DB13-T5939-2024煤制甲醇耦合綠氫碳減排技術(shù)規(guī)范

ICS75.160.30

CCSG17

13

河北省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB13/T5939—2024

煤制甲醇耦合綠氫碳減排技術(shù)規(guī)范

2024-02-02發(fā)布2024-03-02實施

河北省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB13/T5939—2024

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/T18916.35-2018，3.1]

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

coaltomethanolprocesscoupledwithgreenhydrogen

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CO2

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CO2制甲醇技術(shù)carbondioxidecoupledgreenhydrogentomethanoltechnology

將傳統(tǒng)煤制甲醇產(chǎn)生的CO2與綠氫作為原料氣與傳統(tǒng)煤制甲醇排放產(chǎn)生的CO2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)

工藝流程

1

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4.1.1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CO2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CO2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、CO2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。

圖2煤制甲醇耦合綠氫碳減排技術(shù)工藝流程圖

物料及輔助材料要求

綠氫耦合CO2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CO2制甲醇工藝采用的物料、輔助材料要求

序號名稱規(guī)格要求

1二氧化碳低溫甲醇洗尾氣CO2濃度>80.0%（體積分?jǐn)?shù)）；H2S+COS：≤10.0

mg/Nm3

2物料氫氣H2濃度>99.8%（體積分?jǐn)?shù)）

3催化劑在220℃～250℃，空速6000ml/gcat/h～10000ml/gcat/h下，CO2單程

轉(zhuǎn)化率≥15.0%（體積分?jǐn)?shù)），CH3OH選擇性≥65.0%（體積分?jǐn)?shù)）

4

冷卻水溫度：～30℃，壓力：0.4MPa(G)

5

低壓氮氣溫度：常溫，壓力：～0.5MPa(G)

6輔助材料

高壓氮氣壓力：～5.5MPa(G)

7

儀表空氣溫度：常溫，壓力：～0.7MPa(G)

主要設(shè)備及工藝參數(shù)要求

綠氫耦合CO2制甲醇工藝主要設(shè)備及工藝參數(shù)要求見表2。

2

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表2主要設(shè)備及工藝參數(shù)要求

序號單元名稱設(shè)備名稱規(guī)格要求工藝指標(biāo)

氣體壓縮

1壓縮機壓力：5.0MPa(G)～6.0MPa(G)

單元

管程壓力:5.0MPa(G)～

6.0MPa(G)

4預(yù)熱單元氣體預(yù)熱器原料氣出口溫度210℃～220℃

殼程壓力:5.0MPa(G)～

6.0MPa(G)

溫度：220℃～250℃；

5合成單元甲醇合成塔H2/CO2:3.0～3.3(體積比)

壓力：5.0MPa(G)～6.0MPa(G)

管程壓力:5.0MPa(G)～

6.0MPa(G)

6水冷器

殼程壓力:5.0MPa(G)～

氣液分離6.0MPa(G)

單元

7氣液分離器壓力：5.0MPa(G)～6.0MPa(G)甲醇濃度:61.0%～63.0%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

8粗醇膨脹罐壓力：0.5MPa(G)甲醇濃度:61.0%～63.0%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

粗醇精餾

9精餾塔塔頂溫度：60℃～68℃

單元回流比1.5～3.0

綠氫耦合CO2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H2/CO2(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

（G）。

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)、CO2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CO2制甲醇氣液分離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CO2制甲醇氣液分離單元工藝流程圖

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

4.9MPa(G)～5.9MPa(G)；

3

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b)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℃～

44℃；

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

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CO2制甲醇工藝生產(chǎn)過程廢棄物排放及處置方式

名稱裝置/單元排放狀態(tài)排放廢棄物主成分處置方式

氫氣(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、

甲醇閃蒸汽甲醇合成連續(xù)參照GB/T38927執(zhí)

甲醇(CH3OH)

行

合成馳放氣甲醇合成間歇氫氣(H2)、氮氣(N2)

續(xù)表3綠氫耦合CO2制甲醇工藝生產(chǎn)過程廢棄物排放及處置方式

名稱裝置/單元排放狀態(tài)排放廢棄物主成分處置方式

甲醇精餾不二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、甲醇

甲醇精餾連續(xù)

凝氣