[發明專利]在沒有二氧化碳排放下由合成氣制備甲醇的方法

在審

• 申請號: 201980057522.6
• 申請日: 2019-08-26
• 公開（公告）號: CN112638849A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: M·威卡瑞;T·蓋格爾;T·卡茨
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C07C29/151
• 分類號: C07C29/151;C07C29/78;C07C29/80
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 王丹丹;劉金輝

本發明涉及一種通過在合成氣生產單元中由含碳原料生產合成氣、在甲醇合成單元中將合成氣轉換成甲醇并逐步后處理所得反應混合物以分離甲醇而由含碳原料制備甲醇的方法，其中將來自在甲醇分離中分離出的料流的有價值組分一氧化碳、二氧化碳、二甲醚和甲烷用含氧氣體燃燒并且將所得煙道氣中的二氧化碳在二氧化碳回收單元中分離出來并再循環到合成氣生產單元和/或甲醇合成單元中。

本發明涉及一種由合成氣制備甲醇的方法，其中將在甲醇分離中分離出的料流中的碳化合物轉化成二氧化碳并且在避免其排放下再用于甲醇制備中。該方法基于通過低壓方法的本領域熟練技術人員已知的連續操作甲醇合成。

甲醇是全球最重要合成原料之一并且其用途不僅包括其作為溶劑的用途而且包括大量合成甲醛、乙酸、甲基叔丁基醚(MTBE)、對苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基胺類的用途。

甲醇在工業規模上在反應器中在甲醇合成催化劑存在下由合成氣生產。合成氣主要包含氫氣和一氧化碳以及取決于生產和后處理的量還有相應量的二氧化碳、水和稱為惰性氣體的物質，例如甲烷、氮氣或氬氣。

根據Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry，“甲醇”一章，2012Wiley-VCH Verlag GmbHCo.KGaA，德國Weinheim，通常在稱為低壓方法的方法中在5-10MPa abs的壓力范圍內在含銅和鋅的甲醇合成催化劑上將合成氣轉化為甲醇。這涉及將一氧化碳和二氧化碳二者轉化成甲醇。

基于反應方程式(1)和(2)，發現甲醇合成的化學計量數S如下：

其中n在每種情況下表示相應摩爾量。化學計量數S為2對應于理論數。然而，由于氫氣不足顯著降低甲醇選擇性，因此認為化學計量數S稍高于2對于甲醇合成而言是最佳的。

待用于甲醇合成的合成氣通常由天然氣、包含烴類的其他料流得到以及在一些情況下也通過煤氣化或木材氣化得到。Ullmann's Encyclopedia of IndustrialChemistry，“甲醇”一章，2012Wiley-VCH Verlag GmbHCo.KGaA，德國Weinheim提到的合成氣的標準制備方法是下列四種方法：

a)蒸汽重整，其中在加入水蒸氣下且在不存在氧氣下將烴進料氣體吸熱催化裂化而得到氫氣、一氧化碳和二氧化碳。

b)自熱重整，其中在鎳催化劑存在下將烴進料氣體用氧氣部分放熱氧化而得到氫氣、一氧化碳和二氧化碳。

c)蒸汽重整和自熱重整的組合。

d)部分氧化，其中在催化劑存在下將烴進料氣體用氧氣部分放熱氧化而得到氫氣、一氧化碳和二氧化碳。然而，由于不存在催化劑，部分氧化與自熱重整相比具有實際缺點。

蒸汽重整通常以化學計量數S為約3產生合成氣。因此，對于甲醇合成存在明顯過量的氫氣。相反，自熱重整和部分氧化以化學計量數S2形成合成氣。因此，特別是蒸汽重整和自熱重整的組合提供了一種在工業上廣泛實施的方案，這允許將化學計量數S調節至2的工業相關值。

因為該烴進料氣體在合成氣生產中通常并不完全轉化，因此合成氣通常包含更大或更小比例的未轉化烴類，例如甲烷。此外，當在合成氣生產中將空氣用作氧化劑時，也引入更大或更小比例的惰性外來氣體，例如氮氣或氬氣。這些通常并不單獨除去，而是與有價值的氫氣、一氧化碳和二氧化碳一起送去甲醇合成。