CN106946254A - 一种乙二醇生产过程一氧化碳气体催化脱氢的改进方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种乙二醇生产过程一氧化碳气体催化脱氢的改进方法，一氧化碳气体浓度≥98.5%，氢气浓度≤1.5%，采用甲烷化方法去除氢气，使氢气浓度≤1ppm，采用活性中心优先吸附氢气的氢甲烷化催化剂，甲烷化操作温度控制在400℃以下；甲烷化气降温后送草酸二甲酯工序，一氧化碳循环气甲烷浓度接近或达到3%时，将部分循环气引出，采用吸附法或膜法分离去除甲烷，循环气升压送回草酸二甲酯生产系统。
Description
技术领域
本发明涉及化工、节能、环保领域，是一种有效减少乙二醇生产过程能耗的方法。
背景技术
煤制乙二醇生产过程中，若采用吸附法分离，容易使一氧化碳气体中混有0.2~1.5%的氢气。
一氧化碳气体中氢气的去除方法通常是采用加氧催化氧化脱除法和吸附分离法。
一氧化碳气体中加入氧气，催化氧化其中氢气需要使用贵金属催化剂，催化剂昂贵，使用寿命短。而且催化氧化氢气过程中，会使部分一氧化碳氧化成二氧化碳，造成一氧化碳得率偏小。氧化气冷却脱水、脱除二氧化碳后，送草酸二甲酯生产过程，该过程投资大，操作复杂。
一氧化碳中的氢气采用专门的吸氢材料，设立两个以上的吸附塔，可将氢气浓度降到≤1ppm，吸氢材料达到一定饱和度后，切换吸附塔，使用氧气高温再生吸氢后的吸附剂，由此往复使用，达到分离氢气的目的，该过程吸附剂再生后有一定程度的失活，吸附剂活化过程操作难度大，稍有不慎将可能直接损坏吸附剂活性表面。吸附剂损坏后，更换吸附剂麻烦。吸附剂昂贵，投资大。
甲烷化过程是合成氨生产过程中净化合成气中一氧化碳常用的方法，该甲烷化在大量氢气存在的情况下，一氧化碳、二氧化碳与氢气催化反应，生成甲烷。由此把一氧化碳、二氧化碳浓度各自降到≤5ppm。一氧化碳与二氧化碳优先吸附在催化活性中心，氢气再与活性中心的一氧化碳、二氧化碳反应，生成甲烷，由此达到净化一氧化碳的目的。若氢气优先吸附在催化活性中心，则一氧化碳、二氧化碳净化难度就很大，难以将浓度都降到≤5ppm。因此，选择优先吸附一氧化碳、二氧化碳的活性中心是该过程的必然方法。我们把这种甲烷化过程称为氧化碳甲烷化。
发明内容
本发明是一种乙二醇生产过程中，一氧化碳气体催化脱氢的改进方法，一氧化碳气体浓度≥98.5%，氢气浓度≤1.5%，采用甲烷化方法去除氢气。甲烷化条件温和，操作温度可控制在≤400℃，采用催化活性中心优先吸附氢气的催化剂，这种甲烷化过程称为氢甲烷化。通过氢甲烷化过程降低一氧化碳中的氢气浓度，实现脱除氢气的目的，氢气浓度可降到≤1ppm。甲烷化出口温度高于草酸二甲酯生产系统温度，降温送入草酸二甲酯生产系统。
氢甲烷化过程生成的甲烷混入一氧化碳送草酸二甲酯生产系统，甲烷不参与反应，成为惰性气体。当甲烷浓度≥3%会妨碍一氧化碳转化，需要引出部分循环气。采用吸附法或膜法分离去除甲烷，脱甲烷循环气升压后送回草酸二甲酯生产系统。
实施例1
乙二醇生产系统，一氧化碳采用变压吸附法获得一氧化碳，一氧化碳气体中含有0.2%氢气，温度60℃，加热气体温度达到200~300℃，氢气首先吸附在甲烷化催化剂活性中心，一氧化碳气体进入甲烷化催化剂活性中心与氢气反应，生成甲烷，氢气浓度降到≤1ppm，甲烷浓度达到0.067%。将含甲烷的气体送到草酸二甲酯工序，部分转化一氧化碳后，甲烷被浓缩，循环气体中甲烷浓度达到或接近3%时，引出部分循环气体，使用膜分离或变压吸附脱除甲烷，一氧化碳中甲烷浓度低于0.067%，送入循环气。
实施例2
乙二醇生产系统，一氧化碳采用变压吸附法获得一氧化碳，一氧化碳气体中含有0.6%氢气，温度60℃，加热气体温度达到200~300℃，氢气首先吸附在甲烷化催化剂活性中心，一氧化碳气体进入甲烷化催化剂活性中心与氢气反应，生成甲烷，氢气浓度降到≤1ppm，甲烷浓度达到0.2%。将含甲烷的气体送到草酸二甲酯工序，部分转化一氧化碳后，甲烷被浓缩，循环气体中甲烷浓度达到或接近3%时，引出部分循环气体，使用膜分离或变压吸附脱除甲烷，一氧化碳中甲烷浓度低于0.2%，送入循环气。
实施例3
乙二醇生产系统，一氧化碳采用变压吸附法获得一氧化碳，一氧化碳气体中含有1.5%氢气，温度60℃，加热气体温度达到200~300℃，氢气首先吸附在甲烷化催化剂活性中心，一氧化碳气体进入甲烷化催化剂活性中心与氢气反应，生成甲烷，氢气浓度降到≤1ppm，甲烷浓度达到0.5%。将含甲烷的气体送到草酸二甲酯工序，部分转化一氧化碳后，甲烷被浓缩，循环气体中甲烷浓度达到或接近3%时，引出部分循环气体，使用膜分离或变压吸附脱除甲烷，一氧化碳中甲烷浓度低于0.5%，送入循环气。
该法脱除氢气过程中一氧化碳的损失最大只有0.5%。与一氧化碳中氢气的浓度相关。
Claims (1)
1.一种乙二醇生产过程一氧化碳气体催化脱氢的改进方法，其特征在于：一氧化碳气体浓度≥98.5%，氢气浓度≤1.5%，采用甲烷化方法去除氢气，使氢气浓度≤1ppm，采用活性中心优先吸附氢气的氢甲烷化催化剂，甲烷化操作温度控制在400℃以下；甲烷化气降温后送草酸二甲酯工序，一氧化碳循环气甲烷浓度接近或达到3%时，将部分循环气引出，采用吸附法或膜法分离去除甲烷，循环气升压送回草酸二甲酯生产系统。
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