低碳醇合成工藝及低碳醇合成系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種低碳醇合成工藝及低碳醇合成系統(tǒng)。該低碳醇合成系統(tǒng)包括順次連通的原料氣處理模塊、低碳醇合成模塊和產(chǎn)品處理模塊，原料氣處理模塊包括原料氣壓縮機(jī)組和原料氣加熱單元，原料氣壓縮機(jī)組的出氣口連通至原料氣加熱單元的進(jìn)氣口；低碳醇合成模塊包括低碳醇合成器，低碳醇合成器的進(jìn)氣口與原料氣加熱單元的出氣口連通；產(chǎn)品處理模塊包括低碳醇分離部，低碳醇分離部包括低碳醇分離器，低碳醇分離器包括低碳醇分離器入口，低碳醇分離器入口連通至低碳醇合成器的出氣口，低碳醇分離部具有用于引流低碳醇產(chǎn)品的出口。本發(fā)明專利技術(shù)的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了煤基混合氣高效轉(zhuǎn)化為低碳醇產(chǎn)品的目的，以及實(shí)現(xiàn)了潔凈利用煤炭資源的目的。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及煤化工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種低碳醇合成工藝及低碳醇合成系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，原油供應(yīng)日趨緊張，而原油的替代燃料甲醇在使用性能上有很多不足，C2+低碳醇可直接替代石油、煤等傳統(tǒng)能源，也可直接加入到汽油中，替代汽油，并增強(qiáng)汽油的理化性能，從而增長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。而且C2+低碳醇的熱值燃燒值高于生物乙醇，在目前油價(jià)日漸上漲的階段，C2+低碳醇的前景巨大。在現(xiàn)有技術(shù)中，甲醇燃料的生產(chǎn)技術(shù)雖然較為成熟，但它作為車用燃料卻存在重要缺陷。(I)甲醇燃料與汽油的混溶性較差，相分離嚴(yán)重。(2)甲醇燃料對(duì)金屬、橡膠、合成塑料等材料有腐蝕作用。(3)甲醇燃料與現(xiàn)行的車用燃料系統(tǒng)不相匹配。尤其是最后一點(diǎn)，其是普及應(yīng)用甲醇燃料的主要障礙。而C 2+低碳醇則不存在上述問(wèn)題。因此，開發(fā)替代甲醇的燃料，例如高附加值的C2+低碳醇的技術(shù)日益引起人們的關(guān)注，C2+低碳醇技術(shù)有望成為降低人們對(duì)石油的依賴程度，實(shí)現(xiàn)合成氣高效轉(zhuǎn)化，以及潔凈利用煤炭資源的主要途徑之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)旨在提供一種低碳醇合成工藝及低碳醇合成系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用產(chǎn)生的一氧化碳與氫氣混合后的原料氣合成高效的低碳醇燃料來(lái)替代甲醇燃料的技術(shù)問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種低碳醇合成系統(tǒng)，包括順次連通的原料氣處理模塊、低碳醇合成模塊和產(chǎn)品處理模塊，其中，原料氣處理模塊包括用于對(duì)原料氣進(jìn)行增壓的原料氣壓縮機(jī)組和用于加熱原料氣的原料氣加熱單元，原料氣壓縮機(jī)組的出氣口連通至原料氣加熱單元的進(jìn)氣口 ；低碳醇合成模塊包括低碳醇合成器，低碳醇合成器的進(jìn)氣口與原料氣加熱單元的出氣口連通；產(chǎn)品處理模塊包括低碳醇分離部，低碳醇分離部包括低碳醇分離器，其中，低碳醇分離器包括低碳醇分離器入口，低碳醇分離器入口連通至低碳醇合成器的出氣口，低碳醇分離部具有用于引流低碳醇產(chǎn)品的出口。進(jìn)一步地，原料氣加熱單元包括原料氣加熱器，原料氣加熱器的進(jìn)氣口連通至原料氣壓縮機(jī)組的出氣口，原料氣加熱器的出氣口連通至低碳醇合成器的進(jìn)氣口。進(jìn)一步地，原料氣加熱單元還包括氣氣換熱裝置，氣氣換熱裝置包括第一連通口、第二連通口、第三連通口和第四連通口，第一連通口與原料氣加熱器的出氣口連通，第二連通口與低碳醇合成器的進(jìn)氣口連通，第三連通口與低碳醇合成器的出氣口連通，第四連通口連通至產(chǎn)品處理模塊上，氣氣換熱裝置用于使低碳醇合成器輸出的熱的合成混合物與原料氣換熱。進(jìn)一步地，原料氣處理模塊還包括脫硫槽，脫硫槽的進(jìn)氣口與原料氣壓縮機(jī)組的出氣口連通，脫硫槽的出氣口與原料氣加熱器的進(jìn)氣口連通。進(jìn)一步地，低碳醇合成模塊還包括蒸汽調(diào)節(jié)裝置，蒸汽調(diào)節(jié)裝置根據(jù)低碳醇合成器內(nèi)的溫度與壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽放空量以調(diào)節(jié)低碳醇合成器內(nèi)的溫度和壓力。進(jìn)一步地，低碳醇分離部還包括一級(jí)分離器，一級(jí)分離器包括分離器進(jìn)氣口、分離器第一出口和分離器第二出口，分離器進(jìn)氣口與低碳醇合成器的出氣口連通，分離器第一出口連通至低碳醇分離器的入口，分離器第二出口連通至低碳醇合成系統(tǒng)的蠟產(chǎn)品裝置。進(jìn)一步地，產(chǎn)品處理模塊還包括輕油產(chǎn)品分離部，輕油產(chǎn)品分離部連通至低碳醇分離部。進(jìn)一步地，低碳醇分離器還包括低碳醇分離器第一出口和低碳醇分離器第二出口，低碳醇分離器的入口連通至一級(jí)分離器的分離器第一出口，低碳醇分離器第一出口與輕油產(chǎn)品分離部的入口連通，低碳醇分離器第二出口用于輸出低碳醇產(chǎn)品。進(jìn)一步地，輕油產(chǎn)品分離部包括輕油分離器，輕油分離器包括輕油分離器入口、輕油分離器第一出口和輕油分離器第二出口，輕油分離器入口連通至低碳醇分離器第一出口，輕油分離器第一出口用于輸出剩余原料氣，輕油分離器第二出口用于輸出輕油副產(chǎn)品。進(jìn)一步地，輕油產(chǎn)品分離部還包括第三冷卻器，第三冷卻器的產(chǎn)品入口與低碳醇分離器第一出口連通，第三冷卻器的產(chǎn)品出口與輕油分離器入口連通，第三冷卻器的冷卻劑輸入口與用于輸入冷卻劑的進(jìn)冷卻劑管道連通，第三冷卻器的冷卻劑出口與用于回流冷卻劑的出冷卻劑管道連通。進(jìn)一步地，低碳醇合成系統(tǒng)還包括循環(huán)氣壓縮機(jī)組，循環(huán)氣壓縮機(jī)組的進(jìn)氣口與輕油分離器第一出口連通，循環(huán)氣壓縮機(jī)組的出氣口與原料氣加熱單元的原料氣管道連通。 進(jìn)一步地，低碳醇分離部還包括冷卻裝置，冷卻裝置包括冷卻入口和冷卻出口，冷卻入口與一級(jí)分離器的分離器第一出口連通，冷卻出口與低碳醇分離器的入口連通。進(jìn)一步地，冷卻裝置包括依次連通的第一冷卻器和第二冷卻器，第一冷卻器上設(shè)置有用于輸入冷卻循環(huán)水的循環(huán)水進(jìn)水管道，第一冷卻器上還設(shè)置有用于回流冷卻循環(huán)水的循環(huán)水回水管道，第二冷卻器的冷卻劑輸入口與用于輸送冷卻劑的進(jìn)冷卻劑管道連通，第二冷卻器的冷卻劑出口與用于回流冷卻劑的去冷卻劑管道連通。進(jìn)一步地，低碳醇合成器的進(jìn)氣口處設(shè)置有用于保護(hù)低碳醇合成器的自動(dòng)壓力安全閥。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供了一種低碳醇合成工藝，其特征在于，包括以下步驟，步驟S1:對(duì)輸入低碳醇合成系統(tǒng)的原料氣進(jìn)行加壓處理，使原料氣的加壓壓力處于預(yù)定壓力范圍內(nèi)；步驟S2:對(duì)加壓完成后的原料氣進(jìn)行加熱處理，使原料氣的加熱溫度處于第一預(yù)定溫度范圍內(nèi)；步驟S3:將加熱完成后的原料氣進(jìn)行低碳醇合成加工以生成合成混合物，使低碳醇合成加工過(guò)程中的反應(yīng)溫度保持在預(yù)定反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，并使低碳醇合成加工過(guò)程中的反應(yīng)壓力保持在預(yù)定反應(yīng)壓力范圍內(nèi)；步驟S4:從合成混合物中分離出低碳醇產(chǎn)品。進(jìn)一步地，反應(yīng)溫度為T反，2200C ^ T反(3000C。進(jìn)一步地，反應(yīng)壓力為P反，5.5Mpa彡P(guān)反彡7.5Mpa。進(jìn)一步地，在步驟S4中，經(jīng)過(guò)至少一次分離工藝獲得低碳醇產(chǎn)品。進(jìn)一步地，分離工藝包括一次分離工藝和二次分離工藝，一次分離工藝將合成混合物分離獲得包含低碳醇產(chǎn)品的一次分離合成混合物和蠟產(chǎn)品，一次分離合成混合物經(jīng)二次分離工藝獲得低碳醇產(chǎn)品和剩余混合物。進(jìn)一步地，在進(jìn)行二次分離工藝前，對(duì)一次分離合成混合物進(jìn)行冷卻處理，使一次分離合成混合物的溫度處于第二預(yù)定溫度范圍內(nèi)。進(jìn)一步地，分離工藝還包括三次分離工藝，三次分離工藝對(duì)經(jīng)過(guò)二次分離工藝獲得低碳醇產(chǎn)品后的剩余混合物進(jìn)行分離加工，并將分離獲得的輕油產(chǎn)品輸出，將分離獲得的部分剩余原料氣作為步驟S2的原料氣循環(huán)利用。進(jìn)一步地，在進(jìn)行冷卻處理的過(guò)程中，通過(guò)輸入冷卻劑對(duì)一次分離合成混合物進(jìn)行冷卻。應(yīng)用本專利技術(shù)的技術(shù)方案，將應(yīng)用產(chǎn)生的一氧化碳與氫氣混合的混合氣，即原料氣被輸送到低碳醇合成系統(tǒng)中，原料氣經(jīng)過(guò)原料氣壓縮機(jī)組增壓后被輸送到原料氣加熱器內(nèi)加熱，使得原料氣達(dá)到符合在低碳醇合成器內(nèi)進(jìn)行合成工藝的壓力和溫度的工藝要求，然后原料氣在低碳醇合成器中反應(yīng)合成低碳醇產(chǎn)品，但在合成低碳醇產(chǎn)品的過(guò)程中，也會(huì)伴隨有其他副產(chǎn)品合成，因此，在低碳醇合成器中完成合成工藝后，還需要經(jīng)過(guò)產(chǎn)品處理模塊將合成的合成混合物進(jìn)一步分離而得到低碳醇產(chǎn)品，其中，合成混合物在低碳醇分離裝置中被分離后獲得低碳醇產(chǎn)品。應(yīng)用本專利技術(shù)的技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)以煤基合成C2+低碳醇的目的，繼而實(shí)現(xiàn)以高效的C2+低碳醇燃料替代甲醇燃料的目的，從而降低了人們對(duì)石油的依賴程度，并實(shí)現(xiàn)了煤基混合氣高效轉(zhuǎn)化為低碳醇產(chǎn)品的目的，以及實(shí)現(xiàn)了潔凈利用煤炭資源的目的。【附圖說(shuō)明】構(gòu)成本專利技術(shù)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本專利技術(shù)的進(jìn)一步理解，本專利技術(shù)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本專利技術(shù)，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種低碳醇合成系統(tǒng)，其特征在于，包括順次連通的原料氣處理模塊、低碳醇合成模塊和產(chǎn)品處理模塊，其中，所述原料氣處理模塊包括用于對(duì)原料氣進(jìn)行增壓的原料氣壓縮機(jī)組(11)和用于加熱所述原料氣的原料氣加熱單元，所述原料氣壓縮機(jī)組(11)的出氣口連通至所述原料氣加熱單元的進(jìn)氣口；所述低碳醇合成模塊包括低碳醇合成器(21)，所述低碳醇合成器(21)的進(jìn)氣口與所述原料氣加熱單元的出氣口連通；所述產(chǎn)品處理模塊包括低碳醇分離部，所述低碳醇分離部包括低碳醇分離器(311)，其中，所述低碳醇分離器(311)包括低碳醇分離器入口，所述低碳醇分離器入口連通至所述低碳醇合成器(21)的出氣口，所述低碳醇分離部具有用于引流低碳醇產(chǎn)品的出口。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳秀章，盧衛(wèi)民，李水弟，王立志，謝君，張艷紅，郭勝好，蘇愛東，董栗英，彭曉春，戈軍，趙代勝，蔡麗娟，李藝，馬英民，房克功，王貴，王軍亭，路江，趙焰飛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：神華集團(tuán)有限責(zé)任公司，中國(guó)神華煤制油化工有限公司，中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11