甲醇生产方法技术

一种生产甲醇的方法，该方法包括(a)通过催化部分氧化(CPO)反应使CPO反应物混合物(烃、氧气和任选的蒸汽)在CPO反应器中反应以产生合成气；其中CPO反应器100包含CPO催化剂；并且其中合成气包含氢气、一氧化碳、二氧化碳、水和未反应的烃；(b)将合成气引入甲醇反应器以产生甲醇反应器流出物料流；其中甲醇反应器流出物料流包含甲醇、水、氢气、一氧化碳、二氧化碳和烃；和(c)将甲醇反应器流出物料流分离成粗甲醇料流和蒸气料流；其中粗甲醇料流包含甲醇和水；其中蒸气料流包含氢气、一氧化碳、二氧化碳和烃；并且其中粗甲醇料流包含基于粗甲醇料流总重量的小于约10wt.％的量的水。醇料流总重量的小于约10wt.％的量的水。醇料流总重量的小于约10wt.％的量的水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】甲醇生产方法


[0001]本公开涉及生产甲醇的方法，更具体地涉及由通过例如甲烷的烃的催化部分氧化制得的合成气生产甲醇的方法。

技术介绍

[0002]合成气(syngas)是包含一氧化碳(CO)和氢气(H2)以及少量二氧化碳(CO2)、水(H2O)和未反应的甲烷(CH4)的混合物。合成气通常用作生产甲醇和氨的中间体，以及形成用作润滑剂或燃料的合成石油的中间体。
[0003]尽管其它烃源，例如精炼厂排气、石脑油原料、重质烃、煤、生物质等可用于合成气生产，合成气通常通过天然气的蒸汽重整(蒸汽甲烷重整或SMR)来生产。SMR是吸热过程，需要大量的能量输入来驱动反应向前进行。常规的吸热技术如SMR生产的合成气的氢气含量高于合成甲醇所需的含量。通常，SMR生产M比为2.6至2.98的范围内的合成气，其中M比是被定义为(H2‑
CO2)/(CO+CO2)的摩尔比。
[0004]在自热重整(ATR)工艺中，部分天然气作为燃料燃烧以驱动天然气转化为合成气，导致相对低的氢气浓度和相对高的CO2浓度。常规的甲醇生产工厂利用联合重整(CR)技术，其将SMR与自热重整(ATR)配对以减少合成气中存在的氢气量。ATR产生氢气含量低于甲醇合成所需含量的合成气。通常，ATR产生M比为1.7至1.84范围内的合成气。在CR技术中，可以调节SMR和ATR的天然气进料体积流量，以达到2.0至2.06的总合成气M比。此外，CR合成气的氢气含量大于甲醇合成所需的含量。而且，SMR是高度吸热的过程，而SMR技术的吸热性需要燃烧燃料来驱动合成气的合成。因此，SMR技术降低了甲醇合成过程的能效。
[0005]合成气也通过天然气的催化部分氧化(CPO或CPOx)来生产(非商业上)。CPO过程采用将烃进料部分氧化成包含CO和H2的合成气。CPO过程是放热的，因此不需要外部供热。然而，所产生的合成气的组成不适于甲醇合成，例如由于氢气含量降低。
[0006]此外，在常规的甲醇合成工艺中，生产的甲醇的纯化(例如蒸馏)是高度能量密集型的。甲醇生产工艺的纯化(例如蒸馏)部分主要用于从粗甲醇中去除水。常规的甲醇合成工艺利用多个蒸馏链进行除水和甲醇纯化，这使得整个工艺能量密集。因此，持续需要开发能够控制所生产的粗甲醇的组成的甲醇生产工艺，例如通过控制用于生产甲醇的合成气的组成。
附图说明
[0007]为了详细描述所公开方法的优选方面，现将参考附图，其中：
[0008]附图示出了用于甲醇生产过程的系统的示意图。
具体实施方式
[0009]本文公开了生产甲醇的方法，该方法包括：(a)通过催化部分氧化(CPO或CPOx)反应使CPO反应物混合物在CPO反应器中反应以产生合成气；其中CPO反应物混合物包含烃和
氧气；其中CPO反应器包含CPO催化剂；并且其中合成气包含氢气、一氧化碳、二氧化碳、水和未反应的烃；(b)将合成气的至少一部分(例如，在冷却和从合成气中去除水之后；和/或在调节压力和/或合成气温度之后)引入甲醇反应器以产生甲醇反应器流出物料流；其中甲醇反应器流出物料流包含甲醇、水、氢气、一氧化碳、二氧化碳和烃；和(c)将甲醇反应器流出物料流的至少一部分分离成粗甲醇料流和蒸气料流；其中粗甲醇料流包含甲醇和水；其中蒸气料流包含氢气、一氧化碳、二氧化碳和烃；并且其中粗甲醇料流包含基于粗甲醇料流总重量的小于约10wt.％的量的水。用于合成气生产的烃可以包括甲烷、天然气、天然气液体、伴生气、井口气、富集气、石蜡、页岩气、页岩液体、流化催化裂化(FCC)尾气、精炼工艺气体、烟道气、来自燃料气集管的燃料气等或其组合。
[0010]除了在操作实施例中或在另外指出的情况下，说明书和权利要求书中使用的涉及成分的量、反应条件等的所有数字或表达应理解为在所有情况下都被术语“约”修饰。本文公开了各种数值范围。因为这些范围是连续的，所以它们包括最小值和最大值之间的每个值。列举相同特征或组分的所有范围的端点可独立组合，并且包括所列举的端点。除非另外明确指出，否则本申请中规定的各种数值范围都是近似值。针对相同组分或性质的所有范围的端点包括端点且可独立组合。术语“从大于0至
…
的量”是指指定的组分以大于0的某个量存在，并且最高到较高的指定量并包括较高的指定量。
[0011]术语“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”不表示对数量的限制，而是表示存在至少一个所引用的项目。如本文所用，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”包括复数的所指对象。
[0012]如本文所用，“其组合”包括一个或多个所列举的元素，任选地包括未列举的类似元素，例如包括一个或多个指定组分的组合，任选地包括具有基本相同功能的未具体指定的一个或多个其他组分。如本文所用，术语“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。
[0013]在整个说明书中对“一个方面”、“另一个方面”、“其他方面”、“一些方面”等的引用是指结合该方面描述的特定元素(例如，特征、结构、性质和/或特性)被包括在本文所述的至少一个方面中，并且可以存在于或不存在于其他方面中。此外，应当理解，所描述的元素可以在各个方面以任何合适的方式组合。
[0014]如本文所用，术语“抑制”或“减少”或“防止”或“避免”或这些术语的任何变型包括任何可测量的减少量或完全抑制以实现期望的结果。
[0015]如本文所用，术语“有效”是指足以实现期望的、预期的或意图的结果。
[0016]如本文所用，术语“包含(comprising)”(和任何形式的包含，如“包含(comprise)”和“包含(comprises)”)、“具有(having)”(和任何形式的具有，如“具有(have)”和“具有(has)”)、“包括(including)”(和任何形式的包括，如“包括(includes)”和“包括(include)”)或“含有(containing)”(和任何形式的含有，例如“含有(contains)”和“含有(contain)”)是包括性的或开放式的，且不排除额外的、未列举的元素或方法步骤。
[0017]除非另有定义，本文使用的技术和科学术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。
[0018]本文使用标准命名法描述化合物。例如，任何未被任何指定基团取代的位置应理解为由指定的键或氢原子填充其化合价。不在两个字母或符号之间的连接号(
“‑”
)用于指示取代基的连接点。例如，
‑
CHO通过羰基的碳连接。
[0019]如本文所用，术语“C
x
烃”“C
x”是可互换的，指具有x个碳原子(C)的任何烃。例如，术语“C4烃”和“C
4”都指具有正好4个碳原子的任何烃，例如正丁烷、异丁烷、环丁烷、1
‑
丁烯、2
‑
丁烯、异丁烯、丁二烯等或其组合。
[0020]如本文所用，术语“C
x+
烃”是指具有等于或大于x个碳原子(C)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】1.一种生产甲醇的方法，所述方法包括：(a)通过催化部分氧化(CPO)反应使CPO反应物混合物在CPO反应器中反应以产生合成气；其中CPO反应物混合物包含烃和氧气；其中CPO反应器包含CPO催化剂；并且其中合成气包含氢气、一氧化碳、二氧化碳、水和未反应的烃；(b)将合成气的至少一部分引入甲醇反应器以产生甲醇反应器流出物料流；其中甲醇反应器流出物料流包含甲醇、水、氢气、一氧化碳、二氧化碳和烃；和(c)将甲醇反应器流出物料流的至少一部分分离成粗甲醇料流和蒸气料流；其中粗甲醇料流包含甲醇和水；其中蒸气料流包含氢气、一氧化碳、二氧化碳和烃；并且其中粗甲醇料流包含基于粗甲醇料流总重量的小于约10wt.％的量的水。2.如权利要求1所述的方法，其中所述合成气包含约0.1mol％至约5mol％的量的二氧化碳。3.如权利要求1所述的方法，其中所述合成气的特征在于一氧化碳与二氧化碳(CO/CO2)摩尔比等于或大于约5。4.如权利要求1所述的方法，其中所述烃包括甲烷、天然气、天然气液体、伴生气、井口气、富集气、石蜡、页岩气、页岩液体、流化催化裂化(FCC)尾气、精炼工艺气体、烟道气、来自燃料气集管的燃料气或其组合。5.如权利要求1所述的方法，其中CPO反应器的特征在于CPO反应物混合物中蒸汽与碳(S/C)摩尔比为约0.01:1至约2.4:1。6.如权利要求1所述的方法，其进一步包括：(i)回收来自CPO反应器的CPO反应器流出物，其中所述CPO反应器流出物包含氢气、一氧化碳、二氧化碳、水和未反应的烃，并且其中所述CPO反应器流出物中二氧化碳的量大于所述合成气中二氧化碳的量；和(ii)从CPO反应器流出物中去除至少一部分二氧化碳以产生合成气。7.如权利要求6所述的方法，其中所述CPO反应器流出物的特征在于CPO反应器流出物的M比，其中M比是被定义为(H2‑
CO2)/(CO+CO2)的摩尔比；并且其中所述合成气的特征在于其M比大于CPO反应器流出物的M比。8.如权利要求7所述的方法，其进一步包括通过蒸汽甲烷重整(SMR)反应使SMR反应物混合物在SMR反应器中反应以产生SMR反应器合成气流出物；其中SMR反应物混合物包含甲烷和蒸汽；其中SMR反应器合成气流出物包含氢气、一氧化碳、二氧化碳、水和未反应的甲烷；并且其中SMR反应器合成气流出物的M比大于CPO反应器流出物的M比。9.如权利要求8所述的方法，其进一步包括使SMR反应器合成气流出物的至少一部分与CPO反应器流出物的至少一部分接触以产生合成气。10.如权利要求8所述的方法，其进一步包括将SMR反应器合成气流出物的至少一部分引入CPO反应器。11.如权利要求8所述的方法，其中所述SMR反应物混合物中的S/C摩尔比大于所述CPO反应物混合物中的S/C摩尔比，其中S/C摩尔比是指反应物混合物中水(H2O)的总摩尔数除以反应物混合物中烃的碳(C)的总摩尔数。12.如权利要求1所述的方法，其中所述CPO反应器的特征在于选自由以下组成的组的至少一个CPO操作参数：约25℃至约600℃的CPO进料温度；约300℃至约1600℃的CPO流出物温度；约1巴至约90巴的CPO压力；约0.001毫秒(ms)至约5s的CPO接触时间；约0.5:1至约3:1
的CPO反应物混合物中的碳与氧(C/O)摩尔比，其中C/O摩尔比是指反应物混合物中烃的...

【专利技术属性】
技术研发人员：西瓦迪纳拉亚纳，
申请(专利权)人：埃尼股份公司，
类型：发明
国别省市：