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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2099320

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG METHANOL

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG METHANOL

Name des Erfinders:. Pine MH; Lobanovskaya AL. Charkow TV
Der Name des Patentinhabers: Pine Mikhail Haimovich
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 1995.06.21

Die Erfindung betrifft die chemische Industrie, insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von Methanol aus Kohlenstoffmaterialien. Zusammenfassung der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Methanol Herstellung von Dampf-Sauerstoff-Kohlenwasserstoffumwandlung, umfassend die Trennung des Kohlendioxids aus dem umgesetzten Gas und die Synthese von Methanol aus Wasserstoff und Kohlenoxide, wobei das Einsatzmaterial zu einem vor saturiruyut Volumenverhältnis von Dampf: Gas 0,4-0,7, Umwandlung wird bei einer Temperatur des Dampf-Gas - Gemisch Eingabe der Wandler gleich 260-300 o C, einem Volumenverhältnis von Wasserdampf durchgeführt: Gas gleich 2,2-2,8 und einem Druck von 2,0 MPa, die Kohlendioxidentfernung wird durch ein einstufiges Waschen mit einer Lösung von Monoethanolamin durchgeführt zu erhalten f = 2,05-2,2 faktoriellen gefolgt von Trocknen und Kompression des Reaktionsgemisches auf einem Druck von 8,5-9,5 MPa und in die Synthesestufe zugeführt.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft die chemische Industrie, insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von Methanol aus einem Kohlenwasserstoff - Einsatzmaterial.

Verfahren Methanol zur Herstellung von worin das Einsatzgasgemisch für die Synthese von Methanol, die Umwandlung einer Kohlenwasserstoffbeschickung mit Dampf, des Einsatzmaterials mit recycle Mischgas aus dem Reaktionssystem austritt und auf den Druck, mit dem Eingang des Wandlers zugeführt, das Gas erzeugt hat, das heißt, ohne Kompression. In allen der Reaktionszone Beschickung partielle Oxidation mit Sauerstoff unterzogen, primäre Reformierungs, was zu einer Gasmischung zu Methanol-Synthesereagenzien Verhältnis nahe stöchiometrisch. Primäre Umwandlung wird bei einem Druck von> 55 bar durchgeführt über dem Katalysator befindet sich in den Rohren außerhalb des erhitzten Gases, das von der sekundären Umwandlungszone kommende, im Gegenstrom zu der primären Reformierungsreaktion bewegt.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird Wasserdampf in die Kohlenwasserstoffstrom zu dem Wandler zugeführt eingeführt, bis zur Sättigung und der überschüssige Dampf wird aus dem reformierten Gas durch direkten Kontakt mit kaltem Wasser entfernt. Dieses Verfahren liefert keine Notwendigkeit, ein Paar von Hochdrucksystem der Verwendung aus dem umgesetzten Gas zu entfernen. Siehe, z. B., Europatent N 0329292A2, cl. C 07 C 29/15, 1989).

Der Hauptnachteil dieses Verfahrens sind der hohe Energieintensität des Prozesses.

Es ist bekannt, und das Verfahren zur Herstellung von Methanol, umfassend: eine Gasbereitstellungs Wasserstoff und Kohlenmonoxid durch teilweise Verbrennung von kohlenstoffhaltigem Material in dem Gas, die Umwandlung von Kohlenmonoxid enthält, in der ersten Stufe Kohlendioxid und Wasserstoff durch ihre Wechselwirkung mit dem Wasserdampf, Abtrennung des Kohlendioxids erhalten enthaltenen in der zweiten Stufe die Umsetzung des restlichen Kohlendioxidgas und Wasserstoff des Gases erzeugt Methanol zu bilden, das resultierende Produkt Trocknen (siehe. B. Französisch Anwendung N 2288722, Kl. C 07 C 31/04, 1976 Prototyp).

Der Hauptnachteil dieser Methode ist nicht ausreichend hohen Reinheitsgrad des gewünschten Produkts und hohem Energieverbrauch.

Verfahren von Methanol, umfassend die Umwandlung von Erdgas oder Rohöl mit Dampf bei 600-1000 ° C und einem Druck von 8-53 atm. in Gegenwart eines Nickelkatalysators, der Reduzierung der Kohlenstoffoxide mit Wasserstoff zu Methanol bei 215-450 o C und einem Druck von 70-300 Atmosphären in Gegenwart von Aluminium-Zink oder Kupfer-Aluminium-Zink-Chrom - Katalysators, der Abtrennung des gebildeten Methanols, das Recycling nicht umgesetzte Gemisch als Spülgas teil oder vollständig auf dem Umwandlungsschritt Gemisch wird bei einer Temperatur von 180-200 ° C und einer Vorschubgeschwindigkeit von 100-300 h 10 3 h -1 in Gegenwart einer Katalysatorzusammensetzung hydriert, wt. Nickeloxid, 32-40; Aluminiumoxid 47-57; 3-21 Calciumoxid, gefolgt dogidrirovaniem bei 250-450 o C und einer Vorschubgeschwindigkeit von 10 bis 50 × 10 3 h -1 in Gegenwart einer Katalysatorzusammensetzung, wt. Nickeloxid, 23-26; Aluminiumoxid 43-49; Magnesiumoxid 13-17; Calciumoxid 13.06; 0,6-1,2 Bariumoxid, und Isolieren des 40-70 vol. Wasserstoff durch die Palladiummembranen (siehe. zB Urheberrecht Zertifikat UdSSR N 829609, Kl. C 07 C 31/04 1981-Äquivalent).

Der Hauptnachteil dieses Verfahrens ist ein hoher Energieprozess und der Notwendigkeit, teure Katalysatoren und Palladium-Membranen zur Reinigung einer Methanolsynthesegasmischung verwendet werden.

Das Ziel, das die Schaffung der Erfindung zugrunde liegt, ein Verfahren zur Herstellung von Methanol, die einen geringen Energieverbrauch hat, keine schädlichen Emissionen zu gewährleisten und die höchste Qualität der Methanol-Marke "AA" zu erhalten.

Das Problem wird Verfahren gelöst zur Herstellung von Methanol, umfassend Dampf-Sauerstoff-Umwandlung von Erdgas, die Trennung eines Teils des umgesetzten Gases aus Kohlendioxid und die Synthese von Methanol aus Wasserstoff und Kohlenoxide, wobei das Einsatzmaterial zu einem vor saturiruyut Volumenverhältnis von Dampf: Gas gleich 0,4-0,7 durch Aufsprühen erhitzt auf 150-170 o C und Gaskondensat, die Umwandlung bei einer Temperatur des Dampf-Gas - Gemisches am Einlass des Wandlers gleich 260-300 o C, einem Volumenverhältnis von Wasserdampf durchgeführt: Gas gleich 2,2-2,8 und einem Druck von 2,0 MPa , Kohlendioxidentfernung wird durch ein einstufiges Waschen mit einer Lösung von Monoethanolamin zu erhalten faktoriellen f 2,05-2,2 gefolgt von Trocknen und Kompression die Reaktionsmischung auf 8,5-9,5 MPa Druck-Speisegasgemisch bei Synthesestufe, die ausgeführt wird in dem Regal durchgeführt Säulen mit abgestuften baypassirovaniem Gas bei einer Temperatur von 220-270 o C und einem Druck von 8,5-9,5 MPa bei einer niedrigen Temperatur kupferhaltigen Katalysators.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Technologie eine erhebliche Energieeinsparung in Erdgas und Sauerstoff, und eine weitere Schaltung liefert Dampf mit einem Druck von 27 atm zu erhalten.

Auch in dem Methanol erhalten wird, hat eine höhere Qualität und entspricht mark "AA" durch die Methanolsynthesestufe bei einem Druck von 90 atm durchgeführt wird.

Gemäß der Erfindung Kohlenwasserstoffbeschickung saturiruyut vorgewärmte Gaskondensat in dem System zirkuliert. Dies ermöglicht die Verwendung von minderwertigen Wärmegas reformiert und die Menge an Prozessdampf zu reduzieren.

Dampf-Sauerstoff-Umwandlung von Kohlenwasserstoff-Einsatzmaterial wird in einem Wellenwandler durchgeführt, wobei die Umwandlung bei niedrigen Volumenverhältnis von Dampf erfolgt: Gastemperatur und Gasmischung am Einlass zu dem Konverter. Das spart Prozessdampf und Wärme in den Prozess des Sparens, das heißt, die optimalen thermischen Bedingungen des Prozesses der Umkehr und der niedrigen spezifischen Energieverbrauch.

Entfernen von Kohlendioxid aus dem konvertierten Gasgemisch durch 8-12% igen wässrigen Lösung von Monoethanolamin (MEA) zu einer faktoriellen f 2,05-2,1. Dadurch wird erreicht, Wärmeeinsparungen bei der IEA Lösung Regeneration.

Monoethanolaminlösung gesättigt Regeneration wird durch Inkontaktbringen mit einem erwärmten Gaskondensat im System zirkulierende durchgeführt.

Nach dem Entfernen des Gasgemisches Kohlendioxid unterzogen wird, um den Rest des Haupt Wasser und weitere kondensierbare Gas gefriergetrocknet und mit einem Aluminiumoxid-Gel in Kontakt gebracht.

Dies ermöglicht für die Kompression von Trockenfutter Gas erforderlich Kondensation.

Methanol-Synthese wurde in Säulen Regal durchgeführt, wobei schrittweise baypassirovanie Gas in gleichen Raten auf jedem Regal Spalte.

Dies macht es möglich, das Verfahren in einem optimalen Temperaturbereich zu führen, maximale Leistung von Rohmethanol Bereitstellung und daraus hochwertige rektifiziert Methanol erhalten, wird die entsprechende Marke "AA", mit einer Masse von Methanol von nicht weniger als 99,9%

Weiterhin wird das Gasgemisch auf einen Druck von 8,5-9,5 MPa komprimiert, um die Methanolsyntheseverfahren auf kupferhaltigen Katalysators benötigt wird und hohe Qualität rohes Methanol und Methanol erzeugt rektifiziert mark "AA" zu erhalten.

Die Zeichnung zeigt ein Diagramm des Prozesses der Herstellung von Methanol, das die folgenden Symbole enthält: PP Heißdampf, Sattdampf PN, VPN Wasser nedeaerirovannaya nährend, nahrhaft HDR Wasser entlüftete IEA Monoäthanolamin, in Wasser zirkuliert.

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG METHANOL

Das Verfahren nach dem Schema wie folgt

Die Quelle für unter Druck stehendes Gas Netz 2,0 MPa wird dem Sättiger 1 zugeführt, das mit Wasserdampf in dem Gaskondensat-Volumen-Verhältnis von Wasserdampf enthaltenen gesättigt ist: Erdgas von 0,4: 0,7 ist, durch die Wärme des umlaufenden Gaskondensat Wäscher 6.

Als nächstes wird Dampf-Gas-Gemisch in den Wärmetauscher 2 der umgewandelte Gas aus dem Rückgewinnungskessel erwärmt 5 wird gemischt mit überhitztem Dampf und dem Mischer 3 Methan Wandler zugeführt.

Die Quelle von Sauerstoff in dem Kompressor Netz 16 auf einen Druck von 2,0 MPa komprimiert ist, mit überhitztem Dampf vermischt, die Schutzfunktion von Dampf durchführt und in den Mischer 3 Wandler Methan zugeführt. Gesamtvolumenverhältnis Dampf: Gasmischer 3 ist 2,2-2,8. Nachdem der Mischer 3 Dampf-Gas-Sauerstoff-Gemisch gelangt in den Methan-Konverter 4, wobei ein Nickelkatalysator parogazokislorodnaya Umwandlung von Erdgas zu Restmethangehalt von 0,6-1,1 erfolgt. Trockengas. Umgewandelte Gastemperatur am Ausgang des Wandlers 4 ist Methan 870-920 o C.

Ferner tritt das umgewandelte Gas den Abhitzekessel 5, in dem die Wärme auf 2,7-3,0 MPa durch den Sattdampfdruck erzeugt. Nach 5 HRSG umgewandelt Gas in dem Wärmetauscher 2 wird die Gas-Dampf - Gemisch gekühlt wird, die Kühl dann in den Wäscher die zirkulierende Gaskondensat 6 und 7 zirkulierende Wasser - Wärmetauscher auf eine Temperatur von 40 o C.

Umgewandelte Gas nach dem Wärmetauscher 7 in den Abscheider gekühlt 8 enthält eine Kühl- und kondensierte Wasser tritt in den Reingasraum Monoäthanolamin 9 davon , wobei eine Stufe des Kohlendioxid wird entfernt , um eine faktorielle f [(H 2 -CO 2) / (2 CO + zu erhalten , CO)] gleich 2,05- 2,2 für die Methanolsynthese erforderlich ist.

Das gereinigte Gas umgewandelt zur Trocknung dem Adsorber 10 zugeführt, wo es von der Restfeuchte entfernt wird, wonach das Gas in dem Kompressor 11 auf einen Druck von 9,0 MPa komprimiert wird tritt in die Säule ein Tablett mit Methanolsynthese mit schrittweise baypassirovaniem. Die Säule 12 auf der Kupfer-Zink-Chrom - Katalysator bei einer Temperatur von 230-250 o C und einem Druck von 9,0 MPa, die Synthese von Methanol Rohmethanol zu geben.

Als nächstes tritt Methanol Rohöl das Fach 13 für die Beseitigung von Handels Methanol behoben Marke "AA".

Wasser nedeaerirovannaya Nährstoffdampfkessel in einem Abwärme zu erzeugen, benötigt 5 erwärmt wird in einem Wärmetauscher 14, das zirkulierende Gaskondensat Austritt aus dem Sättiger 1, entlüftete in dem Entlüfter 15, 17 im Wärmetauscher wieder erwärmt und 5 mit dem Rückgewinnungskessel zugeführt.

Gaskondensat Kreislauf ist wie folgt. In dem Wäscher-Kühler 6 Strom gekühlter Gaskondensat zur Bewässerung zugeführt wird, wird die umgewandelte Gas erhitzt und am Ausgang des Wäschers 6 ist mit dem Gaskondensat in den Wäscher des konvertierten Gas präzipitiert verbunden. Der Abstrom bei einer Temperatur von 165-170 o C wird in zwei Ströme geteilt. Ein Strom bildet 1/3 der Gesamtkosten, wird auf Gassättigung zugeführt, in dem Sättiger 1 und Ernährungs nedeaerirovannoy Heizwasser in Wärmetauscher 14.

Der zweite Strom in Höhe von 2/3 Teile des Gesamt zu einem Nährstoff entlüftete Wasser im Wärmetauscher zugeführte Wärme 14 und Lösung Regeneration Monoäthanolamin Raum Reinigung 9. Dann werden beide Strom gekühlt gemischt und 6 in den Wäscher-Kühler Bewässerung zugeführt.

Beispiel. Erdgas mit der folgenden Zusammensetzung, vol. CO 2 0,04; N 2 0,8; Ar 0,75; CH 4, 95,5; C 2 H 6 1,81; C 3 H 8 0,74; C 4 H 10 0,29; C 5 H 12 0,07 bei 0 o C, bei einem Druck von 2,0 MPa in einer Menge von 7788 Nm3 / h in den Sättiger fließt, wo durch die Düse vorbei, heißes Kondensat mit einer Temperatur von 170 o C beregnet, mit Wasserdampf gesättigt , bevor das Verhältnis von Dampf: Gas 0,65.

Nach der Carbonisierung Gas-Dampf - Gemisch in einem Wärmetauscher auf 290 o C erhitzt wird, gemischt mit überhitztem Dampf Technologie Verhältnis Dampf: 2,48, und Gas wird dem Anulus parogazokislorodnogo Mischer zugeführt. Der Rohrraum des Mischers mit Dampf Dampf-Sauerstoff-Gemisch-Verhältnis zugeführt: 0,47 Sauerstoff.

Die Sauerstoffmenge beträgt 5297 Nm3 / h.

Das Gesamtverhältnis von Dampf: Gas am Ausgang des Mischers beträgt 2,8.

Die Mine Konverter kommt Dampf-Sauerstoff-Umwandlung von Methan über einem Nickelkatalysator GIAP-8. Die Zahl der umgesetzten Gas verlässt den Konverter, 4,563.5 Nm 3 / h, Temperatur 870 o C.

Erhitzen Sie das heiße reformierte Gas wird verwendet, um einen Sättigungsdampfdruck von 2,7 MPa zu erzeugen, die Gasmischung nach der Karbonisierung zu erwärmen. Endgültige Wärmerückgewinnung erfolgt im Wäscher-Kühler, wo es erhitzt wird mit Gas-Kondensat, das Verfahren zur Gewinnung von Monoethanolamin und Karbonisierung eingesetzt.

Das umgewandelte Gas strömt in einem einstufigen Trennbehandlung von Kohlendioxid. die Trennung Reinigungsverhältnis der Komponenten Beim Verlassen, das ist die Fakultät von Gas (H 2 CO 2) / (CO + CO 2) von 2,11.

Ferner wird das umgewandelte Gas durch die Feuchtigkeit in einer Menge von 24.000 Nm3 / h bei einem Druck von 1,6 MPa bis zu einem Druck von 9,0 MPa komprimiert wird entfeuchtet und gelangt in die Trennung von Methanol - Synthese.

Methanol-Synthese wird mit gestufter baypassirovaniem Gas in Regalsäulen auf der Kupferkatalysator durchgeführt.

Das erhaltene rohe Methanol tritt in die Destillationsabteilung, in der Methanol erhalten wird gleichgerichtet Zeichen "AA" in Höhe von 8,44 t / h und der entsprechenden TU 113-05-494-85. Vergleichsdaten mit dem bekannten Verfahren die Wirksamkeit des beanspruchten Verfahrens für Methanol in der Tabelle erzeugt wird.

FORDERUNGEN

Verfahren zur Herstellung von Methanol, bestehend aus Dampf-Sauerstoff-Umwandlung von Erdgas, die Trennung des Kohlendioxids von dem umgewandelten Gas und die Synthese von Methanol aus Wasserstoff und Kohlenoxiden, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzmaterial-Volumenverhältnis von Dampf / Gas 0,4 0,7 zum Rückfluß erhitzt pre saturiruyut ist durch 300 o C, ein Volumenverhältnis von Dampf / Gas 2,2 2,8 und 2 MPa, Kohlendioxidentfernung erfolgt durch eine einstufige Reinigung von Monoethanolamin , bis die Lösung - 150.170 C o Gaskondensat wird die Umsetzung bei einer Temperatur des Dampf-Gas - Gemisches am Einlass zu dem Wandler 260 durchgeführt , erhalten faktoriellen f 2,05 2,2 gefolgt von Trocknen und Kompression das Reaktionsgemisch auf 8,5 bis 9,5 MPa Druck - Speisegasgemisch bei Synthesestufe , die mit einem gestuften shelf baypassirovaniem Gas bei 220 270 o C, einem Druck von 8 in Säulen durchgeführt wird , 5 9,5 MPa bei einer Niedertemperatur-Kupfer enthaltenden Katalysators.

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Erscheinungsdatum 07.04.2007gg