一种纯/富二氧化碳和氢气直接制备甲醇的方法技术

本发明专利技术公开了一种纯/富二氧化碳和氢气直接制备甲醇的方法，属于化工技术领域，解决现有技术中二氧化碳转化率低，功耗大的问题。本发明专利技术的方法包括：原料混合气预热后进入反应器的第一反应床层发生反应；一床出口气作为热源预热原料混合气；热交换后的一床出口气进行气液分离；分离出的气体作为下一床层的原料气，按上述步骤进行下一床层的原料气预热、反应和出口气冷却、分离；最后一个反应床层的出口气经气液分离后，分离出的气体经压缩后作为压缩循环气与加压后的氢气/二氧化碳原料气混合，得到原料混合气，再次参与反应；各步骤分离出的液体进入下步甲醇闪蒸工序。本发明专利技术方法的二氧化碳单程转化率高，回路循环量大幅下降，投资低。资低。资低。

【技术实现步骤摘要】
一种纯/富二氧化碳和氢气直接制备甲醇的方法


[0001]本专利技术属于化工
，具体涉及一种纯/富二氧化碳和氢气直接制备甲醇的方法。

技术介绍

[0002]随着人类对能源的需求日益增长，传统能源如石油、天然气资源日渐匮乏，寻求替代能源已逐渐受到重视。甲醇作为重要的化工原料，广泛用于有机合成、农药、医药、涂料、汽车和国防等工业中，其消费量仅次于乙烯、丙烯和苯。CO2是一种安全的、易获得的碳氧化合物。CO2加氢制甲醇被认为是目前短期间内固定大量排放CO2的既经济又有效的方法之一。
[0003]现有技术中，二氧化碳加氢制甲醇工艺技术主要有传统的直接加氢法、光催化还原法、电催化还原法及生物催化还原法等，目前已完成工业示范的技术主要基于直接加氢法。但是传统富二氧化碳和氢气制备甲醇技术，存在二氧化碳转化率低，功耗大的缺点。
[0004]因此，设计一种富二氧化碳和氢气制备甲醇的方法，以提高二氧化碳转化率并降低功耗，成为所属
技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种纯/富二氧化碳和氢气直接制备甲醇的方法，解决了现有技术中纯/富二氧化碳和氢气制备甲醇时，二氧化碳转化率低，功耗大的问题。
[0006]本专利技术提供的一种纯/富二氧化碳和氢气直接制备甲醇的方法，其采用设置有多个反应床层的的二氧化碳加氢反应器进行，该方法包括以下步骤：
[0007]步骤1.原料气预热、反应：加压后的氢气/二氧化碳原料气与加压后的压缩循环气混合后得到原料混合气，原料混合气预热后，作为一床入口气进入二氧化碳加氢反应器的第一反应床层发生反应；
[0008]步骤2.出口气冷却、分离：反应后的一床出口气作为热源预热原料混合气；热交换后的一床出口气进行气液分离；分离出的液体进入下步甲醇闪蒸工序；
[0009]步骤3.由步骤2气液分离出的气体作为下一床层的原料气，按上述步骤1
‑
2进行下一床层的原料气预热、反应和出口气冷却、分离；
[0010]步骤4.最后一个反应床层的出口气经气液分离后，分离出的液体进入下步甲醇闪蒸工序，分离出的气体经压缩后作为压缩循环气与加压后的氢气/二氧化碳原料气混合，得到原料混合气，再次参与反应。
[0011]本专利技术的部分实施方案中，所述步骤4中，分离出的气体被抽出一部分形成弛放气外输，剩余的气体经压缩后作为压缩循环气使用。
[0012]本专利技术的部分实施方案中，二氧化碳加氢反应器的操作压力为5.0～10.0MPa，操作温度为210～290℃。
[0013]本专利技术的部分实施方案中，加压后的氢气/二氧化碳原料气中，氢气(折纯)与二氧化碳(折纯)的摩尔比为3：1。
[0014]本专利技术的部分实施方案中，加压后的循环气与加压后的氢气/二氧化碳原料气的用量比为2～4：1。
[0015]本专利技术的部分实施方案中，加压后的氢气/二氧化碳原料气压力为5.0～10.0MPa；加压后的压缩循环气压力为5.0～10.0MPa。
[0016]本专利技术的部分实施方案中，原料混合气先经过二氧化碳加氢反应器环隙保护后，再经预热进入第一反应床层。
[0017]本专利技术通过将混合原料气先经过二氧化碳加氢反应器的环隙，以降低二氧化碳加氢反应器的设计温度。
[0018]本专利技术的部分实施方案中，各步骤气液分离进入甲醇闪蒸槽，经闪蒸后，得到粗甲醇和闪蒸气。
[0019]本专利技术的部分实施方案中，各进出口换热器将入床气预热至210～240℃。
[0020]本专利技术的部分实施方案中，所述二氧化碳加氢反应器中的各反应床层轴向或径向分布。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022]本专利技术设计科学，构思巧妙，本专利技术创造性地在二氧化碳加氢反应器中设置多个反应床层，将各床层的出口气经过冷却、分离液体后，未反应完全的气体进入下一床层再次参与反应；并利用循环压缩气，对循环气进行压缩后，与氢气/二氧化碳原料气共同参与反应。本专利技术有效地节约了原料，原料气反应彻底、提高了二氧化碳单程转化率。
[0023]本专利技术利用各床层的出口气预热入口气，有效地利用了热量，降低了生产成本。
[0024]本专利技术方法的二氧化碳单程转化率高，回路循环量大幅下降，循环压缩功耗低，装置布置紧凑、投资低，适于推广应用。
附图说明
[0025]附图1为本专利技术实施例1的结构示意图。
[0026]附图2为本专利技术实施例2的结构示意图。
[0027]其中，附图标记对应的名称为：
[0028]1‑
二氧化碳加氢反应器、2
‑
第一进出口换热器、3
‑
第二进出口换热器、4
‑
第三进出口换热器、5
‑
第一冷却分离器、6
‑
第二冷却分离器、7
‑
第三冷却分离器、8
‑
循环气压缩机、9
‑
甲醇闪蒸槽、10
‑
第一反应床层、11
‑
第二反应床层、12
‑
第三反应床层、13
‑
氢气/二氧化碳原料气输送管、14
‑
循环气输送管、15
‑
弛放气外输管、16
‑
压缩循环气输送管、17
‑
原料气混合管、18
‑
闪蒸气外输管、19
‑
粗甲醇外输管，20
‑
环隙，21
‑
环隙气输入管。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]本专利技术提供的一种纯/富二氧化碳和氢气直接制备甲醇的方法，其采用设置有多个反应床层的的二氧化碳加氢反应器进行，该方法包括以下步骤：
[0031]步骤1.原料气预热、反应：加压后的氢气/二氧化碳原料气与加压后的压缩循环气混合后得到原料混合气，原料混合气预热后，作为一床入口气进入二氧化碳加氢反应器的第一反应床层发生反应；
[0032]步骤2.出口气冷却、分离：反应后的一床出口气作为热源预热原料混合气；热交换后的一床出口气进行气液分离；分离出的液体进入下步甲醇闪蒸工序；
[0033]步骤3.由步骤2气液分离出的气体作为下一床层的原料气，按上述步骤1
‑
2进行下一床层的原料气预热、反应和出口气冷却、分离；
[0034]步骤4.最后一个反应床层的出口气经气液分离后，分离出的液体进入下步甲醇闪蒸工序，分离出的气体经压缩后作为压缩循环气与加压后的氢气/二氧化碳原料气混合，得到原料混合气，再次参与反应。
[0035]所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纯/富二氧化碳和氢气直接制备甲醇的方法，其特征在于，采用设置有多个反应床层的二氧化碳加氢反应器进行，所述方法包括以下步骤：步骤1.原料气预热、反应：加压后的氢气/二氧化碳原料气与加压后的压缩循环气混合后得到原料混合气，原料混合气预热后，作为一床入口气进入二氧化碳加氢反应器的第一反应床层发生反应；步骤2.出口气冷却、分离：反应后的一床出口气作为热源预热原料混合气；热交换后的一床出口气进行气液分离；分离出的液体进入下步甲醇闪蒸工序；步骤3.由步骤2气液分离出的气体作为下一床层的原料气，按上述步骤1
‑
2进行下一床层的原料气预热、反应和出口气冷却、分离；步骤4.最后一个反应床层的出口气经气液分离后，分离出的液体进入下步甲醇闪蒸工序，分离出的气体经压缩后作为压缩循环气与加压后的氢气/二氧化碳原料气混合，得到原料混合气，再次参与反应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中，分离出的气体被抽出一部分形成弛放气外输，剩余的气体经压缩后作为压缩循环气使用。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：周芳，许斌，姜波，王涛，王时川，张固，郑渊，司加民，任文珂，
申请(专利权)人：中国成达工程有限公司，
类型：发明
国别省市：