[發明專利]甲醇制造方法以及甲醇制造裝置

有效

• 申請號: 201580057030.9
• 申請日: 2015-10-20
• 公開（公告）號: CN107074702B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 神戶康聰;內田浩平;渡邊宙;平川大悟;長谷川達也
• 申請（專利權）人: 三菱瓦斯化學株式會社
• 主分類號: C07C29/152
• 分類號: C07C29/152;B01J23/80;B01J37/00;B01J37/03;C07C31/04;C07B61/00
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;尹明花

本發明涉及一種甲醇制造方法，其中，具有：由合成氣體來合成甲醇的合成工序；和從經過合成工序得到的反應混合物中分離未反應氣體的分離工序，在具備至少2個合成工序和至少2個分離工序的合成回路中，具有：對在最終合成工序之后的分離工序從最終反應混合物分離出的最終未反應氣體中除去吹掃氣后剩余的氣體，利用循環機進行升壓，并將其與補充氣體的一部分進行混合，得到第1混合氣體的工序；由第1混合氣體合成甲醇的工序；從該工序中得到的第1反應混合物分離第1未反應氣體的工序；將第1未反應氣體與補充氣體的一部分混合，從而得到第2混合氣體的工序；最終合成甲醇的最終合成工序；和從該工序中得到的最終反應混合物分離最終未反應氣體的工序，至少在最終合成工序中，通過與加壓沸水的間接熱交換來控制催化劑層的反應溫度。

技術領域

本發明涉及一種甲醇制造方法以及甲醇制造裝置。

背景技術

工業上甲醇的制造以化石燃料作為原料并通過將對其進行重整而得到的一氧化碳、二氧化碳以及氫氣作為主成分的合成氣體(以下也稱為“合成原料氣體”或“原料氣體”)在催化劑上進行反應來進行。其反應條件為，壓力50～150kg/cm²、溫度160～300℃、使用的催化劑為以銅-鋅為主成分的催化劑。甲醇合成反應以下述式(1)和(2)表示。

CO+2H₂→CH₃OH (1)

CO₂+3H₂→CH₃OH+H₂O (2)

專利文獻1存在在低循環比下的甲醇合成中氣體的反應物分壓有時變高，這會引起過反應和催化劑床的過熱的發生等技術問題。并且，為了解決該技術問題，專利文獻1提出了如下方案，即，將供給的合成原料氣體分成2股氣流，將一股氣流與回收未反應氣體進行混合之后導入到第1合成階段，并且將另一股氣流與第1合成階段的出口氣體進行混合，在合成甲醇分離之前以進一步的合成階段合成甲醇。專利文獻1所記載的技術特征在于，通過調整合成階段的甲醇合成量來避免催化劑層的過熱，并且可以將作為未反應回收氣體流量相對于供給原料氣體流量表示的循環比降低至1～3。

專利文獻2闡明了，在低壓下進行甲醇合成的技術帶來了壓縮機的負荷的降低或者完全不需要壓縮機的優點，但是，另一方面，具有需要大量的催化劑或者必須以高的循環比來循環使用未反應氣體的缺點。專利文獻2所記載的技術為了解決這些缺點，其特征在于，串聯連接2臺合成塔，對各個合成塔的出口氣體進行冷凝分離，由此將循環比降低至4.0以下。在該專利文獻2的實施例中具體公開了將循環比由6.0變更為3.5。

專利文獻3闡明了，提高反應器的原料分壓，與過反應或高溫有關。然后，指出由于該高溫而有可能與催化劑劣化速度的提高有關。因此，作為不縮短期待的催化劑壽命并且能利用經濟上成立的方法得到大量的目標物的方法，專利文獻3所記載的技術提出了一種技術，其特征在于，在合成回路中配置多個反應器，在各個反應器后配置分離器，能夠在多個反應器前供給原料氣體，并且在反應器間進行升壓。專利文獻3記載了，通過上述技術，可以降低循環氣體的量并控制催化劑層溫度，由此實現了可接受的催化劑壽命，并且能夠生產應該實現的所希望的生成物。而且，在實施例中示出削減了循環氣體量的23％或約28％。

然而，在利用工廠的大型化來追求經濟性的提高的情況下，通常使用的方法是通過將成為瓶頸的部分并列來達成大規模化的方法。例如，在甲醇合成過程中，有時由于反應器的制造極限而限制了規模。在這樣的情況下，有時將多個反應器并列配置來實現工廠整體的大型化。

另外，在非專利文獻1中記載了伴隨甲醇合成而產生的水會引起相當大的催化劑活性的劣化。