兰炭尾气耦合绿电绿氢制备甲醇的方法技术

本发明专利技术涉及一种兰炭尾气耦合绿电绿氢制备甲醇的方法，包括以下步骤：兰炭尾气依次经预处理装置、一级压缩装置、初净化装置、二级压缩装置、耐硫变换装置以及脱碳装置进行处理，采用经脱碳装置脱除的二氧化碳进入二氧化碳压缩净化装置得到净化后的二氧化碳，而脱碳处理后的变换气进入深冷分离装置，分离甲烷作为LNG产品，余下的气体进入下游的提氢装置；提氢装置处理后得到氢气作为原料气送入下游的甲醇合成装置，通过新能源发电方式产生的绿电为电解水装置供电，电解水装置通过电解水得到的另一股氢气，加压后与经二氧化碳压缩净化装置净化后得到的二氧化碳混合，获得氢碳比摩尔比为2.0～2.3的甲醇合成原料气，然后送至下游的甲醇合成装置。甲醇合成装置。甲醇合成装置。

【技术实现步骤摘要】
兰炭尾气耦合绿电绿氢制备甲醇的方法


[0001]本专利技术涉及兰炭尾气利用
，尤其涉及一种兰炭尾气耦合绿电绿氢制备甲醇的方法。

技术介绍

[0002]兰炭又称半焦，是利用弱粘块煤、不粘块煤或配制型煤(如粉煤干燥干馏一体化制兰炭工艺)，经过中、低温干馏制成的一种炭素材料，以其固定炭高、比电阻高、化学活性高、灰分低、硫低、磷低、水份低等“三高四低”的特性，成为一种不可替代的炭素材料。生产兰炭(半焦)的同时副产兰炭尾气和煤焦油，目前采用空气作为助燃剂时每生产1吨兰炭(半焦)大约副产700Nm3兰炭尾气。兰炭尾气因煤质、干馏工况的不同，组成变化较大，常规的兰炭尾气含氢气20～28％、甲烷6～10％、一氧化碳14～18％、二氧化碳8～12％、碳二及以上不饱和烷烃0.5～3％、氮气37～46％、氧气0.1～0.8％，热值约1700～2000kcal/Nm3，并且兰炭尾气中还含有焦油、苯、萘、酚、粉尘、硫化物等杂质。如采用氧气(绿氧)作为助燃剂时每生产1吨兰炭(半焦)大约副产200Nm3兰炭尾气，热值约3500～4700kcal/Nm3。
[0003]由目前兰炭尾气组成可知，其中氮气含量较高，热值较低，并且含有很多杂质，兰炭尾气的利用主要是利用其热值，将其用于燃烧发电、生产镁合金或烧石灰等；或者是用于提氢回收氢资源。上述处理方式，导致兰炭尾气中宝贵的氢气、甲烷、一氧化碳等资源无法得到充分利用，同时兰炭尾气的燃烧过程需要排放大量二氧化碳，不利于企业实现碳减排、碳中和的目标。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种兰炭尾气耦合绿电绿氢制备甲醇的方法，通过该方法不仅可以将兰炭尾气中氢气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳等进行资源化利用，而且可以实现兰炭生产过程中无二氧化碳排放，得到零碳排放的兰炭产品、LNG产品和甲醇产品。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：兰炭尾气耦合绿电绿氢制备甲醇的方法，包括以下步骤：
[0006]待处理的兰炭尾气进入预处理装置，去除氨和焦油、萘杂质后进入一级压缩装置；
[0007]经一级压缩装置处理，将兰炭尾气升压至0.3～1.0MPaG，然后冷却到0℃～40℃，分离出冷凝的重组分，气相进入下游的初净化装置；
[0008]经过初净化装置处理后的兰炭尾气进入二级压缩装置进行处理，将兰炭尾气升压到2.0～3.0MPaG，然后进入下游的耐硫变换装置，经耐硫变换装置处理后的兰炭尾气进入下游的脱碳装置；
[0009]脱碳装置采用低温甲醇洗工艺或有机胺溶液化学吸收工艺，将变换后的兰炭尾气中的二氧化碳和硫化氢脱除，经脱碳装置脱除的二氧化碳进入二氧化碳压缩净化装置得到净化后的二氧化碳，而脱碳处理后的变换气进入下游的深冷分离装置，所述深冷分离装置
将脱碳后的变换气中的甲烷进行分离，并作为LNG产品，余下的气体进入下游的提氢装置；
[0010]提氢装置采用PSA或膜分离提氢工艺处理后得到的一股氢气作为原料气送入下游的甲醇合成装置，并且，通过新能源发电方式产生的绿电为电解水装置供电，电解水装置通过电解水得到的另一股氢气，加压后与经二氧化碳压缩净化装置净化后得到的二氧化碳混合，获得氢碳比摩尔比为2.0～2.3的甲醇合成原料气，然后送至下游的甲醇合成装置。
[0011]本专利技术的“绿电绿氢”是指通过新能源发电方式产生的电能，以及向电解水装置供电，通过电解水装置电解水得到氢气。
[0012]为了有效去除半焦煤气中的氨和焦油、萘等杂质，所述的预处理装置包括依次设置的脱氨单元和脱焦油单元。
[0013]作为改进，所述二氧化碳压缩净化装置采用吸附工艺脱除兰炭尾气中的残余苯、焦油和萘。
[0014]为了提高净化效果，所述二氧化碳压缩净化装置采用分子筛或活性炭变温吸附方式脱除兰炭尾气中的残余苯、焦油和萘。
[0015]为了为甲醇合成装置提供稳定氢源，还包括利用可再生能源进行发电的发电装置以及电解水装置，所述的电解水装置利用所述发电装置提供的电对水进行电解产生氢气，所述的电解水装置包括依次相连的电解水制氢单元以及氢气压缩单元，所述氢气压缩单元与所述甲醇合成装置的氢气入口相连。
[0016]作为改进，还包括用于对发电装置产生的电进行储存的储能装置；
[0017]通过新能源发电方式产生的绿电一部分送到电解水装置，一部分供全厂用电设施使用，其他部分送到所述的储能装置进行储存。在“绿电”不足时，优先供全厂其他用电设备，电解水装置降低负荷或停用，通过储氢装置为甲醇合成装置提供稳定的绿氢。
[0018]作为改进，利用可再生能源进行发电的发电装置包括风力发电、光伏发电、核力发电、潮汐发电、地热发电、生物质发电中的至少一种。
[0019]作为改进，所述储能装置为采用化学储能、熔融盐蓄热储能或抽水储能方式进行储存电能的装置。
[0020]作为改进，还包括用于储存所述电解水制氢单元产生的氢气的储氢装置，所述储氢装置与所述氢气压缩单元的入口相连。
[0021]作为改进，所述的深冷分离装置包括依次设置的分子筛干燥脱水单元、吸附脱汞单元、低温精馏单元；
[0022]脱碳处理后的变换气经分子筛干燥脱水单元进行干燥处理后，进入吸附脱汞单元进行吸附剂脱汞，然后进入低温精馏单元进行分离得到氢气与氮气的混合气。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的优点：兰炭尾气耦合绿电绿氢制备甲醇的方法，是通过新能源发电方式产生的绿电为电解水装置供电，电解水装置通过电解水得到氢气加压后与经二氧化碳压缩净化装置净化后得到的二氧化碳混合，作为甲醇合成原料气，其不仅可以将兰炭(半焦)尾气中氢气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳全部资源化利用，而且可以实现兰炭(半焦)生产过程中无二氧化碳排放，得到零碳排放的兰炭(半焦)产品、LNG产品和甲醇产品。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例的兰炭尾气耦合绿电绿氢制备甲醇的方法的流程图。
具体实施方式
[0025]以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0026]参见图1，兰炭尾气耦合绿电绿氢制备甲醇的方法，主要是采用二氧化碳加氢制甲醇的工艺路线，具体包括以下步骤：
[0027]兰炭(半焦)尾气首先进入预处理装置11进行初步处理，其中，预处理装置11设置洗氨单元和焦炭吸附单元，用于去除半焦煤气中的氨和部分焦油、萘等杂质。预处理后的兰炭(半焦)尾气进入下游的一级压缩装置12。
[0028]一级压缩装置12主要是为了提供兰炭(半焦)尾气后续净化处理的压力，由于一级压缩过程中的兰炭(半焦)尾气含有较多的焦油等高碳物质，在加压的过程中容易粘附在压缩机的叶轮或活塞阀片部位，严重影响压缩机的正常工作，所以，一级压缩装置12优选采用螺杆压缩机。经一级压缩兰炭(半焦)尾气由常压升至0.3～1.0MPaG，冷却到0℃～40℃分离出冷凝的重组分，气相进入初净化装置13。
[0029]由于经过预处理装置11处理后的兰炭(半本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.兰炭尾气耦合绿电绿氢制备甲醇的方法，其特征在于包括以下步骤：待处理的兰炭尾气进入预处理装置(11)，去除氨和焦油、萘杂质后进入一级压缩装置(12)；经一级压缩装置(12)处理，将兰炭尾气升压至0.3～1.0MPaG，然后冷却到0℃～40℃，分离出冷凝的重组分，气相进入下游的初净化装置(13)；经过初净化装置(13)处理后的兰炭尾气进入二级压缩装置(14)进行处理，将兰炭尾气升压到2.0～3.0MPaG，然后进入下游的耐硫变换装置(15)，经耐硫变换装置(15)处理后的兰炭尾气进入下游的脱碳装置(16)；脱碳装置(16)采用低温甲醇洗工艺或有机胺溶液化学吸收工艺，将变换后的兰炭尾气中的二氧化碳和硫化氢脱除，经脱碳装置(16)脱除的二氧化碳进入二氧化碳压缩净化装置(21)得到净化后的二氧化碳，而脱碳处理后的变换气进入下游的深冷分离装置(31)，所述深冷分离装置(31)将脱碳后的变换气中的甲烷进行分离，并作为LNG产品，余下的气体进入下游的提氢装置(32)；提氢装置(32)采用PSA或膜分离提氢工艺处理后得到的一股氢气作为原料气送入下游的甲醇合成装置(5)，并且，通过新能源发电方式产生的绿电为电解水装置供电，电解水装置通过电解水得到的另一股氢气，加压后与经二氧化碳压缩净化装置(21)净化后得到的二氧化碳混合，获得氢碳比摩尔比为2.0～2.3的甲醇合成原料气，然后送至下游的甲醇合成装置(5)。2.根据权利要求1所述的兰炭尾气耦合绿电绿氢制备甲醇的方法，其特征在于：所述的预处理装置(11)包括依次设置的脱氨单元和脱焦油单元。3.根据权利要求1所述的兰炭尾气耦合绿电绿氢制备甲醇的方法，其特征在于：所述二氧化碳压缩净化装置(21)采用吸附工艺脱除兰炭尾气中的残余苯、焦油和萘。4.根据权利要求3所述的兰炭尾气耦合绿电绿氢制备甲醇的方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱本启，齐双成，高娴怡，
申请(专利权)人：知同上海新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：