[發明專利]聯合甲醇和氨

有效

• 申請號: 200911000237.5
• 申請日: 2009-11-27
• 公開（公告）號: CN101830775A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: P·A·漢
• 申請（專利權）人: 赫多特普索化工設備公司
• 主分類號: C07C31/04
• 分類號: C07C31/04;C07C29/151;C01C1/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 龐立志;韋欣華

本發明涉及一種由烴原料聯產甲醇和氨的方法，沒有向大氣中排放從甲醇和氨合成氣中捕集的二氧化碳、并且沒有使用昂貴的水煤氣變換和二氧化碳脫除步驟。更特別地，本發明涉及一種連續的(sequential)、一次通過(單次通過)甲醇和氨聯產方法，沒有水煤氣變換和二氧化碳脫除，以及沒有裝置的重整段中所用的空分單元。

目前聯產甲醇和氨的方法通常包括并行的方法，其中共用的重整段被用于產生合成氣，該合成氣被分成單獨的平行物流，其中一股用來甲醇合成，另一股用來氨合成。甲醇和氨的聯產也可連續或串聯進行，其中在重整段中產生的合成氣首先被轉化為甲醇，而包含碳氧化物和氫氣的未反應的氣體隨后用于氨合成。需要合成氣物流的水煤氣變換和/或二氧化碳脫除步驟，因此涉及向大氣中排放二氧化碳以及用于進行變換轉化和二氧化碳脫除的極其昂貴和復雜的設備的投資。

US-A-2007/0299144在一個實施方案中公開了一種方法，其中平行地和獨立地由共用的合成氣物流生產甲醇和氨，并且沒有產生尿素。因為不產生尿素，不需要將二氧化碳轉換用于尿素合成。用于氨合成的合成氣物流中的一氧化碳被轉變為二氧化碳，重整在吹氧氣的反應器中進行，所用氧氣由空分單元提供。

美國專利6,106,793記載了一種方法，其中平行地且獨立地生產甲醇和氨。二級重整段中產生的氣體通過在第二個一級重整段中與含甲烷和蒸汽的氣體間接熱交換來冷卻而產生氨合成氣。被加熱的氣體反應而生成包括CO、CO₂和H₂的甲醇合成氣。

EP-A-0,553,631公開了一種生產甲醇再接著生產氨的方法。在進行氨合成之前，未反應的甲醇合成氣被通向CO₂脫除步驟并用氮洗。空分單元提供氮洗中的氮氣和在甲醇合成段上游的吹氧氣的二級重整器的氧氣。

JP-A-2000063115記載了一種聯產甲醇和氨的方法。在重整段中，二級重整器是吹空氣的，并且從合成氣中脫除了二氧化碳以調整合成氣的組成。不需要將CO轉化為CO₂的變換反應器。在采用產物物流再循環的過程中合成氣被用來生產甲醇。來自甲醇段的工藝凈化氣(process?purged?gas)經受甲烷化并且隨后用來生產氨。

本發明的目的是提供一種比現有方法簡單的聯產甲醇和氨的方法，其同時能最少地向大氣中排放二氧化碳。

本發明的另一目的是提供一種更簡便的并且比現有方法在投資成本和操作成本上更節約的聯產甲醇和氨的方法。

本發明達到了上述這些及其他的目的。

因此，我們提供了一種由烴原料聯產甲醇和氨的方法，所述方法包括下列順序步驟：

(a)在一級重整階段和隨后在吹空氣的(air-blown)二級重整階段中通過對烴原料進行蒸汽重整生產含有氫氣、氮氣和碳氧化物的甲醇合成氣；

(b)將甲醇合成氣的碳氧化物和氫氣在一次通過甲醇合成階段中催化轉化，并且取出包含甲醇的流出物和含有氮氣、氫氣和未轉化的碳氧化物的氣體流出物；

(c)在不使用水煤氣變換的情況下并且在不使用二氧化碳脫除的情況下，通過在催化甲烷化階段中脫除步驟(b)的氣體流出物的未轉化的碳氧化物生產氨合成氣，并且取出H₂∶N₂摩爾比為3∶1的氨合成氣；

(d)在氨合成階段中催化轉化氨合成氣的氫氣和氮氣，并且取出包含氨的流出物及含有氫氣、氮氣和甲烷的廢氣物流。

如本文中使用的，術語″碳氧化物″是指組分一氧化碳和二氧化碳。

如本文中使用的，在步驟(c)中催化甲烷化中，術語″通過脫除未轉化的碳氧化物″表示將未轉化的碳氧化物轉化為甲烷。這明顯不同于本發明消除的通過在酸性氣體洗滌中采用吸收劑/器(absorbers)的碳氧化物的脫除。

因此，如本文中使用的，術語″二氧化碳除脫″是指以酸性氣體洗滌如通常的MDEA和碳酸鹽洗滌方法的形式的非常昂貴的CO₂脫除階段。

如本文中使用的，術語″一級重整階段″指的是在傳統的蒸汽甲烷重整器(SMR)(即，管式重整器，其具有由來自燃燒器如沿管式重整器的壁排列的燃燒器的輻射熱提供的、為吸熱重整所需的熱量)中進行的重整。

如本文中使用的，術語″吹空氣的(air-blown)二級重整階段″是指采用空氣的在自熱式重整器或催化部分氧化反應器中進行的重整。