甲醇生产方法技术

集成式方法包括：由甲醇合成气(12)合成甲醇；由氨补充气(25)合成氨，以及由含甲烷料流合成一氧化碳，其中：甲醇的合成提供甲醇的液流(13)和未反应合成气的气流(14)；将所述气流的一部分(14a)作为吹扫气体分离；对所述吹扫气体进行氢气回收步骤，提供含氢气料流(19)和尾气(20)，所述含氢气料流(19)用作制造氨补充气的氢气源，所述尾气(20)用作通过对含甲烷料流进行氧化来合成一氧化碳的甲烷源。流进行氧化来合成一氧化碳的甲烷源。流进行氧化来合成一氧化碳的甲烷源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】甲醇生产方法


[0001]本专利技术涉及甲醇生产领域。

技术介绍

[0002]甲醇的合成方法主要包括：通过在前端部段对烃原料进行重整或部分氧化来生产包含碳的氧化物(CO，CO2)和氢气(H2)的补充合成气，以及在合成回路中将所述补充合成气转化为甲醇。
[0003]补充气向甲醇的转化是在适当的催化剂存在下在高温(200-300℃)和高压(70-100巴)下进行的，并且包括以下的碳的氧化物(CO，CO2)的氢化反应和反向水煤气变换：
[0004][0005][0006][0007]所述反应的特征在于不利的热力学平衡条件，并且每次通过催化剂仅一部分补充合成气被转化为甲醇。
[0008]因此，将包含未反应气体的料流与通过补充气转化获得的粗甲醇料流进行分离。
[0009]所述粗甲醇料流通常分两个阶段进行精制：在第一阶段中，除去轻馏分；在第二阶段中，除去较重的馏分和水，从而提供所需质量的精制甲醇。
[0010]将包含未反应气体的料流分成第一部分和第二部分，将第一部分再循环到合成回路中以进行进一步的反应，将第二部分从合成回路中连续抽出，以避免主要包括甲烷、氩气和氮气的惰性化合物的积聚。所述第二部分也称为吹扫气流，并且主要用作重整段的燃烧器中的燃料。
[0011]但是，吹扫气是在高压(大约与合成回路的压力相同)下排出的，而燃烧器是在低压下运行的。这意味着吹扫气的压力能量会损失。
[0012]此外，吹扫气包含重整组分，这些重整组分被燃烧以为重整段的燃烧器提供燃料。这意味着用于重整的能量会损失。
[0013]由于上述原因，所述吹扫气作为燃烧器中的燃料的再循环不能完全令人满意和有效。
[0014]US 2011/0236293公开了一种集成式合成气精炼设备和一种用于同时生产氢气流、富氢合成气、贫氢合成气和可选的一氧化碳流的方法。

技术实现思路

[0015]本专利技术旨在克服现有技术的缺点。特别地，本专利技术旨在提供从甲醇设备的合成回路中排出的吹扫气流的更有效的再循环。
[0016]构成本专利技术基础的构思是使用吹扫气流作为用于合成氨和一氧化碳的原料，同时利用与甲醇生产的协同作用。
[0017]通过根据权利要求1所述的用于合成甲醇、氨和一氧化碳的集成式方法达到这些目的。
[0018]所述方法包括：
[0019]a)通过第一合成气的催化转化来合成甲醇，所述第一合成气是包含氢气和碳的氧化物的气体；
[0020]b)通过第二合成气的催化转化来合成氨，所述第二合成气是包含氢气和氮气的氨补充气，和
[0021]c)通过对含甲烷料流进行氧化来合成一氧化碳，
[0022]其中：
[0023]所述步骤a)提供甲醇的液流和包含未反应的合成气的气流；
[0024]所述包含未反应的合成气的气流的一部分被作为吹扫气流分离；
[0025]对所述吹扫气流进行氢气回收步骤，得到含氢气料流与含甲烷和CO的尾气，并且
[0026]所述含氢气料流的至少一部分是进行步骤b)的转化的氨补充气的氢气源，所述尾气的至少一部分是进行步骤c)的氧化的含甲烷料流的甲烷源。
[0027]优选地，进行步骤a)的转化的第一合成气通过烃原料的转化步骤获得。所述转化步骤可以包括所述烃原料的部分氧化，或者优选地，所述烃原料的重整。然后将如此获得的第一合成气有利地在70-100巴的合成压力下压缩。然后在合成回路内在所述合成压力下将所述第一合成气转化为粗甲醇，并将如此获得的粗甲醇分离为所述甲醇的液流和所述包含未反应的合成气的气流。
[0028]根据一个优选的实施方案，所述方法包括在专用空气分离单元(ASU)中进行空气分离的步骤，这提供氮气流和氧气流。所述氮气流的至少一部分是用于所述氨补充气的氮气源并且所述氧气流的至少一部分在所述含甲烷料流的氧化中用作氧化剂。在将烃原料转化为第一合成气的上述步骤中，所述氧气流的一部分也可以用作氧气源。
[0029]含有未反应的合成气的气流有利地分成所述吹扫气料流和一料流，该料流再循环回到转化成粗甲醇的步骤以进一步反应。
[0030]根据一个优选的实施方案，所述氢气回收步骤通过分离膜进行。
[0031]优选地，在进行所述氢气回收步骤之前，对所述吹扫气流进行水洗步骤，其中痕量的甲醇被吸收在水中并以水性料流除去，从而提供不含甲醇的吹扫气流。当在随后的氢气回收步骤中使用分离膜时，所述洗涤步骤特别有利，因为去除了对于所述膜可能成为问题的甲醇。
[0032]优选地，在分离膜的出口处的所述含氢气料流的压力比在分离膜的入口处的吹扫气流的压力小约25-30巴。因此，通过分离膜的所述含氢气料流的压降为约25-30巴。
[0033]优选地，在分离膜的出口处的尾气压力比在分离膜的入口处的吹扫气流的压力小2-4巴。因此，通过分离膜的所述尾气的压降为约2-4巴。
[0034]优选地，通过拆分含有未反应的合成气的气流而获得的吹扫气流中所含的氢气的至少90％在氢气回收步骤中被回收并被收集在所述的含氢气料流中。优选地，所述含氢气料流具有至少85体积％的氢气含量。
[0035]优选地，包含在所述吹扫气流中的甲烷的至少70％和包含在其中的一氧化碳的至少60％被收集在从氢气回收步骤中排出的尾气中。所述尾气优选具有约60体积％的甲烷含
量和约2体积％的一氧化碳含量。
[0036]根据本专利技术的一个实施方案，氨的合成包括：纯化所述含氢气料流的步骤，以提供纯化的含氢气料流；和将所述纯化的料流与适量的氮气混合，以提供所述氨补充气；和在多级压缩机中将所述补充气压缩至合成压力。所述氮气有利地由上述ASU提供，并在所述多级压缩机的吸入处注入所述纯化氢气料流中。
[0037]优选地，所述纯化步骤在变压吸附(PSA)单元中进行。有利地，通过所述PSA单元的压降为约1巴，并且在所述PSA单元的出口处的所述纯化的含氢气料流具有在40-50巴范围内的压力。
[0038]PSA单元有利地在所述纯化的料流中回收在纯化之前最初存在于料流中的氢气的约80-90％。所述纯化料流含有惰性气体(即甲烷和氩气)，其量优选不大于2000ppmv，更优选在700-2000ppmv的范围内。所述纯化的料流包含少于10ppm的例如代表用于合成氨的催化剂的毒物的CO、CO2、O2和水的化合物。
[0039]还从所述PSA单元中排出包含甲烷、氢气、氮气、CO、CO2、Ar和水的尾气。优选地，将所述尾气至少部分地再循环以作为用于使烃原料转化成第一合成气步骤，例如用于重整段的燃烧器的燃料。
[0040]根据本专利技术的一个实施方案，一氧化碳的合成包括：使来自氢气回收步骤并且含有甲烷和一氧化碳的尾气在合适的POX单元中进行部分氧化(POX)，其中甲烷被氧化成CO，从而提供含CO的合成气；使所述合成气进行CO2去除步骤，然后进行CO分离步骤，以获得CO流和另外的含氢气料流。
[0041]考虑到POX单元的压降为8-10巴，适当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于合成甲醇、氨和一氧化碳的集成式方法，包括：a)通过第一合成气(12)的催化转化来合成甲醇，所述第一合成气(12)是包含氢气和碳的氧化物的气体；b)通过第二合成气(25)的催化转化来合成氨，所述第二合成气(25)是包含氢气和氮气的氨补充气，和c)通过对含甲烷料流进行氧化来合成一氧化碳，其中：所述步骤a)提供甲醇的液流(13)和包含未反应的合成气的气流(14)；所述包含未反应的合成气的气流的一部分(14a)被作为吹扫气流分离；对所述吹扫气流进行氢气回收步骤，得到含氢气料流(19)与含甲烷和CO的尾气(20)，并且所述含氢气料流(19)的至少一部分是进行步骤b)的转化的氨补充气(25)的氢气源，并且所述尾气(20)的至少一部分是进行步骤c)的氧化的含甲烷料流的甲烷源。2.根据权利要求1所述的方法，包括在专用空气分离单元中进行空气分离的步骤，以提供氮气流(24)和氧气流(30)，其中所述氮气流(24)的至少一部分是用于所述氨补充气(25)的氮气源并且所述氧气流(30)的至少一部分在所述含甲烷料流的氧化中用作氧化剂。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在进行所述氢气回收步骤之前，对所述吹扫气流(14a)进行水洗步骤。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述氢气回收步骤通过分离膜进行。5.根据权利要求4所述的方法，其中在所述分离膜的出口处的所述含氢气料流(19)的压力比在所述分离膜的入口处的所述吹扫气流(17)的压力小25-30巴。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中在所述分离膜的出口处的所述尾气(20)的压力比在所述分离膜的入口处的所述吹扫气流(17)的压力小2-4巴。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述吹扫气流中包含的氢气的至少90％被回收在所述含氢气料流(19)中，所述含氢气料流(19)优选具有至少85体积％的氢气含量。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述吹扫气流(14a)中所含的甲烷的至少70％和所述吹扫气流(14a)中所含的一氧化碳的至少60％被回收在所述尾气(20)中，所述尾气(20)优选具有约60体积％的甲烷含量和约2体积％的一氧化碳含量。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述氨的合成包括以下步骤：纯化所述含氢气料流(19)，以提供纯化的含氢气料流(22)；将所述纯化的料流与适量的氮气混合，以提供所述氨补充气(25)；和将所述补充气(25)压缩至合成压力。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述纯化是在变压吸附(PSA...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：卡萨尔公司，
类型：发明
国别省市：