專利名稱：以電石爐尾氣和氯酸鈉尾氣及其它含氫氣源為原料制甲醇和二甲醚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以電石爐尾氣和氯酸鈉尾氣及其它含氫氣源為原料制甲醇和二甲醚的方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國每年產(chǎn)生的電石爐尾氣超過150億立方米，絕大部分被放空或“點天燈”，每年因此相當(dāng)于損失240萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。同時排放1200萬噸二氧化碳和90余萬噸粉塵。電石爐尾氣大量排放造成的環(huán)境污染和資源浪費備受關(guān)注。為鼓勵企業(yè)對電石爐尾氣的綜合利用，2008年，國家發(fā)展改革委把電石爐尾氣的凈化與資源化利用列入重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)專項。電石爐尾氣的組成復(fù)雜，CO(含量75% 90% )、壓(含量2% 10% )、CH4 (含量 2% 4%)、仏(含量0.4% 2% )等，另外還有S、P、As、F及氰化物、氮氧化物等約二十種成分。加之氣體壓力小，凈化的難度都很大。雖然可通過旋風(fēng)分離、靜電除塵、多級布袋除塵等手段，使電石爐尾氣粉塵含量最低降至20毫克/立方米，一氧化碳含量提升至85% 以上。但想進(jìn)一步分離其中的二氧化碳、甲烷、氫氣等組分，使其變成可生產(chǎn)甲醇等化工產(chǎn)品的原料氣，不僅投資大，運(yùn)行成本高，而且可供選擇的成熟技術(shù)很少。特別作為甲醇和二甲醚這些使用觸媒的化工生產(chǎn)的原料，即使是微量的雜質(zhì)，也可能導(dǎo)致觸媒中毒造成生產(chǎn)無法進(jìn)行，密閉電石爐尾氣的凈化提純成了化工利用的最大技術(shù)障礙。
由于電石爐尾氣含有多種組分，特別是S、P、As、F、O2及氰化物等，對后續(xù)利用工序影響很大，因此必須通過特殊工藝除去這些組分，才能更好地利用電石爐尾氣。因為雜質(zhì)組分非常多，要采用多種方法組合才能達(dá)到完全凈化電石爐尾氣的目的。
關(guān)于電石爐尾氣制甲醇國內(nèi)有相關(guān)專利一項，專利號為ZL 200510085638.0，該專利內(nèi)容包含利用電石爐尾氣生產(chǎn)甲醇或合成氨的內(nèi)容，但對電石爐尾氣的凈化方法只公開了水洗除塵后進(jìn)入合成氨或甲醇合成系統(tǒng)生產(chǎn)合成氨或甲醇。事實上，電石爐尾氣中約二十種雜質(zhì)不可能經(jīng)過一個水洗步驟就能達(dá)到合成甲醇的凈化要求，如果電石爐尾氣的凈化如此簡單，就不會長期沒有得到深度開發(fā)利用了。這個專利內(nèi)容只是一個想法，而完全不具備實施性，沒有解決電石爐尾氣凈化難的問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以電石爐尾氣和氯酸鈉尾氣及其它含氫氣源為原料制甲醇和二甲醚的方法。該方法充分利用工業(yè)尾氣特點發(fā)展下游化工產(chǎn)品，以電石爐尾氣凈化后得到的一氧化碳和氯酸鈉尾氣及其它含氫氣源凈化后得到的氫氣為原料生產(chǎn)甲醇和二甲醚，節(jié)能減排，變廢為寶。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種以電石爐尾氣和氯酸鈉尾氣和/或其它含氫氣源為原料制甲醇和二甲醚的方法， 其主要步驟包括粗凈化步驟、變溫吸附(TSA)步驟、變壓吸附(PSA)步驟、精凈化步驟、混合和壓縮步驟、合成甲醇和甲醇生成二甲醚步驟；甲醇合成弛放氣提氫步驟和廢氣處理步驟；其中所述粗凈化步驟是指濕法脫除電石爐尾氣中的部分無機(jī)硫、有機(jī)硫、磷化物、氰化物；所述變溫吸附(TSA)步驟是指電石爐尾氣粗凈化氣中大部分的S、P、As、F及氰化物、氮氧化物雜質(zhì)被吸附劑選擇性吸附，H2、O2、N2、CH4、CO、O)2通過床層從吸附器頂部作為預(yù)凈化氣送至變壓吸附(PSA)步驟；所述變壓吸附(PSA)步驟是指電石爐尾氣經(jīng)過TSA后粗凈化氣中吸附量較小的弱吸附組分H2、02、N2, CH4, CO、C02通過吸附劑床層輸出，電石爐尾氣中吸附量較大的強(qiáng)吸附雜質(zhì)組分S、P、As、F被吸附留在床層；所述精凈化步驟是指采用脫氧和脫硫劑對上述電石爐尾氣進(jìn)一步凈化，經(jīng)處理后凈化氣硫< 0. lppm，氧含量< 0. 1% (vol%)；所述混合和壓縮步驟是指將上述精凈化后電石爐尾氣、來自界外的經(jīng)過凈化處理和加壓后的氯酸鈉尾氣和/或其它含氫氣源混合壓縮；所述合成甲醇和甲醇生成二甲醚步驟是指混合壓縮的步驟得到的氣體用于甲醇合成生成粗甲醇，粗甲醇進(jìn)一步脫水生產(chǎn)二甲醚或者精餾后得到甲醇產(chǎn)品；所述甲醇合成弛放氣提氫步驟是指在甲醇合成過程中未反應(yīng)氣體從分離器上部排出， 未反應(yīng)氣體(即甲醇弛放氣)通過PSA-H2裝置回收其中的氫氣，該氫氣返回合成系統(tǒng)，提氫后的解吸尾氣用作TSA再生用氣；所述廢氣處理步驟是指全系統(tǒng)廢氣收集去廢氣處理系統(tǒng)，處理后的廢氣達(dá)標(biāo)排放，廢渣收集銷售。
作為優(yōu)選，粗凈化步驟采用的是PDS濕法脫硫，操作壓力為0. 03^06 MPa,優(yōu)選 0.05 0.15 MPa，操作溫度為5 40 °C，優(yōu)選25 35 °C。經(jīng)過初步預(yù)凈化氣后氣體經(jīng)過壓縮后送入變溫、變壓吸附凈化步驟。
進(jìn)一步的變溫吸附(TSA)和變壓吸附(PSA)步驟包括TSA凈化單元、PSA凈化單兀。
TSA凈化單元經(jīng)過初凈化原料氣中S、P、As、F及氰化物、氮氧化物等雜質(zhì)被TSA 吸附劑選擇性吸附，H2, 02、N2, CH4, CO、CO2等則通過床層從吸附器頂部作為預(yù)凈化氣送至 PSA單元。吸附在TSA吸附劑上的雜質(zhì)經(jīng)過加熱沖洗脫附，再生氣來自甲醇馳放氣提氫裝置的解吸氣，先通過冷吹步驟的吸附器，冷吹廢氣再經(jīng)換熱器升溫后進(jìn)入加熱步驟的吸附器， 再生廢氣經(jīng)廢氣總管進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng)。變溫吸附步驟的溫度操作范圍為5 40°C，優(yōu)選 25^35 0CPSA單元吸附過程有以下特性(1)吸附劑對氣體的吸附有選擇性，即不同氣體在吸附劑上的吸附量是有差別的；(2)氣體在吸附劑上的吸附量隨其分壓的降低而減少。
變壓吸附就是利用這些特性，在較高壓力下進(jìn)行吸附，此時吸附量較小的弱吸附組分通過PSA吸附劑床層作為產(chǎn)品輸出，吸附量較大的強(qiáng)吸附組分(雜質(zhì))則被吸附留在床層；而通過降低床層壓力(被吸附組分分壓也隨之降低)，使被吸附組分解吸、PSA吸附劑獲得再生。每臺吸附器在不同時間依次經(jīng)歷步驟為吸附、多級壓力均衡降、逆放、抽空沖洗、 多級壓力均衡升、最終升壓。
PSA解吸氣經(jīng)廢氣管網(wǎng)進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng)。變壓吸附步驟的壓力操作范圍為0.5 2·0ΜΡει，優(yōu)選1. (Tl. 5 MPa0進(jìn)一步的精凈化步驟
經(jīng)濕法脫硫、PSA及TSA后的原料氣中仍含有約廣3ppm濃度的硫和0. 5^1. 0%的氧。在后面的甲醇合成反應(yīng)中，硫?qū)铣纱呋瘎┦怯卸拘缘模仨氂枰赃M(jìn)一步脫除，氧含量也必須脫除到< 0. l%(vol%)0對這些微量的硫和氧，本步驟采用了脫氧和脫硫劑，其脫硫原理是原料氣中的硫與吸附劑中的特種活性劑作用生成穩(wěn)定硫化物而沉積在吸附劑微孔中，脫氧原理是氧氣在貴金屬催化劑的催化作用下與C02、H2等還原性氣體發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成 CO2和H20。吸附后凈化氣硫< 0. lppm，氧含量< 0. l%(vol%)0其中脫硫劑為特種活性炭脫硫劑，脫氧劑為鈀系脫氧催化劑。進(jìn)一步的混合處理和聯(lián)合壓縮原料氣
將上述精凈化后電石爐尾氣、來自界外的經(jīng)過凈化處理和加壓后的氯酸鈉尾氣及其它含氫氣源混合后，氣體氫碳比為2 2. 5，該氣體加壓后進(jìn)入甲醇合成步驟。進(jìn)一步的合成甲醇和甲醇生成二甲醚步驟
甲醇合成生成粗甲醇，粗甲醇進(jìn)一步脫水生產(chǎn)二甲醚或者精餾后得到甲醇產(chǎn)品。進(jìn)一步的甲醇合成弛放氣提氫步驟
在甲醇合成過程中未反應(yīng)氣體從分離器上部排出，未反應(yīng)氣體(即甲醇弛放氣)通過 PSA-H2裝置回收其中的氫，該氫氣返回合成系統(tǒng)，提氫后的解吸尾氣用作TSA再生用氣。(7)、廢氣處理
全系統(tǒng)廢氣收集去廢氣處理系統(tǒng)，廢氣進(jìn)入余熱蒸汽發(fā)生器燃燒，產(chǎn)生蒸汽供給甲醇、 二甲醚生產(chǎn)，余熱蒸汽發(fā)生器的排放煙氣采用雙堿法脫除其中硫、磷、砷氧化物，處理后的廢氣達(dá)標(biāo)排放，廢渣可銷售。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明方法根據(jù)電石爐尾氣主要含CO和氯酸鈉尾氣及其它含氫氣源主要含H2的特點，采用多種凈化方法科學(xué)優(yōu)化組合，將電石爐尾氣中S、P、As、F及氰化物、氮氧化物等雜質(zhì)除去，滿足甲醇合成催化劑對雜質(zhì)含量的要求。尤其是采用了專有的TSA和PSA的物理吸附方法，又巧妙利用甲醇弛放氣來作吸附劑的再生氣體，最終含毒物排放尾氣經(jīng)過回收熱量滿足裝置熱平衡，同時處理后達(dá)標(biāo)排放。有效地解決了電石爐尾氣深度凈化和全工藝過程中環(huán)保處理的難題，使充分利用電石爐尾氣生產(chǎn)高附加值的化工產(chǎn)品成為現(xiàn)實，實現(xiàn)了 “三廢”資源化利用，對二氧化碳減排起到了較好的示范作用；而且單位產(chǎn)品綜合能耗優(yōu)于目前國內(nèi)同行業(yè)不同原料制甲醇的最低能耗水平，節(jié)能效果明顯，產(chǎn)品成本低，極具市場競爭力。


圖1是本發(fā)明實施例1和實施例2以電石爐尾氣和氯酸鈉凈化氣及其它含氫氣源為原料制甲醇和二甲醚的方法流程示意框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本上述發(fā)明主題的范圍僅限于下述實施例。實施例1
本實施例以電石爐尾氣和氯酸鈉尾氣為原料制甲醇和二甲醚的方法，其主要步驟包括電石爐尾氣經(jīng)過濕法脫硫、變溫吸附(TSA)和變壓吸附(PSA)凈化、精凈化；與氯酸鈉尾氣中提純的氫氣混合和壓縮；甲醇合成和甲醇脫水生產(chǎn)二甲醚；甲醇合成氣弛放氣提氫和廢氣處理。其流程示意框圖如圖1所示，其各步驟具體處理方法如下 (1)電石爐尾氣的濕法脫硫(即圖1中的粗凈化)
采用濕法PDS脫硫的方法，脫除原料電石爐尾氣絕大部分的無機(jī)硫、部分有機(jī)硫和氰化氫，得到初凈化后的電石爐尾氣，其中 原料電石爐尾氣氣量11000Nm3/h ；
原料電石爐尾氣組成(vol%) =CO :76, CO2 :7, H2 :4. 9、CH4 :1、N2+Ar :9. 8、O2 :0. 8，總硫 0. 3，P、As、F及氰化物、氮氧化物等2000ppm。在操作壓力0. 05MPa、操作溫度 40°C條件下，進(jìn)入PDS脫硫系統(tǒng)，采用單塔脫硫， 同時配套了 PDS脫硫液的再生系統(tǒng)，得到副產(chǎn)品硫磺約3. 5kg/h0經(jīng)過PDS脫硫后，電石爐尾氣中總硫含量降至0. 25%，經(jīng)壓縮后去變溫、變壓吸附凈化。(2)變溫、變壓吸附凈化(見圖1)
上述經(jīng)過粗凈化的電石爐尾氣再經(jīng)過變溫、變壓吸附后，能去除掉大部分的S、P、As、F 及氰化物、氮氧化物等雜質(zhì)。具體處理方法如下
經(jīng)過粗凈化、壓縮后的電石爐尾氣，進(jìn)入一個正處于吸附狀態(tài)的變溫吸附器，電石爐尾氣中大部分的S、P、As、F及氰化物、氮氧化物等雜質(zhì)被TSA吸附劑選擇性吸附，H2, 02、N2, CH4、C0、(X)2等則通過床層從吸附器頂部作為預(yù)凈化氣送至PSA。其余五塔分別進(jìn)行其它步驟(逆放、加熱沖洗、冷吹、升壓)的操作，六個塔交替切換操作。電石爐尾氣連續(xù)輸入，TSA 凈化氣連續(xù)穩(wěn)定輸出。塔頂出來的凈化氣送至PSA。吸附在吸附劑上的雜質(zhì)經(jīng)過加熱沖洗脫附，再生氣來自甲醇馳放氣提氫的解吸氣，先通過冷吹步驟吸附器，冷吹廢氣再經(jīng)加換熱器升溫至230°C進(jìn)入加熱步驟吸附器，再生廢氣經(jīng)廢氣總管去處理。來自TSA的氣體，進(jìn)入兩個正處于吸附狀態(tài)的變壓吸附器，雜質(zhì)被PSA吸附劑吸附，弱吸附組分則通過床層作為產(chǎn)品輸出。其余八塔分別進(jìn)行其它步驟(均壓降、逆放、抽空沖洗、均壓升、終充)的操作，十個塔交替切換操作。TSA凈化氣連續(xù)輸入，PSA凈化氣連續(xù)穩(wěn)定輸出。PSA凈化氣送至精凈化步驟。TSA、PSA系統(tǒng)逆放排出的解吸氣去廢氣處理。經(jīng)過此步驟凈化后的電石爐尾氣氣量為9590 Nm3/h，組成(V01%)為⑶80,CO2 2. 7>H2 5、CH4 0. 9、N2+Ar 10. 6> 02 0 . 8，總硫 lppm。上述TSA、PSA凈化后，除掉了電石爐尾氣中絕大部分雜質(zhì)，剩余雜質(zhì)主要為Ippm 濃度的硫和0. 8%的氧，經(jīng)過TSA、PSA凈化后的電石爐尾氣再進(jìn)入精凈化步驟。(3)精凈化(見圖1)
經(jīng)過TSA、PSA凈化后，氧和硫必須予以進(jìn)一步脫除，才能滿足甲醇合成催化劑的要求。 對這些微量的硫和氧，本步驟采用了脫硫劑和脫氧劑，具體步驟如下
從PSA系統(tǒng)出來的氣體進(jìn)入脫硫器，在特種活性炭脫硫劑的吸附作用下，進(jìn)行精脫硫， 完成脫硫后的氣體，進(jìn)入脫氧器，進(jìn)行鈀系脫氧催化劑的催化條件下的氫、氧化合反應(yīng)。反
6應(yīng)出口溫度約160°C。反應(yīng)后高溫氣體通過水冷器降至常溫后，經(jīng)汽水分離，離開系統(tǒng)，去和氯酸鈉尾氣凈化后氫氣混合。經(jīng)過精進(jìn)化步驟，凈化氣中總硫< 0. Ippm,氧含量< 0. 1% (vol%)0(4)混合和壓縮(見圖1)
將上述精凈化后電石爐尾氣、來自界外凈化后的氯酸鈉尾氣按比例混合，同時甲醇馳放氣用變壓吸附提純后的氫氣也加入混合氣，混合氣體氫碳比為2 2. 5，三種氣體去聯(lián)合壓縮機(jī)加壓到5. 4MPa后去甲醇合成。混合氣組成(vol % )為CO 27、CO2 2. 5, H2 66、CH4 0. 35、N2+Ar 4. 05、O2 0.05、H2O 0. 1，S、P、As、F 及氰化物等雜質(zhì)含量分別小于 0. lppm。(5)、合成甲醇和甲醇生成二甲醚
將上述甲醇合成氣進(jìn)入甲醇合成塔可生產(chǎn)精甲醇10t/h (每年可生產(chǎn)甲醇8萬噸)。甲醇合成后的粗甲醇進(jìn)一步脫水可生成二甲醚7t/h (每年可生產(chǎn)二甲醚5. 6萬噸)。(6)、甲醇合成氣弛放氣提氫
在甲醇合成過程中未反應(yīng)氣體從分離器上部排出，未反應(yīng)氣體(即甲醇弛放氣)通過 PSA提純裝置回收其中的氫，該氫氣返回合成系統(tǒng)。提氫后的解吸尾氣用作TSA再生用氣。(7)、廢氣處理
全系統(tǒng)廢氣收集去廢氣處理系統(tǒng)，處理后的廢氣達(dá)標(biāo)排放，廢渣可銷售。實施例2
本實施例以電石爐尾氣和氯酸鈉尾氣為原料制甲醇和二甲醚的方法，其主要步驟包括電石爐尾氣經(jīng)過濕法脫硫、變溫吸附(TSA)和變壓吸附(PSA)凈化、精凈化；與氯酸鈉尾氣中提純的氫氣混合和壓縮；甲醇合成和甲醇脫水生產(chǎn)二甲醚；甲醇合成弛放氣提氫和廢氣處理。其流程示意框圖如圖1所示，其各步驟具體處理方法如下 (1)電石爐尾氣的濕法脫硫(即圖1中的粗凈化)
采用濕法PDS脫硫的方法，脫除原料電石爐尾氣絕大部分的無機(jī)硫、部分有機(jī)硫和氰化氫，得到初凈化后的電石爐尾氣，其中 原料電石爐尾氣氣量6600Nm3/h ；
原料電石爐尾氣組成(vol%):C0 :78, CO2 5. 2,H2 :5. 5, CH4 :1. 2、N2+Ar :8. 8,02 :0. 8，總硫0. 35，P、As、F及氰化物、氮氧化物等1500ppm。在操作壓力0. IMPa、操作溫度 35°C條件下，進(jìn)入PDS脫硫系統(tǒng)，采用單塔脫硫， 同時配套了 PDS脫硫液的再生系統(tǒng)，得到副產(chǎn)品硫磺約2. 5kg/h0經(jīng)過PDS脫硫后，電石爐尾氣中總硫含量降至0. 25%，經(jīng)壓縮后去變溫、變壓吸附凈化。(2)變溫、變壓吸附凈化(見圖1)
上述經(jīng)過粗凈化的電石爐尾氣再經(jīng)過變溫、變壓吸附后，能去除掉大部分的S、P、As、F 及氰化物、氮氧化物等雜質(zhì)。具體處理方法如下
經(jīng)過粗凈化、壓縮后的電石爐尾氣，進(jìn)入一個正處于吸附狀態(tài)的變溫吸附器，電石爐尾氣中大部分的S、P、As、F及氰化物、氮氧化物等雜質(zhì)被TSA吸附劑選擇性吸附，H2, 02、N2, CH4、C0、(X)2等則通過床層從吸附器頂部作為預(yù)凈化氣送至PSA。其余五塔分別進(jìn)行其它步驟(逆放、加熱沖洗、冷吹、升壓)的操作，六個塔交替切換操作。電石爐尾氣連續(xù)輸入，TSA 凈化氣連續(xù)穩(wěn)定輸出。塔頂出來的凈化氣送至PSA。吸附在吸附劑上的雜質(zhì)經(jīng)過加熱沖洗脫附，再生氣來自甲醇馳放氣提氫的解吸氣，先通過冷吹步驟吸附器，冷吹廢氣再經(jīng)加換熱器升溫至230°C進(jìn)入加熱步驟吸附器，再生廢氣經(jīng)廢氣總管去處理。來自TSA的氣體，進(jìn)入兩個正處于吸附狀態(tài)的變壓吸附器，雜質(zhì)被PSA吸附劑吸附，弱吸附組分則通過床層作為產(chǎn)品輸出。其余八塔分別進(jìn)行其它步驟(均壓降、逆放、抽空沖洗、均壓升、終充)的操作，八個塔交替切換操作。TSA凈化氣連續(xù)輸入，PSA凈化氣連續(xù)穩(wěn)定輸出。PSA凈化氣送至精凈化步驟。TSA、PSA系統(tǒng)逆放排出的解吸氣去廢氣處理。經(jīng)過此步驟凈化后的電石爐尾氣氣量為6120 Nm3/h，組成(V01%)為C0 81. 1、 CO2 2. 13、H24. 9、CH4 0. 87、N2+Ar 10. 2、O2 0· 8，總硫 lppm。上述TSA、PSA凈化后，除掉了電石爐尾氣中絕大部分雜質(zhì)，剩余雜質(zhì)主要為Ippm 濃度的硫和0. 8%的氧，經(jīng)過TSA、PSA凈化后的電石爐尾氣再進(jìn)入精凈化步驟。(3)精凈化(見圖1)
經(jīng)過TSA、PSA凈化后，氧和硫必須予以進(jìn)一步脫除，才能滿足甲醇合成催化劑的要求。 對這些微量的硫和氧，本步驟采用了脫硫劑和脫氧劑，具體步驟如下
從PSA系統(tǒng)出來的氣體進(jìn)入脫硫器，在特種活性炭脫硫劑的吸附作用下，進(jìn)行精脫硫， 完成脫硫后的氣體，進(jìn)入脫氧器，進(jìn)行鈀系脫氧催化劑的催化條件下的氫、氧化合反應(yīng)。反應(yīng)出口溫度約160°C。反應(yīng)后高溫氣體通過水冷器降至常溫后，經(jīng)汽水分離，離開系統(tǒng)，去和氯酸鈉尾氣混合。經(jīng)過精進(jìn)化步驟，凈化氣中總硫< 0. Ippm,氧含量< 0. 1% (vol%)0(4)混合和壓縮(見圖1)
將上述精凈化后電石爐尾氣、來自界外凈化后的氯酸鈉尾氣按比例混合，同時甲醇馳放氣用變壓吸附提純后的氫氣也加入混合氣，混合氣體氫碳比為2 2. 5，三種氣體去聯(lián)合壓縮機(jī)加壓到5. 4MPa后去甲醇合成?；旌蠚饨M成(vol 為C0 27. 5,CO2 2. 3,H2 65. 7、 CH4 0. 35、N2+Ar 4.0、O2 0· 05、H2O 0. 1，S、P、As、F 及氰化物等雜質(zhì)含量分別小于 0. lppm。(5)、合成甲醇和甲醇生成二甲醚
將上述甲醇合成氣進(jìn)入甲醇合成塔可生產(chǎn)精甲醇6. 45t/h (每年可生產(chǎn)甲醇5萬噸)。 甲醇合成后的粗甲醇進(jìn)一步脫水可生成二甲醚4. 5t/h (每年可生產(chǎn)二甲醚3. 6萬噸)。( 6 )、甲醇合成弛放氣提氫
在甲醇合成過程中未反應(yīng)氣體從分離器上部排出，未反應(yīng)氣體(即甲醇弛放氣)通過 PSA提純裝置回收其中的氫，該氫氣返回合成系統(tǒng)。提氫后的解吸尾氣用作TSA再生用氣。(7)、廢氣處理
全系統(tǒng)廢氣收集去廢氣處理系統(tǒng)，處理后的廢氣達(dá)標(biāo)排放，廢渣可銷售。
權(quán)利要求
1.一種以電石爐尾氣和氯酸鈉尾氣和/或其它含氫氣源為原料制甲醇和二甲醚的方法，其主要步驟包括粗凈化步驟、變溫吸附(TSA)步驟、變壓吸附(PSA)步驟、精凈化步驟、 混合和壓縮步驟、合成甲醇和甲醇生成二甲醚步驟；甲醇合成弛放氣提氫步驟和廢氣處理步驟；其中所述粗凈化步驟是指脫除電石爐尾氣中的無機(jī)硫、部分有機(jī)硫、磷化物、氰化物；所述變溫吸附(TSA)步驟是指電石爐尾氣中大部分的S、P、As、F及氰化物、氮氧化物雜質(zhì)被吸附劑選擇性吸附，H2、O2、N2、CH4、CO、O)2通過床層從吸附器頂部作為預(yù)凈化氣送至變壓吸附(PSA)步驟；所述變壓吸附(PSA)步驟是指電石爐尾氣中吸附量較小的弱吸附組分H2、02、N2, CH4, CO、CO2通過吸附劑床層輸出，電石爐尾氣中吸附量較大的強(qiáng)吸附雜質(zhì)組分S、P、As、F被吸附留在床層；所述精凈化步驟是指采用脫氧和脫硫劑對電石爐尾氣進(jìn)一步凈化，吸附后凈化氣硫 ^ 0. lppm，氧含量彡 0. 1% (vol%)；所述混合和壓縮步驟是指將上述精凈化后電石爐尾氣、來自界外的經(jīng)過凈化處理和加壓后的氯酸鈉尾氣和/或其它含氫氣源混合壓縮；所述合成甲醇和甲醇生成二甲醚步驟是指混合壓縮的步驟得到的氣體用于甲醇合成生成粗甲醇，粗甲醇進(jìn)一步脫水生產(chǎn)二甲醚或者精餾后得到甲醇產(chǎn)品；所述甲醇合成弛放氣提氫步驟是指在甲醇合成過程中未反應(yīng)氣體從分離器上部排出， 未反應(yīng)氣體(即甲醇弛放氣)通過PSA-H2裝置回收其中的氫氣，該氫氣返回合成系統(tǒng)，提氫后的解吸尾氣用作TSA再生用氣；所述廢氣處理步驟是指全系統(tǒng)廢氣收集去廢氣處理系統(tǒng)，處理后的廢氣達(dá)標(biāo)排放，廢渣收集銷售。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述粗凈化步驟采用的是PDS濕法脫硫，操作壓力為 0. 03 0. 6MPa,優(yōu)選0. 05 0. 15 MPa,操作溫度為5 40 "C,優(yōu)選25 ；35 °C。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述變溫吸附步驟吸附的溫度操作范圍為5 400C，優(yōu)選 25 ；35 "C。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述變壓吸附步驟的吸附的壓力操作范圍為0.5 2. OMPa,優(yōu)選 1. 0 1. 5 MPa。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述精凈化步驟采用的脫硫劑為特種活性炭脫硫劑，脫氧劑為鈀系脫氧催化劑。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述混合和壓縮步驟中氣體氫碳比為2 2.5。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述甲醇合成弛放氣提氫步驟中甲醇馳放氣提氫裝置的解吸氣先通過冷吹步驟吸附器，冷吹廢氣再經(jīng)換熱器升溫后進(jìn)入加熱步驟吸附器，用以吸附劑上的雜質(zhì)加熱沖洗脫附，再生廢氣經(jīng)廢氣總管進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述廢氣處理步驟中廢氣進(jìn)入余熱蒸汽發(fā)生器燃燒，產(chǎn)生蒸汽供給甲醇、二甲醚生產(chǎn)，余熱蒸汽發(fā)生器的排放煙氣采用雙堿法脫除其中硫、 磷、砷氧化物達(dá)標(biāo)后排放。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以電石爐尾氣和氯酸鈉尾氣及其它含氫氣源為原料制甲醇和二甲醚的方法，主要步驟包括電石爐尾氣經(jīng)過粗凈化、變溫吸附(TSA)和變壓吸附(PSA)凈化、與氯酸鈉尾氣及其它含氫氣源中提純的氫氣混合后得到甲醇合成氣，甲醇合成氣經(jīng)過合成反應(yīng)生成粗甲醇，粗甲醇進(jìn)一步脫水生產(chǎn)二甲醚或者精餾后得到甲醇產(chǎn)品。該方法根據(jù)電石爐尾氣中CO含量高、而氯酸鈉尾氣及其它含氫氣源中氫含量高的特點，通過對電石爐尾氣和氯酸鈉尾氣有效的特殊處理后，作為更高價值的原料使用；達(dá)到綜合利用電石爐尾氣和氯酸鈉尾氣為原料制甲醇和二甲醚目的，最大化的利用電石爐尾氣和氯酸鈉尾氣及其它含氫氣源的有效能量，達(dá)到節(jié)能減排，變廢為寶，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。
文檔編號C07C41/09GK102516028SQ20111036486
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者冉世紅, 冉崇慧, 彭奕, 楊先忠, 王小勤, 黃維柱 申請人:四川天一科技股份有限公司