由富惰性物的合成气生产甲醇的方法技术

公开了生产甲醇的系统和方法。将合成气料流分流以形成第一合成气料流和第二合成气料流。将第一合成气料流进料到初级甲醇合成单元中。将第二合成气料流进料到次级甲醇合成单元中以生产甲醇。将来自初级甲醇合成单元的第一流出物料流和/或来自次级甲醇合成单元的第二流出物料流进一步分离以产生甲醇产物料流和包含氢气、一氧化碳、二氧化碳和惰性气体的一种或多种再循环料流。将一种或多种再循环料流再循环至初级甲醇合成单元。再循环至初级甲醇合成单元。再循环至初级甲醇合成单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由富惰性物的合成气生产甲醇的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年1月2日提交的欧洲专利申请No.20150099.8的优先权的权益，其通过整体引用并入本文。


[0003]本专利技术总体上涉及甲醇生产方法。更具体地，本专利技术涉及使用富惰性物的合成气生产甲醇的系统和方法。

技术介绍

[0004]甲醇是一种高度通用的化学品，用于化学工业的许多领域。例如，甲醇通常用作制造各种化学品(包括塑料、油漆、胶合板、生物柴油和纺织品)的原料。此外，甲醇还可以用作变性剂、溶剂和防冻剂。此外，已经开发了许多专用车辆来消耗甲醇作为替代燃料，或者与汽油结合或者单独使用。
[0005]目前，化学工业中的大部分甲醇由合成气(syngas)生产。如图1中的系统10所示，在甲醇合成过程中，一氧化碳和/或二氧化碳在甲醇合成反应器101中与氢气反应，通过以下反应产生甲醇：下反应产生甲醇：和然后将甲醇合成反应器101的第一流出物料流14中未反应的一氧化碳、二氧化碳和氢气再循环回甲醇合成反应器101。然而，合成气进料料流30(也称为补充气)通常含有惰性气体，例如氮气和/或甲烷气体。因此，在第一分离单元109中从甲醇合成反应器101的第一流出物料流14中分离甲醇之后，将再循环料流23进一步分成第一再循环料流24和吹扫部分25。然后分离吹扫部分25以产生渗透气料流27。含有比合成气进料料流30更高惰性物的第一再循环料流24和渗透气料流27都再循环回甲醇合成反应器101，因平衡线向较低的甲醇合成反应速率移动，导致甲醇合成反应的驱动力有限。因此，常规系统和方法的甲醇生产效率通常是低的。
[0006]总的来说，虽然存在使用合成气生产甲醇的系统和方法，但鉴于常规系统和方法的至少上述缺点，在该领域中仍然需要改进。

技术实现思路

[0007]已经发现了与生产甲醇的系统和方法相关的至少一些上述问题的解决方案。该解决方案在于一种生产甲醇的方法，该方法包括使大部分合成气进料料流在初级甲醇合成单元中反应以生产甲醇，以及使一部分合成气进料料流在次级甲醇合成单元中反应以生产另外的甲醇，并降低初级甲醇合成单元的负荷。这可以是有益的，因为它增加了甲醇合成回路中催化剂的总体积，从而提高甲醇产量效率。此外，来自初级甲醇合成单元和次级甲醇合成单元的再循环气体都可以再循环至初级甲醇合成单元，以防止次级甲醇合成单元的流入物料流具有高惰性气体含量，从而改善甲醇生产效率。此外，在没有流入的再循环料流的情况下操作次级甲醇合成单元可以减少次级甲醇合成单元中使用的催化剂体积，从而降低操作
成本和/或资本支出。因此，本专利技术的方法提供了与上述生产甲醇的常规系统和方法相关的至少一些问题的技术解决方案。
[0008]本专利技术的实施方案包括生产甲醇的方法。该方法包括提供包含碳氧化物(包括一氧化碳和二氧化碳)、氢气和惰性气体的合成气进料料流，并分离合成气进料料流以形成第一合成气料流和第二合成气料流。
[0009]该方法包括在初级甲醇合成单元中，使第一合成气料流经受足以由合成气进料料流产生包含甲醇、未反应的碳氧化物、未反应的氢气和惰性气体的第一流出物料流的反应条件。该方法包括在次级甲醇合成单元中，使第二合成气料流经受足以由合成气进料料流产生包含甲醇、未反应的碳氧化物、未反应的氢气和惰性气体的第二流出物料流的反应条件。该方法包括从第一流出物料流和/或第二流出物料流中分离甲醇与未反应的合成气和惰性气体，以产生主要共同地包含未反应的碳氧化物、未反应的氢气和惰性气体的第一再循环料流，以及主要共同地包含未反应的碳氧化物和未反应的氢气的渗透气料流。该方法包括使第一再循环料流和渗透气料流流至初级甲醇合成单元和/或次级甲醇合成单元。
[0010]本专利技术的实施方案包括生产甲醇的方法。该方法包括提供包含碳氧化物(包括一氧化碳和二氧化碳)、氢气和惰性气体的合成气进料料流。合成气进料料流包含5至25mol.％的惰性气体。该方法包括分离合成气进料料流以形成第一合成气料流和第二合成气料流。该方法包括在初级甲醇合成单元中，使第一合成气料流经受足以由合成气进料料流产生包含甲醇、未反应的碳氧化物、未反应的氢气和一些惰性气体的第一流出物料流的反应条件。该方法包括在次级甲醇合成单元中，使第二合成气料流经受足以由合成气进料料流产生包含甲醇、未反应的碳氧化物、未反应的氢气和惰性气体的第二流出物料流的反应条件。该方法包括从第一流出物料流和/或第二流出物料流中分离甲醇与未反应的合成气和至少一些惰性气体，以产生主要共同地包含未反应的碳氧化物、未反应的氢气和惰性气体的第一再循环料流，以及主要共同地包含未反应的碳氧化物和未反应的氢气的渗透气料流。第一未反应的合成气料流包含5至25mol.％的惰性气体。该方法包括使第一再循环料流和渗透气料流流至初级甲醇合成单元和/或次级甲醇合成单元。
[0011]本专利技术的实施方案包括生产甲醇的方法。该方法包括提供包含碳氧化物(包括一氧化碳和二氧化碳)、氢气和惰性气体的合成气进料料流。合成气进料料流包含5至25mol.％的惰性气体。该方法包括分离合成气进料料流以形成第一合成气料流和第二合成气料流。该方法包括在初级甲醇合成单元中，使第一合成气料流经受足以由合成气进料料流产生包含甲醇、未反应的碳氧化物、未反应的氢气和一些惰性气体的第一流出物料流的反应条件。该方法包括在次级甲醇合成单元中，使第二合成气料流经受足以由合成气进料料流中的合成气产生包含甲醇、未反应的碳氧化物、未反应的氢气和一些惰性气体的第二流出物料流的反应条件。该方法进一步包括在第一分离单元中分离第一流出物料流以产生第一未反应的合成气料流和第一粗甲醇料流。该方法进一步包括在第二分离单元中分离第二流出物料流以产生第二再循环料流和第二粗甲醇料流。该方法进一步还包括分离第一未反应的合成气料流以形成第一再循环料流和吹扫气体分离单元(PGSU)第一进料气料流。该方法进一步包括在惰性分离单元中分离吹扫气体分离单元(PGSU)第一进料气料流和至少一部分第二未反应的合成气料流，以形成(i)主要共同地包含碳氧化物和氢气的渗透气料流，和(ii)主要包含惰性气体的残余气料流。该方法包括使第一再循环料流和渗透气料流
流至初级甲醇合成单元。
[0012]以下包括贯穿本说明书使用的各种术语和短语的定义。
[0013]术语“约(about)”或“大约(approximately)”被定义为接近，如本领域普通技术人员所理解的。在一个非限制性实施方案中，该术语被定义为在10％内，优选在5％内，更优选在1％内，最优选在0.5％内。
[0014]术语“wt％”、“vol％”或“mol.％”分别指基于包括所述组分的材料的总重量、总体积或总摩尔数的所述组分的重量百分比、体积百分比或摩尔百分比。在非限制性实例中，在100摩尔材料中的10摩尔组分为10mol.％的组分。
[0015]术语“基本上”及其变型被定义为包括在10％内，在5％内，在1％内，或在0.5％内的范围。
[0016]术语“抑制”或“减少”或本文档来自技高网...

【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：提供包含碳氧化物、氢气和惰性气体的合成气进料料流；分离所述合成气进料料流以形成第一合成气料流和第二合成气料流；在初级甲醇合成单元中，使所述第一合成气料流经受足以产生包含甲醇、未反应的碳氧化物、未反应的氢气和第一部分惰性气体的第一流出物料流的反应条件；在次级甲醇合成单元中，使所述第二合成气料流经受足以产生包含甲醇、未反应的碳氧化物、未反应的氢气和第二部分惰性气体的第二流出物料流的反应条件；从所述第一流出物料流和/或所述第二流出物料流中分离甲醇和/或至少一些惰性气体，以产生主要共同地包含未反应的碳氧化物、未反应的氢气和惰性气体的第一再循环料流，以及主要共同地包含未反应的碳氧化物和未反应的氢气的渗透气料流；和使所述第一再循环料流和所述渗透气料流流至初级甲醇合成单元。2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述渗透气料流回流以与进料至所述初级甲醇合成单元和所述次级甲醇合成单元两者的合成气料流混合。3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中所述第一再循环料流包含5至35mol.％的惰性气体。4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中分离步骤包括：在第一分离单元中分离第一流出物料流和第二流出物料流以产生第一未反应的合成气料流和第一粗甲醇料流；分离所述第一未反应的合成气料流以形成第一再循环料流和吹扫气体分离单元(PGSU)第一进料气料流；和在惰性分离单元中分离所述吹扫气体分离单元(PGSU)第一进料气料流以形成(i)主要共同地包含碳氧化物和氢气的渗透气料流，和(ii)主要包含惰性气体的残余气料流。5.根据权利要求1所述的方法，其中分离步骤包括：在第一分离单元中分离第一流出物料流以产生第一未反应的合成气料流和第一粗甲醇料流；在第二分离单元中分离第二流出物料流以产生第二未反应的合成气料流和第二粗甲醇料流；分离所述第一未反应的合成气料流以形成第一再循环料流和吹扫气体分离单元(PGSU)第...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿卜杜勒阿齐兹，
申请(专利权)人：沙特基础全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：