CN116375560A - 生产甲醇的方法 - Google Patents
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Abstract
一种生产甲醇的方法,所述方法包括:提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气;在基于合成气中二氧化碳的总体积计从合成气中脱除不大于50vol%的二氧化碳的条件下,通过从合成气中脱除至少一部分含硫气体而形成贫硫合成气;转化至少一部分贫硫合成气为甲醇;和回收甲醇。
Description
技术领域
本发明涉及生产甲醇的方法。
背景技术
甲醇可以由合成气(主要含一氧化碳和氢的燃料气体混合物)生产。合成气中的一氧化碳和氢经催化剂反应生成甲醇。目前,最广泛应用的催化剂为1966年由ICI首次应用的在氧化铝上载带的铜和氧化锌的混合物。在5-10MPa(50-100atm)和250℃(482℉)下,反应的特征在于其高选择性(>99.8%):
CO+2H2→CH3OH
除了一氧化碳和氢外,典型的合成气还包含二氧化碳。二氧化碳与氢也按如下反应产生甲醇:
CO2+3H2→CH3OH+H2O
其中H2O副产品通过水煤气变换反应循环:
CO+H2O→CO2+H2
常规的工业甲醇生产技术包括如下步骤。首先,使含碳物质如煤气化以形成含二氧化碳、一氧化碳、氢和水的合成气。合成气中氢与一氧化碳的比通常为约0.8,和因此低于甲醇生产的理想化学计量比2。为了增加氢与一氧化碳的比,通常实施水煤气变换反应,以转化一些一氧化碳为二氧化碳并提供更多氢。然后在转化为甲醇前,使合成气经受酸性气体脱除步骤以脱除可使甲醇转化催化剂中毒的含硫气体和被认为是过量碳的二氧化碳。然后将其压缩并在高温下通过催化剂以形成甲醇,然后通常通过精馏回收甲醇。酸性气体脱除步骤通常应用甲醇基溶剂如来实施。在典型的煤基甲醇装置中,应用/>脱除硫至0.1ppmw。但酸性气体脱除单元通常也脱除合成气中约85-95%的二氧化碳。可以由酸性气体脱除单元回收二氧化碳,但只能在低压(通常为常压)下。所回收的二氧化碳释放到大气中(这对环境有害),或者经过压缩贮存或再利用。虽然有可能纯化和再加压二氧化碳并将其引回到合成气中,但这是非常低效的。
CN209854029U描述了一种生产甲醇的方法,其中省略了水煤气变换步骤,并向合成气中加入“绿氢”(应用可再生能源分解水产生的氢)以将未变换的一氧化碳转化为甲醇。这种方法对于保持合成气物流中的碳有理想的效果,但受限于煤气化气体中CO:CO2的比,和仍要从过程中脱除二氧化碳。为了将脱除的二氧化碳用于过程中,必须在将其再次引入合成气之前进行再加压。因此,虽然CN209854029U的方法能够使单位化石燃料生产更多的甲醇,但只能通过应用高能耗的二氧化碳再加压步骤来实现。
因此,本发明人研究了一种方法,其中省略或调整了酸性气体脱除步骤,以减少从过程中脱除的CO2,因而提供更多的碳来形成甲醇。
本发明寻求解决现有技术的至少一些问题或至少为其提供工业上可接受的替代解决方案。
发明内容
本发明的一方面涉及生产甲醇的方法,所述方法包括:
提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气;
在基于合成气中二氧化碳的总体积计从合成气中脱除不大于50vol%的二氧化碳的条件下,通过从合成气中脱除至少一部分含硫气体而形成贫硫合成气;
转化至少一部分贫硫合成气为甲醇;和
回收甲醇。
本发明的另一方面涉及生产甲醇的方法,所述方法包括:
提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气;
通过在至少2MPa的压力下使合成气与溶剂接触以溶解至少一部分含硫气体,从而形成贫硫合成气;
转化至少一部分贫硫合成气为甲醇;和
回收甲醇。
本发明的另一方面涉及生产甲醇的方法,所述方法包括:
提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气;
通过使合成气与其中溶有二氧化碳的溶剂接触而形成贫硫合成气,其中溶解二氧化碳的浓度优选为至少70vol%的饱和二氧化碳含量,更优选为约100vol%的饱和二氧化碳含量;
转化至少一部分贫硫合成气为甲醇;和
回收甲醇。
本发明的另一方面涉及生产甲醇的方法,所述方法包括:
提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气;
通过使合成气与溶剂接触以溶解其中的含硫气体,从而形成贫硫合成气;
转化至少一部分贫硫合成气为甲醇;和
回收甲醇,
其中使二氧化碳从合成气中溶解到溶剂中,和所述方法还包括:
在绝压3-9MPa下用氢气从溶剂中气提出溶解的二氧化碳,以形成含二氧化碳的氢气,和
在转化至少一部分贫硫合成气为甲醇的步骤之前,将含二氧化碳的氢气引入贫硫合成气中。
附图说明
图1给出了本发明的甲醇生产方法的流程图。
图2给出了适合于实施本发明的甲醇生产方法的装置流程图。
具体实施方式
在第一方面,本发明涉及生产甲醇的方法,所述方法包括:
提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气;
在基于合成气中二氧化碳的总体积计从合成气中脱除不大于50vol%的二氧化碳的条件下,通过从合成气中脱除至少一部分含硫气体而形成贫硫合成气;
转化至少一部分贫硫合成气为甲醇;和
回收甲醇。
这里定义的每个方面或实施方案均可以与任一其它方面或实施方案组合,除非有明确相反指示。具体地,指定为优选或有利的任何特征均可以与指定为优选或有利的任何其它特征组合。
令人惊奇地,所述方法能够在不需要实施二氧化碳再加压步骤的情况下使合成气中的大量二氧化碳转化为甲醇。因此,与常规甲醇生产方法相比,本发明方法能耗更低,因此成本更低和/或更环境友好。有利地,这可以在避免甲醇转化催化剂明显中毒的情况下实现。
这里所应用的术语“合成气”可以包括燃料气体混合物。在本发明的方法中,合成气包含二氧化碳(即CO2)、一氧化碳(即CO)、氢(即分子氢H2)和含硫气体例如硫化氢(即H2S)。合成气可以包含其它气体如水和甲烷以及固体物质如灰尘和焦炭。合成气通常由含碳物质(如化石燃料,通常为煤)的气化产生。合成气的组分会随其制备方法和所用原料而变化。
所述方法包括在基于合成气中二氧化碳的总体积计从合成气中脱除不大于50vol%的二氧化碳的条件下,通过从合成气中脱除至少一部分含硫气体而形成贫硫合成气。通过在合成气中保留至少50vol%的二氧化碳,可以应用附加的氢(如由电解水产生的所谓绿氢、或在捕集共同产生的二氧化碳的过程中产生的所谓蓝氢)将初始合成气中的大部分二氧化碳转化为甲醇。因此,与常规的甲醇生产方法相比,单位化石燃料所产生的甲醇量增加。这减少了环境影响且提高了方法效率。另外,这可以在不需要高能耗的二氧化碳再加压步骤的情况下实现。形成贫硫合成气优选在以下条件下实施:从合成气中脱除不大于30vol%的二氧化碳、更优选从合成气中脱除不大于20vol%的二氧化碳、甚至更优选从合成气中脱除不大于10vol%的二氧化碳、仍更优选从合成气中脱除不大于5vol%的二氧化碳、进一步更优选从合成气中基本不脱除任何二氧化碳。
合成气包含含硫气体。由含碳物质如煤气化产生的合成气通常包含含硫气体。这里应用的术语“含硫气体”可以包括至少具有一个硫原子的气体分子。在合成气中存在的典型含硫气体的实例是硫化氢。从合成气中脱除含硫气体,以避免使甲醇转化中应用的下游催化剂中毒。贫硫合成气优选包含小于0.5ppmw(每百万体积份的份数)的含硫气体、更优选小于0.3ppmw的含硫气体、甚至更优选小于0.1ppmw的含硫气体。换句话说,从合成气中脱除至少一部分含硫气体优选包括基于合成气中含硫气体总体积计从合成气中脱除至少50vol%的含硫气体、更优选从合成气中脱除至少70vol%的含硫气体、甚至更优选从合成气中脱除至少90vol%的含硫气体、仍更优选从合成气中脱除至少95vol%的含硫气体、进一步更优选从合成气中脱除基本全部的含硫气体。较低浓度的含硫气体导致甲醇转化催化剂中毒减少。这可以提高方法的收率和/或效率,并减少更换催化剂的需求,而这种更换费时且昂贵。
从合成气中脱除至少一部分含硫气体优选包括湿法脱硫技术和/或干法脱硫技术。这些技术适合于在工业甲醇生产装置中应用。
从合成气中脱除至少一部分含硫气体优选包括湿法脱硫技术。湿法脱硫技术能够降低合成气中含硫气体的高浓度,并适合于在常规的甲醇生产装置使用。与干法脱硫技术相比,湿法脱硫技术可能成本更低且环境影响更少。
湿法脱硫技术优选包括在至少2MPa的压力下使合成气与溶剂接触,以溶解至少一部分含硫气体。这种技术可能特别适合于从合成气中脱除含硫气体。如果气化器出口压力高于甲醇合成压力,合成气与溶剂的接触可以在基于气化器出口压力的压力下或在甲醇合成压力下实施。合成气与溶剂的接触优选在2.5-9MPa的压力下实施,例如2.76-6.89MPa。在优选实施方案中,合成气与溶剂的接触优选在5-9MPa的压力下实施。更高的压力将增加在溶剂中溶解的含硫气体的量。因此,在一些设置中,在将合成气压缩至甲醇合成压力的下游脱除硫化合物可能是有利的。优选在与后续甲醇转化步骤中使用的压力类似的压力(例如5-9MPa)下使合成气与溶剂接触。
溶剂优选包括选自聚乙二醇的二甲醚、甲醇、N-甲基-2-吡咯烷酮和碳酸丙二醇酯中的一种或多种的物理溶剂。替代地,溶剂可以为反应性溶剂,如胺或碳酸钾的水溶液。合适的胺包括单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)和二甘醇胺(DGA)。这些溶剂特别适合于从合成气中溶解含硫气体。
溶剂更优选包括聚乙二醇的二甲醚。应用这种溶剂可以有利地导致溶解更多的含硫气体但溶解更少的二氧化碳。因此,有可能在合成气中保留超过70%或甚至超过80%的二氧化碳,同时脱除几乎所有的硫。包含聚乙二醇的二甲醚的特别有效的溶剂的工业实例为。
与合成气接触的溶剂中优选溶有二氧化碳,更优选溶解二氧化碳的浓度为至少70vol%的饱和二氧化碳含量,甚至更优选为约100vol%的饱和二氧化碳含量。溶剂的饱和二氧化碳含量指在溶剂与合成气接触的温度和压力下的饱和二氧化碳含量。由于其中已经溶有二氧化碳,溶剂从合成气中溶解二氧化碳的能力变小。从这方面讲,溶剂优选包括甲醇。
在优选实施方案中,使二氧化碳从合成气中溶解到溶剂中,和所述方法还包括:
在绝压3-9MPa下用氢气从溶剂中气提出溶解的二氧化碳,以形成含二氧化碳的氢气,和
在转化至少一部分贫硫合成气为甲醇的步骤之前,将含二氧化碳的氢气引入贫硫合成气中。
气提可以在例如气提塔中实施。合适的气提技术和设备在本领域中是已知的。应用氢气实施气提有利地指“气提出来的”气体(即含二氧化碳的氢气)具有适合于被引回贫硫合成气的组成,而不需要实施纯化步骤或只需要少量纯化步骤。当在3-9MPa的绝压下采用氢气时,气提特别有效。当采用5-9MPa的绝压时,则气提出来的气体可以在不需要耗能的再加压步骤下重新引回合成气中。当采用3至小于5MPa的绝压时,可能需要再加压步骤。但这种再加压步骤相比于从常压开始的再加压步骤耗能更少。为了避免对耗能的再加压步骤的需求,气提优选在与下游甲醇转化步骤中所应用的相同压力或基本相同的压力下实施。在这个优选实施方案中,溶剂优选包括甲醇。
在将含二氧化碳的氢气引入贫硫合成气之前,优选将含二氧化碳的氢气加压至5-9MPa的绝压。这可以确保贫硫合成气保持在特别适合于甲醇转化的压力下。
从合成气中脱除至少一部分含硫气体优选包括干法脱硫技术。
干法脱硫技术优选包括使合成气与吸收剂和/或分子筛接触,更优选与吸收剂接触。吸收剂和/或分子筛的应用可以有利地导致几乎所有的二氧化碳均保留在合成气中。因此,与常规甲醇生产方法相比,单位化石燃料所生产的甲醇量增加。与湿法脱硫技术相比,应用干法脱硫技术在合成气中保留的二氧化碳量可能更高。
吸附剂优选包括活性炭、氧化锌、铁氧化物和氧化镁中的一种或多种。这种吸收剂是低成本的且可广泛获得,和在不脱除大量二氧化碳的情况下对从合成气中脱除含硫气体特别有效。
从合成气中脱除至少一部分含硫气体优选包括湿法脱硫技术和干法脱硫技术。湿法脱硫技术和干法脱硫技术两者的组合可以提供高的硫脱除、高的二氧化碳保留和低的环境影响这三者的有利组合。湿法脱硫技术优选在干法脱硫技术之前实施。在这种情况下,应用湿法脱硫技术可以有利地脱除大部分的硫,并具有较低的环境影响,和然后可以应用随后的干法脱硫技术基本脱除剩余的硫。
提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气优选包括煤气化。煤成本低,可广泛获得,和由煤生产的合成气可能特别适合于生产甲醇。气化是本领域中已知的技术。在气化过程中,煤用氧气和蒸汽(水蒸汽)吹入,同时被加热(在某些情况下也被加压)。关键是所提供的氧化剂不足以使燃料完全氧化(燃烧)。在所提到的反应中,氧和水分子使煤氧化,并产生二氧化碳、一氧化碳、水蒸汽和分子氢的气体混合物。可以有利地回收气化热以用于方法的其它步骤。
进料至甲醇合成步骤的合成气优选具有约为2的化学计算数R,其基于合成气中氢和碳氧化物的摩尔浓度定义为R=([H2]-[CO2])/([CO2]+[CO])。由于CO2用于甲醇合成,为了达到该化学计量数,所述方法还包括将氢引入合成气,特别是其中引入合成气的至少部分氢通过电解水(例如电解)产生。电可通过蒸汽轮机应用从过程中回收的热能所产生的蒸汽来产生,或理想地由可再生能源提供。正如上文所讨论,通常通过实施水煤气变换反应将合成气中的至少一些一氧化碳和蒸汽转化为氢气和二氧化碳,来增加氢与碳氧化物的比。引入氢气以增加氢与碳氧化物的比意味着不需要实施水煤气变换反应。因此,在脱硫步骤中,需要保留在合成气中的二氧化碳更少。另外,合成气的全部碳含量基本都可以转化为甲醇,这意味着单位化石燃料产生的甲醇量增加。通过应用可再生能源(如风能、太阳能、潮汐能、地热能、水力能等)分解水来生产氢,使得该方法更为环境友好。另外,分解水产生的氧可送至气化炉用来产生合成气。可以应用气化回收的热来产生能量,例如产生蒸汽。
所述方法还优选包括在从合成气中脱除至少一部分含硫气体之前从合成气中脱除灰尘和/或焦炭。脱硫步骤中合成气中存在灰尘和/或焦炭会污染下游工艺,并可使湿法脱硫技术中应用的溶剂劣化,和/或污染干法脱硫技术中使用的吸收剂和分子筛。
转化至少一部分贫硫合成气为甲醇优选包括使贫硫合成气与催化剂接触,更优选地,其中:
在200-300℃(优选225-275℃)的温度和/或5-12MPa(优选5-9MPa)的压力下进行接触,和/或
其中催化剂包括氧化铝载带的氧化铜和氧化铝载带的氧化锌。
应用这些催化剂,特别是在这些条件下,可能特别适合生产甲醇。
回收甲醇优选包括精馏。精馏是回收甲醇特别合适的技术。
在另一方面,本发明提供一种生产甲醇的方法,所述方法包括:
提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气;
通过在至少2MPa的压力下使合成气与溶剂接触以溶解至少一部分含硫气体,从而形成贫硫合成气;
转化至少一部分贫硫合成气为甲醇;和
回收甲醇。
本发明第一方面的优点和优选特征也适用于本发明的这一方面。应用溶剂可以在基于合成气中二氧化碳的总体积计从合成气中脱除不大于50vol%的二氧化碳的条件下从合成气中脱除至少一部分含硫气体。
溶剂优选包括聚乙二醇的二甲醚。应用包含聚乙二醇的二甲醚的溶剂对于在基于合成气中二氧化碳的总体积计从合成气中脱除不大于50vol%的二氧化碳的条件下从合成气中脱除至少一部分含硫气体可能特别有效。
在另一方面,本发明提供一种生产甲醇的方法,所述方法包括:
提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气;
通过使合成气与其中溶有二氧化碳的溶剂接触而形成贫硫合成气,其中溶解二氧化碳的浓度优选为至少70vol%的饱和二氧化碳含量,更优选为约100vol%的饱和二氧化碳含量;
转化至少一部分贫硫合成气为甲醇;和
回收甲醇。
本发明第一方面的优点和优选特征也适用于本发明的这一方面。溶剂的饱和二氧化碳含量指在溶剂与合成气接触的温度和压力下的饱和二氧化碳含量。由于其中已经溶有二氧化碳,溶剂从合成气中溶解二氧化碳的能力变小。其中溶有二氧化碳的合适溶剂例如包括选自聚乙二醇的二甲醚、甲醇、N-甲基-2-吡咯烷酮和碳酸丙二醇酯中的一种或多种的物理溶剂。替代地,溶剂可以为反应性溶剂,如胺或碳酸钾的水溶液。合适的胺包括单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)和二甘醇胺(DGA)。
在另一方面,本发明提供一种生产甲醇的方法,所述方法包括:
提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气;
通过使合成气与溶剂接触以溶解其中的含硫气体,从而形成贫硫合成气;
转化至少一部分贫硫合成气为甲醇;和
回收甲醇,
其中使二氧化碳从合成气中溶解到溶剂中,和所述方法还包括:
在绝压3-9MPa下用氢气从溶剂中气提出溶解的二氧化碳,以形成含二氧化碳的氢气,和
在转化至少一部分贫硫合成气为甲醇的步骤之前,将含二氧化碳的氢气引入贫硫合成气中。
本发明第一方面的优点和优选特征也适用于本发明的这一方面。有利地,应用氢气实施气提有利地指“气提出来的”气体(即含二氧化碳的氢气)具有适合于被引回贫硫合成气的组成,而不需要实施纯化步骤或只需要少量纯化步骤。当在3-9MPa的绝压下采用氢气时,气提特别有效。当采用5-9MPa的绝压时,则气提出来的气体可以在不需要耗能的再加压步骤下重新引回合成气中。当采用3至小于5MPa的绝压时,可能需要再加压步骤。但这种再加压步骤相比于从常压开始的再加压步骤耗能更少。用于从溶剂中气提溶解二氧化碳的合适溶剂包括例如物理溶剂如甲醇、乙二醇醚如聚乙二醇的二甲醚、N-甲基-2-吡咯烷酮和碳酸丙二醇酯,在其中二氧化碳被物理吸附。如果需要,在将含二氧化碳的氢气引入贫硫合成气之前,可以实施含二氧化碳的氢气的压缩步骤。
下面结合如下非限定性实施例描述本发明。
实施例
图1给出了本发明的生产甲醇的方法的流程图(总体标为1),所述方法包括:2提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气;3在基于合成气中二氧化碳的总体积计从合成气中脱除不大于50vol%的二氧化碳的条件下,通过从合成气中脱除至少一部分含硫气体而形成贫硫合成气;4转化至少一部分贫硫合成气为甲醇;和5回收甲醇。
图2给出了适合实施本发明的甲醇生产方法的装置流程图。在气化单元A处,由煤a、水b和氧气c生产合成气。然后将所产生的合成气输送至热回收单元B,以由合成气产生蒸汽。应用蒸汽在发电单元C(如汽轮机)发电,其为电解单元D中的水电解提供电能,电解单元D也使用可再生能源d(如太阳能、风能、水能和/或水电能)。将合成气从热回收单元B输送至除尘和除焦单元E,以从合成气中去除灰尘和焦炭等固体物质。然后将合成气输送至合成气脱硫单元F,以从合成气中脱除含硫气体。在脱硫单元F中,几乎所有的二氧化碳均被保留和/或重新返回合成气中。然后合成气在甲醇合成单元G中转化为甲醇,在其中例如应用蒸馏回收甲醇。将在D处产生的氧c送至气化单元A。在甲醇转化之前将电解单元D中产生的氢e送至甲醇合成单元G并结合到合成气中,以提供所需的氢气与一氧化碳的比。
模拟三种不同设置来描述本发明。
工况1是基于传统工艺的对比例,包括向水煤气变换单元进料粗合成气的气化炉,所述水煤气变换单元提供变换后合成气混合物至酸性气体脱除单元,所述酸性气体脱除单元提供CO2物流和贫CO2合成气至甲醇合成单元。
工况2是按照CN209854029U的对比例,其中省略了水煤气变换单元,和包括额外的绿氢来生产更多的甲醇。
工况3是本发明,其中调节酸性气体脱除单元从来自气化炉的合成气中脱除硫化合物和仅10%的CO2。在这种工况中,也省略了水煤气变换单元,但可以在脱硫单元的上游包括水煤气变换单元。
反应合成气的化学计量比R可以由R=(H2-CO2)/(CO+CO2)计算。
通过解释和说明的方式提供了前面的详细描述,但这些描述不用于限制所附权利要求的范围。对本领域熟练技术人员来说,这里描述的优选实施方案中的许多变化是很明显的,和这些变化仍在所附权利要求和其等价物的范围内。
Claims (28)
1.一种生产甲醇的方法,所述方法包括:
提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气;
在基于合成气中二氧化碳的总体积计从合成气中脱除不大于50vol%的二氧化碳的条件下,通过从合成气中脱除至少一部分含硫气体而形成贫硫合成气;
转化至少一部分贫硫合成气为甲醇;和
回收甲醇。
2.权利要求1的方法,其中形成贫硫合成气时从合成气中脱除不大于30vol%的二氧化碳、优选从合成气中脱除不大于20vol%的二氧化碳。
3.权利要求1或2的方法,其中贫硫合成气包含小于0.5ppmw的含硫气体、优选小于0.3ppmw的含硫气体、更优选小于0.1ppmw的含硫气体。
4.前述权利要求任一项的方法,其中从合成气中脱除至少一部分含硫气体包括湿法脱硫技术。
5.权利要求4的方法,其中所述湿法脱硫技术包括在至少2MPa的压力下使合成气与溶剂接触,以溶解至少一部分含硫气体。
6.权利要求5的方法,其中所述溶剂包括一种或多种选自聚乙二醇的二甲醚、甲醇、N-甲基-2-吡咯烷酮和碳酸丙二醇酯中的一种或多种的物理溶剂或选自胺或碳酸钾的水溶液的反应性溶剂。
7.权利要求5或6任一项的方法,其中所述溶剂包括聚乙二醇的二甲醚。
8.权利要求5-7任一项的方法,其中与合成气接触的溶剂中溶有二氧化碳,其中溶解二氧化碳的浓度优选为至少70vol%的饱和二氧化碳含量,更优选为约100vol%的饱和二氧化碳含量。
9.权利要求5-7任一项的方法,其中使二氧化碳从合成气中溶解到溶剂中,和所述方法还包括:
在绝压3-9MPa下用氢气从溶剂中气提出溶解的二氧化碳,以形成含二氧化碳的氢气,和
在转化至少一部分贫硫合成气为甲醇的步骤之前,将含二氧化碳的氢气引入贫硫合成气中。
10.权利要求9的方法,其中在将含二氧化碳的氢气引入贫硫合成气之前,将含二氧化碳的氢气加压至绝压5-9MPa。
11.权利要求8-10任一项的方法,其中所述溶剂包括甲醇。
12.前述权利要求任一项的方法,其中从合成气中脱除至少一部分含硫气体包括干法脱硫技术。
13.权利要求12的方法,其中干法脱硫技术包括使合成气与吸收剂和/或分子筛接触。
14.权利要求13的方法,其中所述吸附剂包括活性炭、氧化锌、铁氧化物和氧化镁中的一种或多种。
15.权利要求5-14任一项的方法,其中从合成气中脱除至少一部分含硫气体包括湿法脱硫技术和干法脱硫技术。
16.前述权利要求任一项的方法,其中提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气包括煤的气化。
17.前述权利要求任一项的方法,其中进料至甲醇合成步骤的合成气具有约为2的化学计量数R,所述R基于合成气中氢和碳氧化物的摩尔浓度定义为R=([H2]-[CO2])/([CO2]+[CO]),和所述方法还包括将氢引入合成气。
18.权利要求17的方法,其中引入合成气的至少一部分氢由电解水产生。
19.前述权利要求任一项的方法,还包括在从合成气中脱除至少一部分含硫气体之前从合成气中脱除灰尘和/或焦炭。
20.前述权利要求任一项的方法,其中转化至少一部分贫硫合成气为甲醇包括使贫硫合成气与催化剂接触,优选地,其中:
所述接触在温度200-300℃和/或压力5-12MPa下实施,和/或
其中所述催化剂包括铜、氧化锌和氧化铝。
21.前述权利要求任一项的方法,其中回收甲醇包括精馏。
22.一种生产甲醇的方法,所述方法包括:
提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气;
通过在至少2MPa的压力下使合成气与溶剂接触以溶解至少一部分含硫气体,从而形成贫硫合成气;
转化至少一部分贫硫合成气为甲醇;和
回收甲醇。
23.权利要求22的方法,其中所述溶剂包括聚乙二醇的二甲醚。
24.一种生产甲醇的方法,所述方法包括:
提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气;
通过使合成气与其中溶有二氧化碳的溶剂接触而形成贫硫合成气,其中溶解二氧化碳的浓度优选为至少70vol%的饱和二氧化碳含量,更优选为约100vol%的饱和二氧化碳含量;
转化至少一部分贫硫合成气为甲醇;和
回收甲醇。
25.权利要求24的方法,其中所述溶剂包括选自聚乙二醇的二甲醚、甲醇、N-甲基-2-吡咯烷酮和碳酸丙二醇酯中的一种或多种的物理溶剂或选自胺或碳酸钾的水溶液的反应性溶剂。
26.一种生产甲醇的方法,所述方法包括:
提供包含二氧化碳、一氧化碳、氢和含硫气体的合成气;
通过使合成气与溶剂接触以溶解其中的含硫气体,从而形成贫硫合成气;
转化至少一部分贫硫合成气为甲醇;和
回收甲醇;
其中使二氧化碳从合成气中溶解到溶剂中,和所述方法还包括:
在绝压3-9MPa下用氢气从溶剂中气提出溶解的二氧化碳,以形成含二氧化碳的氢气,和
在转化至少一部分贫硫合成气为甲醇的步骤之前,将含二氧化碳的氢气引入贫硫合成气中。
27.权利要求25的方法,其中所述溶剂包括选自聚乙二醇的二甲醚、甲醇、N-甲基-2-吡咯烷酮和碳酸丙二醇酯中的一种或多种的物理溶剂。
28.权利要求26或27的方法,其中在引入贫硫合成气之前,使含二氧化碳的氢气加压。
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