[发明专利]制造甲醇的协同方法

说明书

本发明涉及一种制造甲醇的协同联合方法，其中大大减少了温室效应气体的释放，最好情况下达到可忽略的程度。本发明还涉及通过重烃馏份的部分氧化方法制造低级烷基叔丁基醚的方法，其中大大减少了温室效应气体的释放，最好情况下达到可忽略的程度。

可以将低级烷基叔丁基醚，如甲基叔丁基醚(MTBE)和/或乙基叔丁基醚(ETBE)加到汽油中作为充氧剂。这类醚是挥发性较低的组份，可用它来改善汽油的辛烷值。

这些醚可以由甲醇生产。制造甲醇的普通方法是蒸汽重整。按照这种方法，在高温和压力下让甲烷和蒸汽反应。通常用天然气作为甲烷源。按照这个方法，有少于85％的天然气转化为甲醇，其余的天然气则用作此方法的燃料。蒸汽重整法的一个缺点是，它使用了宝贵的商品即天然气来制造甲醇。蒸汽重整的另一个缺点是它导致释放出大量的温室气体。

生产甲醇的另一种方法是德士古气化法。按照这个方法，用纯氧去部分氧化烃类原料，比如天然气来制造一氧化碳和氢。氧由深冷工厂得到，然后将一氧化碳和氧以化学计量比例送入甲醇合成塔。

作为另一种方案，可以使用低价值的重油馏份作为部分氧化法的原料，将重油提到高附加值的用途。在送入甲醇合成塔的原料中一氧化碳与氢的摩尔比大约为1∶2。进行甲醇合成所需的摩尔比为1∶4。因此，将一氧化碳和氢的混合物进行水变换反应，将大约一半的一氧化碳进行转化成为二氧化碳，这里的碳来自原料油而氧来自深冷分离。然后需要庞大而高投资高操作费的设备将此二氧化碳与原料物流分离。然后以适当的化学计量比例将一氧化碳和氢加到反应器中生产甲醇。这种方法的缺点是需要深冷工厂制造用于部分氧化反应的氧气。这个方法的再一个缺点是水变换反应需要得到化学计量的一氧化碳和氢来供给甲醇合成塔。再有，在此方法中，基本上有一半的一氧化碳，也就是碳和氧转变为二氧化碳，在此方法中二氧化碳就不再有用了。高含量的二氧化碳是一种温室效应气体，它给环境带来的负面效应会抵消使用甲醇燃料带来的好处，是可用能源的一种巨大浪费。因此，使用资源丰富的低价值重油在成本上还不能和消费价值较高的天然气相竞争。

按照本发明，提供了一种生产甲醇的协同方法，它包括如下各步骤：

(a)电解水以便产生氢和氧；

(b)提供一种有机燃料进料流；

(c)将至少一部分在步骤(a)产生的氧与化学计量所述有机燃料一起送入部分氧化反应器，产生包括一氧化碳和氢在内的出口气；

(d)将至少部分所述一氧化碳和氢加入甲醇合成塔，制造甲醇；以及

(e)向所述甲醇合成塔中加入额外的氢，使得向所述甲醇合成塔提供某化学计量的氢及一氧化碳原料。

按照本发明的又一实施方案，本方法包括如下各步骤：

(a)电解水以便产生氢和氧；

(b)提供一种有机燃料进料物流；

(c)将至少一部分在步骤(a)中得到的氧与化学计量的所述有机燃料一起加到部分氧化反应器中，制造出包括一氧化碳和氢在内的出口气；

(d)提供一股二氧化碳进料物流来冷却部分氧化反应器，以便将所述二氧化碳的温度提高到所述二氧化碳的分解温度之上；

(e)将所述加热的二氧化碳加到所述部分氧化反应器中；

(f)将至少一部分所述一氧化碳和氢加到甲醇合成塔中以便合成甲醇；以及

(g)向所述甲醇合成塔中加入额外的氢，为所述甲醇合成塔提供化学计量的氢和一氧化碳原料。

在另外一个实施方案中，可以将甲醇与异丁烯结合生产甲基叔丁基醚。在又一个供选择的实施方案中，本方法也可包括一个异丁烯合成反应器，其中合并丁烷和蒸汽用来生产异丁烯和氢。

本发明的一个优点是利用电解生产纯氧和纯氢。可以利用从电能用户公司得到的过剩能量来操作电解装置。在传统上，在晚间和周末电能用户公司都会减少其对电的需求。然而出于效率上的原因，最好在持续的基础上维持发电厂的操作。因此，就出现了成本很低的大量过剩电能，可以用这些过剩电能来生产高纯度的氢和氧。可以将这些氢和氧储存起来，备用于生产一氧化碳。

本发明的另一个优点是由于使用了电解，导致同时生产出供部分氧化反应器用的氧和用于使一氧化碳和氢达到化学计量平衡并且被送入甲醇合成塔的氢。

可以由部分氧化反应以及生产异丁烯的副产品供给甲醇合成塔使用的氢。在这种实施方案中，从电解装置来的氢基本是纯的，可以收集起来作为商品出售。