专利名称：利用二氧化碳废气制造甲醇的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种甲醇合成生产工艺，特别是利用二氧化碳废气作原料与氢合成制造甲醇的新工艺。
随着科学技术的发展和人民生活的日益提高，甲醇的需要量愈来愈大。近年来已开始用于制造醋酸、氰基三醋酸钠盐、甲基叔丁基醚，同时，甲醇也作为燃料了逐步进入家庭，它将是21世纪的新兴燃料以代替石油产品。目前，我国绝大多数的甲醇生产厂家都是氮肥厂沿用以一氧化碳或低级烷烃这种宝贵燃料作为原料的传统工艺，即所谓“联醇”工艺，造气之后引出一部分净化气体去生产甲醇，在生产氮肥的同时生产甲醇，这样两种产品的产量相互受到制约。而且从锅炉、燃烧室烟囱或从塔顶放空的“废气”中含有宝贵碳氧元素而无法利用，而且造成环境的严重污染和能量的损失。为解决上述难题，我们特提出本发明的技术方案。
本发明目的提供一种利用二氧化碳废气作原料制造甲醇的新工艺，以达到变废为宝、减少环境污染的目的。
本发明的技术方案是这样实现的将工厂排放的二氧化碳废气回收净化后与按化学比例的氢气混合加热450～500℃转化成一氧化碳，CO与H2混合加压至5～30Mpa随即送入合成塔与氢气混合加热240℃～350℃，合成气通过铜基催化剂层反应和分离器分离生成甲醇，其反应式如下
上述的催化剂是用低温铜基催化剂，在使用甲醇与氧(燃烧)时生成二氧化碳和水，水再电解又变成氢和氧气，形成大的良性循环，其反应式如下
本发明与现有技术相比具有的优点①原料是利用工厂(如氮肥厂、氨厂、酒精厂、糖厂、酵母厂、水泥厂、石灰厂、炼油厂、焦化厂、钢铁厂、黄磷厂、电石厂、煤气厂等)排放的二氧化碳废气，经回收、净化与氢合成生成甲醇，故原料低廉，来源丰富，广泛易得。
②由于利用了放弃的“废气”，既解决了环境污染，又变废为宝，对增加能源来源有着现实和深远的意义。
③由于该制法是单独生产，可自成体系，工艺设计容易规范，产量规模不象“联醇”工艺那样，受到它种产品的制约。
④由于二氧化碳与氢合成的甲醇的热效应比一氧化碳与氢直接合成甲醇的热醇的热效应低，反应热的减少使合成反应温度易于控制，同时生成一个分子的水。由于水的热容量大，使反应温度比较平稳，有效地防止了催化剂的超温，而且，由于水分子的存在，有效地防止甲醇脱水生成醚类物质的倾向，减少了原料气体的损失，保证了甲醇的质量，由于气体中极性水分子存在对防止催化剂的衰老有好处。
⑤由于二氧化碳较一氧化碳的化学性质稳定、易液化、无毒，所以反应条件，(如，加热温度较低、施加压力也不高)、对设备要求不苛刻，能耗少，同时环境保护和劳动防护易于实施，工艺简便易行，投资少。
⑥由于该合成反应容易控制，故在同等的设备条件下，可提高甲醇的产量。
⑦在二氧化碳氛围中，避免催化剂中活性物质被破坏，延长了催化剂使用寿命。
⑧氢的来源了十分丰富，如电解水的氢氧站、氮肥厂、氨厂、煤气厂、电解食盐氯碱厂等，在制造氢的过程中，同时释放出大量的氧气可供工业上用和医用保健。
对附图的说明
图1是本发明的工艺流程图下面详细说明本发明的最佳实施例例1、将净化后的二氧化碳和氢气通过还原炉在500℃下转化成一氧化碳，经加压后随之送入合成塔，再与氢气混合在350℃和30Mpa压力下，一氧化碳和氢气通过催化剂层，反应生成粗甲醇，迅速送入分离器，使粗甲醇冷凝，未反应的一氧化碳和氢气经压缩又返回到压缩机和合成塔。冷凝的粗甲醇按需要进入初馏或精馏装置，得到符合品级的粗醇或精醇。
例2、将净化后的二氧化碳和氢气在还原炉内加热到500℃反应转化成一氧化碳，再与定量的氢气混合，送入透平压缩机，将其压至4～5Mpa后，送入合成塔，合成气加热至240℃在铜基催化剂作用下，反应生成甲醇。合成甲醇的反应热用以产生高压蒸汽，并作为透平压缩机的动力。合成塔出口含有甲醇气体与合成气换热后经分离器冷凝、经闪蒸罐闪蒸、初馏塔蒸馏、精馏塔精制即得纯甲醇。未反应的一氧化碳和氢气，经压缩机又回到合成塔，气体状态的精甲醇携带着热量进入再沸器，产生二次蒸汽的热源用以蒸馏过程，可节约热能。
权利要求
1.利用二氧化碳废气制造甲醇，其特征是利用二氧化碳作原料与按化学比例的氢气混合，加热450～500℃转化成一氧化碳，其反应式
CO再与H2混合加压至5～30Mpa，随即送入合成塔与氢气混合加热240～350℃，合成气通过铜基催化剂层反应和分离器分离生成甲醇，其反应式。
2.根据权利要求1所述的利用二氧化碳废气制造甲醇，其特征是上述的铜基催化剂是采用低温铜基催化剂，可提高甲醇的产量和质量，且延催化剂使用寿命。
3.根据权利要求1所述的利用二氧化碳废气制造甲醇，其特征是经分离器后未反应的一氧化碳与氢气的混合气又回到压缩机、合成塔，其反应热又得到二次利用，可减少污染、节约能量。
4.根据权利要求1所述的利用二氧化碳废气制造甲醇，其特征在于整个过程是良性封闭的、无污染的循环系统，反应式如下
上式中①二氧化碳与氢合成甲醇和水②水电解生成氢和氧③在使用甲醇时与氧(燃烧)生成二氧化碳和水。
全文摘要
本发明是利用二氧化碳废气制造甲醇的方法，属于甲醇合成技术领域，其特征是利用工厂排放的二氧化碳废气经回收净化并与氢气按比例混合后，送入还原炉加热，转化成一氧化碳，再与氢气混合加压后随即送入合成塔加热、催化，生成甲醇，按照质量要求进行初馏、精馏，即可得到符合品级的粗甲醇和精甲醇。本发明的技术方案为利用二氧化碳废气制造甲醇、为解决环境污染、为开拓新能源、为人类提供新鲜氧气，找到了一条新的途径。
文档编号C07C29/154GK1157281SQ9611417
公开日1997年8月20日 申请日期1996年12月30日 优先权日1996年12月30日
发明者王国良, 刘鸿逵, 李 杰, 刘宁杰, 张桂红, 杨卫 申请人:王国良, 刘鸿逵, 李 杰