本發(fā)明涉及一種利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)甲醇及其衍生物的方法，屬于煤炭地下氣化產(chǎn)品氣綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

煤炭地下氣化（isc）是一個(gè)借助氧化劑，通過(guò)地下煤層的燃燒和氣化反應(yīng)，把煤直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品氣的過(guò)程。產(chǎn)品氣通常被稱為合成氣，可以作為燃料生產(chǎn)、化工生產(chǎn)、發(fā)電等下游工藝的原料。該工藝過(guò)程集合了建井完井、地下采煤和煤氣化工藝技術(shù)，具有安全性好、投資小、效益高、污染少等優(yōu)點(diǎn)。

煤炭氣化工藝是將煤炭通過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣蓺獾倪^(guò)程。其中主要的反應(yīng)包括：

c+h20→h2+co（水蒸氣氣化反應(yīng)）

co+h20?h2+co2（水煤氣變換反應(yīng)）

co+3h2?ch4+h20（甲烷化反應(yīng)）

c+2h2→ch4（氫氣氣化反應(yīng)）

c+?o2→co（部分氧化反應(yīng)）

c+o2→co2（完全氧化反應(yīng)）

c+co2→2co（二氧化碳?xì)饣磻?yīng)）

一個(gè)用于氧化劑注入的鉆井稱為“注入井”，另外一個(gè)用于生產(chǎn)產(chǎn)品氣的鉆井稱為“產(chǎn)品井”。定向鉆井和垂直鉆井都可作為注入井或產(chǎn)品井。煤炭地下氣化（isc）可能在注入井和產(chǎn)品井之間還需要使用到一個(gè)或多個(gè)的垂直井（例如：功能井和輔助井）。

當(dāng)煤層中有注入井、產(chǎn)品井和水平通道將二者連接起來(lái)時(shí)，此構(gòu)造被稱為一個(gè)煤炭地下氣化（isc）單元或井對(duì)。isc單元包括燃燒區(qū)、氣化區(qū)和熱解區(qū)。其中，燃燒區(qū)在煤層中氧化劑注入點(diǎn)附近；氣化區(qū)以放射狀形態(tài)圍繞在燃燒區(qū)周圍或者在燃燒區(qū)下游，煤炭在氣化區(qū)被氣化、部分被氧化，從而生成產(chǎn)品氣；熱解區(qū)在氣化區(qū)下游，煤的熱解反應(yīng)一般在這里發(fā)生。高溫的產(chǎn)品氣從氣化區(qū)往下游流動(dòng)，并最終從產(chǎn)品井井口輸送到地面。在煤燃燒或氣化的同時(shí)，煤層中的isc燃空區(qū)會(huì)生長(zhǎng)變大。

通過(guò)煤炭地下氣化生成的產(chǎn)品氣（粗合成氣）通常含有合成氣（co、co2、h2、ch4及其他氣體的混合物）以及其他成分（固體顆粒、水、煤焦油、烴類蒸汽，其他微量組分包括h2s、nh4、cos等）。其成分復(fù)雜程度取決于多個(gè)方面：煤炭地下氣化所使用的氧化劑（空氣或其他氧化劑，比如氧氣、富氧空氣或蒸汽混合物）、煤層中的內(nèi)在水或周邊地層滲入煤層中的水、煤質(zhì)、以及煤炭地下氣化工藝的操作參數(shù)，包括溫度，壓力等。

根據(jù)已有專利文獻(xiàn)，目前的煤炭地下氣化產(chǎn)品氣的綜合利用仍面臨著諸多難題，具體如下：

a)除小規(guī)模空氣氣化合成氣發(fā)電示范項(xiàng)目（包括直接發(fā)電和摻燒發(fā)電）外，缺乏大規(guī)模工業(yè)化項(xiàng)目的實(shí)施和運(yùn)營(yíng)。

b)煤炭地下氣化生產(chǎn)的各類副產(chǎn)品，例如硫化氫/硫磺，工藝水，二氧化碳，煤焦油等沒(méi)有明確和成熟的工業(yè)化綜合利用方法或工藝來(lái)減少或去除這些副產(chǎn)品。

c)缺乏用于煤炭地下氣化工藝的下游合成氣生產(chǎn)甲醇、汽油調(diào)和組分mtg和二甲醚dme（液體燃料）的工藝流程方案

d)煤炭地下氣化工藝中的空氣氣化、富氧氣化和純氧氣化三種不同工藝所生產(chǎn)的合成氣產(chǎn)品質(zhì)量區(qū)別較大，直接影響其下游生產(chǎn)工藝和方法，不能一概而論。

e)下游合成氣利用工藝未詳細(xì)考慮和優(yōu)化利用煤層中的有益副產(chǎn)品煤層氣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)甲醇及其衍生物的方法。本發(fā)明提供的利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)甲醇及其衍生物的方法，充分利用煤炭地下氣化工藝中的主要副產(chǎn)品擴(kuò)展下游產(chǎn)成品范圍，不僅減少了后期加工處理和排放的成本，還增加了項(xiàng)目產(chǎn)品產(chǎn)量和銷售收入。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)甲醇及其衍生物的方法，所述方法包括如下步驟：

（1）多個(gè)地下氣化爐或氣化爐群通過(guò)純氧氣化工藝生產(chǎn)適當(dāng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的粗合成氣；

（2）粗合成氣通過(guò)產(chǎn)品井輸送至地面，并進(jìn)入粗合成氣冷卻、水洗和分離單元，獲得干合成氣，所述干合成氣包括h2、co、co2、ch4、h2s、cos和hcn成分；

（3）干合成氣輸送至酸性水煤氣變換和冷卻單元，干合成氣中過(guò)量的co與水蒸汽進(jìn)行催化反應(yīng)，生成h2和co2，調(diào)節(jié)下游甲醇合成反應(yīng)期望的碳?xì)浔龋?/p>

（4）冷卻后的合成氣輸送至酸性氣體脫除單元，所述酸性氣體脫除單元的入口處設(shè)有汞脫除反應(yīng)器，采用逆流氣體吸收法，在吸收塔內(nèi)利用可再生溶劑吸收合成氣中的酸性氣體h2s和co2，獲得滿足下游合成工藝要求h2s含量<1ppmv的合成氣；

（5）合成氣中多余的二氧化碳通過(guò)酸性氣體脫除單元進(jìn)一步脫除，以進(jìn)一步校驗(yàn)甲醇合成反應(yīng)要求的合成氣中h2:co2化學(xué)計(jì)量比為3或h2:co化學(xué)計(jì)量比為2；

（6）合成氣通過(guò)甲醇合成單元進(jìn)行合成反應(yīng)獲得最終產(chǎn)品甲醇，所述甲醇合成單元入口設(shè)有鈷鉬氧化鋅催化劑的保護(hù)反應(yīng)器，確保脫除合成氣中任何殘留的硫。

優(yōu)選的，步驟（2）中采用冷卻水洗一步進(jìn)行的直接冷卻工藝，或者采用冷卻水洗兩步進(jìn)行的間接冷卻工藝。

優(yōu)選的，步驟（6）中甲醇合成反應(yīng)采用固定床反應(yīng)器，，固定床反應(yīng)器由多階反應(yīng)器組成，甲醇和未反應(yīng)的合成氣混合物通過(guò)熱交換設(shè)備冷卻，通過(guò)冷凝、回收與合成氣分離后獲得液體中間體濕甲醇，甲醇的純度≤96％。

優(yōu)選的，所述液體中間體濕甲醇通過(guò)甲醇蒸餾單元，獲得純度99.9%的高純度甲醇。

優(yōu)選的，還包括步驟（7）：步驟（6）獲得的甲醇進(jìn)入甲醇制汽油單元，甲醇在沸石催化劑上反應(yīng)，生成粗汽油輸送至汽油精煉單元，進(jìn)一步生產(chǎn)液化石油氣和汽油調(diào)和組分。

優(yōu)選的，還包括步驟（7）：步驟（6）獲得的甲醇先進(jìn)入二甲醚生產(chǎn)單元，將甲醇催化脫水生產(chǎn)粗二甲醚產(chǎn)物，粗二甲醚進(jìn)入二甲醚精制單元，蒸餾后得到最終產(chǎn)品二甲醚。

優(yōu)選的，步驟（6）替代為如下：合成氣在250℃中等溫度和69barg壓力下進(jìn)行惰性油液相合成反應(yīng)，利用雙重催化劑cu/zno/al2o3和γ-氧化鋁直接催化合成甲醇和二甲醚。

優(yōu)選的，步驟（2）獲得的煤焦油，進(jìn)入煤焦油處理單元，通過(guò)蒸餾將煤焦油分為煤焦油石腦油和煤焦油餾出物，然后通過(guò)對(duì)煤焦油石腦油加氫處理以脫除殘留的硫，脫硫后的煤焦油石腦油輸送至預(yù)重整單元，生產(chǎn)富含甲烷的氣體流并輸送至自熱重整單元，在自熱重整單元中，使用二氧化碳或蒸汽和氧氣對(duì)富含甲烷的氣體流進(jìn)行重整，自熱重整單元合成氣與干合成氣以適宜比例混合后進(jìn)入酸性水煤氣變換和冷卻單元進(jìn)行后續(xù)處理。

優(yōu)選的，自熱重整單元中選用蒸汽自熱重整反應(yīng)，蒸汽自熱重整產(chǎn)品氣中h2:co化學(xué)計(jì)量比為2.5:1，二氧化碳自熱重整產(chǎn)品氣中的h2:co化學(xué)計(jì)量比為1:1。

優(yōu)選的，步驟（3）干合成氣，首先輸送至酸性氣體脫除單元處理，所述酸性氣體脫除單元的入口處包含cos水解單元，在自熱重整單元的入口處，干合成氣通過(guò)一個(gè)催化劑保護(hù)反應(yīng)器，除去殘留雜質(zhì)，以保護(hù)atr催化劑和下游甲醇合成催化劑，然后合成氣進(jìn)入自熱重整單元，與空氣分離裝置生產(chǎn)的氧氣、鍋爐生產(chǎn)的蒸汽和預(yù)重整單元生產(chǎn)的高甲烷含量的產(chǎn)品氣反應(yīng)，生產(chǎn)自熱重整單元atr合成氣，之后，atr合成氣再進(jìn)入水煤氣變換和冷卻單元，調(diào)整甲醇合成單元所需的h2:co化學(xué)計(jì)量比。

優(yōu)選的，自熱重整單元生成的工藝水，輸送至工藝水處理單元處理后再循環(huán)利用，過(guò)量的二氧化碳通過(guò)脫碳單元脫除，所采用的脫碳工藝包括化學(xué)吸附、物理吸附、吸附床、吸附再生法、低溫分離法或膜分離法。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)甲醇及其衍生物的方法，充分利用煤炭地下氣化工藝中的主要副產(chǎn)品擴(kuò)展下游產(chǎn)成品范圍，不僅減少了后期加工處理和排放的成本，還增加了項(xiàng)目產(chǎn)品產(chǎn)量和銷售收入。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地描述本發(fā)明的工藝技術(shù)流程，具體實(shí)施方案中所需要使用的附圖描述如下。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方案，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是煤炭地下氣化純氧氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)甲醇的方塊工藝流程圖，方案一；

圖2是煤炭地下氣化純氧氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)甲醇及汽油調(diào)和組分（mtg）的方塊工藝流程圖，方案一；

圖3是煤炭地下氣化純氧氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)甲醇及二甲醚（dme）的方塊工藝流程圖，方案一；

圖4是煤炭地下氣化純氧氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)甲醇的方塊工藝流程圖，方案二；

圖5是煤炭地下氣化純氧氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)甲醇的方塊工藝流程圖，方案三。

在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指相同部件。

1、空氣分離裝置（asu）；2、氧氣；3、氮?dú)猓?、isc地下氣化爐；5、粗合成氣；6、粗合成氣冷卻、水洗和分離單元；7、干合成氣；8、工藝水；9、工藝水處理單元；10、原水；11、工藝廢料；12、處理的工藝水；13、氣化水處理單元；14、氣化水；15、煤焦油；16、煤焦油處理單元；17、處理的煤焦油；17a、煤焦油石腦油；17b、煤焦油餾出物；18、酸性水煤氣變換（swgs）/水煤氣變換（wgs）和冷卻單元；19、酸水汽提（sws）單元；20、酸性氣體；21、酸性氣體脫除（agr）單元；22、二氧化碳；23、硫磺生產(chǎn)單元；24、硫磺；25、預(yù)重整單元；26、自熱重整單元（atr）；27、atr合成氣；28、鍋爐；29、蒸汽；340、可燃鍋爐尾氣；31、脫碳單元；；32、甲醇合成單元；33、富含甲烷尾氣（用于燃料、發(fā)電或銷售）；34、甲醇蒸餾單元；35、甲醇；36、甲醇制汽油（mtg）單元；37、粗汽油；38、汽油精制單元；39、汽油調(diào)和組分；40、液化石油氣（lpg）；41、二甲醚（dme）生產(chǎn)單元；42、二甲醚（dme）精制單元；43、二甲醚（dme）；44、回收甲醇；45、可燃尾氣（用于發(fā)電或銷售）。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說(shuō)明。

在一個(gè)實(shí)施方案中，利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)甲醇（圖1），空氣分離裝置（asu）1用于生產(chǎn)濃度高于90mole％的液氧（lox）2用于煤炭地下氣化純氧氣化。同時(shí)，空氣分離裝置（asu）1還生產(chǎn)氮?dú)?，可用作整個(gè)工藝的公用工程，如isc地下氣化爐4吹掃，管線和設(shè)備吹掃，項(xiàng)目開車和停車吹掃等。當(dāng)需要更高壓力的氮?dú)鈺r(shí)，采用增壓壓縮機(jī)來(lái)提供所需的供應(yīng)壓力。高濃度液氧（lox）2也經(jīng)過(guò)增壓泵，增加氧氣供應(yīng)壓力。然后通過(guò)蒸發(fā)器，向isc地下氣化爐4的注入井提供氣態(tài)氧氣（gox）2。對(duì)于isc純氧氣化，空氣壓縮機(jī)僅用于下游工藝中斷期間的調(diào)試、啟動(dòng)和關(guān)閉操作，且可在多個(gè)isc地下氣化爐4之間共享。因此，圖1正常運(yùn)行工藝流程中未列出空氣壓縮機(jī)。單個(gè)空氣分離裝置（asu）1可以同時(shí)提供多個(gè)isc地下氣化爐4，具體取決于單個(gè)空氣分離裝置（asu）1的產(chǎn)能和單個(gè)isc地下氣化爐4的耗氧量。高濃度氣態(tài)氧氣（gox）2注入isc地下氣化爐4后與煤層發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)出含氮量極低的粗合成氣5，比較適合于下游的高壓和高溫轉(zhuǎn)化應(yīng)用。粗合成氣5通過(guò)產(chǎn)品井輸送至地面，并進(jìn)入粗合成氣冷卻、水洗和分離單元6。粗合成氣5通過(guò)直接冷卻工藝（液體或氣體冷卻，文丘里裝置、冷卻塔等）或間接冷卻工藝（葉片式風(fēng)扇、換熱器等）快速冷卻至<150^oc。其中，直接冷卻工藝包含了粗合成氣洗滌的步驟，而間接冷卻工藝則需要至少一個(gè)洗滌塔將粗合成氣內(nèi)的微量污染物（顆粒物，氯化物，汞，氨等）從粗合成氣中移除。經(jīng)水洗后的合成氣然后進(jìn)入氣液分離器，脫除合成氣中殘留的自由液體，生成溫度<100^oc的干合成氣7。從洗滌塔和氣液分離器分離出的工藝水8輸送至工藝水處理單元9。通過(guò)機(jī)械法（重力沉降、撇油器、過(guò)濾、反滲透）、化學(xué)法（如凝結(jié)劑、阻垢劑、緩蝕劑、ph中和劑等）和生物法（好氧細(xì)菌、厭氧細(xì)菌、活性污泥法、循環(huán)活性污泥法、一體化固定膜活性污泥法、膜生物反應(yīng)器等）進(jìn)行處理。原水10，作為整個(gè)工藝流程的補(bǔ)充水，也一并進(jìn)入工藝水處理單元9進(jìn)行處理。工藝廢料11，包括固體廢棄物、污泥和濃鹽水，需要通過(guò)垃圾填埋、焚燒或第三方設(shè)施進(jìn)行專業(yè)提取進(jìn)行處理。處理的工藝用水12可用于所有下游應(yīng)用或直接進(jìn)入氣化水處理單元13，生產(chǎn)用于isc地下氣化爐4的氣化水14。煤焦油15輸送至煤焦油處理單元16中進(jìn)一步加工，除去煤焦油15中所有殘余的水分（工藝水8），如通過(guò)破乳處理，沉淀和油水分離等。干燥的煤焦油15經(jīng)過(guò)篩分和過(guò)濾除去其殘留的固體顆粒后獲得副產(chǎn)品煤焦油17可用于鍋爐和發(fā)電機(jī)組（例如往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪機(jī)等）的燃料或直接銷售。干合成氣7主要成分為h2，co，co2和ch4，同時(shí)含有h2s，cos和hcn的微量雜質(zhì)。

干合成氣7首先輸送至酸性水煤氣變換（swgs）和冷卻單元18。干合成氣7中過(guò)量的co與水蒸汽進(jìn)行催化反應(yīng)（例如鈷-鉬催化劑或其它適合的催化劑），生成h2和co2，以實(shí)現(xiàn)下游甲醇合成反應(yīng)期望的碳?xì)浔?，?duì)于甲醇合成工藝，所需的h2:co化學(xué)計(jì)量比為2:1或h2:co2化學(xué)計(jì)量比3:1（甲醇合成放熱反應(yīng)：co+2h2?ch3oh，?h298k,50bar=-90.7kj/mol；co2+3h2?ch3oh+h2o，?h298k,50bar=-40.9kj/mol；co+h2o?co2+h2，?h298k,50bar=-49.8kj/mol）。合成氣中二氧化碳濃度在4-12mole％之間，甲醇合成反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率最高。若合成氣中co含量有限，則需要提高甲醇合成裝置合成氣中co2含量以轉(zhuǎn)化其中所有h2，其代價(jià)是單次反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率略低。因此，若合成氣中co2含量較高，則需要進(jìn)行多次反應(yīng)來(lái)完全轉(zhuǎn)化合成氣中h2。反應(yīng)過(guò)程中，co2的轉(zhuǎn)化率越高，中間產(chǎn)物濕甲醇中水分越高。與傳統(tǒng)脫硫后水煤氣變化（wgs）工藝相比，采用酸性水煤氣變換（swgs）工藝可以將硫化碳（cos）和其他有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為硫化氫（h2s），有利于下游脫硫工藝，不需要額外的硫化碳（cos）水解處理。此外，酸性水煤氣變換（swgs）單元18最佳位置在位于粗合成氣冷卻、水洗和分離單元6之后，合成氣內(nèi)較高的水含量有利于提高水煤氣變換的轉(zhuǎn)化率并且減少反應(yīng)水蒸氣消耗量。其中，如果干合成氣7中的co含量較低，無(wú)需變換更多的co以實(shí)現(xiàn)所需的h2:co化學(xué)計(jì)量比，則可選用酸性水煤氣變換（swgs）單元支路跳過(guò)該處理過(guò)程（圖1未標(biāo)出）。

對(duì)于埋深200-600米的次煙煤-煙煤，煤炭地下氣化isc生產(chǎn)的合成氣h2:co化學(xué)計(jì)量比通常為2:1-3:1，h2:co2化學(xué)計(jì)量比通常為1:1.2-1:2.5。如果地下燃燒和氣化區(qū)的涌水量較高且仍保持最佳氣化條件時(shí)，則合成氣的h2和co2含量增加，同時(shí)co含量降低（類似水煤氣變換單元18）。同樣的，如果在埋深較深的煤層實(shí)施煤炭地下氣化，由于甲烷化反應(yīng)傾向于較高的操作壓力條件，所以合成氣的h2和co含量降低，同時(shí)ch4和co2含量增加。

變換后的合成氣經(jīng)過(guò)冷卻后，冷凝的液體回收并輸送至酸水汽提單元19進(jìn)行處理。冷卻過(guò)程的余熱可用于生產(chǎn)低壓蒸汽或預(yù)熱鍋爐給水。通過(guò)直接或間接加熱酸水汽提單元19的反應(yīng)器并同時(shí)添加苛性鈉將冷凝酸性液體內(nèi)的酸性氣體20（h2s，少量co2和nh3）分離。然后將酸性氣體20輸送至硫磺生產(chǎn)單元23（如克勞斯硫回收裝置），將h2s轉(zhuǎn)化成硫磺24。冷卻后的合成氣輸送至酸性氣體脫除單元（agr）21，其中在該單元的入口處存在汞脫除反應(yīng)器（圖1未標(biāo)出）。該單元采用逆流氣體吸收法，在吸收塔內(nèi)利用可再生溶劑吸收合成氣中的酸性氣體（h2s和co2），獲得滿足下游合成工藝要求h2s含量<1ppmv的合成氣，優(yōu)選h2s含量<0.1ppmv。該單元所采用的技術(shù)是低溫甲醇洗和selexol工藝的物理溶劑吸附技術(shù)。離開吸收塔底部的富含酸性氣體的溶劑被送到再生反應(yīng)器中，通過(guò)低壓蒸汽汽提脫除溶劑吸收的h2s，然后將其轉(zhuǎn)化成硫磺24。通過(guò)多級(jí)減壓和氮?dú)馄崽幚?，可將與h2s一起被吸收的二氧化碳22從溶劑中脫除。多余的二氧化碳22通過(guò)酸性氣體脫除（agr）單元21脫除后，可用于肥料生產(chǎn)，二氧化碳驅(qū)油（eor）或進(jìn)一步凈化后銷售。

由于硫會(huì)造成甲醇合成工藝催化劑的中毒（如cu/zno/al2o3），在甲醇合成單元32入口處通常需安裝載有鈷鉬氧化鋅催化劑的保護(hù)反應(yīng)器，確保脫除合成氣中任何殘留的硫（<0.1ppmv）。甲醇合成反應(yīng)器的典型入口操作壓力為50barg，需要通過(guò)合成氣壓縮機(jī)提升合成氣壓力。凈化除雜后的合成氣在固定床反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為甲醇，固定床反應(yīng)器可以由多階反應(yīng)器組成。甲醇和未反應(yīng)的合成氣混合物通過(guò)熱交換設(shè)備（例如分級(jí)冷卻）冷卻。通過(guò)冷凝、回收與合成氣分離后獲得液體中間體濕甲醇，此時(shí)甲醇的純度可達(dá)到96％（其他為水和少量溶解的co2）。對(duì)于單程反應(yīng)系統(tǒng)，未反應(yīng)的合成氣作為富含甲烷尾氣33（燃料氣體，ch4>70mole％）排出該單元32，可用作燃料、發(fā)電或銷售。對(duì)于多程循環(huán)系統(tǒng)，大部分未反應(yīng)的合成氣被再循環(huán)至甲醇合成反應(yīng)器（圖1未標(biāo)出）的入口，其中部分尾氣排出以防止惰性氣體（主要是ch4）的積聚。通過(guò)甲醇蒸餾單元34可生產(chǎn)高純度的甲醇（99.9mole%）產(chǎn)品。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，圖2顯示了將中間體濕甲醇生產(chǎn)汽油調(diào)和組分39，而不是將其蒸餾生產(chǎn)高純度甲醇產(chǎn)品35。甲醇制汽油（mtg）單元36中，甲醇在沸石催化劑上反應(yīng)（操作壓力約14barg）。對(duì)于流化床反應(yīng)器，催化劑通過(guò)部分燃燒一些積碳而連續(xù)再生循環(huán)，不需要額外的反應(yīng)物。對(duì)于固定床反應(yīng)器，則需要多個(gè)反應(yīng)器，以便反應(yīng)器周期性地停車對(duì)催化劑進(jìn)行再生循環(huán)或補(bǔ)充新鮮催化劑。生成的粗汽油37輸送至汽油精煉單元38，生產(chǎn)液化石油氣（lpg）40和汽油調(diào)和組分39。最終產(chǎn)品汽油調(diào)和組分39可與常規(guī)煉油廠產(chǎn)品調(diào)和作為汽油燃料。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，圖3顯示了將甲醇轉(zhuǎn)化為二甲醚（dme）的工藝流程。該工藝采用二步法，先通過(guò)甲醇合成單元32生成粗甲醇，然后通過(guò)二甲醚生產(chǎn)單元41將甲醇催化脫水（γ-氧化鋁）以生產(chǎn)粗二甲醚產(chǎn)物（2ch3oh?ch3och3+h2o）。粗二甲醚進(jìn)入二甲醚（dme）精制單元42，蒸餾后得到最終產(chǎn)品二甲醚（dme）43，可直接出售或用作化學(xué)合成原料?；厥占状?4也被循環(huán)回到二甲醚生產(chǎn)單元41的進(jìn)料中。同時(shí)，在二甲醚（dme）精制單元42出口回收工藝水8和可燃尾氣45（用于發(fā)電或銷售）。也可采用一步法直接生產(chǎn)二甲醚（dme），合成氣在中等溫度和壓力（250℃，69barg）下的液相（惰性油）合成反應(yīng)，利用雙重催化劑（cu/zno/al2o3和γ-氧化鋁）直接生產(chǎn)甲醇和二甲醚。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，如圖4所示工藝流程，提高了利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)甲醇的副產(chǎn)品利用率。將脫硫后的煤焦油石腦油17a經(jīng)過(guò)預(yù)重整單元25生成富含甲烷的氣體流和甲醇合成單元32中未反應(yīng)的合成氣（富含甲烷尾氣33）輸送至自熱重整單元（atr）26生產(chǎn)atr合成氣27。該合成氣作為煤炭地下氣化isc干合成氣7的補(bǔ)充進(jìn)料，輸送至酸性水煤氣變換（swgs）和冷卻單元18及后續(xù)工藝。自熱重整單元（atr）26中所需的蒸汽29由鍋爐28生產(chǎn)提供，其燃料可選用煤焦油餾分17b，合成天然氣（sng）產(chǎn)品或其他燃料油。所需的鍋爐給水由氣化水處理單元13提供。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，圖5顯示了具有高甲烷含量（>15mole％）的煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)甲醇的工藝流程。干合成氣7輸送至酸性氣體脫除（agr）單元21處理。該流程將在酸性氣體脫除單元21的入口處包含cos水解單元（圖5未標(biāo)出）。脫除二氧化碳22和硫磺24后，合成氣進(jìn)入自熱重整單元（atr）26。在自熱重整單元（atr）26的入口處，合成氣通過(guò)一個(gè)催化劑保護(hù)反應(yīng)器（圖5未標(biāo)出），除去殘留的汞，其他重金屬，硫，氯等雜質(zhì)，以保護(hù)atr催化劑和下游甲醇合成催化劑。然后合成氣進(jìn)入自熱重整單元（atr）26，與空氣分離裝置（asu）1生產(chǎn)的氧氣2、鍋爐28生產(chǎn)的蒸汽29和預(yù)重整單元25生產(chǎn)的高甲烷含量的產(chǎn)品氣反應(yīng)，生產(chǎn)atr合成氣27。之后，atr合成氣27進(jìn)入水煤氣變換（wgs）和冷卻單元18（圖5未標(biāo)出支路），調(diào)整甲醇合成單元32所需的h2:co化學(xué)計(jì)量比。自熱重整單元（atr）26同時(shí)生成的工藝水8，輸送至工藝水處理單元9處理后再循環(huán)利用。多余的二氧化碳22通過(guò)脫碳單元31脫除。所采用的脫碳工藝包括化學(xué)吸附（甲基乙醇胺、苯菲爾等）、物理吸附（低溫甲醇洗、selexol工藝）、吸附床（氧化鋁，沸石，活性炭）、吸附再生法（變壓，變溫，水洗）、低溫分離法或膜分離法。根據(jù)實(shí)際操作情況，選取其中最易整合、具有最優(yōu)經(jīng)濟(jì)效益的方法。最后，脫碳后的合成氣輸送至甲醇合成單元32及后續(xù)工藝。若富含甲烷尾氣33不足以用于預(yù)重整單元25的進(jìn)料，可添加酸性氣體脫除單元21出口的脫硫脫碳合成氣作為補(bǔ)充。

對(duì)于利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)甲醇及其衍生物，空氣氣化或富氧氣化都不適合大規(guī)模商業(yè)化項(xiàng)目。因?yàn)檠趸瘎┻M(jìn)料中的n2將始終存在于整個(gè)工藝流程中，最終存在于甲醇合成尾氣和下游精煉分餾單元內(nèi)。若采用空氣氣化，最終導(dǎo)致尾氣的低位熱值（lhv）較低（約4.0mj/nm³），不適合作為燃?xì)?，且需采用昂貴的低溫分離技術(shù)脫除殘留尾氣中的n2。同時(shí)，所有下游的工藝設(shè)備都要求較大的尺寸以適應(yīng)大量的惰性氣體n2，極大的增加項(xiàng)目投入，且對(duì)甲醇及其衍生物的產(chǎn)量無(wú)貢獻(xiàn)。

以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。