DB13T 5939-2024煤制甲醇耦合綠氫碳減排技術(shù)規(guī)范

煤制甲醇耦合綠氫碳減排技術(shù)規(guī)范2024-03-02實施2024-03-02實施河北省市場監(jiān)督管理局發(fā)布I前言 1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14工藝流程及工藝參數(shù) 15廢棄物排放及處置 4本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由廊坊市市場監(jiān)督管理局提出。本文件起草單位：新奧科技發(fā)展有限公司。本文件主要起草人：毛燕東、蘆濤、付偉賢、馬麗榮、王俊美、汪國慶、鮑國英、崔曉東、周三、張正旺、苑麗麗、馮蘭英、王雁、張勃。1煤制甲醇耦合綠氫碳減排技術(shù)規(guī)范1范圍本文件規(guī)定了煤制甲醇行業(yè)耦合綠氫碳減排技術(shù)規(guī)范性的術(shù)語及定義、工藝流程及工藝參數(shù)、廢棄物排放及處置等要求。本文件適用于煤化工綠色低碳轉(zhuǎn)型中以煤為原料制取甲醇項目的新建、改建及管理。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T338工業(yè)用甲醇國標(biāo)GB12348工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)GB18597危險廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)GB18599一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標(biāo)準(zhǔn)GB/T18916.35-2018取水定額第35部分：煤制甲醇GB31571石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB/T38927焦?fàn)t煤氣制取甲醇技術(shù)規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。煤制甲醇methylalcoholproducedbycoal以煤炭、水、空氣等為主要原料，經(jīng)空分制氧、煤制氣、氣體凈化、甲醇合成、甲醇精制等的生產(chǎn)過程。[來源：GB/T18916.35-2018,3綠氫greenhydrogen利用可再生能源(例如太陽能、風(fēng)能等)發(fā)電獲取綠電，再通過電解水制氫裝置對水進行電解獲取得到的氫氣產(chǎn)品。煤制甲醇耦合綠氫碳減排技術(shù)technicalspecificationofcarbonreductionforthe通過引入綠氫調(diào)整傳統(tǒng)煤制甲醇原料氣氫碳比，省略變換單元，同時將傳統(tǒng)煤制甲醇產(chǎn)生的CO?與綠氫作為原料氣經(jīng)催化合成轉(zhuǎn)化為甲醇，提高能源利用效率的同時減少碳排放并實現(xiàn)碳的資源化利用。綠氫耦合CO?制甲醇技術(shù)carbondioxidecoupledgreenhydrogentomethanoltechnology將傳統(tǒng)煤制甲醇產(chǎn)生的CO?與綠氫作為原料氣與傳統(tǒng)煤制甲醇排放產(chǎn)生的CO?經(jīng)催化合成轉(zhuǎn)化為甲醇，將溫室氣體變?yōu)樘假Y源，實現(xiàn)二氧化碳的資源化利用的同時降低碳排放。4工藝流程及工藝參數(shù)4.1工藝流程24.1.1現(xiàn)有煤制甲醇技術(shù)工藝流程現(xiàn)有煤制甲醇技術(shù)工藝流程包括：氣化單元、變換單元、低溫甲醇洗單元、甲醇合成及精餾單元，工藝流程見圖1。圖1現(xiàn)有煤制甲醇技術(shù)工藝流程4.1.2煤制甲醇耦合綠氫碳減排技術(shù)工藝流程煤制甲醇耦合綠氫碳減排技術(shù)工藝流程包含傳統(tǒng)煤制甲醇工藝和綠氫耦合CO?制甲醇工藝。因綠氫的引入，傳統(tǒng)煤制甲醇工藝中變換單元可省略。綠氫耦合CO?制甲醇技術(shù)包括氣體壓縮單元、預(yù)熱單元、合成單元(綠氫、CO?甲醇合成)、氣液分離單元、精餾單元(可與傳統(tǒng)煤制甲醇共用),工藝流程見圖2。藝流程見圖2。綠氫耦合CO?甲醇合成工藝技術(shù)流程甲醇CO?甲醇合成單元預(yù)熱單元圖2煤制甲醇耦合綠氫碳減排技術(shù)工藝流程圖4.2物料及輔助材料要求綠氫耦合CO?制甲醇工藝采用的物料、輔助材料要求見表1。表1綠氫耦合GO?制甲醇工藝采用的物料、輔助材料要求1低溫甲醇洗尾氣CO?濃度>80.0%(體積分?jǐn)?shù));H?S+COS:≤10.02H?濃度>99.8%(體積分?jǐn)?shù))3在220℃~250℃,空速6000ml/gca/h～10000ml/gcat/h下，CO?單程轉(zhuǎn)化率≥15.0%(體積分?jǐn)?shù)),CH?OH選擇性≥65.0%(體積分?jǐn)?shù))4溫度：～30℃,壓力：0.4MPa(G)5溫度：常溫，壓力：～0.5MPa(G)6高壓氮氣：～7溫度：常溫，壓力：～0.7MPa(G)4.3主要設(shè)備及工藝參數(shù)要求綠氫耦合CO?制甲醇工藝主要設(shè)備及工藝參數(shù)要求見表2。3表2主要設(shè)備及工藝參數(shù)要求14原料氣出口溫度210℃~220℃5甲醇合成塔溫度：220℃~250℃;壓力：5.0MPa(G)～6.0MPa(G)H?/CO?:3.0～3.3(體積比)6殼程壓力:5.0MPa(G)~7壓力：5.0MPa(G)～6.0MPa(G)甲醇濃度：61.0%～63.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))8壓力：0.5MPa(G)甲醇濃度：61.0%～63.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))9塔頂溫度：60℃~68℃回流比1.5~3.04.4綠氫耦合CO?制甲醇工藝操作技術(shù)要求4.4.1氣體壓縮單元來自低溫甲醇洗裝置產(chǎn)生的二氧化碳、來自綠氫裝置產(chǎn)生的氫氣以及氣液分離單元未反應(yīng)的原料氣體，按照H?/CO?(體積分?jǐn)?shù))為3.0~3.3的比例進入到壓縮機內(nèi)，經(jīng)壓縮機加壓至5.0MPa~6.0MPa 4.4.2氣體預(yù)熱單元對壓縮機出口的原料氣與甲醇合成塔出口的產(chǎn)品氣換熱，換熱后原料氣溫度由常溫提升至210℃~220℃進入甲醇合成單元，產(chǎn)品氣溫度由230℃~260℃降溫至120℃~130℃后進入氣液分離單元。4.4.3甲醇合成單元預(yù)熱后的原料氣在壓力5.0MPa(G)～6.0MPa(G)、CO?甲醇合成催化劑作用下發(fā)生甲醇合成反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在220℃~250℃,通過預(yù)熱器(為主)和殼程冷卻介質(zhì)控制反應(yīng)溫度，反應(yīng)結(jié)束后獲得溫度為230°℃~260℃、壓力為5.0MPa(G)～6.0MPa(G)的產(chǎn)品氣。4.4.4氣液分離單元4.4.4.1工藝流程綠氫耦合CO?制甲醇?xì)庖悍蛛x單元主要包含水冷器、粗醇分離器、粗醇膨脹罐等設(shè)備，工藝流程圖見圖3。圖3綠氫耦合CO?制甲醇?xì)庖悍蛛x單元工藝流程圖4.4.4.2操作技術(shù)要求a)出預(yù)熱單元降溫后的甲醇產(chǎn)品氣先進入水冷器，溫度降至40℃~45℃,壓力降至4b)出水冷器后的產(chǎn)品氣進入粗醇分離器，經(jīng)過粗醇分離器進行氣液分離后得到溫度為40℃~45℃、壓力為4.9MPa(G)～5.9MPa(G)的氣體，大部分經(jīng)過循環(huán)氣壓縮機(可單獨設(shè)置，也可與原料氣壓縮機共用)加壓后進入甲醇合成單元，小部分馳放。粗醇分離器得到的液相產(chǎn)品為粗醇水溶液，粗醇水溶液經(jīng)減壓后壓力降低至0.4MPa(G)左右，溫度降低至38℃~c)在粗醇膨脹罐內(nèi)獲得溫度38℃~44℃、壓力約0.4MPa(G)的粗甲醇。4.4.5粗醇精餾單元來自氣液分離單元的粗甲醇經(jīng)精餾后得到精甲醇產(chǎn)品，產(chǎn)品應(yīng)滿足GB/T338中工業(yè)用甲醇一等品要求。5廢棄物排放及處置5.1綠氫耦合CO2制甲醇工藝生產(chǎn)過程廢棄物排放見下表3所示，處置方式參照GB/T38927執(zhí)行。表3綠氫耦合CO?制甲醇工藝生產(chǎn)過程廢棄物排放及處置方式甲醇閃蒸汽甲醇合成氫氣(H?)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、甲醇(CH?OH)行甲醇合成間歇氫氣(H?)、氮氣(N?)續(xù)表3綠氫耦合CO?制甲醇工藝生產(chǎn)過程廢棄物排放及處置方式甲醇精餾不甲醇精餾二氧化碳(CO?)、一氧化碳(CO)、甲醇(CH?OH)、氫氣(H?)、甲烷(CH4)行CO?甲醇合成間歇甲醇精餾甲醇、乙醇等低級醇及COD5.2傳統(tǒng)煤制甲醇工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氣化馳放氣、氣化灰渣、廢催化劑等其他廢物，應(yīng)優(yōu)先回收利用。無法利用的氣體廢物應(yīng)冷卻后送火炬系統(tǒng)；無法利用的工業(yè)固體廢物應(yīng)交由具有相應(yīng)利用處置能力的單位進行利用處置，屬于危險廢物的應(yīng)符合危險廢物管理有關(guān)要求。5.3