[發明專利]用于在紙漿廠生產生物甲醇的方法

有效

• 申請號: 201480034443.0
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN105324357B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: N·杰瑪;M·帕列奧洛古
• 申請（專利權）人: FP創新研究中心
• 主分類號: C07C29/74
• 分類號: C07C29/74;C07C29/80;D21C11/02;C07C31/04;C12P7/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王長青

本發明描述了一種從甲醇冷凝物生產甲醇的方法和系統。在一個優選的實施例中，這些冷凝物是來自化學紙漿廠和多種廢物來源的生物甲醇冷凝物，用于生產純化的生物甲醇。紙漿冷凝物富含甲醇并且含有許多其他污染物。目前，大多數化學紙漿廠，例如硫酸鹽紙漿廠，使用蒸汽汽提來去除和濃縮甲醇并且在現場將甲醇與污染物一起燃燒。描述了包括空氣汽提、蒸汽汽提、蒸餾以及反滲透的多種處理的組合以獲得適合于出售或現場使用的純化的生物甲醇。

發明背景

發明領域

本發明描述了一種用于從甲醇冷凝物生產高度純化的甲醇的方法和系統，其中在一個優選的實施例中，該甲醇冷凝物是來自生物質來源的生物甲醇。

現有技術說明

化學紙漿廠，包括硫酸鹽紙漿廠，在制漿過程中產生相當數量的冷凝物。冷凝物含有若干種不希望的化合物，這些化合物使得未經處理它們的再循環和再利用是不可能的。冷凝物通常是在黑液蒸發和蒸煮器區域中產生的。甲醇冷凝物也可以從其他來源例如紙漿和城市廢物獲得。

據報道，在硫酸鹽紙漿廠中產生的冷凝物含有若干種揮發性有機化合物(VOC)、總還原硫(TRS)化合物、以及痕量的黑液。已經在來自硫酸鹽紙漿廠的污冷凝物中檢測到超過150種化合物(Niemela，K.，來自污冷凝物汽提的精餾甲醇中的硫氮化合物(Sulfur andNitrogen Compounds in Rectified Methanol from Foul Condensate Stripping)，PAPTAC/TAPPI國際化學品回收學術會議論文集，查爾斯頓，南卡羅來納州，6月6-11日，2004年)。報道的主要總還原硫(TRS)化合物是硫化氫(H2S)、甲硫醇(CH3SH)、二甲基硫(CH3SCH3)、以及二甲基二硫(CH3SSCH3)。這些TRS化合物具有惡臭并且它們直接排放到環境空氣中或廢水處理系統中可能會引起來自工廠附近的社區對臭味的擔憂和/或可能導致該工廠超過關于這些化合物的排放限值。其他VOC包括甲醇、乙醇、丙酮、以及萜烯。甲醇是目前硫酸鹽紙漿廠冷凝物中的主要VOC。

硫酸鹽紙漿廠中的主要污冷凝物處理方法包括空氣和蒸汽汽提。空氣汽提僅去除TRS化合物并且需要在質量基準上3％-5％的空氣與冷凝物比率。氣態流然后在鍋爐、窯、或者焚化爐中燃燒。TRS去除效率是進料溶液的溫度和pH的函數?？傮w上，這種方法去除了存在于冷凝物中超過90％的TRS化合物。在北美只有少數工廠對他們的冷凝物進行空氣汽提。

蒸汽汽提是紙漿和造紙工業中的主要冷凝物處理方法。為了去除進料流中大部分的TRS化合物和大部分的甲醇，需要在質量基準上15％-20％的蒸汽與冷凝物比率。這些TRS化合物、松節油(軟木紙漿廠)和甲醇集中在汽提器廢氣(SOG)中。這些氣體通常在回收鍋爐、動力鍋爐、石灰窯、或在專用焚化爐中燃燒。

市場上的大多數甲醇是從天然氣通過蒸汽重整生產的。在此過程中，天然氣首先轉化為由CO、CO2、H2O、以及H2組成的合成氣。然后將這些氣體催化轉化成甲醇。事實上，甲醇可以從可以轉化成合成氣的任何來源生產，例如生物質、農業殘余物、城市和工業廢物、以及其他原料。這些步驟發生在高溫和高壓下。含有甲醇、水、以及其他高沸點物(boiler)的粗產物通過蒸餾純化。可以加入氫氧化鈉以減少碳鋼腐蝕并避免昂貴的冶金法。氫氧化鈉與存在于粗甲醇中的有機酸反應并減少了它們在甲醇最終產品中的濃度水平。

若干專利如美國專利5,063,250、5,387,322、6,214,176，描述了從甲烷蒸汽重整獲得的粗甲醇的蒸餾。

美國專利5863391描述了一種通過使用萃取蒸餾去除乙醛來純化甲醇的方法。在此情況下使用了乙基乙二醇來提高乙醛的揮發性。