[發(fā)明專(zhuān)利]制備甲醇的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610122132.0
• 申請(qǐng)日: 2009-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105732313B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·科派特施
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 盧爾吉有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C07C29/151
• 分類(lèi)號(hào): C07C29/151;C07C31/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 唐秀玲;林柏楠

為了由包含氫氣和碳氧化物的合成氣制備甲醇，引導(dǎo)合成氣通過(guò)第一優(yōu)選水冷反應(yīng)器，其中一些碳氧化物催化反應(yīng)得到甲醇，將所得包含合成氣和甲醇蒸氣的混合物供入第二優(yōu)選氣冷反應(yīng)器中，其中另一些碳氧化物反應(yīng)得到甲醇。將從第一反應(yīng)器取出的混合物引導(dǎo)通過(guò)氣體/氣體換熱器，其中混合物冷卻至該混合物露點(diǎn)以下的溫度。然后將甲醇在甲醇分離器中與氣流分離并取出，同時(shí)將其余氣流供至第二反應(yīng)器。

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?00980138538.6的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)的申請(qǐng)日為2009年7月29日，發(fā)明名稱(chēng)為：制備甲醇的方法和系統(tǒng)。

本發(fā)明涉及一種由包含氫氣和碳氧化物的合成氣制備甲醇，其中使合成氣通過(guò)第一優(yōu)選水冷反應(yīng)器，其中一部分碳氧化物催化轉(zhuǎn)化成甲醇，其中將所得包含合成氣和甲醇蒸氣的混合物供入第二優(yōu)選氣冷反應(yīng)器中，其中另一部分碳氧化物轉(zhuǎn)化成甲醇。

這種制備甲醇的方法例如由EP 0 790 226 B1已知。甲醇在循環(huán)過(guò)程中制備，其中首先將新鮮和部分反應(yīng)的合成氣的混合物供入水冷反應(yīng)器中，然后供入氣冷反應(yīng)器中，在每個(gè)反應(yīng)器中合成氣在銅基催化劑下轉(zhuǎn)化成甲醇。將在該過(guò)程中制備的甲醇與要再循環(huán)的合成氣分離，然后使其作為冷卻劑逆流通過(guò)氣冷反應(yīng)器并在將其引入第一合成反應(yīng)器中之前預(yù)熱至220-280℃的溫度。新型，更具有活性的催化劑產(chǎn)生允許在越來(lái)越低的溫度下制備甲醇的操作，這產(chǎn)生反應(yīng)熱力學(xué)勢(shì)更好的利用和更高的甲醇收率。就這點(diǎn)而言，必須防止在氣冷第二反應(yīng)器中發(fā)生甲醇產(chǎn)物的冷凝，因?yàn)槌隹谔幏磻?yīng)器壁溫度可接近產(chǎn)物氣體的露點(diǎn)。

FR 2,533,554 A1描述了一種在兩個(gè)反應(yīng)器段中由合成氣制備醇的方法，其中從第二反應(yīng)器段的產(chǎn)物中通過(guò)冷凝將富含甲醇和較高級(jí)醇的液體餾分與氣流分離。氣流至少部分再循環(huán)至第一反應(yīng)器段，以提高H₂/CO比至≥1.8的值。應(yīng)避免兩個(gè)反應(yīng)器段之間甲醇的中間冷凝以降低所得混合物的水含量并由此促進(jìn)將來(lái)醇的脫氫。

由美國(guó)專(zhuān)利4,968,722已知一種制備甲醇的方法，其中在兩個(gè)反應(yīng)器段之間將甲醇產(chǎn)物通過(guò)吸收除去，由此以提高第二反應(yīng)器段中平衡反應(yīng)的產(chǎn)物收率。這里中間冷凝也描述為不利的，因?yàn)樗枰髶Q熱表面。

EP 0 483 919 A2描述了一種甲醇制備方法，其中合成氣的轉(zhuǎn)化在多個(gè)串聯(lián)的流化床反應(yīng)器中進(jìn)行，其中在各反應(yīng)器段之間，所形成的甲醇的分離通過(guò)冷卻和冷凝進(jìn)行。

文獻(xiàn)US 2007/0293590 A1描述了在至少兩個(gè)串聯(lián)合成反應(yīng)器中由合成氣合成甲醇的多相催化放熱氣相反應(yīng)。在這些反應(yīng)器之間取出含甲醇產(chǎn)物的部分料流并通過(guò)與鍋爐給水和去離子水多級(jí)熱交換而冷凝出甲醇。將氣態(tài)成分與來(lái)自第一反應(yīng)器的產(chǎn)物氣體的溫?zé)岵糠只旌喜⒐┤氲诙磻?yīng)器中。

本發(fā)明的目的是特別是當(dāng)使用高活性催化劑時(shí)可靠避免甲醇在第二反應(yīng)器處冷凝。

在具有權(quán)利要求1的特征的方法中，該目的基本上用本發(fā)明解決，即將從第一反應(yīng)器中取出的部分反應(yīng)的混合物引導(dǎo)通過(guò)氣體/氣體換熱器，其中混合物冷卻至其露點(diǎn)以下的溫度，將甲醇在甲醇分離器中與氣流分離并取出，并且在優(yōu)選在所述氣體/氣體換熱器中再加熱之后，將剩余的氣流供入第二反應(yīng)器中。

進(jìn)入第二反應(yīng)器中的混合物的露點(diǎn)基本取決于甲醇濃度。通過(guò)分離在第一反應(yīng)段中得到的甲醇，混合物的露點(diǎn)顯著降至約40℃(即位于其之前的甲醇分離器中的溫度)，使得不存在甲醇在第二反應(yīng)器中冷凝的風(fēng)險(xiǎn)，這是由于反應(yīng)器組件的溫度與露點(diǎn)之間的距離在第二反應(yīng)器出口處也足夠大，以可靠避免溫度降至露點(diǎn)以下。同時(shí)可提高第二反應(yīng)器段的甲醇收率，因?yàn)榉磻?yīng)平衡移至產(chǎn)物側(cè)和/或?qū)τ诘诙磻?yīng)器中氣體的轉(zhuǎn)化產(chǎn)生較高的反應(yīng)電位。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，在引入甲醇分離器中以前將得自第一反應(yīng)器的混合物在至少一個(gè)其它換熱器中盡可能深度冷卻，特別是至30-70℃的溫度。通過(guò)進(jìn)一步冷卻反應(yīng)器出口氣體，強(qiáng)化第一階段中制備的甲醇的冷凝。即使氣體/氣體換熱器中的溫度已降至混合物的露點(diǎn)以下，將氣體/液體混合物進(jìn)一步冷卻至用空氣或水冷卻器可實(shí)現(xiàn)的溫度，以從氣相中冷凝出盡可能多的甲醇，隨后將其在氣/液分離器中分離。