本技術(shù)涉及甲醇制備的，具體涉及一種甲醇生產(chǎn)工藝及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、甲醇制備工藝主要有三種技術(shù)路線，一是生物質(zhì)氣化制甲醇，甲醇合成以co+h2反應為主；二是電解制氫耦合捕集二氧化碳制備甲醇，甲醇合成以co2+h2反應為主；三是生物質(zhì)氣化耦合電解制氫制備甲醇，甲醇合成以co+co2+h2反應為主。第三種技術(shù)路線耦合生物質(zhì)、風、光等資源，既可以解決生物質(zhì)資源相對有限、不易大量獲取的問題，又可以減少綠氫的用量，降低原料成本和運行成本。

2、生物質(zhì)氣化耦合電解制氫的過程中，由于可再生能源的隨機性、波動性、間歇性，經(jīng)常出現(xiàn)短期內(nèi)發(fā)電量大幅波動的情況，容易導致氫氣的供應量劇增或劇減。

3、針對上述現(xiàn)象，如果僅采用儲能與儲氫或電網(wǎng)調(diào)峰方式解決發(fā)電量波動問題，會顯著增加用電用氫成本，導致甲醇生產(chǎn)成本高昂。而如果為適應供氫量的波動性，大幅調(diào)節(jié)生物質(zhì)制合成氣以及甲醇合成的負荷，一旦調(diào)節(jié)不得當，容易造成因熱量未能及時移除而引起的超溫、大量未反應氣體急劇增加的風險；或者因反應負荷偏低，設(shè)備處于持續(xù)回流的運行工況，使得能耗偏高，對穩(wěn)定生產(chǎn)不利；極端情況下，低負荷下反應熱量無法維持，導致合成催化劑被反應生成的水浸泡導致?lián)p壞，無法繼續(xù)生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、面對新能源制氫量的大幅波動，為了穩(wěn)定甲醇合成工藝的運行負荷，實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)，本技術(shù)提出一種甲醇生產(chǎn)工藝及系統(tǒng)。本技術(shù)采用如下技術(shù)方案：

2、第一方面，本技術(shù)涉及一種甲醇生產(chǎn)工藝，所述工藝包括：

3、電解水制氫；

4、生物質(zhì)氣化：將生物質(zhì)原料進行氣化，制得原料氣；

5、還包括：

6、原料氣脫碳回收：脫除所述原料氣中的二氧化碳，并回收所述二氧化碳；

7、甲醇合成：將其中一股回收的二氧化碳、電解水產(chǎn)生的氫氣和脫除二氧化碳后的原料氣進行甲醇合成，生成粗甲醇和馳放氣。

8、作為可選的，所述原料氣脫碳回收還包括：將另一股回收的二氧化碳作為載氣返回所述生物質(zhì)氣化。

9、作為可選的，所述甲醇合成之后，還包括：

10、馳放氣回收：將所述馳放氣進行分離，得到氫氣和尾氣，將分離得到的氫氣作為甲醇合成原料進行甲醇合成。

11、作為可選的，所述馳放氣回收還包括：

12、將所述一部分尾氣進行pox轉(zhuǎn)化反應，生成一氧化碳和氫氣，并將生成的一氧化碳和氫氣作為甲醇合成原料進行甲醇合成。

13、作為可選的，甲醇合成之前，還包括：

14、原料氣脫硫：將所述原料氣中的有機硫加氫轉(zhuǎn)化為硫化氫后，脫除所述硫化氫。

15、作為可選的，所述甲醇合成之后，還包括：

16、將所述粗甲醇的含水率控制在10～15wt％之間后，將粗甲醇進行精餾，得到甲醇產(chǎn)品。

17、第二方面，本技術(shù)還涉及一種甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)，用于實施上述甲醇生產(chǎn)工藝，上述所述生產(chǎn)系統(tǒng)包括氣化裝置、酸性氣脫除裝置、二氧化碳壓縮裝置、甲醇合成反應器和電解水制氫裝置；

18、所述電解水制氫裝置分別與所述氣化裝置、所述甲醇合成反應器連通；

19、所述氣化裝置、酸性氣脫除裝置和甲醇合成反應器依次連通；

20、所述酸性氣脫除裝置設(shè)有原料氣進口和二氧化碳出口；

21、所述二氧化碳壓縮裝置設(shè)有進氣口和出氣口；

22、所述二氧化碳壓縮裝置的進氣口與所述酸性氣脫除裝置的二氧化碳出口連通，所述二氧化碳壓縮裝置的出氣口與所述甲醇合成反應器連通。

23、作為可選的，所述氣化裝置設(shè)有載氣進口，所述二氧化碳壓縮裝置的出氣口還與所述氣化裝置的載氣進口連通。

24、作為可選的，所述甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)還包括中間緩沖罐和甲醇精餾單元；

25、所述甲醇合成反應器、所述中間緩沖罐和所述甲醇精餾單元依次連通。

26、作為可選的，所述甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)還包括氫氣回收裝置；所述甲醇合成反應器設(shè)有出氣口；所述氫氣回收裝置與所述甲醇合成反應器的出氣口連通。

27、作為可選的，所述甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)還包括pox轉(zhuǎn)化裝置；所述氫氣回收裝置設(shè)有尾氣出口，所述pox轉(zhuǎn)化裝置設(shè)有進氣口和出氣口；所述氫氣回收裝置的尾氣出口與所述pox轉(zhuǎn)化裝置的進氣口連通；所述pox轉(zhuǎn)化裝置的出氣口與所述甲醇合成反應器連通。

28、作為可選的，所述甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)還包括有機硫轉(zhuǎn)化裝置；所述有機硫轉(zhuǎn)化裝置設(shè)有進氣口和出氣口；所述有機硫轉(zhuǎn)化裝置的進氣口與所述氣化裝置連通，所述有機硫轉(zhuǎn)化裝置的出氣口與所述酸性氣脫除裝置的原料氣進口連通。

29、綜上所述，本技術(shù)較現(xiàn)有技術(shù)而言的有益效果包括：

30、1、本發(fā)明提供的甲醇生產(chǎn)工藝，相較于將原料氣直接進行甲醇合成，本發(fā)明將甲醇合成的原料氣中的二氧化碳進行脫除并回收，回收的二氧化碳再單獨進入甲醇合成工藝。當電解水制氫供應量發(fā)生大幅波動時，可以通過調(diào)節(jié)進入甲醇合成工藝的二氧化碳的量，以適應供氫量的變化。因此，多余的氫氣可以和二氧化碳迅速反應，僅是粗甲醇產(chǎn)品的含水量增加，而溫度、壓力等生產(chǎn)參數(shù)保持穩(wěn)定，運行負荷保持在允許的操作彈性內(nèi)(50～100％)，有利于維持穩(wěn)定生產(chǎn)。且在生物質(zhì)的量不發(fā)生變化的情況下，生物質(zhì)氣化、原料氣脫碳工藝的負荷并沒有發(fā)生變化。從而，甲醇合成工藝的總運行負荷的波動幅度降低，能夠滿足穩(wěn)定生產(chǎn)的要求。

31、2、本發(fā)明在甲醇合成反應器和甲醇精餾單元之間設(shè)置多個中間緩沖罐，通過增加粗甲醇在中間緩沖罐的停留時間、調(diào)整中間緩沖罐的粗甲醇進料次序或采取倒罐操作，將去往甲醇精餾單元的粗甲醇含水率控制在10～15wt％之間，有利于降低粗甲醇含水率的波動對甲醇精餾的影響。

32、3、在供氫量不足時，甲醇合成所需的二氧化碳量也會隨之減少，本發(fā)明提供的甲醇生產(chǎn)工藝，從原料氣回收的二氧化碳除用作甲醇合成原料以外，還作為生物質(zhì)氣化的載氣，因此能夠充分利用進入甲醇合成以外的二氧化碳，能夠在促進生物質(zhì)氣化的同時減少二氧化碳排放量。

33、4、本發(fā)明通過對甲醇生產(chǎn)馳放氣中的氫氣進行回收，并進一步將回收的氫氣循環(huán)作為甲醇合成原料。從而實現(xiàn)對馳放氣的再利用，也有利于在電解水制氫工藝的供氫量急劇減少時，通過這部分氫氣進行補充，進一步對甲醇合成的運行負荷進行柔性控制。

34、5、生物質(zhì)氣化的原料氣中含有一定量的甲烷，是甲醇合成的惰性氣。本發(fā)明通過設(shè)置pox轉(zhuǎn)化反應，將甲烷轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣，既增加了甲醇合成的原料，又減少了甲醇合成回路的惰性組分。且在甲醇合成回路上設(shè)置pox轉(zhuǎn)化裝置轉(zhuǎn)化高濃度的甲烷，比在氣化裝置出口轉(zhuǎn)化較低濃度的甲烷所需的氧氣量更少，更加節(jié)能，要優(yōu)于設(shè)置在氣化裝置出口處。

35、6、本技術(shù)實施例中的甲醇生產(chǎn)工藝，無需采用一氧化碳變換反應調(diào)整合成氣的氫碳比。由于傳統(tǒng)一氧化碳變換工藝在增加氫氣量的同時，還增加了等摩爾量的二氧化碳，使得每噸甲醇生產(chǎn)過程co2排放量達到2.6～3.6噸。本發(fā)明通過采用其他方式進行氫氣補充，無需采用加壓和添加蒸汽的手段進行一氧化碳變換反應，有利于降低能耗，減少碳排放。

36、7、本技術(shù)實施例中的甲醇生產(chǎn)工藝，通過充分利用新能源發(fā)電制綠氫，能夠減少甲醇生產(chǎn)所需的生物質(zhì)用量。以純生物質(zhì)生產(chǎn)甲醇，每噸甲醇約消耗生物質(zhì)4噸，而采用新能源發(fā)電補充綠氫，生產(chǎn)每噸甲醇消耗的生物質(zhì)可以減少至1.7噸甚至更少，從而極大降低對生物質(zhì)的需求，盡可能多的消納新能源發(fā)電量；未來隨著綠氫成本降低，可以大幅降低甲醇成本。

37、8、本技術(shù)實施例中的甲醇生產(chǎn)工藝，將原料氣中的有機硫成分轉(zhuǎn)化為硫化氫后，再進行處理，能夠提高對原料氣中含硫成分的處理效率。