一种减少co2排放的生产合成气的工艺方法及系统
技术领域
1.本发明属于煤化工技术领域，特别涉及一种减少co2排放的生产合成气的工艺方法及系统。


背景技术：

2.目前，化工行业（石油加工及炼焦业与化学原料和化学制品制造业）的碳排放量约5亿吨，从总量看化工并非首当其冲的行业。但从强度看，化工的单位收入碳排放量高于工业行业平均水平；且不同区域由于经济结构、能源结构及发展水平的不同，面临差异化的压力，使得化工行业在部分地区可能会面临来自碳排放的发展桎梏。
3.煤化工是以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体产品或半产品，而后进一步加工成化工、能源产品的过程。煤化工主要包括煤的气化、液化、干馏和电石乙炔化工等。其中，煤的气化在煤化工中占有重要地位。
4.在煤化工中，利用煤气生产液氨、甲醇、烯烃以及氢气产品时，煤气中的h2与co的比例或纯度并不能满足合成装置的需要，因而粗煤气需经变换反应调整h2和co的相对含量、并经过合成气净化工序脱除全部的h2s及多余的co2。经过测算，在煤制合成氨和甲醇工业中，不考虑公用工程及用电产生的碳排放，吨氨的生产过程需要排放co2约4.22吨，吨甲醇产生的二氧化碳约2.13吨。我国合成氨产能约6000万吨，每年约排放二氧化碳近2亿吨，甲醇产能（含以甲醇为原料的烯烃，以甲醇计）约8000万吨，每年也会产生约1.6吨的二氧化碳。
5.因此，发明一种减少co2排放的生产合成气的工艺方法及系统来解决上述问题很有必要。
6.

技术实现要素：

7.针对上述问题，本发明提供了一种减少co2排放的生产合成气的工艺方法及系统，着眼于解决煤化工生产合成气中二氧化碳排放量过大的问题，实现合成气生产过程中的低碳排放，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种减少co2排放的生产合成气的工艺方法，包括以下步骤：第一煤气化装置接收空分装置产生的一部分氧气，第一煤气化装置利用氧气和外置煤储运装置送来的煤发生气化反应，生成粗合成气a；变换装置接收粗合成气a和粗合成气b汇合后的气体，变换装置将汇合后的气体转化形成的粗合成气c通入合成气净化装置；合成气净化装置去除粗合成气c中的杂质后，调节粗合成气c的比例形成的粗合成气d，并将粗合成气d通向外置用户。
9.进一步的，所述粗合成气a为一氧化碳、氢气和二氧化碳的混合气体；
所述粗合成气b为第二煤气化装置内部产生的气体；所述粗合成气c为一氧化碳和氢气一定比例的合成气体；所述粗合成气d为一氧化碳和氢气合适比例的合成气体。
10.进一步的，所述合成气净化装置去除粗合成气c中的杂质包括：变换装置将粗合成气c通入合成气净化装置内部；合成气净化装置脱去粗合成气c中的硫化氢、二氧化碳以及其它杂质；合成气净化装置将硫化氢以及其它杂质通入硫回收装置，并将二氧化碳通入到第二煤气化装置内部。
11.进一步的，所述粗合成气a和粗合成气b混合后通入变换装置内部包括：第二煤气化装置利用合成气净化装置通入二氧化碳以及空分装置提供的一部分氧气作为气化剂，与外置兰炭装置送来的兰炭发生气化反应，生成粗合成气b；通过增压或减压的方式改变粗合成气b或粗合成气a的气压，实现二者在变换装置前的汇合，二者汇合后通入变换装置。
12.进一步的，所述第一煤气化装置为传统的煤气化装置，包括但不限于粉煤气化装置、水煤浆气化装置；所述第二煤气化装置为新型的煤气化装置，利用二氧化碳、氧气、水蒸气和碳粉在高温下反应生成一氧化碳和氢气。
13.本发明还提供一种减少co2排放的生产合成气的工艺系统，包括：第一煤气化装置：用于接收空分装置产生的一部分氧气，并利用氧气和外置煤储运装置送来的煤发生气化反应，生成粗合成气a；变换装置：用于接收粗合成气a和粗合成气b汇合的气体，并将汇合后的气体转化形成的粗合成气c通入合成气净化装置；合成气净化装置：用于去除粗合成气c中的杂质后，调节粗合成气c的比例形成的粗合成气d，并将粗合成气d通向外置用户。
14.进一步的，所述变换装置包括第二煤气化装置和混合装置；所述第二煤气化装置，用于利用合成气净化装置通入二氧化碳以及空分装置提供的一部分氧气作为气化剂，与外置兰炭装置送来的兰炭发生气化反应，生成粗合成气b；所述混合装置，用于通过增压或减压的方式改变粗合成气b或粗合成气a的气压，实现二者在变换装置前的汇合，二者汇合后通入变换装置。
15.进一步的，所述合成气净化装置包括去杂质装置和回收装置；所述去杂质装置，用于脱去粗合成气c中的硫化氢、二氧化碳以及其它杂质；所述回收装置，用于将硫化氢以及其它杂质通入硫回收装置，并将二氧化碳通入到第二煤气化装置内部。
16.本发明的技术效果和优点：1、本发明通过将第二煤气化装置与第一煤气化装置完美耦合，将合成气净化装置中产生的二氧化碳废气通入第二煤气化装置内部，第二煤气化装置以二氧化碳和氧气作为气化剂的氧化剂之一参与气化反应，从而减少单位产品中兰炭的消耗量，提高了碳的利用率，更重要的是，大大降低了生产合成气所排放的二氧化碳含量，以达到解决煤化工生产合成气中二氧化碳排放量过大的问题，实现合成气生产过程中的低碳排放。
17.2、本发明通过通过增压或减压的方式改变粗合成气b或粗合成气a的气压，实现二者在变换装置前的汇合，使得粗合成气b和粗合成气a汇合后的气体适配于变换装置，避免不同气压的粗合成气b和粗合成气a汇合导致变换装置在转换过程中损坏，确保变换装置的工作快捷性。
18.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1示出了本发明实施例的减少co2排放的生产合成气的工艺步骤示意图；图2示出了本发明实施例的减少co2排放的生产合成气的工艺流程示意框图。
具体实施方式
21.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.本发明提供了一种减少co2排放的生产合成气的工艺方法，如图1
‑
2所示，包括以下步骤：步骤一：第一煤气化装置接收空分装置产生的一部分氧气，第一煤气化装置利用氧气和外置煤储运装置送来的煤发生气化反应，生成粗合成气a。
23.所述第一煤气化装置为传统的煤气化装置，包括但不限于粉煤气化装置、水煤浆气化装置。利用第一煤气化装置产生粗合成气a时，可以利用传统的煤气化设备，将煤和氧气进行反应，从而生成一氧化碳、氢气和二氧化碳的混合气体，即粗合成气a。
24.步骤二：变换装置接收粗合成气a和粗合成气b汇合后的气体，变换装置将汇合后的气体转化形成的粗合成气c通入合成气净化装置。
25.粗合成气b为第二煤气化装置内部产生的气体，所述第二煤气化装置为新型的煤气化装置，利用二氧化碳、氧气、水蒸气和碳粉在高温下反应生成一氧化碳和氢气，即第二煤气化装置利用合成气净化装置通入二氧化碳以及空分装置提供的一部分氧气作为气化剂，与外置兰炭装置送来的兰炭发生气化反应，生成粗合成气b。第二煤气化装置产生的粗合成气b主要由合成气净化装置提供二氧化碳原料，且第二煤气化装置的生产能力需要根据合成气净化装置分离出来的二氧化碳产量来确定，降低了单位产品的煤炭的消耗量，提高了碳的利用率，降低了生产合成气所释放的二氧化碳含量。
26.通过增压或减压的方式改变粗合成气b或粗合成气a的气压，实现二者在变换装置前的汇合，二者汇合后通入变换装置。第二煤气化装置产生的粗合成气a和第二煤气化装置
来产生的粗合成气b的压力可能不同，当压力不同时，根据变换装置的操作需求，通过增压系统或减压系统改变粗合成气b或粗合成气a的压力，实现两者在变换装置前的汇合并送入变换装置内部，保证粗合成气a和粗合成气b的压力同步。
27.步骤三：合成气净化装置去除粗合成气c中的杂质后，调节粗合成气c的比例形成的粗合成气d，并将粗合成气d通向外置用户。
28.所述粗合成气c为一氧化碳和氢气一定比例的合成气体；一定比例的粗合成气c包括一定的杂质，且一氧化碳和氢气的比例不适合外置用户使用。
29.所述粗合成气d为一氧化碳和氢气合适比例的合成气体。粗合成气d主要为一氧化碳和氢气，能够适配于外置用户，而外置用户包括但不限于合成氨装置，甲醇装置，乙二醇装置。
30.去除粗合成气c的杂质时，变换装置将粗合成气c通入合成气净化装置内部；合成气净化装置脱去粗合成气c中的硫化氢、二氧化碳以及其它杂质；合成气净化装置将硫化氢以及其它杂质通入硫回收装置，并将二氧化碳通入到第二煤气化装置内部。其中，合成气净化装置包括但不限于低温甲醇洗技术，主要通过合成气净化装置对粗合成气c中的杂质进行去除，保证一氧化碳和氢气的浓度。
31.本发明还提供一种减少co2排放的生产合成气的工艺系统，包括：第一煤气化装置：用于接收空分装置产生的一部分氧气，并利用氧气和外置煤储运装置送来的煤发生气化反应，生成粗合成气a；变换装置：用于接收粗合成气a和粗合成气b汇合的气体，并将汇合后的气体转化形成的粗合成气c通入合成气净化装置；合成气净化装置：用于去除粗合成气c中的杂质后，调节粗合成气c的比例形成的粗合成气d，并将粗合成气d通向外置用户。
32.所述变换装置包括第二煤气化装置和混合装置；所述第二煤气化装置，用于利用合成气净化装置通入二氧化碳以及空分装置提供的一部分氧气作为气化剂，与外置兰炭装置送来的兰炭发生气化反应，生成粗合成气b；所述混合装置，用于通过增压或减压的方式改变粗合成气b或粗合成气a的气压，实现二者在变换装置前的汇合，二者汇合后通入变换装置。
33.所述合成气净化装置包括去杂质装置和回收装置；所述去杂质装置，用于脱去粗合成气c中的硫化氢、二氧化碳以及其它杂质；所述回收装置，用于将硫化氢以及其它杂质通入硫回收装置，并将二氧化碳通入到第二煤气化装置内部。
34.本发明通过将第二煤气化装置与第一煤气化装置完美耦合，将合成气净化装置中产生的二氧化碳废气通入第二煤气化装置内部，第二煤气化装置以二氧化碳和氧气作为气化剂的氧化剂之一参与气化反应，从而减少单位产品中兰炭的消耗量，提高了碳的利用率，更重要的是，大大降低了生产合成气所排放的二氧化碳含量，以达到解决煤化工生产合成气中二氧化碳排放量过大的问题，实现合成气生产过程中的低碳排放。
35.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。