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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2135454

Die Verarbeitung von Erdgas zu produzieren Methanol

Name des Erfinders:. Kochubey VA; Pine MH. Gorkov TN. Kravtsov NG
Der Name des Patentinhabers: Pine Mikhail Haimovich
Korrespondenzanschrift: 127562, Moskau, ul.Kargopolskaya 12 kv.60, Kornienko EV
Startdatum des Patents: 1998.03.30

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der chemischen Technik und können in der chemischen und petrochemischen Anlagen zur Produktion von synthetischen Alkoholen, insbesondere Methanol verwendet werden.

Das Wesen des Verfahrens besteht darin , dass der Methanolherstellungsverfahren Dampf-Sauerstoff - Umwandlung von Erdgas, die Abwärme des Synthesegases umfasst, die teilweise Entfernung davon Kohlendioxid, Trocknen, Kompression auf einen Druck von 8,5 bis 9,0 MPa und die Synthese von Methanol bei Niedertemperatur - Katalysator in zwei Stufen - pre-flow und der Hauptkreislauf, während die Vorstufe Synthese der Kompression führt und Trocknen des unter Druck stehenden Dampf-Sauerstoff-Umwandlungsstufe, durch eine basische Stufe der Synthese gefolgt. das Synthesegas dem Trocknen wird mit der Trennung von Wasser-Methanol-Fraktion durchgeführt. 6500 hr -1 - Preliminary Synthese wird mit einer Raumgeschwindigkeit von 2000 auf kupferhaltigen Katalysators durchgeführt wird . Das Verfahren ermöglicht eine energiesparende Technologie.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der chemischen Technik und können in der chemischen und petrochemischen Anlagen zur Produktion von synthetischen Alkoholen, insbesondere Methanol verwendet werden.

Verfahren zur Verarbeitung von Erdgas Methanol zu erzeugen, die das Prozessgas auf 380 umfasst das Erhitzen - 400 o C in der Verbrennungsheizeinrichtung, Schwefel entfernt mischt sich mit Dampf, Dampf in einem Röhrenofen Reformierung, Dampf-Sauerstoff - Umwandlung in der Mine den Konverter Gasreinigung von Kohlendioxid Kompression des Synthesegas, Methanol - Synthese in Regalsäulen auf der kupferhaltigen Katalysators Zirkulationsverfahren (Autor Zertifikat SU N 1465410, C 01 B 3/32, 1989).

Der Nachteil dieser Methode ist der hohe Energieintensität des Prozesses.

Verfahren zur Herstellung von Methanol aus Synthesegas, umfassend zwei Methanolsynthesestufen bei erhöhter Temperatur und Druck, wobei in der ersten Stufe erfolgt die Synthese in einem Durchflussreaktor und die zweite Stufe durchgeführt wird - in einem Schlaufenreaktor, und das Volumenverhältnis CO / (H 2 + CO 2) am Ausgang des Reaktors der zweiten Stufe wird durch Zugabe zu dem Gas in der zweiten Stufe der zusätzliche Gasstrom , enthaltend einen Überschuß an Wasserstoff und Kohlenoxide geliefert gesteuert.

Ein Nachteil des Verfahrens ist der erhebliche Energieverbrauch und geringe Effizienz der Reaktanden der Reaktionsmischung aufgrund der hohen Löslichkeit von Kohlendioxid in Methanol bei seiner Kondensation nach der ersten Synthesestufe.

Verfahren zur Herstellung von Methanol, Dampf-Sauerstoff - Umwandlung einer Kohlenwasserstoffbeschickung in einem Wellenwandler , umfassend ein reformiertes Gas, Abwärme des Produktgases, die teilweise Entfernung von Kohlendioxid aus dem konvertierten Gasgemisch dem faktoriellen f, definiert als (H 2 - CO 2) zu erhalten / (CO 2 + CO), 2,05-2,1 gleich, Trocknen durch der verbleibenden Feuchtigkeits Gefrieren und das Aluminiumoxidgel, Kompression von trockenem Gas auf einen Druck von 8,5 Inkontaktbringen - 9,0 MPa und die Synthese von Methanol mit einem gestuften Regalsäulen Gas die Kupfer-Zink-Chrom - Katalysators bei 230-250 Umgehung o C Zirkulationsverfahren (Analog, RF Patent N 2099320, opub. 1997).

Die Nachteile des Verfahrens sind die erhöhten Energieverbrauch aufgrund der Notwendigkeit der Komprimierung nur frisches Synthesegas dem Synthesedruck und erheblichen Aufwand für die Kühlung der Kondensation der Restfeuchte aus dem frischen Synthesegas vor der Kompression und Druckstufe.

Die beanspruchte Erfindung zielt darauf ab , diese Nachteile zu beseitigen und ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Methanol bereitzustellen Dampf-Sauerstoff - Umwandlung von Erdgas , umfassend Synthesegas herzustellen, Verschwenden seine teilweise Entfernung von Synthesegas aus Kohlendioxid, Trocknen, Kompression auf einen Druck von 8,5-9,0 MPa und einer Methanolsynthese erhitzen auf der Niedertemperatur-Katalysator wird die Synthese in zwei Schritten durchgeführt - einem Vorabströmungsdruckstufe Dampf-Sauerstoff-Umwandlung und die Zirkulation während des Trocknens und Kompression zwischen diesen Schritten durchgeführt wird.

Trocknen der Synthesegas vor der Kompression mit der Trennung von Wasser-Methanol-Fraktion durchgeführt wird.

Zusätzlich wurde vorläufigen Synthese an kupferhaltigen Katalysator bei einer Raumgeschwindigkeit von 2000-6500 h -1 durchgeführt wird .

Das Verfahren wird durch die folgenden Beispiele durchgeführt.

Beispiel 1
Gasdruck 1,6 MPa in einer Menge von 8380 Nm 3 / h unterzogen Umwandlung in Dampf-Sauerstoff - 51200 Nm3 / h wet reformiertes Gas zu erhalten, nach der Nutzung seiner Wärme und Trennen daraus Wasser aus Synthesegas bei einer Temperatur von 40 o C in einem Teil des Kohlendioxid entfernt wird , zu erhalten 25.725 Nm3 / h Synthesegas mit folgender Zusammensetzung, etwa% :. CO 15.89, CO2 11.55, H 2 69.16, H 2 O 0,43, CH 4 1,48, Ar 0,62, N 2 0,87, Fakultäts 2 1. Das resultierende Synthesegas wird in zwei Ströme aufgeteilt, von denen die größere einen rekuperativen Wärmetauscher erwärmt wird , bis 233 o C , die Reaktionsmischung nach dem Syntheseschritt predkataliza erwärmen und tritt in den Durchflussreaktor in zwei Schichten von Niedrigtemperatur - kupferhaltigen Methanolsynthese - Katalysator in einem Volumen von 8 m 3 geladen wird. Die erste Schicht der Fusionsreaktion auftritt , bei gleichzeitiger Erhöhung der Temperatur bis 269 o C. Das Reaktionsgemisch nach der ersten Schicht wird gemischt mit einem zweiten, kleineren Strömungs des Reaktionsgemisches so , daß die Eintrittstemperatur für die zweite Schicht bis 226 o C zugetropft Am Ausgang des zweiten Katalysatorbetttemperatur des Reaktionsgemisches steigt auf 257 o C und einer Zusammensetzung von etwa 14,728% :. CO, CO 2 11,764, 67,596 H 2, H 2 O 0,718, CH 3 OH 2.099. WHSV predkataliza Methanolsynthesereaktor beträgt 3200 Stunden -1. Die Reaktionsmischung wurde auf 5 ° C abgekühlt, während daraus ein Wasser-Methanol - Gemisch in einer Menge von 709 kg / h mit 90% Methanolgehalt zugeordnet wird und das Gas wird getrocknet und weitere 24 000 Nm3 / h trockener Syngas wird durch den Kompressor Syngas zu komprimierenden Druck 9,0 MPa und ist in vier gleiche Strömungswege unterteilt entsprechend der Anzahl der Synthese, und dann mit dem Kreisgasstrom nach dem Kompressor vermischt und mit dem zweiten Schritt der Synthese zugeführt wird, wobei die Säule ein Fach mit einem Volumen von 3,8 m 3 Katalysator. In der Methanolsynthese - Katalysator, platziert auf fünf Regalen Methanolsynthese stattfindet , so dass die Säule nach dem Synthesegas mit der folgenden Zusammensetzung auf% hat :. CO 2.24, CO 2 4,43, H 2 57.15, H 2 O 1,62, CH 3 OH 03/04. Die Austrittstemperatur aus dem letzten Regal von 263 o C. Nach dem Abkühlen in der Reaktionsmischung eingebettetes der Wärmetauscher tritt in den Kondensator, wo es durch zirkulierendes Wasser mit der gleichzeitigen Kondensation eines Wasser-Methanol-Gemisch abgekühlt wird. Das erhaltene rohe Methanol , das Wasser 20,05% Synthesesäule Leistung Rohmethanol ist 2,816 t / h. Nach der Abtrennung des zirkulierenden Gases Methanol-Wasser-Gemisch wird in zwei Ströme aufgeteilt, von denen die größere mit dem Zirkulations Kompressoransaugseite zugeführt wird, und einen kleineren Strom des Reinigungsgases aus dem Synthesekreislauf entnommen. Die Gesamtleistung der Anlage auf dem rohen Methanol 11,97 t / h mit einer Methanolkonzentration von 80,53%.

Beispiel 2
Gasdruck 1,6 MPa in einer Menge von 8272 Nm 3 / h unterzogen Umwandlung in Dampf-Sauerstoff - 50557 Nm3 / h wet reformiertes Gas zu erhalten, nach der Nutzung seiner Wärme und Trennen daraus Wasser aus Synthesegas bei einer Temperatur von 40 o C in einem Teil des Kohlendioxid entfernt wird , zu erhalten 25403 Nm3 / h Synthesegas mit der folgenden Zusammensetzung,% vol :. CO 15.89, 11.55 CO 2, H 2 69.16, H 2 O 0,43, CH 4 1,48, 0,62 Ar, N 2 0,87, faktoriellen gleich 2.1. Das resultierende Synthesegas wird in zwei Ströme aufgeteilt, von denen die größere einen rekuperativen Wärmetauscher erwärmt wird , bis 248 o C , die Reaktionsmischung nach dem Syntheseschritt predkataliza erwärmen und tritt in den Durchflussreaktor in zwei Schichten von Niedrigtemperatur - kupferhaltigen Methanolsynthese - Katalysator in einem Volumen von 4 m 3 geladen wird. Die erste Schicht der Fusionsreaktion auftritt , bei gleichzeitiger Erhöhung der Temperatur bis 275 o C. Das Reaktionsgemisch nach der ersten Schicht wird gemischt mit einem zweiten, kleineren Strömungs des Reaktionsgemisches so , dass die Temperatur am Einlass zu der zweiten Schicht auf 238 o C abgesunken ist Am Ausgang des zweiten Katalysatorbetttemperatur des Reaktionsgemisches steigt auf 262 o C und hat die folgende Zusammensetzung in Vol% CO :. 15,081, 11,616 CO 2, H 2 67,829, H 2 O 0,759, CH 3 OH 1.647. WHSV predkataliza Methanolsynthesereaktor beträgt 6350 Stunden -1. Die Reaktionsmischung wurde auf 5 ° C abgekühlt, während daraus ein Wasser-Methanol - Gemisch in einer Menge von 556 kg / h 86,88% Methanolgehalt , und das Gas zugeordnet ist , wird getrocknet und weitere 24 000 Nm3 / h trockener Syngas wird durch den Kompressor Syngas zu komprimierenden Druck 9,0 MPa und ist in vier gleiche Strömungswege unterteilt entsprechend der Anzahl der Synthese, und dann mit dem Kreisgasstrom nach dem Kompressor vermischt und mit dem zweiten Schritt der Synthese zugeführt wird, wobei die Säule ein Fach mit einem Volumen von 3,8 m 3 Katalysator. Methanol - Synthesekatalysator bei der Methanolsynthese auf fünf Regalen erfolgt so , dass die Säule nach der Synthesegas hat die folgende Zusammensetzung auf% :. CO 2,248 CO 2 4,42, H 2 56.99, H 2 O 1,59, CH 3 OH 04/05. Die Temperatur am Ausgang des letzten Regal 263.7 o C. Nach dem Abkühlen in der Reaktionsmischung eingebettetes der Wärmetauscher tritt in den Kondensator, wo es durch zirkulierendes Wasser mit der gleichzeitigen Kondensation eines Wasser-Methanol-Gemisch abgekühlt wird. Das resultierende rohe Methanol Wasser 19,73% enthält, die Synthesesäule Leistung Rohmethanol ist 2,817 t / h. Nach der Abtrennung des zirkulierenden Gases Methanol-Wasser-Gemisch wird in zwei Ströme aufgeteilt, von denen die größere mit dem Zirkulations Kompressoransaugseite zugeführt wird, und einen kleineren Strom des Reinigungsgases aus dem Synthesekreislauf entnommen. Die Gesamtleistung der Anlage auf dem rohen Methanol 11,82 t / h mit einer Methanolkonzentration von 80,57%.

Beispiel 3
Gasdruck 1,6 MPa in einer Menge von 8448 Nm 3 / h unterzogen Umwandlung in Dampf-Sauerstoff - 51632 Nm3 / h wet reformiertes Gas zu erhalten, nach der Nutzung seiner Wärme und Trennen daraus Wasser aus Synthesegas bei einer Temperatur von 40 o C in einem Teil des Kohlendioxid entfernt wird , zu erhalten 25.943 Nm3 / h Synthesegas mit der folgenden Zusammensetzung,% vol :. CO 15.89, 11.55 CO 2, H 2 69.16, H 2 O 0,43, CH 4 1,48, 0,62 Ar, N 2 0,87 2 faktoriellen 1. Das resultierende Synthesegas wird in zwei Ströme aufgeteilt, von denen der größere, einen Regenerativ - Wärmetauscher, aufgeheizt wird o C Temperatur 224 Wärme die Reaktionsmischung nach dem Syntheseschritt predkataliza oben und tritt in den Durchflussreaktor wird in zwei Schichten von Niedrigtemperatur - kupferhaltigen Katalysators für die Methanolsynthese in einem Volumen von 12 m 3 beladen . Die erste Schicht der Fusionsreaktion auftritt , bei gleichzeitiger Erhöhung der Temperatur bis 266 o C. Das Reaktionsgemisch nach der ersten Schicht wird gemischt mit einem zweiten, kleineren Strömungs des Reaktionsgemisches so , dass die Temperatur am Einlass zu der zweiten Schicht auf 219 o C abgesunken ist Am Ausgang des zweiten Katalysatorbetttemperatur des Reaktionsgemisches steigt auf 254 o C und hat die folgende Zusammensetzung Ob% :. CO 14,514, 11,852 CO 2, H 2 67,442, H 2 O 0,699, CH 3 OH 2.382. WHSV predkataliza Methanolsynthesereaktor beträgt 2162 Stunden -1. Die Reaktionsmischung wurde auf 5 ° C abgekühlt, während daraus ein Wasser-Methanol - Gemisch in einer Menge von 808 kg / h auf 91,31% Methanolgehalt zugeordnet wird und das Gas wird getrocknet und weitere 24 000 Nm3 / h trockener Syngas wird durch den Kompressor Syngas zu komprimierenden Druck 9,0 MPa und ist in vier gleiche Strömungswege unterteilt entsprechend der Anzahl der Synthese, und dann mit dem Kreisgasstrom nach dem Kompressor vermischt und mit dem zweiten Schritt der Synthese zugeführt wird, wobei die Säule ein Fach mit einem Volumen von 3,8 m 3 Katalysator. Methanol - Synthesekatalysator bei der Methanolsynthese auf fünf Regalen erfolgt so , dass die Säule nach der Synthesegas hat die folgende Zusammensetzung auf% :. CO 2,248 CO 2 4,42, H 2 56.99, H 2 O 1,59, CH 3 OH 04/05. Die Temperatur am Ausgang des letzten Regal 262.8 o C. Nach dem Abkühlen in der Reaktionsmischung eingebettetes der Wärmetauscher tritt in den Kondensator, wo es durch zirkulierendes Wasser mit der gleichzeitigen Kondensation eines Wasser-Methanol-Gemisch abgekühlt wird. Das resultierende rohe Methanol Wasser 20,25% enthält, die Synthesesäule Leistung Rohmethanol ist 2.815 t / h. Nach der Abtrennung des zirkulierenden Gases Methanol-Wasser-Gemisch wird in zwei Ströme aufgeteilt, von denen die größere mit dem Zirkulations Kompressoransaugseite zugeführt wird, und einen kleineren Strom des Reinigungsgases aus dem Synthesekreislauf entnommen. Die Gesamtleistung der Anlage auf dem Rohmethanol 12.068 t / h mit einer Methanolkonzentration von 80,53%. Wie aus den Beispielen ersichtlich ist, wird das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung von Methanol über den Stand der Technik auf 0,9-1,2% des Energieverbrauchs des Synthesegases zu dem Synthesedruck zur Kompression verringert. Weiterhin erhöhte Effizienz der Reaktionsmischung der Reaktanden in Methanol bei seiner Kondensation nach der ersten Synthesestufe und verbessert die Qualität von rohen Methanol.

FORDERUNGEN

  1. Verfahren zur Verarbeitung von Erdgas Methanol zu produzieren, umfassend Dampf-Sauerstoff - Umwandlung von Erdgas zu Synthesegas produzieren, Verschwenden seine teilweise Entfernung aus dem Synthesegas Kohlendioxid Wärme, Trocknen, Kompression auf einen Druck von 8,5 bis 9,0 MPa und bei einer niedrigen Temperatur Methanolsynthese Katalysator, wobei die Synthese in zwei Stufen durchgeführt wird, - eine Vorstufe Strömungsdruck Dampf-Sauerstoff-Umwandlung und der Hauptkreislauf, so Trocknung und Verdichtung erfolgt zwischen den Schritten gesagt.

  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Trocknen des Synthesegases durchgeführt wird, unter Abtrennung von Wasser-Methanol-Fraktion.

  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorge Synthese auf einem kupferhaltigen Katalysator bei einer Raumgeschwindigkeit von 2000 durchgeführt -. 6500 h -1.

Druckversion
Erscheinungsdatum 21.11.2006gg