CN111051271A

CN111051271A - 用于甲醇回收的系统和工艺

Info

Publication number: CN111051271A
Application number: CN201880054092.8A
Authority: CN
Inventors: 阿里·哈马德; 伊贾兹·邵达里
Original assignee: SABIC Global Technologies BV
Current assignee: SABIC Global Technologies BV
Priority date: 2017-08-23
Filing date: 2018-08-10
Publication date: 2020-04-21
Also published as: US20200247737A1; WO2019038627A1; EP3672927A1; EP3672927B1; US11697629B2; SA520411342B1

Abstract

某些实施方案涉及纯化甲醇的方法，该方法包括将进料源分馏为甲醇和重质醇或杂醇馏分，并进一步从杂醇馏分中回收甲醇。

Description

用于甲醇回收的系统和工艺

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月23日提交的美国临时专利申请第62/549069号的优先权权益，其整体内容通过引用并入本文。

背景技术

A.发明领域

本发明通常涉及用于纯化甲醇的组合物、方法和/或工艺。

B.相关技术说明

甲醇的制备工艺是众所周知的。甲醇工艺通常包括转化段、合成段和蒸馏段。在转化段中，含碳原料(例如天然气、石脑油或其他油馏分)被转化为碳氧化物和氢的混合物。这种气体混合物通常称为合成气。含烃原料到合成气的转化可以通过蒸汽重整、部分氧化、二次/自热重整、或这些方法中的两种或多于两种的组合来进行。可以在升高的合成气压力和升高的甲醇合成温度下通过使合成气与合适的甲醇合成催化剂接触而进行合成步骤，所述合成气压力通常为约3巴至约100巴，更通常为约50巴至100巴，所述甲醇合成温度通常为约210℃至约270℃或高于270℃，例如最高约300℃。作为合适的甲醇合成催化剂的实例，可以提及包含还原的氧化锌/氧化铜混合物的催化剂。

在蒸馏段中，将合成步骤中制备的粗甲醇转移到蒸馏段中，在其中分离出重质醇副产物，并制备了纯化的甲醇产物。先前可用技术的一个缺点是重质醇副产物流含有甲醇。本发明描述了用于从重质醇副产物流中回收甲醇的系统和方法。

发明内容

某些实施方案涉及纯化甲醇的方法。该方法可以包括以下一个或多于一个步骤，所述步骤包括：(i)使包含粗甲醇的进料流通过第一塔；(ii)将第一纯化的甲醇馏分分配到第一塔的顶部；(iii)将第一水馏分分配到第一塔的底部；(iv)将第一废醇馏分分配到第一塔的中部；(v)从第一塔的中部抽出第一废醇馏分，并使第一废醇馏分通过第二塔；(vi)将第二纯化的甲醇馏分分配到第二塔的顶部；(vii)将第二水馏分分配到第二塔的底部；(viii)将第二废醇馏分分配到第二塔的中部；(ix)从第二塔的顶部抽出第二纯化的甲醇。

在某些方面，进料流的来源是甲醇制备过程的产物。甲醇合成进料流可以通过天然气的重整来制备。甲醇的制备工艺包括通过使合成气与催化剂接触来合成甲醇，其中催化剂包含锌、铜、铝或包含前述至少一种的组合。粗甲醇可包含50％至70％的甲醇。在某些方面，由第一塔制备的第一废醇馏分包含5％至30％的甲醇。在某些方面，纯化的甲醇包含大于或等于90％、95％、98％或99％的甲醇，并且优选大于或等于99％的甲醇。在某些方面，第一塔和第二塔是蒸馏塔。在某些方面，第一塔和第二塔内的温度均大于100℃，特别为约120℃至130℃。在某些方面，第一塔和第二塔内的操作压力可以为约1巴至2巴。在某些方面，该方法还包括从第一塔的顶部抽出第一纯化的甲醇馏分的步骤。在某些方面，将第一纯化的甲醇馏分与第二纯化的甲醇馏分合并。在某些方面，该方法还包括从第一塔的底部抽出第一水馏分和从第二塔的底部抽出第二水馏分的步骤。在实施方案中，该方法还包括将从第一塔中抽出的第一水馏分与从第二塔中抽出的第二水馏分合并的步骤。在某些方面，该方法包括从第二塔的中部抽出第二废醇馏分的步骤。在某些方面，该方法还包括使第二废醇馏分通过第三塔的步骤。在某些方面，该方法包括将第二废醇馏分再循环回到第一塔的步骤。

某些实施方案涉及纯化甲醇的方法，该方法包括以下步骤：(i)使包含粗甲醇的进料流通过第一塔，其中粗甲醇包含50％至70％的甲醇；(ii)将第一纯化的甲醇馏分分配到第一塔的顶部，并从第一塔的顶部抽出第一纯化的甲醇馏分；(iii)将第一水馏分分配到第一塔的底部；(iv)将第一废醇馏分分配到第一塔的中部，其中第一废醇馏分包含5％至30％的甲醇；(v)从第一塔的中部抽出第一废醇馏分，并使第一废醇馏分通过第二塔；(vi)将第二纯化的甲醇馏分分配到第二塔的顶部；(vii)将第二水馏分分配到第二塔的底部；(viii)将第二废醇馏分分配到第二塔的中部；(ix)抽出第二废醇馏分并将第二废醇馏分循环回第一塔；和(x)从第二塔的顶部抽出第二纯化的甲醇馏分；其中第二纯化的甲醇馏分包含大于或等于99％的甲醇。在某些方面，进料流的来源是甲醇制备过程的产物。在某些方面，甲醇制备过程包括天然气的重整。

当在权利要求和/或说明书中与术语“包含”一起使用时，要素前面不使用数量词可以表示“一个”，但是其也符合“一个或更多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的意思。

在本申请全文，术语“约”用于表明数值包含了用于确定数值使用的装置或方法的标准差。

在权利要求中使用术语“或”用于表示“和/或”，除非明确地说明是仅指选择性，或选择是相互排斥的，尽管公开支持仅指选择性和“和/或”的定义。

如本说明书和权利要求所使用的，单词“包含”、“具有”、“包括”或“含有”是包括性的或开放式的，并且不排除另外的、未列举的元素或方法步骤。

在整个申请中讨论了本发明的其他实施方案，并且根据以下详细描述，本发明的其他实施方案将变得明显。所讨论关于本发明的一方面的任何实施方案也可以应用于本发明的其他方面，反之亦然。本文描述的每个实施方案应理解为适用于本发明所有方面的本发明的实施方案。然而，应该理解的是，详细描述和具体实施例虽然表明了本发明的具体实施方案，但仅以说明的方式给出，因为根据该详细描述在本发明的精神和范围内的各种变化和修改对于本领域技术人员将变得明显。

附图说明

以下附图形成本说明书的一部分，并被包含以进一步证实本发明的特定方面。通过参照一个或更多个这些附图结合本文所提供的说明书实施方案的详细说明可以更好地理解本发明。

图1是表示甲醇回收系统/方法的示意图。

具体实施方式

在常规的甲醇制备设备中，有几个流被认为是该过程的副产物或废气流。这些副产物或废物流可以排放到燃气系统中。有些副产物流中含有大量的甲醇。这些副产物流包括含有一些甲醇的重质副产物/重质醇流(通常被称为杂醇)。废物流中损失了一些量的甲醇。通常认为从这些副产物流中回收甲醇是不经济的。

本发明的某些方面可包括将原料转化为包含氢以及选自一氧化碳、二氧化碳及其混合物的至少一种碳氧化物的合成气；通过向包含合适的甲醇合成催化剂的第一甲醇合成反应器中供应合成气并在包括合适的合成温度和压力的甲醇合成条件下操作反应器来进行甲醇合成；回收包含粗甲醇的甲醇产物流，即粗甲醇流；将粗甲醇流至少分离为甲醇产物流和副产物流；从副产物流中进一步回收甲醇，即将副产物流分离为甲醇流和非甲醇流；和从第一分离物和第二分离物中收集甲醇产物。

在某些方面，原料是天然气，其通过选自蒸汽重整、部分氧化、二次/自热重整及其两种或多于两种的组合的方法被转化为合成气。

可以分离副产物流或杂醇流，以提供塔顶甲醇产物流、侧臂副产物和包含水的底部馏分。

通常，甲醇合成催化剂是还原的氧化锌/氧化铜催化剂。合适的甲醇合成条件包括但不限于使用约210℃至约300℃或约210℃至约270℃的温度和约30巴至约100巴、或约50巴至约100巴的压力。

该方法能够从来自分离粗甲醇流的副产物流中回收甲醇。分离副产物流所制备的甲醇可以与来自粗甲醇流分离的甲醇流一起收集。

应当理解的是，由于附图是图解性/示意性的，因此可能需要设备的其他项例如热交换器、压缩机、回流槽、泵、真空泵、温度传感器、压力传感器、泄压阀、控制阀、流量控制器、物位控制器、滞留槽、储槽等。这种辅助设备的提供不构成本发明的一部分，并且符合常规化学工程实践。

参考图1，将天然气或其他原料10供应至重整器11以制备合成气。然后将合成气(例如，一氧化碳、二氧化碳、氢和甲烷的混合物)供应至甲醇合成反应器12，其在合适的条件下由合成气制备粗甲醇。可以将甲醇合成反应器保持在导致合成气催化转化为粗甲醇的一定温度和压力下。当使用铜/锌催化剂时，典型的甲醇合成条件包括但不限于60巴至100巴的压力和约240℃至约300℃的出口温度。

将由甲醇合成反应器12制备的粗甲醇流提供至甲醇分离器13。在某些方面，甲醇分离器13是甲醇蒸馏塔。甲醇分离器13制备塔顶甲醇馏分(甲醇产物流)、侧臂副产物馏分(副产物流)和底部H₂O馏分(水流)。将甲醇产物流冷凝并回收。在某些方面，在约125℃至130℃的再沸器温度下，在1.3巴至1.8巴下蒸馏粗甲醇，其中在约82℃下在塔顶移去精制甲醇，并在约104℃下从塔中部移去副产物流。

然后将副产物流引入第二分离器14，第二分离器14制备塔顶甲醇馏分(甲醇产物流)、侧臂副产物馏分(重质流)和底部H₂O馏分(水流)。将甲醇产物流冷凝并回收，并且可以将其与来自分离器13的甲醇产物流合并。分离器13和/或14的水流被排出以进行废水处理。在某些方面，产物甲醇的纯度大于90％、95％、98％或99％。

Claims

1.一种纯化甲醇的方法，其包括:

使包含粗甲醇的进料流通过第一塔；

将第一纯化的甲醇馏分分配到第一塔的顶部；

将第一水馏分分配到第一塔的底部；

将第一废醇馏分分配到第一塔的中部；

从第一塔的中部抽出第一废醇馏分，并使第一废醇馏分通过第二塔；

将第二纯化的甲醇馏分分配到第二塔的顶部；

将第二水馏分分配到第二塔的底部；

将第二废醇馏分分配到第二塔的中部；和

从第二塔的顶部抽出第二纯化的甲醇。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述进料流的来源是甲醇制备过程的产物。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述甲醇制备过程包括天然气的重整。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述甲醇制备过程包括通过使合成气与催化剂接触来合成甲醇，其中所述催化剂包括锌、铜、铝或包含前述至少一种的组合。

5.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述粗甲醇包含50％至70％的甲醇。

6.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中由所述第一塔制备的所述第一废醇馏分包含5％至30％的甲醇。

7.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述第二纯化的甲醇包含大于或等于99％的甲醇。

8.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述第一塔和所述第二塔是蒸馏塔。

9.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述第一塔和所述第二塔内的温度为120℃至130℃。

10.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述第一塔和所述第二塔内的压力为约1巴至2巴。

11.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其还包括从所述第一塔的顶部抽出所述第一纯化的甲醇馏分。

12.根据权利要求11所述的方法，其还包括将所述第一纯化的甲醇馏分与所述第二纯化的甲醇馏分合并。

13.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其还包括抽出所述第一水馏分和所述第二水馏分。

14.根据权利要求13所述的方法，其还包括将所述第一水馏分与所述第二水馏分合并。

15.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其还包括抽出第二废醇馏分。

16.根据权利要求15所述的方法，其还包括使所述第二废醇馏分通过第三塔。

17.根据权利要求15所述的方法，其还包括将所述第二废醇馏分再循环回到所述第一塔。

18.一种纯化甲醇的方法，其包括:

使包含粗甲醇的进料流通过第一塔，其中所述粗甲醇包含50％至70％的甲醇；

将第一纯化的甲醇馏分分配到第一塔的顶部，并从第一塔的顶部抽出第一纯化的甲醇馏分；

将第一水馏分分配到第一塔的底部；

将第一废醇馏分分配到第一塔的中部，其中所述第一废醇馏分包含5％至30％的甲醇；

将第二纯化的甲醇馏分分配到第二塔的顶部；

将第二水馏分分配到第二塔的底部；

将第二废醇馏分分配到第二塔的中部；

抽出所述第二废醇馏分并将所述第二废醇馏分再循环回到第一塔；和

从第二塔的顶部抽出第二纯化的甲醇馏分；

其中所述第二纯化的甲醇馏分包含大于或等于99％的甲醇。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述进料流的来源是甲醇制备过程的产物。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述甲醇制备过程包括天然气的重整。