[发明专利]由二氧化碳生产甲醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过富有二氧化碳的第一进料流以及富有烃类例如天然气或石脑油的第二进料流的转化生产甲醇的多级方法。此外，本发明涉及用于实施根据本发明的方法的设备。

背景技术

目前，对于提供对温室气体二氧化碳(CO₂)进行物质利用并将其转化为气候中性的最终产物的技术的寻求日益增加。作为这些方法的一种，对可选的甲醇合成进行检验，其中与传统方法相比，所用的合成气体除氢气(H₂)外不含有或仅含有少量的一氧化碳(CO)，而主要地或单独地含有二氧化碳。可以在例如乌尔曼工业化学百科全书(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry)，第六版，1998电子发行，“甲醇(Methanol)”章，5.2节“合成(Synthesis)”中找见传统基于CO的甲醇合成的基本原理。

由CO₂和H₂或富有CO₂的合成气进行的甲醇合成原则上是可能的，并且在早期的论文中，例如在H.和P.的文章“由CO₂生产甲醇”(Producing methanol from CO₂)，Chemtech 24(1994)，36～39页中已经得到了检验，其中在这篇论文中将“富有CO₂的合成气”理解为具有大于8体积％的CO₂浓度的合成气。然而，与利用富有CO的合成气的传统甲醇合成相比，这种方法具有的缺点是基于CO₂的甲醇合成在更慢的速率下进行。因此，在二十世纪九十年代，Lurgi开发了提供设置在合成循环的上游的额外绝热反应器的方法(参见上述参考)。此外，在基于CO₂的甲醇合成中，明显地形成了更多蒸汽，使得冷凝的可能性更高。水在甲醇合成催化剂上的冷凝可以产生催化剂的化学改性和机械破坏。因此可以看出，完全基于二氧化碳的甲醇合成在技术上更复杂，因此要在现有的甲醇设备中实现存在困难。

发明内容

因此本发明的目的在于提供通过二氧化碳的转化生产甲醇的方法，该方法克服上述的困难且能够容易地整合到现有的通过传统方法合成甲醇的设备中。

用根据权利要求1的发明通过如下方法实现了上述目的，该方法用于由作为第一进料流的富有二氧化碳的料流和作为第二进料流的富有烃类的料流生产甲醇，该方法包括以下工艺步骤：

(a)将富有二氧化碳的所述第一进料流供应到至少一个甲烷化阶段，且在甲烷化条件下用氢气将所述第一进料流转化成富有甲烷的料流，

(b)将富有甲烷的料流供应到至少一个合成气生产阶段，且在合成气生产条件下将所述料流与富有烃类的所述第二进料流一起转化成含有二氧化碳和氢气的合成气料流，

(c)将所述合成气料流供应到嵌入合成循环中的甲醇合成阶段，且在甲醇合成条件下将所述合成气料流转化成包含甲醇的产物流，

(d)将甲醇从包含甲醇的产物流中分离出来且任选地将甲醇纯化成甲醇最终产物流，

(e)将含有二氧化碳和氢气的吹扫料流从甲醇合成阶段中分离出来。

本发明还涉及用于实施本发明方法的设备，其包含至少一个甲烷化反应器、至少一个配备有加热装置的重整反应器、至少一个甲醇合成反应器、至少一个用于将未转化的合成气再循环到甲醇合成反应器的回流管、和甲醇分离器。

根据本发明的方法的另外的有利方面可以在从属权利要求2～9中找到，根据本发明的设备的另外的有利方面可以在权利要求11～14中找到。