[發(fā)明專利]用于生產甲醇的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580052422.2
• 申請日: 2005-12-28
• 公開（公告）號: CN101346326A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發(fā)明（設計）人: 納森·A·帕拉克;弗拉迪米爾·伊凡諾維奇·維登尼夫;亞歷山大·列昂尼多維奇·托特斯
• 申請（專利權）人: 氣體技術有限公司
• 主分類號: C07B41/02
• 分類號: C07B41/02;B01J19/02
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司
• 代理人: 王漪;鄭霞

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于生產甲醇的方法和裝置。

發(fā)明背景

將甲烷轉化為甲醇的方法和裝置是已知的。將甲烷汽相轉化為合成氣 (CO和H2的混合物)，接著將它催化轉化成甲醇的方法是已知的，例如 在Karavaev?M.M，Leonov?B.E.等人的“Technology?of?Synthetic?Methanol(合 成甲醇的技術)”，Moscow，“Chemistry”1984，72-125頁中公開的。然而， 為了實現(xiàn)此過程，需要提供復雜的裝備、滿足氣體純度的高要求、消耗大 量的能量來獲得合成氣以及合成氣的純化、此過程具有相當多的間歇階 段。而且，對于生產量低于2000噸/天的中小型企業(yè)，這并不有效。

一種用于生產甲醇的方法也是已知的，其包括將在2.15MPa壓力下加 熱到200℃-500℃的含烴氣體和含氧氣體分開供給到混合室中、隨后階段 在有附加反應物(金屬氧化物催化劑、含氣態(tài)烴或氧更高的組分、冷的氧 化劑)引入反應器的反應區(qū)中時用濃度為1-4％體積百分比的氧使甲烷進行 不完全氧化、在熱交換器中冷卻反應混合物、在部分冷凝器中將甲醇從液 體反應產物中分離、將氣態(tài)廢棄產物供給到反應器的輸入端，如俄羅斯專 利第2,049,086號中公開的。然而，該方法要求使用催化劑或附加反應物， 并且需要強烈加熱反應氣體，這導致甲醇產率降低，并增加煙灰生成的可 能性。

另一種生產甲醇的方法是已知的，該方法包括將含烴氣體(通常是天 然氣)和含氧氣體(空氣或氧)分開供給到混合器中。隨后，該混合物被 供給到非催化反應器中，用于在壓力1-10MPa、溫度300-500℃、無催化 劑的條件下進行氣相不完全氧化達1000秒，將用于與初始含烴氣體混合 的含有未反應甲烷的反應廢氣返回到第一反應器或第二反應器(與第一反 應器串聯(lián)連接)中，如在英國專利文獻GB?2,196,335A中公開的。該方法 甲醇的產率高。但是，由于反應時間相當長以及單程轉化率相對較低(每 次通過反應器有5-15％甲烷參與反應)，所以此方法效率低。

另一種生產甲醇的方法也是已知的，該方法將含烴氣體和含氧氣體分 開供給，并使它們在溫度370-450℃和壓力5-10MPa下氧化，且這兩種氣 體在反應器中的接觸時間為0.2-0.22秒，此方法還包括將加熱的反應混合 物冷卻至330-340℃，將甲醇引入反應器中，如在蘇聯(lián)專利文獻SU 1,469,788中公開的。不經(jīng)過中間冷凝和分離，在布置于反應器中的多級熱 交換器中將反應混合物冷卻至380-400℃，隨后將混合物進行2-3步連續(xù)氧 化，這在蘇聯(lián)專利文獻1,336,471中公開。在第一個例子中，必須有額外 的消耗和甲醇的二次分離，這導致不可避免的損失，而第二個例子中，必 須提供額外的冷卻回路，在該回路中循環(huán)額外的冷卻劑。

一種用于生產甲醇的裝置是已知的，該裝置包括順序設置并由管連接 的多個部件，尤其是連接到含烴氣體和空氣或氧的分開源的混合室，具有 加熱元件的由惰性材料組成的反應器，以使供給到反應器內的混合物中的 甲烷在超壓下進行不完全氧化，用于從反應產物中分離甲醇的冷凝器和部 分冷凝器，用于氣相反應產物再循環(huán)的容器，該容器具有用于將氣相反應 產物供給到初始含烴氣體或混合室中的管，如在英國專利No.2,196,335A 中公開的。然而，反應物在反應器中存在時間過長降低了裝置的效率，并 使得該工藝在工業(yè)條件下實際上難以接受。

俄羅斯專利No.2,162,460公開了與本發(fā)明接近的裝置。該裝置包括含 烴氣體源、用于壓縮和加熱氣體的壓縮機和加熱器、帶壓縮機的含氧氣體 源。它進一步包括具有交替的混合區(qū)和反應區(qū)的連續(xù)設置的反應器以及將 含烴氣體供給到反應器的第一混合區(qū)和將含氧氣體供給到每個混合區(qū)內 的設備、用于由進入加熱器加熱的含烴氣體的冷的含烴氣體流經(jīng)由壁冷卻 反應混合物的回熱式熱交換器、冷卻器-冷凝器、用于分離廢氣和液體產物 及隨后分離甲醇的部分冷凝器、用于將廢氣供給到初始的含烴氣體中的管 道、以及用于將廢的含氧產物供給到反應器的第一混合區(qū)中的管道。