[发明专利]用于合成甲醇的方法

说明书

本发明描述了一种用于合成甲醇的方法，所述方法包括以下步骤：(i)将包含补充气体的进给气体传送到甲醇合成回路，所述补充气体包含氢气和二氧化碳，(ii)从所述甲醇合成回路回收包含甲醇的产物气体混合物，(iii)将所述产物气体混合物冷却到露点以下以冷凝粗甲醇，(iv)将所述粗甲醇与未反应的气体混合物分离，(v)将所述未反应的气体混合物的一部分传送到所述甲醇合成回路，以及(vi)回收所述未反应的气体混合物的一部分作为吹扫气体流，所述方法的特征在于使所述吹扫气体的一部分和所述粗甲醇在汽提单元中接触以从所述粗甲醇汽提出溶解的气体，由此形成经汽提的粗甲醇和富化气体混合物，并将所述富化气体混合物的至少一部分进给到所述甲醇合成回路。

本发明涉及用于合成甲醇的方法。

甲醇合成通常通过在升高的温度和压力下将包含氢气和一氧化碳和/或二氧化碳的合成气在合成反应装置中传送通过一个或多个甲醇合成催化剂床来进行，所述甲醇合成催化剂通常为含铜组合物。通常通过将产物气体流冷却到露点以下并且以液体形式分离出产物来回收粗甲醇。粗甲醇通常通过蒸馏来纯化。所述方法通常在回路中操作：因此未反应的气体可作为进给气体的一部分经由循环装置而再循环到合成反应装置。将新鲜合成气(称为补充气体)加入到再循环的未反应气体以形成进给气体流。通常从循环气体流中提出吹扫流以避免惰性气体在回路中的积聚。

粗甲醇通常包含溶解的气体(包括二氧化碳)，这些气体作为纯化的一部分被分离。

WO2013/144041公开了通过以下步骤制备甲醇的方法：(i)将包含二氧化碳的进料以及包含二氧化碳和氢气的第一再循环气体流的至少一部分进给到反应装置以获得气态进料，其中氢气:二氧化碳的摩尔比为2-18:1；(ii)使所述气态进料与催化剂在200℃至300℃的温度和40巴至200巴的压力下接触，由此形成包含甲醇、水、一氧化碳、二氧化碳和氢气的出口流；(iii)将该出口流冷却；(iv)使所述出口流经历分离步骤，同时任选地在所述分离步骤之前和/或期间，将第二再循环气体流的至少一部分加入到包含甲醇的所述出口流，其中将分离步骤甲醇和水与不可冷凝的组分分离，由此形成包含甲醇的产物流和第一再循环气体流；(v)使用氢气流来汽提所述包含甲醇的产物流，由此形成经纯化的甲醇产物流和第二再循环气体流；以及(vi)将第一再循环气体流的至少一部分进给到步骤(i)，并且将第二再循环气体流的至少一部分进给到步骤(i)和/或(iv)。步骤(v)的氢气流和/或步骤(i)的氢气进料优选地为新鲜的氢气流，所述新鲜的氢气流选自通过天然气体的蒸汽重整、烃离解以及电解而产生的氢气。最优选地，步骤(v)的氢气流和/或步骤(i)的氢气进料为来自水溶液电解工艺所产生的湿氢源的氢气。

通过使用新鲜的氢气流，并且具体地，使用湿氢源来汽提粗甲醇，WO2013/144041的方法背负着附加的资本和操作消耗，或者需要位于邻近现有氢源。我们已发现，通过使用吹扫气体的一部分，可保持所溶解气体的汽提效率(包括从粗甲醇汽提出二氧化碳的汽提效率)，降低所述方法的二氧化碳需求，并且更容易提高甲醇产生能力。

因此，本发明提供了一种用于合成甲醇的方法，所述方法包括以下步骤：(i)将包含补充气体的进给气体传送到甲醇合成回路，所述补充气体包含氢气和二氧化碳，(ii)从所述甲醇合成回路回收包含甲醇的产物气体混合物，(iii)将所述产物气体混合物冷却到露点以下以冷凝粗甲醇，(iv)将所述粗甲醇与未反应的气体混合物分离，(v)将所述未反应的气体混合物的一部分传送到所述甲醇合成回路，以及(vi)回收所述未反应的气体混合物的一部分作为吹扫气体流，所述方法的特征在于使所述吹扫气体的一部分和所述粗甲醇在汽提单元中接触以从所述粗甲醇汽提出溶解的气体，由此形成经汽提的粗甲醇和富化气体混合物，并将所述富化气体混合物的至少一部分进给到所述甲醇合成回路。

甲醇合成可通过以下两个公式来描述：

存在两个化学计量值，它们通常用于描述进给到甲醇合成反应装置的反应物的比例。这些是R和Z，并且可如下由合成气中各组分的摩尔浓度来确定；