一種甲醇制合成氣燃料的生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及甲醇的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，本發(fā)明涉及一種甲醇制合成氣燃 料的生產(chǎn)工藝。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 甲醇(結(jié)構(gòu)式CH30H)，其分子量為32. 04,常溫常壓下，純甲醇是無色、易揮發(fā)、易流 動的可燃液體。甲醇主要用作基本化工原料及溶劑。在替代燃料方面，甲醇直接用于燃料 或甲醇制二甲醚替代LPG石油氣。
[0004] 甲醇的元素組成％ (質(zhì)量分?jǐn)?shù)） C 37. 5% Η 12. 5% 0 50.0% 依據(jù)1. 〇g碳完全燃燒時可以釋放出33858KJ/kg的熱量，1. 0kg氫完全燃燒時可以釋 放出125400KJ/kg的熱量，計算結(jié)果，甲醇CH量在完全燃燒時可以釋放出熱量為28372KJ/ kg，與甲醇直接替代燃料的應(yīng)用熱值20083KJ/kg相比，僅為自身CH發(fā)熱量的71%，尚有29% 的CH熱量沒有被釋放出來，造成資源的浪費。
[0005] 在甲醇制二甲醚替代LPG石油氣燃料中，工業(yè)化生產(chǎn)需要1. 42質(zhì)量單位甲醇制 1. 〇質(zhì)量單位二甲醚，其余是水，而二甲醚的發(fā)熱量為28440KJ/kg，1. 42單位甲醇的發(fā)熱量 為40288KJ/kg，比較如下：
甲醇制二甲醚替代燃料，二甲醚燃料沒有把初始原料自身的CH熱量完全釋放出來，也 造成資源的浪費。
[0006] 如何提高甲醇的燃燒熱量，使甲醇自身的CH能量全部被釋放出來并轉(zhuǎn)化為熱量， 是國內(nèi)外學(xué)者的研究課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于有效克服上述技術(shù)的不足，提供一種甲醇制合成氣燃料的生產(chǎn) 工藝，通過將甲醇裂解為一氧化碳和氫氣的合成氣燃料，提高了甲醇的發(fā)熱量，達到了降低 燃料成本和節(jié)省能源的目的。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種甲醇制合成氣燃料的生產(chǎn)工藝，其改進之 處在于：該工藝包括以下的步驟： A、 選取甲醇作為原料； B、 將甲醇送至汽化室內(nèi)加熱，加熱溫度為120±10°C，使甲醇汽化，甲醇由液態(tài)轉(zhuǎn)化成 氣態(tài)； C、 將氣態(tài)的甲醇傳送至熱交換器內(nèi)，通過熱交換器加熱甲醇至200± 10°C; D、 加熱后的甲醇送至過熱器內(nèi)，進行進一步的加熱，其加熱溫度為310±10°C; E、 將加熱完成的氣態(tài)的甲醇傳送至反應(yīng)器內(nèi)，同時向反應(yīng)器內(nèi)加入反應(yīng)器催化劑，氣 態(tài)的甲醇在反應(yīng)器催化劑的作用下發(fā)生裂解反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣，發(fā)生裂解反應(yīng)時， 其反應(yīng)壓力< 0. 3MPa，空速為1.On\反應(yīng)器催化劑為銅基催化劑； F、 步驟E中發(fā)生裂解反應(yīng)后形成的熱氣流再次傳送至熱交換器內(nèi)，熱氣流的熱能量通 過熱交換器被汽化后的甲醇吸收，以增加甲醇的汽化溫度，降低熱氣流的溫度； G、 步驟E中發(fā)生裂解反應(yīng)后形成的即為合成氣燃料，該合成氣燃料在經(jīng)過步驟F的降 溫后，傳送至冷卻器內(nèi)進行進一步的降溫，冷卻至常溫后進入氣柜； H、 氣柜內(nèi)的合成氣燃料經(jīng)過減壓，傳送至工廠的工業(yè)燃燒器內(nèi)進行燃燒。
[0009] 本發(fā)明的有益效果在于：通過本發(fā)明的此種工藝，可將原料甲醇的發(fā)熱量由 20083KJ/kg被提高到28372KJ/kg，熱值被提高了 41%，達到了降低燃料成本和節(jié)省能源的 目的。
[0010] 【【附圖說明】】 圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
[0011] 【【具體實施方式】】 實施例1 參照圖1所示，本發(fā)明揭示的一種甲醇制合成氣燃料的生產(chǎn)工藝，具體的，該工藝包括 以下步驟： A、選取甲醇作為原料；精甲醇1000kg。
[0012] B、將甲醇送至汽化室內(nèi)加熱，加熱溫度為120°C，使甲醇汽化，甲醇由液態(tài)轉(zhuǎn)化成 氣態(tài)； C、 將氣態(tài)的甲醇傳送至熱交換器內(nèi)，通過熱交換器加熱甲醇至200°C; D、 加熱后的甲醇送至過熱器內(nèi)，進行進一步的加熱，其加熱溫度為310°C; E、 將加熱完成的氣態(tài)的甲醇傳送至反應(yīng)器內(nèi)，同時向反應(yīng)器內(nèi)加入反應(yīng)器催化劑，氣 態(tài)的甲醇在反應(yīng)器催化劑的作用下發(fā)生裂解反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣，發(fā)生裂解反應(yīng)時， 其反應(yīng)壓力< 0. 3MPa，空速為1.On\反應(yīng)器催化劑為銅基催化劑； F、 步驟E中發(fā)生裂解反應(yīng)后形成的熱氣流再次傳送至熱交換器內(nèi)，熱氣流的熱能量通 過熱交換器被汽化后的甲醇吸收，以增加甲醇的汽化溫度，降低熱氣流的溫度； G、 步驟E中發(fā)生裂解反應(yīng)后形成的即為合成氣燃料，該合成氣燃料在經(jīng)過步驟F的降 溫后，傳送至冷卻器內(nèi)進行進一步的降溫，冷卻至常溫后進入氣柜； H、 氣柜內(nèi)的合成氣燃料經(jīng)過減壓，傳送至工廠的工業(yè)燃燒器內(nèi)進行燃燒。
[0013] 1000kg甲醇轉(zhuǎn)化為C0+2H2，合成氣的熱量為28372000KJ，折算為20°C/天然氣的 熱值32900KJ/M3,產(chǎn)氣量為862M3,甲醇價格為2500元計時，等熱值替代天然氣的燃料成本 為2. 9元/M3,低于大部分城市的天然氣市場價格。
[0014] 實施例2 A、 選取甲醇作為原料； B、 將甲醇送至汽化室內(nèi)加熱，加熱溫度為11(TC，使甲醇汽化，甲醇由液態(tài)轉(zhuǎn)化成氣 態(tài)； C、 將氣態(tài)的甲醇傳送至熱交換器內(nèi)，通過熱交換器加熱甲醇至190°C; D、 加熱后的甲醇送至過熱器內(nèi)，進行進一步的加熱，其加熱溫度為300°C; E、 將加熱完成的氣態(tài)的甲醇傳送至反應(yīng)器內(nèi)，同時向反應(yīng)器內(nèi)加入反應(yīng)器催化劑，氣 態(tài)的甲醇在反應(yīng)器催化劑的作用下發(fā)生裂解反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣，發(fā)生裂解反應(yīng)時， 其反應(yīng)壓力< 0. 3MPa，空速為1.On\反應(yīng)器催化劑為銅基催化劑； F、 步驟E中發(fā)生裂解反應(yīng)后形成的熱氣流再次傳送至熱交換器內(nèi)，熱氣流的熱能量通 過熱交換器被汽化后的甲醇吸收，以增加甲醇的汽化溫度，降低熱氣流的溫度； G、 步驟E中發(fā)生裂解反應(yīng)后形成的即為合成氣燃料，該合成氣燃料在經(jīng)過步驟F的降 溫后，傳送至冷卻器內(nèi)進行進一步的降溫，冷卻至常溫后進入氣柜； H、 氣柜內(nèi)的合成氣燃料經(jīng)過減壓，傳送至工廠的工業(yè)燃燒器內(nèi)進行燃燒。
[0015] 實施例3 A、 選取甲醇作為原料； B、 將甲醇送至汽化室內(nèi)加熱，加熱溫度為130°C，使甲醇汽化，甲醇由液態(tài)轉(zhuǎn)化成氣 態(tài)； C、 將氣態(tài)的甲醇傳送至熱交換器內(nèi)，通過熱交換器加熱甲醇至210°C; D、 加熱后的甲醇送至過熱器內(nèi)，進行進一步的加熱，其加熱溫度為320°C; E、 將加熱完成的氣態(tài)的甲醇傳送至反應(yīng)器內(nèi)，同時向反應(yīng)器內(nèi)加入反應(yīng)器催化劑，氣 態(tài)的甲醇在反應(yīng)器催化劑的作用下發(fā)生裂解反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣，發(fā)生裂解反應(yīng)時， 其反應(yīng)壓力< 0. 3MPa，空速為1.On\反應(yīng)器催化劑為銅基催化劑； F、 步驟E中發(fā)生裂解反應(yīng)后形成的熱氣流再次傳送至熱交換器內(nèi)，熱氣流的熱能量通 過熱交換器被汽化后的甲醇吸收，以增加甲醇的汽化溫度，降低熱氣流的溫度； G、 步驟E中發(fā)生裂解反應(yīng)后形成的即為合成氣燃料，該合成氣燃料在經(jīng)過步驟F的降 溫后，傳送至冷卻器內(nèi)進行進一步的降溫，冷卻至常溫后進入氣柜； H、 氣柜內(nèi)的合成氣燃料經(jīng)過減壓，傳送至工廠的工業(yè)燃燒器內(nèi)進行燃燒。
[0016] 結(jié)合上述的各個實施例及相關(guān)數(shù)據(jù)可知，通過本發(fā)明的此種工藝，可將原料甲醇 的發(fā)熱量由20083KJ/kg被提高到28372KJ/kg，熱值被提高了 41%，達到了降低燃料成本和 節(jié)省能源的目的。
[0017] 以上所描述的僅為本發(fā)明的較佳實施例，上述具體實施例不是對本發(fā)明的限制。 在本發(fā)明的技術(shù)思想范疇內(nèi)，可以出現(xiàn)各種變形及修改，凡本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)以 上描述所做的潤飾、修改或等同替換，均屬于本發(fā)明所保護的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種甲醇制合成氣燃料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：該工藝包括以下的步驟： A、 選取甲醇作為原料； B、 將甲醇送至汽化室內(nèi)加熱，加熱溫度為120±10°C，使甲醇汽化，甲醇由液態(tài)轉(zhuǎn)化成 氣態(tài)； C、 將氣態(tài)的甲醇傳送至熱交換器內(nèi)，通過熱交換器加熱甲醇至200± 10°C; D、 加熱后的甲醇送至過熱器內(nèi)，進行進一步的加熱，其加熱溫度為310±10°C; E、 將加熱完成的氣態(tài)的甲醇傳送至反應(yīng)器內(nèi)，同時向反應(yīng)器內(nèi)加入反應(yīng)器催化劑，氣 態(tài)的甲醇在反應(yīng)器催化劑的作用下發(fā)生裂解反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣，發(fā)生裂解反應(yīng)時， 其反應(yīng)壓力< 0. 3MPa，空速為1.On\反應(yīng)器催化劑為銅基催化劑； F、 步驟E中發(fā)生裂解反應(yīng)后形成的熱氣流再次傳送至熱交換器內(nèi)，熱氣流的熱能量通 過熱交換器被汽化后的甲醇吸收，以增加甲醇的汽化溫度，降低熱氣流的溫度； G、 步驟E中發(fā)生裂解反應(yīng)后形成的即為合成氣燃料，該合成氣燃料在經(jīng)過步驟F的降 溫后，傳送至冷卻器內(nèi)進行進一步的降溫，冷卻至常溫后進入氣柜； H、 氣柜內(nèi)的合成氣燃料經(jīng)過減壓，傳送至工廠的工業(yè)燃燒器內(nèi)進行燃燒。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制合成氣燃料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟B 中，甲醇送至汽化室內(nèi)的加熱溫度為ll〇°C。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制合成氣燃料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟B 中，甲醇送至汽化室內(nèi)的加熱溫度為120°C。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制合成氣燃料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟B 中，甲醇送至汽化室內(nèi)的加熱溫度為130°C。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制合成氣燃料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟C 中，氣態(tài)的甲醇通過加熱器加熱至190°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制合成氣燃料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟C 中，氣態(tài)的甲醇通過加熱器加熱至200°C。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制合成氣燃料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟C 中，氣態(tài)的甲醇通過加熱器加熱至210°C。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制合成氣燃料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟D 為：加熱后的甲醇送至過熱器內(nèi)，進行進一步的加熱，其加熱溫度為300°C。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制合成氣燃料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟D 為：加熱后的甲醇送至過熱器內(nèi)，進行進一步的加熱，其加熱溫度為310°C。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制合成氣燃料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟 D為：加熱后的甲醇送至過熱器內(nèi)，進行進一步的加熱，其加熱溫度為320°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種甲醇制合成氣燃料的生產(chǎn)工藝，該工藝通過選取甲醇作為原料，甲醇被加熱汽化至120±10℃時通過熱交換器換熱提高到200±10℃，再通過過熱器進一步加熱至310±10℃，再將加熱完成的氣態(tài)的甲醇傳送至反應(yīng)器內(nèi)，甲醇在反應(yīng)器催化劑的作用下發(fā)生裂解反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣，產(chǎn)生的熱氣流的熱能量通過熱交換器被甲醇蒸汽所吸收，增加了甲醇汽化溫度，降低了熱氣流的溫度，反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱也得到了充分利用，熱氣流通過冷卻器被冷水冷卻至常溫后進入氣柜，常溫氣體被減壓至適當(dāng)?shù)膲毫笞鳛槿剂媳蝗紵?；本發(fā)明的有益效果是：甲醇的發(fā)熱量由原20083KJ/kg被提高到28372KJ/kg，熱值被提高了41%，達到了降低燃料成本和節(jié)省能源的目的。
【IPC分類】C01B3/26
【公開號】CN105460889
【申請?zhí)枴緾N201410432569
【發(fā)明人】李衛(wèi)教, 茅才明
【申請人】李衛(wèi)教, 茅才明
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2014年8月28日