由富惰性物的合成氣生產(chǎn)甲醇的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】在由富惰性物的合成氣生產(chǎn)甲醇期間，將催化預(yù)反應(yīng)器安裝在單級(jí)或多級(jí)合成回路的上游，第一部分的合成氣在催化預(yù)反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為甲醇。此外，將惰性氣體分離段，例如變壓吸附系統(tǒng)或膜系統(tǒng)，連接到合成回路的下游，由此富氫合成氣料流可返回到合成回路。在富甲烷合成氣的處理中，惰性氣體分離段還可以包括自熱重整器，在該自熱重整器中甲烷被轉(zhuǎn)化為碳氧化物和氫氣，其也返回到合成回路中。
【專利說(shuō)明】由富惰性物的合成氣生產(chǎn)甲醇的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)甲醇的方法和實(shí)施該方法的設(shè)備。特別地，本發(fā)明涉及一種用于將合成氣轉(zhuǎn)化為甲醇的方法，所述合成氣具有高含量的惰性組分，因?yàn)槔缤ㄟ^(guò)用富氧空氣氣化天然氣或者通過(guò)用含氧氣體氣化生物質(zhì)或煤獲得該合成氣。本發(fā)明還涉及一種用于對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)甲醇用設(shè)備進(jìn)行翻新改進(jìn)的方法，其涉及從低惰性物合成氣的操作至富惰性物合成氣的操作。
【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)久以來(lái)，本領(lǐng)域技術(shù)人員已知通過(guò)催化轉(zhuǎn)化含氫氣和碳氧化物的合成氣來(lái)生產(chǎn)甲醇的方法。例如在 Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry (烏爾曼化工百科全書)，第6版，1998年電子發(fā)行，“Methanol” (甲醇)章，第5.2節(jié)“Synthesis”(合成)中描述了多種用于生產(chǎn)甲醇的基本方法。
[0003]從例如EP0790226B1中已知用于生產(chǎn)甲醇的更先進(jìn)的兩步法。甲醇在循環(huán)方法中生產(chǎn)，其中將新鮮的和部分反應(yīng)過(guò)的合成氣的混合物首先供應(yīng)至水冷反應(yīng)器，然后供應(yīng)至氣冷反應(yīng)器，在每個(gè)反應(yīng)器中合成氣在銅基催化劑上轉(zhuǎn)化為甲醇。將該方法中生產(chǎn)的甲醇自合成氣分離以再循環(huán)，其然后作為冷卻劑逆流通過(guò)氣冷反應(yīng)器并預(yù)熱至220至280°C的溫度，然后將其引入第一合成反應(yīng)器。將待再循環(huán)的合成氣的一部分作為吹洗料流(所謂的吹洗流)自該過(guò)程移除，以防止惰性組分在合成循環(huán)中的富集。未審的德國(guó)專利申請(qǐng)DE2934332A1和歐洲專利申請(qǐng)EP1016643A1中也教導(dǎo)了該方法。
[0004]在上文所述的兩種方法中不利的是，當(dāng)處理具有高含量惰性組分的合成氣時(shí)必須增加循環(huán)比，這是因?yàn)榕c貧惰性物合成氣的的情況相比，反應(yīng)物分壓越低，則每次通過(guò)合成反應(yīng)器向甲醇的轉(zhuǎn)化越低。這導(dǎo)致所需壓縮機(jī)容量的增加，并且在給定的甲醇生產(chǎn)能力的情況下，這導(dǎo)致設(shè)備和管道的更大尺寸。
[0005]一方面，惰性組分被理解為是無(wú)機(jī)氣體成分，例如氮?dú)饣蚨栊詺怏w，其例如由從天然氣與相應(yīng)組分開(kāi)始的合成氣生產(chǎn)中獲得。這類天然氣例如由亞洲礦床獲得。在用空氣或富氧空氣氣化天然氣中，如目前所討論的，首先對(duì)于較小的位于遠(yuǎn)離生產(chǎn)氧氣的氣體分離系統(tǒng)的設(shè)備，還存在獲得的富氮的合成氣體；這例如在國(guó)際專利申請(qǐng)W096 / 14279A1中提出。在另一方面，非轉(zhuǎn)化的甲烷，其在天然氣或煤的氣化期間可以包含在合成氣產(chǎn)物中，從甲醇合成的意義上被認(rèn)為是惰性氣體，因?yàn)樵谠摵铣芍衅洳贿M(jìn)一步轉(zhuǎn)化。
[0006]在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間前已經(jīng)提出了在甲醇合成中富惰性物的合成氣的處理問(wèn)題。已經(jīng)提出了多種技術(shù)方案，然而這些技術(shù)方案由于它們的缺點(diǎn)而不能得到接受。
[0007]在未審的德國(guó)專利申請(qǐng)DE1296133B中，例如提出了通過(guò)二甲苯洗滌來(lái)處理包含惰性組分例如氮?dú)?、甲烷或氬氣的原料合成氣，由此?yīng)實(shí)現(xiàn)惰性組分含量的明顯減少。在此處不利的是，在進(jìn)入到氣體洗滌器之前，合成氣的溫度必須降低至-10至-30°c，以顯著降低惰性組分的分壓。這導(dǎo)致了高的可用能損失。此外還獲得了負(fù)載的吸收劑，其必須后處理并且其含有與甲醇合成方法無(wú)關(guān)的組分二甲苯。[0008]相似的技術(shù)教導(dǎo)可得自未審德國(guó)專利申請(qǐng)DE10156092A1中，其中提出了在用于生產(chǎn)甲醇的每個(gè)催化反應(yīng)系統(tǒng)的上游設(shè)置吸收段，其包含甲醇合成催化劑作為吸收劑并且其在如下的溫度下操作，該溫度低于用于催化轉(zhuǎn)化成甲醇的溫度。采用該方法固有的輔助物質(zhì)作為吸收劑，但是仍然存在上述的兩個(gè)缺點(diǎn):溫度上需要降低，和吸收劑的后處理或處置。
[0009]在專利申請(qǐng)EP1819653A1中描述了由合成氣生產(chǎn)甲醇的方法，所述合成氣由天然氣的自熱氣化獲得，含有20至50 %的氫氣、一氧化碳和甲烷中的每種。關(guān)于在甲醇合成反應(yīng)器的反應(yīng)器產(chǎn)物中保留的甲烷，沒(méi)有采取任何特殊的措施，但氫氣含量通過(guò)轉(zhuǎn)化而升高，所述氫氣，可能還有同樣生產(chǎn)的二氧化碳，隨后被分離并且再次裝料到甲醇合成反應(yīng)器中。反應(yīng)物的分壓通過(guò)該措施而增加，但是由于高含量的惰性組分而保持高循環(huán)料流。
[0010]總之，應(yīng)當(dāng)因此注意到，雖然所闡述的問(wèn)題已經(jīng)存在了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，但是目前還未找到該目的令人滿意的技術(shù)方案。此外，上文討論的許多方法旨在通過(guò)盡可能的相應(yīng)處理來(lái)減少包含惰性組分的吹洗料流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]因此，本發(fā)明的目的是避免上述缺點(diǎn)，并且提供更經(jīng)濟(jì)的和技術(shù)上更簡(jiǎn)單可行的方法，以用于通過(guò)使用富惰性物的合成氣作為離析氣體來(lái)生產(chǎn)甲醇，特別地，該方法特征在于低的能量需求、更小的設(shè)備尺寸并且避免與方法無(wú)關(guān)的輔助物質(zhì)。
[0012]通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1特征部分與其前序部分的特征協(xié)作的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的。在根據(jù)本發(fā)明的用于由包含氫氣和碳氧化物且惰性組分含量高的合成氣生產(chǎn)甲醇的方法中，詳細(xì)地，實(shí)施了以下方法步驟:
[0013]-將第一合成氣料流作為進(jìn)料料流通過(guò)至少一個(gè)甲醇預(yù)反應(yīng)器，其中催化轉(zhuǎn)化一部分碳氧化物和氫氣以獲得甲醇；分離生產(chǎn)的甲醇并且由此獲得第二合成氣料流，
[0014]-將第二合成氣料流通過(guò)至少一個(gè)甲醇主反應(yīng)器，其中催化轉(zhuǎn)化另外一部分碳氧化物和氫氣以獲得甲醇；分離生產(chǎn)的甲醇并且由此獲得第三合成氣料流，
[0015]-將第三合成氣料流分成第四合成氣料流和第五合成氣料流，其中將第四合成氣料流再循環(huán)至甲醇主反應(yīng)器，并且以這種方式形成內(nèi)部合成循環(huán)，
[0016]-將第五合成氣料流供應(yīng)至至少一個(gè)惰性氣體分離段，其中獲得耗盡了惰性組分的第六再循環(huán)料流和富惰性組分的吹洗料流，
[0017]-將耗盡惰性組分的第六再循環(huán)料流再循環(huán)至所述一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器，并且以這種方式形成外部合成循環(huán)。
[0018]令人預(yù)料不到地發(fā)現(xiàn)，所述甲醇主反應(yīng)器上游的甲醇預(yù)反應(yīng)器有利地與該甲醇主反應(yīng)器以及在該甲醇主反應(yīng)器下游的惰性合成氣組分的分離協(xié)作，其原因在于，由于部分合成氣在預(yù)反應(yīng)器中反應(yīng)成甲醇，因此合成循環(huán)的氣體負(fù)載明顯地降低。因此，由吹洗氣體料流、所謂的吹洗流分離的合成氣組分能夠在無(wú)需如下參數(shù)大幅上升的情況下進(jìn)行再循環(huán): 所需壓縮機(jī)容量，在合成循環(huán)中使用的設(shè)備和管線的尺寸，和在甲醇主反應(yīng)器中需要的催化劑的量。
[0019]發(fā)明的優(yōu)選方面
[0020]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的方面，規(guī)定所述惰性氣體分離段包括變壓吸附系統(tǒng)或膜系統(tǒng)。以這種方式，可獲得富氫且同時(shí)耗盡惰性組分的氣體料流，并且可將該氣體料流再循環(huán)至第一甲醇主反應(yīng)器。
[0021]有利地，所述惰性氣體分離段可包括自熱重整器，優(yōu)選還包括變壓吸附系統(tǒng)。
[0022]可有利地通過(guò)用含氧氣體氣化天然氣或生物質(zhì)獲得第一合成氣料流?？蛇x地，也可通過(guò)用含氧氣體氣化煤獲得第一合成氣料流。在最后提到的情形中，獲得的合成氣通常是特別富甲烷的，以致特別是在這種情形下，可推薦所述惰性氣體分離段包括自熱重整器，因?yàn)榧淄橥瑯颖晦D(zhuǎn)化并且可因此作為合成氣而獲得。
[0023]在所述甲醇預(yù)反應(yīng)器之后或在所述一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器之后分離的甲醇料流可供應(yīng)至本身已知的甲醇產(chǎn)品加工，優(yōu)選一起供應(yīng)。該甲醇產(chǎn)品加工通常包括一個(gè)或多個(gè)蒸餾步驟，從而最終能夠獲得純的甲醇作為產(chǎn)物。
[0024]在本發(fā)明另外的方面中，所述甲醇預(yù)反應(yīng)器可絕熱地操作，或以冷卻的、優(yōu)選水冷的方式操作。在所述甲醇預(yù)反應(yīng)器的水冷操作中，可甲醇合成反應(yīng)的放熱性可用于產(chǎn)生蒸汽。
[0025]特別地，當(dāng)將低化學(xué)計(jì)量數(shù)SN的低氫合成氣裝料至所述甲醇預(yù)反應(yīng)器中時(shí)，SN被定義為
[0026]SN= ((c (H2)-C (CO2)) / ((c (CO) +c (CO2))
[0027]所述甲醇合成反應(yīng)涉及高的放熱。因此，在本發(fā)明的另外的有利的方面，提出為所述甲醇預(yù)反應(yīng)器裝備其自身的合成氣再循環(huán)。在甲醇預(yù)反應(yīng)器中生產(chǎn)的甲醇的分離之后，不是全部合成氣料流都離開(kāi)甲醇預(yù)反應(yīng)器，而是僅僅部分料流由此被引至所述甲醇主反應(yīng)器，并且剩余部分的合成氣料流被再循環(huán)至所述甲醇預(yù)反應(yīng)器之前。以這種方式，限制了轉(zhuǎn)化的放熱性，這導(dǎo)致在甲醇預(yù)反應(yīng)器中使用`的甲醇合成催化劑具有延長(zhǎng)的有效期或使用壽命O
[0028]所述甲醇主反應(yīng)器能夠以水冷、氣冷或絕熱的方式操作。由于在甲醇合成中的高反應(yīng)焓，因此推薦冷卻的反應(yīng)器操作。
[0029]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的方面，在所述合成循環(huán)中存在兩個(gè)甲醇主反應(yīng)器，其中在流動(dòng)方向的第一甲醇主反應(yīng)器以水冷的方式操作，而在流動(dòng)方向的第二甲醇主反應(yīng)器以氣冷的方式操作。作為冷卻氣體，進(jìn)入到合成循環(huán)中的合成氣可用于第二甲醇主反應(yīng)器中。
[0030]本發(fā)明還擴(kuò)展至一種如下的設(shè)備，該設(shè)備用于由含有氫氣和碳氧化物且惰性組分含量高的合成氣生產(chǎn)甲醇，特別是用于實(shí)施根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，該設(shè)備具有一個(gè)或多個(gè)甲醇預(yù)反應(yīng)器，其中第一部分的碳氧化物被催化轉(zhuǎn)化為甲醇，具有一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器，其中另外部分的碳氧化物被催化轉(zhuǎn)化為甲醇，在所述一個(gè)或多個(gè)甲醇預(yù)反應(yīng)器下游的用于從合成氣分離甲醇的分離器，在所述一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器下游的另外的分離器，其用于從合成氣分離另外的甲醇，和用于將合成氣循環(huán)料流再循環(huán)至至少一個(gè)甲醇主反應(yīng)器的管線。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備此外還包括惰性氣體分離段以及用于將合成氣由所述一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器供應(yīng)至該惰性氣體分離段的管線，用于將吹洗料流由該惰性氣體分離段排出的管線，和用于將耗盡惰性組分的再循環(huán)料流再循環(huán)至所述一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器的管線。
[0031]此外，本發(fā)明涉及對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)甲醇用設(shè)備進(jìn)行翻新改進(jìn)的方法，其在從低惰性物合成氣操作至富惰性物合成氣操作的內(nèi)合成循環(huán)內(nèi)使用一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器。根據(jù)本發(fā)明的翻新改進(jìn)方法包括以下措施:
[0032]-在第一甲醇主反應(yīng)器的上游，設(shè)置甲醇預(yù)反應(yīng)器，
[0033]-在最后一個(gè)甲醇主反應(yīng)器的下游，設(shè)置惰性氣體分離段，并且通過(guò)相應(yīng)的管線將耗盡惰性組分的再循環(huán)料流再循環(huán)至所述一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器，形成外部合成循環(huán)，所述一個(gè)或多個(gè)甲醇預(yù)反應(yīng)器和所述惰性氣體分離段位于內(nèi)部合成循環(huán)之外。
[0034]還可從以下示例性的實(shí)施方案和附圖的描述中得到本發(fā)明另外的發(fā)展、優(yōu)點(diǎn)和可能的應(yīng)用。所有描述的和/或示例的特征獨(dú)立于它們?cè)跈?quán)利要求書中的包涵物或它們的反向引用，本身形成本發(fā)明或以任何組合形成本發(fā)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1示意性地顯示了通過(guò)根據(jù)如上所述的現(xiàn)有技術(shù)方法生產(chǎn)甲醇的設(shè)備。
[0036]圖2示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方案的生產(chǎn)甲醇的設(shè)備。
[0037]圖3示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方案的生產(chǎn)甲醇的設(shè)備。
具體實(shí)施方案
[0038]在現(xiàn)有技術(shù)方法的甲醇合成的設(shè)備中，其以簡(jiǎn)化形式示意性地示出在圖1中，包含氫氣和碳氧化物的合成氣料流通過(guò)管線I供應(yīng)至壓縮機(jī)2，并且通過(guò)壓縮機(jī)2被加壓至通常5至IOMPa的反應(yīng)壓力。壓縮機(jī)2和壓縮機(jī)15技術(shù)上可相互連接。通過(guò)管線3，將壓縮的合成氣料流供應(yīng)至熱交換器4中并且在熱交換器4中被加熱至反應(yīng)溫度，其中熱交換大部分針對(duì)來(lái)自合成反應(yīng)器的熱產(chǎn)物氣體料流進(jìn)行(未顯示在圖1中)。通過(guò)管線5，預(yù)加熱的合成氣料流進(jìn)入甲醇主反應(yīng)器6，其中在200和300°C之間的溫度下，在銅基甲醇合成催化劑上實(shí)現(xiàn)氫氣與碳氧化物的部分轉(zhuǎn)化，其中獲得了如下的產(chǎn)物混合物，其包含甲醇和未轉(zhuǎn)化的合成氣。多種銅基甲醇合成催化劑是可商購(gòu)的，例如從慕尼黑Siid-Chemie AG商購(gòu)。在合成反應(yīng)器中的空速通常為10000至3000(?'在圖1的示意性表示中，甲醇主反應(yīng)器被顯示為單級(jí)反應(yīng)器；然而，優(yōu)選在實(shí)際構(gòu)造中設(shè)置多個(gè)串聯(lián)的甲醇主反應(yīng)器。
[0039]通過(guò)管線7，將產(chǎn)物混合物由甲醇主反應(yīng)器排出。在熱交換器8中冷卻之后，其中冷卻至明顯低于甲醇和水的露點(diǎn)的溫度，優(yōu)選達(dá)到30至60°C，將產(chǎn)物混合物通過(guò)管線9傳送到分離器10中，其中甲醇作為液體、含水的粗甲醇被分離并且通過(guò)管線11供應(yīng)到進(jìn)一步的產(chǎn)物處理中。將在分離器中獲得的氣體產(chǎn)物通過(guò)管線12排出并且分離成吹洗料流(吹洗流)和循環(huán)料流，通過(guò)管線13排出吹洗料流，通過(guò)管線14將循環(huán)料流供應(yīng)至循環(huán)壓縮機(jī)15中。通過(guò)吹洗料流，從工藝中排出惰性組分，但不以富集的形式。通過(guò)管線16，將循環(huán)料流再循環(huán)至合成反應(yīng)器6，并且以這種方式形成合成循環(huán)，其中將新鮮的合成氣通過(guò)管線17供應(yīng)并且與循環(huán)料流合并。循環(huán)料流與新鮮氣體料流的摩爾流動(dòng)速率的比率被稱為循環(huán)比。
[0040]在圖2中顯示的代表本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的設(shè)備中，合成氣新鮮氣體料流首先通過(guò)管線23傳送到甲醇預(yù)反應(yīng)器24中。這是填充有顆粒狀銅基甲醇合成催化劑的絕熱固定床反應(yīng)器。可能地，在進(jìn)入到甲醇預(yù)反應(yīng)器之前，合成氣仍然必須被加熱并且壓縮，這未在圖2中顯示。進(jìn)入甲醇預(yù)反應(yīng)器的反應(yīng)器入口溫度是190至250°C，反應(yīng)壓力通常是5至IOMPa0在甲醇預(yù)反應(yīng)器中的空速通常是5000至15ΟΟΟh-1。其中可使用與在甲醇主反應(yīng)器中相同催化劑類型的銅基甲醇合成催化劑；這在通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法操作的設(shè)備中具有物流(logistic)優(yōu)勢(shì)。然而，也可有利地使用與甲醇主反應(yīng)器相比具有更高合成活性的銅基甲醇合成催化劑。通過(guò)管線25，將產(chǎn)物混合物由甲醇預(yù)反應(yīng)器排出，在熱交換器26中冷卻至明顯低于甲醇和水的露點(diǎn)的溫度，優(yōu)選30至60°C，并且通過(guò)管線27供應(yīng)至分離器28。在分離器28中，甲醇作為液體的、含水的粗甲醇而被分離，并通過(guò)管線29供應(yīng)至進(jìn)一步的產(chǎn)物處理。優(yōu)選地，與在分離器10中獲得的并且由甲醇主反應(yīng)器通過(guò)管線11排出的粗甲醇一起實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的處理。
[0041]當(dāng)在甲醇預(yù)反應(yīng)器24中合成氣至甲醇的轉(zhuǎn)化有限時(shí)，可方便地省略熱交換器26和分離器28并且將包含僅少量甲醇的合成氣通過(guò)管線17直接引導(dǎo)到甲醇主反應(yīng)器中。
[0042]作為與在圖1中所示現(xiàn)有技術(shù)方法的另外的區(qū)別，在圖2中顯示的吹洗料流不通過(guò)管線13由該工藝中排出，而是供應(yīng)至變壓吸附系統(tǒng)18中。這種系統(tǒng)的功能模式和操作條件是普通技術(shù)人員本身已知的。在所述系統(tǒng)中，獲得了耗盡氫并且富惰性組分的合成氣料流，其通過(guò)管線19由該工藝中移除(吹洗流)。此外，獲得了富氫的合成氣料流，其通過(guò)管線20、壓縮機(jī)21和管線22再循環(huán)至甲醇主反應(yīng)器的上游，由此形成了外部合成循環(huán)。
[0043]圖3示意性地顯示了表示本發(fā)明另外的優(yōu)選實(shí)施方案的設(shè)備。特別是當(dāng)使用源于煤的合成氣用于甲醇合成時(shí)，該實(shí)施方案是優(yōu)選的，其可具有相對(duì)高的甲烷含量。在固定床的煤氣化中，獲得了合成氣，其可包含最高達(dá)60體積％的甲烷。與圖2相比，在圖3顯示的設(shè)備中，離開(kāi)變壓吸附系統(tǒng)18的吹洗料流不從工藝中移除，而是通過(guò)管線30供應(yīng)至自熱重整器31中，其中在吹洗料流中富集的甲烷被轉(zhuǎn)化為進(jìn)一步的合成氣。自熱重整器的功能模式和操作條件也是普通技術(shù)人員本身已知的。自熱重整器的產(chǎn)物氣體料流的一部分通過(guò)管線19作為吹洗料流(吹洗流)從工藝中移除；自熱重整器的產(chǎn)物氣體料流的另外的部分通過(guò)管線32被供應(yīng)到壓縮機(jī)21中，并且由此與在管線20中供應(yīng)的合成氣料流匯合。在管線通路32中，對(duì)于合成氣體可以提供在圖中未顯示的進(jìn)一步的處理段。因此，可以首先將在管線32中的合成氣部分料流再循環(huán)至變壓吸附系統(tǒng)18以分離氫氣，并且通過(guò)管線20將相同的料流再循環(huán)至甲醇主反應(yīng)器中。在外部合成循環(huán)中的氫含量因此再次增加。
[0044]工業(yè)實(shí)用性
`[0045]本發(fā)明因此提出了一種生產(chǎn)甲醇的經(jīng)濟(jì)的方法，其特征在于其還可以處理具有高含量惰性組分的合成氣。與現(xiàn)有技術(shù)提出的方法相對(duì)比，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于不含例如吸收劑的物質(zhì)，所述物質(zhì)與方法無(wú)關(guān)或需要被處理或再生。另外的優(yōu)點(diǎn)包括技術(shù)簡(jiǎn)單，設(shè)備尺寸和管線尺寸小，節(jié)省了催化劑并且能量需求更低，例如用于所需壓縮機(jī)負(fù)荷(compressor duty)的能量需求更低。
[0046]附圖標(biāo)記列表
[0047]1.管線
[0048]2.壓縮機(jī)
[0049]3.管線
[0050]4.熱交換器
[0051]5.管線
[0052]6.一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器
[0053]7.管線[0054]8.熱交換器
[0055]9.管線
[0056]10.分離器
[0057]11-14.管線
[0058]15.壓縮機(jī)
[0059]16-17.管線
[0060]18.變壓吸附系統(tǒng)
[0061]19-20.管線
[0062]21.壓縮機(jī)
[0063]22-23.管線
[0064]24.一個(gè)或 多個(gè)甲醇預(yù)反應(yīng)器
[0065]25.管線
[0066]26.熱交換器
[0067]27.管線
[0068]28.分離器
[0069]29-30 管線
[0070]31.自熱重整器
[0071]32.管線
【權(quán)利要求】
1.由含有氫氣和碳氧化物且惰性組分含量高的合成氣生產(chǎn)甲醇的方法，其中 -將第一合成氣料流作為進(jìn)料料流通過(guò)至少一個(gè)甲醇預(yù)反應(yīng)器，其中催化轉(zhuǎn)化一部分碳氧化物和氫氣以獲得甲醇，分離生產(chǎn)的甲醇并且由此獲得第二合成氣料流， -將第二合成氣料流通過(guò)至少一個(gè)甲醇主反應(yīng)器，其中催化轉(zhuǎn)化另外一部分碳氧化物和氫氣以獲得甲醇，分離生產(chǎn)的甲醇并且由此獲得第三合成氣料流， -將第三合成氣料流分成第四合成氣料流和第五合成氣料流，其中將第四合成氣料流再循環(huán)至所述甲醇主反應(yīng)器并且以這種方式形成了內(nèi)部合成循環(huán)， -將第五合成氣料流供應(yīng)至至少一個(gè)惰性氣體分離段，其中獲得耗盡了惰性組分的第六再循環(huán)料流和富惰性組分的吹洗料流， -將耗盡惰性組分的第六再循環(huán)料流再循環(huán)至所述一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器并且以這種方式形成外部合成循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述惰性氣體分離段包括變壓吸附系統(tǒng)或月吳系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述惰性氣體分離段包括自熱重整器，優(yōu)選地包括自熱重整器與變壓吸附系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于通過(guò)用含氧氣體氣化天然氣或生物質(zhì)獲得所述第一合成氣料流。
5.權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于通過(guò)用含氧氣體氣化煤獲得所述第一合成氣料流。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于將獲得的甲醇供應(yīng)至進(jìn)一步的產(chǎn)品加工。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于以水冷、氣冷或絕熱的方式操作所述一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于存在兩個(gè)甲醇主反應(yīng)器，其中在流動(dòng)方向的第一甲醇主反應(yīng)器以水冷的方式操作，而在流動(dòng)方向的第二甲醇主反應(yīng)器以氣冷的方式操作。
9.一種用于由含有氫氣和碳氧化物且惰性組分含量高的合成氣生產(chǎn)甲醇、特別是用于實(shí)施根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述方法的設(shè)備，所述設(shè)備具有 一個(gè)或多個(gè)甲醇預(yù)反應(yīng)器，其中第一部分的碳氧化物被催化轉(zhuǎn)化為甲醇， 一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器，其中另外部分的碳氧化物被催化轉(zhuǎn)化為甲醇， 在所述一個(gè)或多個(gè)甲醇預(yù)反應(yīng)器下游的分離器，其用于從合成氣分離甲醇， 在所述一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器下游的另外的分離器，其用于從合成氣分離另外的甲醇， 用于再循環(huán)合成氣循環(huán)料流至所述至少一個(gè)甲醇主反應(yīng)器的管線， 其特征在于 惰性氣體分離段以及用于將合成氣由所述一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器供應(yīng)至所述惰性氣體分離段的管線， 用于將吹洗料流由所述惰性氣體分離段排出的管線，和 用于將耗盡惰性組分的再循環(huán)料流再循環(huán)至所述一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器的管線。
10.對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)甲醇用設(shè)備進(jìn)行翻新改進(jìn)的方法，所述方法在從低惰性物合成氣操作至富惰性物合成氣操作的內(nèi)合成循環(huán)內(nèi)使用一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器，所述方法特別是用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的方法，其特征在于-在第一甲醇主反應(yīng)器的上游，設(shè)置甲醇預(yù)反應(yīng)器， -在最后一個(gè)甲醇主反應(yīng)器的下游，設(shè)置惰性氣體分離段，并且通過(guò)將耗盡惰性組分的再循環(huán)料流再循環(huán)至所述一個(gè)或多個(gè)甲醇主反應(yīng)器，形成外部合成循環(huán)，其中所述一個(gè)或多個(gè)甲醇預(yù)反應(yīng)器和惰性氣體分 離段位于內(nèi)部合成循環(huán)之外。
【文檔編號(hào)】C07C29/152GK103619790SQ201280018714
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月15日
【發(fā)明者】菲利普·馬里烏斯·哈克爾, 雷納·莫根羅特, 安德烈亞斯·博爾曼, 維諾尼嘉·格倫納曼 申請(qǐng)人:魯奇有限責(zé)任公司