ICS 75.160.30 CCS G 17 13 河北省 地方 标准 DB 13/T 5939—2024 煤制甲醇耦合绿氢碳减排技术规范 2024 - 02 - 02发布 2024 - 03 - 02实施 河北省市场监督管理局 发布 DB 13/T 5939 —2024 I 目次 前言 ................................ ................................ ............... II 1 范围 ................................ ................................ ............. 1 2 规范性引用文件 ................................ ................................ ... 1 3 术语和定义 ................................ ................................ ....... 1 4 工艺流程及工艺参数 ................................ ............................... 1 5 废弃物排放及处置 ................................ ................................ . 4 DB 13/T 5939 —2024 II 前言 本文件按照 GB/T 1.1 —2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。 本文件由廊坊市市场 监督管理局提出。 本文件起草单位： 新奥科技发展有限公司 。 本文件主要起草人：毛燕东、 芦涛、付伟贤、马丽荣、王 俊美、汪国庆、鲍国英、崔晓东、周三、 张正旺、苑丽丽、冯兰英、王雁、张勃。DB 13/T 5939 —2024 1 煤制甲醇耦合绿氢碳减排技术规范 1 范围 本文件规定了煤制甲醇行业耦合绿氢碳减排技术规范性 的术语及定义、工艺流程 及工艺参数、 废弃物排放及处置等要求。 本文件适用于煤化工绿色低碳转型中以煤为原料制取甲醇项目的新建、改建及管理。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用 文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单 ） 适用于本文件。 GB/T 338 工业用甲醇国标 GB 12348 工业企业厂界环境噪声排放标准 GB 18597 危险废物贮存污染控制标准 GB 18599 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准 GB/T 18916.35 -2018 取水定额 第35部分：煤制甲醇 GB 31571 石油化学工业污染物排放标准 GB/T 38927 焦炉煤气制取甲醇技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 煤制甲醇 methyl alcohol produced by coal 以煤炭、水、空气等为主要原料 ,经空分制氧、煤 制气、气体净化、甲醇合成、甲醇精制等的生 产过程。 [来源： GB/T 18916.35 -2018，3.1] 绿氢 green hydrogen 利用可再生能源（例如太阳能、风能等）发电获取绿电，再通过电解水制氢装置对水进行电解 获取得到的氢气产品。 煤制甲醇耦合绿氢碳减排技术 technical specification of carbon reduction for the coal to methanol process coupled with green hydrogen 通过引入绿氢调整 传统煤制甲醇 原料气氢碳比，省略变换单元，同时将传统煤制甲醇产生 的CO2 与绿氢作为原料气 经催化合成转化为甲醇， 提高能源 利用效率的同时减少碳排放 并实现碳的资源化 利用。 绿氢耦合 CO2制甲醇技术 carbon dioxide coupled green hydrogen to methan ol technology 将传统煤制甲醇产生的 CO2与绿氢作为原料气与传统煤制甲醇排放产生的 CO2经催化合成转化为 甲醇，将温室气体变为碳资源， 实现二氧化碳的资源化利用 的同时降低碳排放 。 4 工艺流程及工艺参数 工艺流程 DB 13/T 5939 —2024 2 4.1.1 现有煤制甲醇技术工艺流程 现有煤制甲醇 技术工艺流程包括： 气化单元、变换单元、 低温甲醇洗 单元、甲醇合 成及精馏单 元，工艺流程见图 1。 图1 现有煤制甲醇技术工艺流程 4.1.2 煤制甲醇耦合绿氢碳减排技术 工艺流程 煤制甲醇耦合绿氢碳减排技术工艺流程 包含传统煤制甲醇工艺和绿氢耦合 CO2制甲醇工艺。因绿 氢的引入，传统煤制甲醇工艺中变换单元可省略。绿氢耦合 CO2制甲醇技术 包括气体 压缩单元、预热 单元、合成单元 （绿氢、 CO2甲醇合成）、气液分离单元、精馏单元 （可与传统煤制甲醇共用） ，工 艺流程见图 2。 图2 煤制甲醇 耦合绿氢 碳减排技术工艺流程图 物料及辅助材料要求 绿氢耦合 CO2制甲醇工艺采用的物料、辅 助材料要求见表 1。 表1 绿氢耦合 CO2制甲醇工艺采用的物料、辅助材料要求 序号 名称 规格要求 1 物料 二氧化碳 低温甲醇洗尾气 CO2浓度>80.0%（体积分数） ； H2S+COS：≤10.0 mg/Nm3 2 氢气 H2浓度>99.8%（体积分数） 3 催化剂 在220℃～250℃，空速 6000ml/g cat/h～10000ml/g cat/h下，CO2单程 转化率≥15.0%（体积分数）， CH3OH选择性≥ 65.0%（体积分数） 4 辅助材料 冷却水 温度：～ 30 ℃，压力：0.4 MPa(G) 5 低压氮气 温度：常温，压力：～ 0.5 MPa(G) 6 高压氮气 压力：～ 5.5 MPa(G) 7 仪表空气 温度：常温，压力：～ 0.7 MPa(G) 主要设备及工艺参数要求 绿氢耦合 CO2制甲醇工艺主要设备及工艺参数要求 见表2。 DB 13/T 5939 —2024 3 表2 主要设备及工艺参数要求 序号 单元名称 设备名称 规格要求 工艺指标 1 气体压缩 单元 压缩机 压力：5.0MPa(G)～6.0MPa(G) 4 预热单元 气体预热器 管程压力 :5.0MPa(G)～ 6.0MPa(G) 壳程压力 :5.0MPa(G)～ 6.0MPa(G) 原料气出口温度 210℃～220℃ 5 合成单元 甲醇合成塔 温度：220℃～250℃； 压力：5.0MPa(G)～6.0MPa(G) H2/CO2:3.0～3.3(体积比) 6 气液分离 单元 水冷器 管程压力 :5.0MPa(G)～ 6.0MPa(G) 壳程压力 :5.0MPa(G)～ 6.0MPa(G) 7 气液分离器 压力：5.0MPa(G)～6.0MPa(G) 甲醇浓度 :61.0%～63.0%（质量分数） 8 粗醇膨胀罐 压力：0.5MPa(G) 甲醇浓度 :61.0%～63.0%（质量分数） 9 粗醇精馏 单元 精馏塔 塔顶温度： 60℃～68℃ 回流比1.5～3.0 绿氢耦合 CO2制甲醇工艺操作技术要求 4.4.1 气体压缩单元 来自低温甲醇洗装置 产生的二氧化碳 、来自绿氢装置产生的氢气 以及气液分离单元未反应的原 料气体，按照H2/CO2 (体积分数 )为3.0～3.3的比例进入到压缩机内 ，经压缩机加压至 5.0MPa～6.0MPa （G）。 4.4.2 气体预热单元 对压缩机出口的 原料气与甲醇合成塔出口 的产品气换热 ，换热后原料气温度由常温提升至 210 ℃～220 ℃进入甲醇合成 单元，产品气温度由 230 ℃～260 ℃降温至120 ℃～130 ℃后进入气 液分离单元 。 4.4.3 甲醇合成单元 预热后的原料 气在压力 5.0MPa(G) ～6.0MPa(G) 、CO2甲醇合成 催化剂作用下发生甲醇合成反应， 反应温度 控制在220℃～250℃，通过预热器（为主）和壳程 冷却介质 控制反应温度 ，反应结束后获 得温度为230℃～260℃、压力为5.0MPa(G) ～6.0MPa(G) 的产品气。 4.4.4 气液分离单元 4.4.4.1 工艺流程 绿氢耦合 CO2制甲醇气液分离单元 主要包含水冷器、粗醇分离器、粗醇膨胀罐 等设备， 工艺流程 图见图3。 图3 绿氢耦合 CO2制甲醇气液分离单元工艺流程图 4.4.4.2 操作技术要求 a) 出预热单元降温后的甲醇产品气 先进入水冷器，温度降至 40℃～45℃，压力降至 4.9MPa(G) ～5.9MPa(G) ； DB 13/T 5939 —2024 4 b) 出水冷器后 的产品气进入粗醇分离器，经过粗醇分离器 进行气液分离后 得到温度为40℃～ 45℃、压力