[发明专利]制备甲醇的方法

说明书

一种通过转化新鲜甲醇合成气和未转化甲醇合成气的混合物来制备甲醇的方法，所述未转化甲醇合成气在低压分离器中与产生的甲醇分离，并再循环和混合到补充气体压缩机的吸入侧上游的新鲜合成气中。

本发明涉及通过将合成气转化为甲醇来制备甲醇。特别地，本发明是一种通过转化新鲜甲醇合成气和未转化甲醇合成气的混合物来制备甲醇的方法，所述未转化甲醇合成气在低压分离器中与产生的甲醇分离，并再循环和混合到补充气体压缩机的吸入侧上游的新鲜合成气中。

通过本发明的方法，消除了有价值的未转化合成气，其在已知用于制备的方法中通常被吹扫到大气或用作燃料。

甲醇合成气是包含氢气和二氧化碳和/或一氧化碳的任何气体组合物。甲醇合成气通常根据它的模数M=(H₂-CO₂)/(CO+CO₂)来描述。当模数等于2时，合成气对于甲醇反应是平衡的。

在现今的实践中，非均相甲醇合成通过在铜基催化剂的存在下，根据以下反应式使碳氧化物与氢气反应来实施：

3H₂ + CO₂ = CH₃OH + H₂O　　　　　　(1)

2H₂ + CO = CH₃OH　　　　　　　　　(2)。

甲醇合成催化剂也会催化水煤气变换（WGS）反应，

CO + H₂O = CO₂ + H₂　　　　　　　　(3)

和逆水煤气变换（RWGS）反应，

CO₂ + H₂ = CO + H₂O　　　　　　　　(4)。

用于甲醇合成中的合成气可以由天然气通过蒸汽-甲烷重整、任选地随后通过氧燃烧二次重整器或通过单独的自热重整得到。

为了获得所生产的合成气的最大化利用，甲醇反应器流出物中包含的一部分未转化气的再循环是必要的。在再循环之前，将甲醇反应器流出物冷却并且在高压分离器中与液体甲醇产物分离。

未转化合成气与生产的甲醇的进一步分离在低压分离器中实现。

标准解决方案是将来自低压分离器的气体传送到吹扫气体管线，由此将其送出合成工段。低压分离器中的压力约通常大约4 巴（bar g）。

通常，将来自低压分离器的未转化气再循环不会奏效，因为分离的气体的压力比补充压缩机上游的新鲜合成气压力（大约28 巴）低得多。

如果到补充气体压缩机的气体的压力低，即低于低压分离器中的压力，则来自低压分离器的气体可以被再循环到补充气体压缩机的吸入侧，并且添加到现有的补充气体中。

因此，本发明是一种用于从包含氢气和二氧化碳的合成气制备甲醇的方法，包含以下步骤：

（a）将新鲜的甲醇合成气和从下游低压分离器取出的未转化甲醇合成气混合，并将合成气混合物传送到补充气体压缩机的吸入侧，并且对所述合成气混合物加压；

（b）在甲醇催化剂存在的情况下，将所述加压的合成气混合物引入并转化成一个或多个甲醇反应阶段；

（c）从步骤（b）取出包含甲醇和未转化合成气的经反应流出物；

（d）将所述经反应流出物冷却到低于甲醇的露点；

（e）在高压分离器中分离一部分所述甲醇和一部分所述未转化合成气，并且将该部分未转化气经由再循环压缩机再循环到补充气体压缩机的排放侧；

（f）在低压分离器中将再一部分所述甲醇与再一部分所述未转化合成气分离；

（g）将来自步骤（f）的至少一部分所述未转化合成气再循环至步骤（a）补充气体压缩机的吸入侧上游，