[實(shí)用新型]由缺氫的合成氣進(jìn)行甲醇合成

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720259487.4
• 申請(qǐng)日: 2017-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN206902052U
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 托比亞斯·厄爾曼;薇羅妮卡·格羅內(nèi)曼;漢斯·科佩奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 喬治·克勞德方法的研究開發(fā)空氣股份有限公司
• 主分類號(hào): C07C31/04
• 分類號(hào): C07C31/04;C07C29/151;C07C29/76
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11219
• 代理人: 楊青,穆德駿

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及用于甲醇合成，特別是用于由缺氫的合成氣進(jìn)行甲醇合成的設(shè)備。

背景技術(shù)

用于通過將含有氫和碳氧化物的合成氣(synthesis gas)催化轉(zhuǎn)化來生產(chǎn)甲醇的方法早已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。例如在Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry(烏爾曼工業(yè)化學(xué)百科全書),第6版,1998年電子發(fā)布,“甲醇”章節(jié),5.2子章節(jié)“合成”中，描述了用于生產(chǎn)甲醇的各種基本方法。

一種用于生產(chǎn)甲醇的更先進(jìn)的兩階段方法例如從EP 0 790 226 B1獲悉。因此，以循環(huán)方法生產(chǎn)甲醇，其中將新鮮和部分反應(yīng)的合成氣的混合物首先供給至水冷卻反應(yīng)器，接著供給至氣體冷卻反應(yīng)器，在所述反應(yīng)器的每個(gè)中，合成氣在銅類催化劑上轉(zhuǎn)化成甲醇。使所述方法中生產(chǎn)的甲醇與待再循環(huán)的合成氣分離，所述合成氣接著作為冷卻劑被逆流引導(dǎo)穿過氣體冷卻反應(yīng)器并預(yù)加熱至220至280℃的溫度，隨后將其引入第一合成反應(yīng)器中。為了防止惰性組分、雜質(zhì)或副產(chǎn)物在合成氣回路內(nèi)累積，將一部分待再循環(huán)的合成氣作為凈化料流從過程中移除(所謂的凈化)，這相比于體系中存在的氣體存量是少的。這個(gè)措施也教導(dǎo)于未經(jīng)審查的德國(guó)專利申請(qǐng)DE 2934332 A1中和歐洲專利申請(qǐng)EP 1016643 A1中。

然而，這個(gè)方法要求所用合成氣的由下式限定的化學(xué)計(jì)量數(shù)(R)至少為2：

R＝([H₂]-[CO₂])/([CO]+[CO₂])，其中[x]＝組分x的濃度，

要求所用合成氣因此關(guān)于甲醇生產(chǎn)含有足夠的氫。另一方面，缺氫的合成氣可由包括部分氧化階段的重整工藝如自熱重整(ATR)來獲得。在這種情況下，氫在甲醇合成反應(yīng)中被消耗，而大部分碳氧化物未反應(yīng)，這在合成環(huán)路中導(dǎo)致具有高含量的碳氧化物，但氫貧乏即氫不足或缺氫的組合物。這具有包括以下事實(shí)的各種后果：所需催化劑體積高，并且副產(chǎn)物(特別是高級(jí)醇和酮)的分?jǐn)?shù)明顯高于標(biāo)準(zhǔn)。

本身已知的是向缺H₂的合成氣供給來自其它來源的氫以使化學(xué)計(jì)量數(shù)落入2或更高的最優(yōu)范圍。

仍具有一定含量未轉(zhuǎn)化氫的凈化料流可尤其用作氫來源，所述未轉(zhuǎn)化氫可借助于氫回收裝置來分離。凈化料流中的典型氫濃度是約70體積％。另一替代方案在于從新鮮合成氣的也稱為補(bǔ)充氣體(MUG)的側(cè)線料流中回收氫，并且將這一氫饋送回至合成氣中。特許公開美國(guó)專利申請(qǐng)US 2009/0018220 A1教導(dǎo)了一種甲醇合成方法，其中由至少一部分所述凈化氣體和一部分所述補(bǔ)充氣體中獲得氫，其中將回收的氫引入合成氣混合物中。所用的氫回收裝置包括變壓吸附(PSA)，或作為一種替代方案，借助于膜的H₂分離。

然而，這一布置的缺點(diǎn)在于，在氫回收裝置內(nèi)，一部分氫在到達(dá)合成環(huán)路之前有所損失。此外，當(dāng)合成氣補(bǔ)充氣流已經(jīng)有氫不足時(shí)，僅通過從補(bǔ)充氣體側(cè)線料流中另外分離H₂來增加氫。由于從補(bǔ)充氣體側(cè)線料流中分離H₂，于是在氫回收裝置中獲得含有CO和CO₂的廢料流，其中在所述氫回收裝置中含有的甲醇合成的碳氧化物有所損失。

實(shí)用新型內(nèi)容

因此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于甲醇合成的設(shè)備，所述設(shè)備能夠處理缺氫的合成氣，而不具有現(xiàn)有技術(shù)的所述缺點(diǎn)。

通過具有如下所述特征的本實(shí)用新型的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)這一目的。本實(shí)用新型的其它方面也在下文中示出。

根據(jù)本實(shí)用新型的設(shè)備：

一種用于從含有氫、碳氧化物和任選地，惰性組分的合成氣生產(chǎn)甲醇的設(shè)備，所述設(shè)備包含以下設(shè)備組成部分：

(a)用于提供含有氫、碳氧化物和任選地，惰性組分的合成氣補(bǔ)充氣流的合成氣生產(chǎn)階段，所述合成氣補(bǔ)充氣流含有的氫就指定用于甲醇合成的化學(xué)計(jì)量而言不足，

(b)用于將缺氫的合成氣補(bǔ)充氣流與含有氫的調(diào)整氣流合并以獲得富氫的合成氣補(bǔ)充氣流的第一混合裝置，

(c)用于將所述富氫的合成氣補(bǔ)充氣流與合成氣循環(huán)氣流合并以獲得合成氣進(jìn)料氣流的第二混合裝置，

(d)至少一個(gè)甲醇合成反應(yīng)器，用于將所述合成氣進(jìn)料氣流引入所述至少一個(gè)甲醇合成反應(yīng)器中的導(dǎo)管，

(e)用于從所述至少一個(gè)甲醇合成反應(yīng)器中排出含有甲醇蒸氣和未轉(zhuǎn)化的合成氣成分的產(chǎn)物氣流的導(dǎo)管，