专利名称:一种两段法甲醇裂解制一氧化碳和氢气的工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于甲醇裂解的工艺领域，特别是甲醇裂解制CO和H2的工艺。
背景技术：
甲醇裂解制CO和H2有着广泛的应用领域，其中甲醇直接裂解成氢气和一氧化碳是比未裂解的甲醇和汽油更洁净和有效的燃料，可用作汽车和汽体涡轮机的燃料，其燃烧排放的尾气中氮氧化物的排放量降低了一个数量级；同时也为化工厂、制药厂、金属材料加工厂提供了一个简便而经济的一氧化碳及氢气来源。其反应为为一强吸热反应。
日本Mitsubishi Gas Chemical Co.Inc.等公司在此领域已申请不少专利，如JP09,286,602[97,286,602](Cl.C0183/22)，JP04,295,002[92,295,002](C1.C0183/56)，(chem.1ett.，1984(4)，543-6(Eng).)其相关专利均以不同催化体系作为申请对象，且反应过程都为一段法催化反应工艺路线。由于以前的工作均存在催化反应温度高，通常反应温度在260～320℃之间，而现有催化体系，尤其是Cu基催化剂在以上温度条件和高浓度CO气氛下，存在因烧结和结构改变而快速失活的问题；另外，以上催化体系的催化剂均在压力为0～0.2Mpa下分解，若压力进一步提高，其转化率下降较快。这些问题的出现，使得现有催化剂和工艺的工业化应用面临障碍。
发明内容
本发明的目的在于提供一种两段法甲醇裂解制一氧化碳和氢气新工艺，可使裂解压力提高到0.5～3.0Mpa，并降低了催化段的反应温度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为提供一种两段法甲醇裂解制一氧化碳和氢气的新工艺，其特征在于a、甲醇热裂解，热裂解反应器的操作温度为280～480℃；
b、将步骤a的产物进行催化裂解，催化裂解反应器的操作温度为160～300℃，压力为0.1～3.0Mpa，得到CO和H2。
所说的热裂解反应器为两个反应器并联，可切换操作。
本发明的有益效果为本发明不同于常规的一段法甲醇分解工艺，其甲醇转化率高，裂解压力提高到0.5～3.0Mpa，在同样液体空速的情况下，催化剂负荷小，催化反应温度降低，使催化剂使用寿命大大延长。采用本发明的工艺路线可达到，甲醇总转化率＞一段热裂解甲醇转化率加二段催化甲醇转化率。
图1为本发明两段法甲醇裂解制一氧化碳和氢气的工艺流程图。
其中A、A′为热裂解反应器，B为热交换器，C为固定床催化反应器，1为甲醇贮罐，2为甲醇加压计量泵，3为裂解气冷却器。
具体实施方式
下面对本发明进行详细描述本发明采用的催化剂为Cu/Zn/Al、Cu/Ni/Al、Pd/Al2O3等体系，根据以前专利所述催化剂制备方法自制而成。
采用的流程见附图图1。首先将工业甲醇经计量泵计量并加压得到规定压力甲醇(1)，甲醇(1)经裂解器冷却器3和热交换器B预热得到甲醇蒸汽(3)，并将甲醇蒸汽(3)引入热裂解器A或A′进行部分热裂解，得部分热裂解气(4)(CH3OH、CO、H2混合气)，将部分热裂解气(4)经热交换器B冷却到规定温度后，得部分热裂解气(5)，将部分裂解气(5)引入催化反应器C进行进一步的裂解得到裂解气(6)(CO、H2、少量甲醇等)，裂解气(6)经裂解冷却器冷却后得到裂解气(7)和冷凝液(8)。
实施例如下(实施例均在同一类甲醇裂解催化剂上进行)例1、在液体空速1.0h-1，压力1.0MPa的条件下，催化剂装量为120ml，连续反应100h后取样，结果如下
例2、在液体空速1.0h-1，压力1.0MPa的条件下，催化剂用惰性陶瓷拉西环120ml代替，连续反应100h后取样，结果如下
结合例1、例2可见，在例1条件不存在热裂解过程，这时的热裂解炉作用相当于甲醇预热器的作用。
例3、在液体空速1.0h-1，压力1.0MPa的条件下，催化剂装量为120ml，连续反应100h后取样，结果如下
例4、在液体空速1.0h-1，压力1.0MPa的条件下，催化剂装量为120ml，连续反应100h后取样，结果如下
例5、在液体空速1.0h-1，压力1.0MPa的条件下，催化剂装量为120ml，连续反应100h后取样，结果如下
例6、在液体空速1.0h-1，压力1.0MPa的条件下，催化剂装量为120ml，连续反应100h后取样，结果如下
例7、在液体空速1.0h-1，压力1.0MPa的条件下，催化剂装量为120ml，连续反应100h后取样，结果如下
在高温(＞270℃)、高浓度CO的条件下，目前的甲醇裂解催化剂，尤其是Cu基甲醇裂解催化剂将加速失活。
权利要求
1.一种两段法甲醇裂解制一氧化碳和氢气的工艺，其特征在于a、甲醇热裂解，热裂解反应器的操作温度为280～480℃；b、将步骤a的产物进行催化裂解，催化裂解反应器的操作温度为160～300℃，压力为0.1～3.0MPa，得到CO和H2。
2.根据权利要求
1所述的两段法甲醇裂解制一氧化碳和氢气的工艺，其特征在于所述的热裂解反应器为两个反应器并联，切换操作。
3.根据权利要求
1所述的两段法甲醇裂解制一氧化碳和氢气的工艺，其特征在于首先将工业甲醇经计量泵计量并加压得到规定压力甲醇(1)，甲醇(1)经裂解气冷却器3和热交换器B预热得到甲醇蒸汽(3)，并将甲醇蒸汽(3)引入热裂解器A或A′进行部分热裂解，得部分热裂解气(4)，将部分热裂解气(4)经热交换器B冷却到规定温度后，得部分热裂解气(5)；将部分热裂解气(5)引入催化裂解反应器C进行进一步裂解得到裂解气(6)，裂解气(6)经裂解冷却器冷却后得到裂解气(7)和冷凝液(8)。
专利摘要
一种两段法甲醇裂解制取一氧化碳和氢气的新工艺，属于甲醇裂解的技术领域：
。所说的两段法是一段热裂解过程，二段催化裂解过程。本工艺具有甲醇裂解转化率高、改善催化剂使用条件，延长催化剂寿命的特点。相应的工艺主要为两个热交换器，一个热裂解反应器，一个催化裂解反应器。甲醇经过预热后，然后进入热裂解反应器部分热裂解，热裂解的尾气经热交换器降温至反应温度后引入催化裂解反应器，从催化裂解反应器流出的尾气为H
文档编号C01B3/22GKCN1308222SQ00132034
公开日2007年4月4日 申请日期2000年11月30日
发明者蒋毅, 程极源, 陈君和, 王华明, 肖颖 申请人:中国科学院成都有机化学研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (1),