地，利用所述第一混合气进行所述第一冷凝后得到第二混合气，将所述第二混合气与所述第一气液分离后得到的二氧化碳混合，再与氢气进行所述合成反应。进一步地，对所述第二气液分离得到的液体进行精馏，得到所述甲醇。一种硝酸副产二氧化碳生产甲醇的装置，包括：中和塔，所述中和塔包括三聚氰胺尾气进口、硝酸进口、硝酸铵出口以及二氧化碳出口；反应器，所述反应器包括原料进口和产物出口，所述原料进口和所述二氧化碳出口相连通，其中，氢气从所述原料进口进入所述反应器，所述甲醇从所述产物出口流出；优选地，所述反应器包括固定床反应器。进一步地，还包括：第一气液分离器，所述第一气液分离器包括第一混合物进口、第一气体出口和第一液体出口，其中，所述第一混合物进口与所述二氧化碳出口相连通，所述第一气体出口与所述原料进口相连通；优选地，还包括换热器，所述换热器包括热介质进口、热介质出口、冷介质进口和冷介质出口，其中，所述热介质进口与所述二氧化碳出口相连通，热介质出口与所述第一混合物进口相连通。进一步地，还包括：冷凝器，所述冷凝器包括混合气进口和气液混合物出口，所述混合气进口与所述产物出口相连通；第二气液分离器，所述第二气液分离器包括第二混合物进口、第二气体出口和第二液体出口，所述第二混合物进口与所述气液混合物出口相连通，优选地，所述第二气体出口与所述冷介质进口相连通；优选地，所述装置还包括精馏塔，所述精馏塔包括进料口和出料口，所述进料口与所述第二液体出口相连通。进一步地，还包括：混合器，所述混合器包括第一进口、第二进口、氢气进口和混合气出口，其中，所述第一进口与所述第一气体出口相连通，所述第二进口与所述冷介质出口相连通，所述混合气出口与所述原料进口相连通。一种前面所述的装置在制备甲醇中的应用。与现有技术相比，本专利技术至少可以取得以下有益效果：本专利技术中，三聚氰胺尾气经过与硝酸的中和反应之后得到硝酸铵和水，将氨气去除，将三聚氰胺尾气中剩余的二氧化碳(CO2)与氢气反应生成甲醇，本专利技术创新性地利用三聚氰胺尾气与硝酸中和后的尾气生产甲醇，利于充分利用三聚氰胺尾气，使CO2得到更高附加值的利用，采用本专利技术的方法制备甲醇时CO2来源便利、成本低，提高碳资源可持续利用，可减少对化石资源的消耗，同时利于保护环境。而且，本专利技术的方法操作简单、方便，易于实现，成本较低，无需消耗过多的能耗，可以实现二氧化碳零排放，降低二氧化碳排放的压力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一个实施方式中硝酸副产二氧化碳生产甲醇的装置；图2为本专利技术另一个实施方式中硝酸副产二氧化碳生产甲醇的装置。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种硝酸副产二氧化碳生产甲醇的方法，包括：将三聚氰胺尾气与硝酸发生中和反应，得到二氧化碳和水蒸气，二氧化碳与氢气进行合成反应得到甲醇。本专利技术中，三聚氰胺尾气经过与硝酸的中和反应之后得到硝酸铵和水，将氨气去除，将三聚氰胺尾气中剩余的二氧化碳(CO2)与氢气反应生成甲醇，本专利技术创新性地利用三聚氰胺尾气与硝酸中和后的尾气生产甲醇，利于充分利用三聚氰胺尾气，使CO2得到更高附加值的利用，采用本专利技术的方法制备甲醇时CO2来源便利、成本低，提高碳资源可持续利用，可减少对化石资源的消耗，同时利于保护环境。而且，本专利技术的方法操作简单、方便，易于实现，成本较低，无需消耗过多的能耗，可以实现二氧化碳零排放，降低二氧化碳排放的压力。需要说明的是，三聚氰胺尾气指的是生产三聚氰胺时产生的尾气，该尾气中含有NH3、CO2、N2以及其他少量杂质气体，在此不再过多赘述。在本专利技术的一些实施方式中，所述中和反应后得到的二氧化碳和水蒸气的温度各自独立地为150-200℃(例如可以为150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或者200℃等)。由此，二氧化碳温度较高，无需对其进行预热便可进行后续的合成反应，减少热能的消耗，降低成本。在本专利技术的一些实施方式中，氢气和二氧化碳的摩尔比为2-5：1(例如可以为2：1、3：1、4：1或者5：1等)。相对于上述摩尔比范围，当氢气和二氧化碳的摩尔比过小时，则会造成反应不完全，二氧化碳利用率较低，当氢气和二氧化碳的摩尔比过大时，则会导致其他副反应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硝酸副产二氧化碳生产甲醇的方法，其特征在于，包括：/n将三聚氰胺尾气与硝酸发生中和反应，得到二氧化碳和水蒸气，/n二氧化碳与氢气进行合成反应得到甲醇。/n

【技术特征摘要】
1.一种硝酸副产二氧化碳生产甲醇的方法，其特征在于，包括：
将三聚氰胺尾气与硝酸发生中和反应，得到二氧化碳和水蒸气，
二氧化碳与氢气进行合成反应得到甲醇。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中和反应后得到的二氧化碳和水蒸气的温度各自独立地为150-200℃；
优选地，氢气和二氧化碳的摩尔比为2-5：1；
优选地，所述合成反应的温度为190-270℃；
优选地，所述合成反应的压力为3-10MPa；
优选地，所述合成反应的体积空速为3000-10000h-1。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对二氧化碳和水蒸气进行第一气液分离，利用所述第一气液分离后得到的二氧化碳进行所述合成反应；
优选地，将二氧化碳和水蒸气进行第一冷凝后再进行所述第一气液分离；
优选地，所述第一冷凝后得到的二氧化碳和水的温度各自独立地为80-130℃。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，二氧化碳与氢气进行合成反应得到的产物依次经过第二冷凝和第二气液分离，得到所述甲醇；
优选地，利用第二气液分离后得到的第一混合气对所述中和反应后得到的二氧化碳和水蒸气进行所述第一冷凝；
优选地，所述第一混合气的温度为30-60℃；
优选地，利用所述第一混合气进行所述第一冷凝后得到第二混合气，将所述第二混合气与所述第一气液分离后得到的二氧化碳混合，再与氢气进行所述合成反应。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述第二气液分离得到的液体进行精馏，得到所述甲醇。


6.一种硝酸副产二氧化碳生产甲醇的装置，其特征在于，包括：
中和塔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐印，秦艳妮，宋国天，龚元德，孔德利，
申请(专利权)人：北京烨晶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11