CN117586098A - 用于生产甲醇和合成气的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

根据本发明提出了用于生产基于二氧化碳的甲醇和合成气的方法和设备，其中所产生的合成气可以在方法内用于甲醇合成。作为杂质存在于二氧化碳输入气体流中并且在甲醇合成条件下是惰性的烃通过集成重整单元、特别是POX单元被化学利用。这是通过将从甲醇合成回路转移的吹扫气体流供应到所述重整单元进行的，在所述重整单元中这些烃被转化为合成气。在优选实施例中，将该吹扫气体流供应到氢气回收单元、特别是膜单元。在渗余物侧产生的富含烃的吹扫气体流随后被供应到该重整单元。

Description

用于生产甲醇和合成气的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于从富含二氧化碳的合成气生产甲醇以及用于作为甲醇生产的副产物生产合成气的方法和设备，其中作为副产物形成的合成气可以在方法内用于甲醇生产。
背景技术
在大的工业规模上，甲醇是从合成气生产的。合成气典型地是主要氢气(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的混合物。一氧化碳和二氧化碳常常一起归入术语“碳氧化物”下。在固体甲醇合成催化剂上主要同时发生以下两个平衡反应(1)和(2)。
(1)
(2)
甲醇也可以从一氧化碳含量低或甚至不含一氧化碳的合成气生产。在这种情况下，适用于甲醇合成的主要是反应方程式(1)。这种所谓的基于二氧化碳的甲醇的生产尤其是在没有化石能源载体或化石投入的情况下或至少在最低可能量的化石能源载体或化石投入的情况下实现并且旨在产生最低可能的温室气体排放的方法中发挥作用。在WO 2016/034344 A1中披露了此种方法的实例。
因此，基于二氧化碳的甲醇例如在由化石投入的燃烧产生的二氧化碳和可再生产生的氢气的基础上可产生。可再生产生的氢气优选在可再生产生的电力的基础上通过水的电解产生。
二氧化碳可能源自各种各样的来源，例如源自来自化学、钢铁和水泥行业的废气以及生物气和天然气。二氧化碳可以通过碳捕获从相应的气体浓缩。工业规模上使用的已知碳捕获方法包括在合适溶剂中的物理和化学吸收、低温部分冷凝和通过膜分离气体。已知的物理分离方法是在升高的压力下在低温甲醇中吸收二氧化碳，随后通过减压进行解吸，并任选地用合适的汽提气体进行汽提(这取决于工艺模式是更或较不选择性的)。已知的化学分离方法是通过胺水溶液的胺吸收二氧化碳，随后通过加热解吸二氧化碳。
用于甲醇合成的二氧化碳流可能含有各种杂质，特别是烃。烃可以由各种组分构成，这些组分是例如甲烷和其他低级烷烃(<C10)、低级烯烃、芳香族化合物、脂环族化合物和呋喃。
在二氧化碳流可以作为输入气体流用于甲醇合成之前，二氧化碳流的纯化可能是必需的。烃可以通过合适的纯化方法分离或分解。在这两种情况下，烃中结合的氢和碳随后不会被化学利用。如果烃没有被分离或分解，则这些烃作为惰性组分(在甲醇合成的条件下)与二氧化碳和氢气一起进入甲醇合成。由于甲醇合成的工业过程总是包括再循环工艺气体的合成回路，因此烃在回路中积聚并最终必须通过所谓的吹扫流从回路中排出。氢气可以任选地作为有价值气体从吹扫流中分离并且剩余气体例如用于另一工艺/在甲醇合成上游的工艺中的欠烧。因此，同样在这种情况下，至少烃中结合的碳没有被化学利用。
发明内容
本发明的总体目的是提出至少部分地克服了现有技术的缺点的方法或设备。
本发明的目的是提出就甲醇的合成而言改善烃中结合的碳和氢的化学利用的方法或设备。
本发明的目的是提出就甲醇的基于二氧化碳的合成而言改善烃中结合的碳和氢的化学利用的方法或设备。
独立权利要求有助于至少部分地实现上述目的中的至少一个。从属权利要求提供了优选实施例，其有助于至少部分地实现这些目的中的至少一个。根据本发明的一个类别的成分的优选实施例在相关的情况下对于根据本发明的相应的另一类别的相同命名的或对应的成分同样是优选的。术语“具有(having)”、“包括/包含(comprising)”或“含有(containing)”等不排除可能存在另外的要素、成分等。不定冠词“一个/种(a)”不排除可能存在多个/种。
上述目的至少部分地通过用于生产甲醇和合成气的方法得以实现，该方法包括以下方法步骤：
(a)提供含烃的二氧化碳流；
(b)提供电解产生的氢气流；
(c)将来自步骤(a)和(b)的这些流合并以提供含烃的合成气流；
(d)在甲醇合成反应器中使该含烃的合成气流和再循环气体流反应以获得作为反应产物的粗甲醇流和残余气体流，其中该残余气体流含有未转化为甲醇的合成气和烃；
(e)将该残余气体流分离成该再循环气体流和吹扫气体流；
(f)在重整步骤中在作为氧化剂的氧气存在下使该吹扫气体流反应以提供合成气流。
根据本发明，烃中结合的碳和氢通过在重整步骤中在氧气存在下使含烃的吹扫气体流反应以提供合成气流而被化学利用。特别地，吹扫气体流中的烃在重整步骤中在氧气存在下反应以提供合成气流。吹扫气体流不仅含有烃，而且含有在甲醇合成反应器中未转化的二氧化碳和氢气。由重整步骤产生的合成气流含有氢气、一氧化碳和二氧化碳。
根据步骤(c)产生的含烃的合成气流包含合成气。合成气是至少包含碳氧化物(一氧化碳或二氧化碳)和氢气的气体混合物。根据步骤(c)产生的含烃的合成气流的合成气优选包含二氧化碳和氢气。根据步骤(f)产生的合成气流包含合成气。根据步骤(f)产生的合成气流的合成气优选包含一氧化碳、二氧化碳和氢气。
重整步骤原则上应理解为意指烃与氧气和/或蒸汽化学反应以提供合成气。按照根据步骤(f)的重整步骤，吹扫气体流中的烃至少在氧气存在下反应以提供合成气并且任选地在蒸汽的进一步存在下反应以提供合成气。
除了含烃的合成气流之外，通过重整吹扫气体流中的烃产生的合成气流也可以用于甲醇合成。
因此，根据本发明的方法的一个实施例的特征在于，除了含烃的合成气流之外，根据步骤(f)产生的合成气流在甲醇合成反应器中反应。
根据步骤(f)产生的合成气流包含一氧化碳。由于一氧化碳在甲醇合成中对氢气的反应性比二氧化碳好，因此根据步骤(f)产生的合成气流的方法内利用具有相应的有利效果。
重整步骤优选地是部分氧化。因此，根据本发明的方法的优选实施例的特征在于，重整步骤包括部分氧化。
部分氧化(POX)优选地在为其配置的反应器或POX反应器中进行。POX反应器可以是小的并且因此也适用于较小的材料流，如同通常要反应的吹扫气体流的情况。
对于作为烃的甲烷，最初根据以下反应方程式(3)进行部分氧化。
(3)
放热的部分氧化为随后的吸热蒸汽重整反应提供了蒸汽和所需的热能，该反应根据反应方程式(4)在无催化的情况下进行。
(4)
可以将蒸汽额外添加到POX反应器中以建立最佳的碳-蒸汽比。
方程式(4)的催化的变体被称为自热重整并且其与POX反应器中的“纯”部分氧化不同。
蒸汽重整反应伴随着根据反应方程式(5)的水煤气变换反应，该反应是放热的。
(5)
POX反应器的主要元件是燃烧器和燃烧室，它们布置在耐火材料衬里的压力容器中。在POX反应器中，含烃的输入流的部分氧化总是由于亚化学计算量的氧气而发生。反应器出口处的气体混合物的温度典型地在从1250℃至1450℃范围内。工艺压力典型地是20至100巴。
根据本发明，关于二氧化碳流中存在的烃，对二氧化碳流进行纯化是不必要的，因为这些烃在步骤(f)的情况下被化学利用。这是根据本发明步骤(a)包括提供含烃的二氧化碳流的原因。此外，步骤(b)包括提供电解产生的氢气流。将两个流合并，从而产生根据(c)的含烃的合成气流。此合成气流至少含有二氧化碳和氢气和作为杂质的烃。此合成气流还可以含有一氧化碳。
在一个实例中，含烃的二氧化碳流中的烃的比例是按体积计0.1％至10％或按体积计1％至10％或按体积计2％至8％。含烃的二氧化碳流中的二氧化碳的比例可以显著变化，这取决于二氧化碳流是否已经在前面的方法步骤中、特别是在碳捕获单元中浓缩。因此，含烃的二氧化碳流中的二氧化碳的比例可以例如在从按体积计50％至按体积计99.5％范围内。因此，含烃的二氧化碳流优选具有按体积计50％至按体积计99.5％的二氧化碳比例或按体积计75％至按体积计99.5％的二氧化碳比例或按体积计90％至按体积计99.5％的二氧化碳比例或按体积计95％至按体积计99.5％的二氧化碳比例。
根据步骤(c)产生的含烃的合成气流与通过步骤(f)产生的合成气流不同。为此，根据步骤(c)产生的含烃的合成气流可以称为“第一合成气流”并且根据步骤(f)产生的合成气流可以称为“第二合成气流”。
步骤(d)包括在甲醇合成反应器中使含烃的合成气流和再循环气体流反应。它尤其包括使存在于含烃的合成气流中的组分氢气和二氧化碳以及任选的一氧化碳和再循环气体流反应以提供作为所希望的反应产物的粗甲醇。
甲醇合成反应器中的反应在合成压力下进行，例如40巴至90巴、优选60巴至85巴的压力下进行。甲醇合成中使用的典型压力范围是本领域技术人员熟知的。为了达到所需的合成压力，通过一个或多个压缩机级将含烃的合成气流和再循环气体流压缩到所需的压力。
粗甲醇含有甲醇和水以及任选的不希望的副产物。在气液分离的情况下，尤其是通过冷却、冷凝和分离，将粗甲醇流与残余气体流(其在当时条件下是不可冷凝的)分离。因此，粗甲醇流特别是从甲醇合成反应器中排出并经受进一步的处理操作。
甲醇合成反应器包括合适的甲醇合成催化剂，特别是固体基于铜的催化剂。合适的催化剂是本领域技术人员熟知的。
甲醇合成反应器可以包括一个或多个反应器级。如果两个或更多个反应器级串联布置，则每个反应器级之后可以是粗甲醇流或在这种情况下是粗甲醇子流的中间冷凝。
甲醇合成反应器中的反应提供作为反应产物的粗甲醇流和残余气体流。残余气体流含有未转化为甲醇的合成气以及还有烃，因为后者在甲醇合成的条件下不反应，即在这些条件下是惰性的。
残余气体流特别地在甲醇合成反应器下游分成再循环气体流和吹扫气体流。再循环气体流特别地再循环到甲醇合成反应器的入口并且优选与含烃的合成气流合并，然后两个流在甲醇合成反应器中一起反应。吹扫气体流不是此回路的一部分，而是特别地在甲醇合成反应器下游从甲醇合成回路中排出并根据步骤(f)反应。
在重整步骤中在作为氧化剂的氧气存在下使吹扫气体流反应以提供合成气流的过程中，可以规定对吹扫气体流供应蒸汽流，使得吹扫气体流和蒸汽流在根据步骤(f)的重整步骤中反应以提供合成气流。蒸汽的供应使得能够建立最佳的碳-蒸汽比，例如用于部分氧化。
电解产生的氢气流尤其由电解槽提供。取决于工艺模式，将电解产生的氢气流的一部分供应到含烃的二氧化碳流，或者将全部电解产生的氢气流供应到含烃的合成气流。电解槽优选被配置为使得将全部电解产生的氢气流供应到含烃的二氧化碳流。电解槽然后可以在满负荷下运行大部分时间。电解槽然后优选被配置为使得所得的含烃的合成气流具有适用于甲醇合成的化学计量数，例如化学计量数SN为1.9至2.5、优选2.0至2.4，其中
其中n以[mol]计。
电解产生的氢气流可以通过本领域技术人员熟悉的任何电解工艺产生。电解工艺优选是水电解。实例包括碱性电解、质子交换膜电解(PEM电解)、阴离子交换膜电解(AEM电解)、高温电解(HTE)和使用固体氧化物电解池(SOEC)的电解。
根据本发明的方法的一个实施例的特征在于，在根据步骤(f)反应之前，将吹扫气体流供应到氢气回收单元以获得富含烃的吹扫气体流和富含氢气的流。
因此在这个实施例中，根据步骤(f)使富含烃的吹扫气体流反应以提供合成气流。
氢气的分离具有的结果是，吹扫气体流中没有氢气或只有最少的氢气量经受根据步骤(f)的重整步骤。进入重整步骤的氢气可能由于氧气的存在而转化为水，从而潜在地导致氢气的化学损失。如果预先分离氢气并随后将其供应到如根据步骤(c)产生的含烃的合成气流，则在这方面氢气的损失最小化。
在一个实施例中，因此将富含氢气的流供应到含烃的合成气流。
根据本发明的方法的一个实施例的特征在于，氢气回收单元包括膜单元，其中在膜单元的渗余物侧产生富含烃的吹扫气体流并且在膜单元的渗透物侧产生富含氢气的流。
使用膜单元具有的优点是，在膜单元的渗余物侧产生富含烃的吹扫气体流而没有显著的压力损失。因此，此流可以在没有额外压缩的情况下被供应到根据步骤(f)的重整步骤。如果甲醇合成在例如75巴下操作并且假设在包括管导管的膜单元的渗余物侧上的压降为5巴，则富含烃的吹扫气体流具有约70巴的压力。这样的压力适用于例如直接引入到POX反应器中。当使用变压吸附装置(PSA)时，此优点是不可实现的，因为从PSA固定床解吸“重”组分(此处为烃)总是需要降低压力。
根据本发明的方法的一个实施例的特征在于，在根据步骤(c)合并之前，在加氢脱硫单元中处理含烃的二氧化碳流以去除硫化合物。
由于硫化合物是甲醇合成催化剂的催化剂毒物，因此取决于含烃的二氧化碳流的杂质特征，可能需要在加氢脱硫单元中去除这些硫化合物。
为此，优选采用富含氢气的流在加氢脱硫单元中进行加氢。
通过氢气回收单元从吹扫气体流中分离出的富含氢气的流也可以被供应到甲醇合成反应器，尽管这需要将此流压缩至合成压力。此富含氢气的流最终在低压下获得，而不管其生产是采用膜单元还是PSA。
由于在加氢脱硫单元中硫化合物的加氢典型地或优选地在低压下进行，因此对富含氢气的流进行额外压缩在这种情况下并且有利地至少仅在很小的程度上(如果有的话)需要。
如果富含氢气的流被供应到甲醇合成反应器，则富含氢气的流优选被供应到电解产生的氢气流然后根据步骤(c)合并和/或被供应到含烃的合成气流然后根据步骤(d)反应。
在这两种情况下获得的富含氢气的含烃的合成气流优选随后被压缩至合成压力。
根据本发明的方法的一个实施例的特征在于，甲醇合成反应器包括水冷反应器级，其中通过水冷反应器级冷却产生蒸汽并且该蒸汽被作为工艺蒸汽用于根据步骤(f)的重整步骤。
甲醇合成反应器可以包括水冷或气冷反应器级。水冷反应器级通常采用沸腾的锅炉给水作为冷却介质或者换言之用于放热的甲醇形成反应的温度控制的介质。因此，在此种反应器级的冷却系统的出口处形成蒸汽。此蒸汽可以有利地作为工艺蒸汽用于根据步骤(f)的重整步骤。在此种情况下，含烃的吹扫气体流在氧气和蒸汽存在下反应以提供合成气流。
根据本发明的方法的一个实施例的特征在于，提供电解产生的氧气流并且在根据步骤(f)的重整步骤中，将电解产生的氧气流的氧气用作氧化剂。
使用电解产生的氧气作为氧化剂具有的优点是，以这种方式产生的氧气具有高纯度。否则，只有通过经由低温空气分离获得氧气才能获得相应的纯度。然而，此种空气分离器在装置和能量要求方面要求很高并且可能不一定可获得。然而，水电解槽总是作为通常不利用的“副产物”形成氧气。因此，当电解产生的氢气流和电解产生的氧气流由同一电解槽提供时是优选的。如果使用空气或富含氧气的空气作为氧化剂，这进一步具有的缺点是，由于存在的氮气，在重整步骤中也可能总是形成不希望的氮氧化物。
使用电解产生的氧气流的另一个优点是，不需要去除此氧气流中存在的残余氢气量。由于经由电解池的阳极区域与阴极区域之间的膜或隔膜的扩散过程，在电解产生的氧气流中存在氢气是不可避免的。由于在根据步骤(f)的重整步骤中也未从氧气流中分离的氢气和水不是破坏性的，因此可以省去对电解产生的氧气流的相应纯化。
根据本发明的方法的一个实施例的特征在于，含烃的二氧化碳流由碳捕获单元提供。
这通常显著提高初级二氧化碳流的就二氧化碳而言的纯度。初级二氧化碳流的实例是废气流或烟道气流。相应的含烃的二氧化碳流因此更适用于随后的甲醇合成，因为避免了副产物的形成。碳捕获单元可以是本领域技术人员已知的任何装置或设备，其使得能够形成纯化的二氧化碳流。这尤其包括气体洗涤工艺，其中二氧化碳最初或多或少选择性地、物理地或化学地被吸收在溶剂中，并且随后通过改变物理条件(如压力和/或温度)或引入解吸介质而再次解吸。
根据本发明的方法的一个实施例的特征在于，通过热分离工艺将根据步骤(d)产生的粗甲醇流分离成纯甲醇和水，并且其中热分离工艺分离烃作为副产物流，并且将所得副产物流供应到吹扫气体流以在根据步骤(f)的重整步骤中使吹扫气体流和副产物流反应以提供合成气流。
在甲醇合成反应器中形成并从其排出的粗甲醇典型地在热分离装置(例如精馏塔)中分离成水和甲醇。由于含烃的合成气流中存在的烃在甲醇合成条件下是惰性的，因此与粗甲醇一起冷凝的烃尤其被夹带到热分离装置中并且需要在其中分离。此处作为副产物流分离的烃也可以有利地被供应到吹扫气体流用于根据步骤(f)随后反应以提供合成气。从而进一步改善了烃的化学利用。
根据本发明的方法的一个实施例的特征在于，从吹扫气体流中分离吹扫气体子流并且从工艺中排出吹扫气体子流。
当某些惰性组分在方法中、特别是在甲醇合成回路中积聚(也是由于在根据步骤(f)的重整步骤中吹扫气体流反应和由步骤(f)产生的合成气流被供应到甲醇合成)时，这可能是必要的。所述化合物可以是惰性化合物，例如像分子氮。
上述目的进一步至少部分地通过用于生产甲醇和合成气的设备来实现，该设备包括以下彼此操作连接的设备部件：
(a)被配置为提供含烃的二氧化碳流的装置；
(b)被配置为提供电解产生的氢气流的电解槽；
(c)被配置为合并该含烃的二氧化碳流和该电解产生的氢气流的装置，通过该装置可获得含烃的合成气流；
(d)被配置为使该含烃的合成气流和再循环气体流反应的甲醇合成反应器，通过该反应器可获得作为反应产物的粗甲醇流和残余气体流，其中该残余气体流含有未转化为甲醇的合成气和烃；
(e)被配置为将该残余气体流分离成该再循环气体流和吹扫气体流的装置；
(f)被配置为在重整步骤中在作为氧化剂的氧气存在下使该吹扫气体流反应以提供合成气流的反应器。
根据本发明的设备的一个实施例包括布置在该反应器(f)上游的氢气回收单元和被配置为将该吹扫气体流供应到所述氢气回收单元的装置，其中该氢气回收单元被配置为产生富含烃的吹扫气体流和富含氢气的流，并且其中该设备包括用于将该富含烃的吹扫气体流供应到该反应器(f)的装置。
根据本发明的设备的一个实施例的特征在于，氢气回收单元包括膜单元，其中该膜单元被配置为使得在该膜单元的渗余物侧可产生该富含烃的吹扫气体流并且在该膜单元的渗透物侧可产生该富含氢气的流。
根据本发明的设备的一个实施例进一步包括加氢脱硫单元，其中加氢脱硫单元被配置为从含烃的二氧化碳流中去除硫化合物。
根据本发明的设备的一个实施例的特征在于，该设备包括被配置为利用富含氢气的流在加氢脱硫单元中进行加氢的装置。
根据本发明的设备的一个实施例的特征在于，该设备包括用于将富含氢气的流供应到电解产生的氢气流的装置和/或被配置为将富含氢气的流供应到含烃的合成气流的装置。
根据本发明的设备的一个实施例的特征在于，反应器(f)被配置为POX反应器。
根据本发明的设备的一个实施例的特征在于，甲醇合成反应器包括水冷反应器级，其中在通过水冷反应器级冷却时可产生蒸汽并且该设备包括被配置为在反应器(f)中利用该蒸汽作为工艺蒸汽的装置。
根据本发明的设备的一个实施例的特征在于，电解槽被配置为提供电解产生的氧气流并且该设备包括用于在反应器(f)中利用电解产生的氧气流作为氧化剂的装置。
根据本发明的设备的一个实施例的特征在于，该设备包括被配置为提供含烃的二氧化碳流的碳捕获单元。
根据本发明的设备的一个实施例的特征在于，该设备包括被配置为将粗甲醇流分离成纯甲醇和水的热分离装置，并且其中通过热分离装置可产生含烃的副产物流，并且该设备包括被配置为将副产物流供应到吹扫气体流的装置，其结果是吹扫气体流和副产物流可以在反应器(f)中反应以提供合成气流。根据本发明的设备的一个实施例的特征在于，该设备包括被配置为在甲醇合成反应器(d)中使根据(f)可产生的合成气流反应以及使含烃的合成气流反应的装置。根据本发明的设备的一个实施例的特征在于，该设备包括用于从吹扫气体流中分离吹扫气体子流的装置，并且该设备包括用于将吹扫气体子流从工艺中排出的装置。
工作实例
下文通过工作实例和数值实例更具体地阐明本发明，而不以任何方式限制本发明的主题。从以下结合附图和数值实例的工作实例的描述，本发明的另外的特征、优点和可能的应用将变得显而易见。在附图中，功能上和/或结构上相同或至少相似的元件被赋予相同的附图标记。
在附图中：
图1示出了根据第一工作实例的本发明的用于生产甲醇和合成气的方法的方框流程图，
图2示出了根据第二工作实例的本发明的用于生产甲醇和合成气的方法的方框流程图。
图1示出了根据本发明的第一工作实例的用于生产甲醇和合成气的方法1的高度简化的方框流程图。
在碳捕获单元10中处理含烃和含二氧化碳的输入气体流20，例如废气或烟气，以增加输入气体流20中的二氧化碳浓度。所得的含烃的二氧化碳流21仍然含有硫化合物并且因此在加氢脱硫单元11中进行处理以实现硫化合物从流21中的定量去除。这产生无硫的含烃的二氧化碳流22，将其与电解产生的氢气流24、合成气流25和再循环气体流27合并并在压缩单元12中压缩至适用于生产甲醇的合成压力。所得的流23是含烃的合成气流(由流22、24和25产生)和再循环气体流27的合并流。
导管30用于提供原水流30，该原水流在水处理装置16中进行处理，例如脱矿物质，以提供被供应到电解槽15的纯水流29。电解槽15例如是PEM电解槽，其从作为电解介质的纯水产生阳极产生的氧气流28和阴极产生的氢气流24。将氢气流24与含烃(无硫)的二氧化碳流22合并以提供含烃的合成气流。此含烃的合成气流由在POX反应器14中产生的合成气流25补充。电解产生的氧气流28在POX反应器14中被用作氧化剂。电解槽15可以任选地是例如在25巴下操作的高压电解槽。如果POX反应器14在足够低的压力(例如20巴)下操作，则有利地可以省去氧气流28的压缩。电解产生的氢气流24的一部分可以作为子流24a转移并被供应到加氢脱硫单元11。电解产生的氢气子流24a在其中被用于加氢。
合并流23含有氢气、二氧化碳、一氧化碳和烃并被供应到甲醇合成反应器13，在该反应器中，除了烃之外的上述成分在合适的甲醇合成催化剂上反应以提供粗甲醇。粗甲醇至少含有甲醇和水。由于甲醇合成反应器13中的反应由于热力学平衡的建立而不完全，因此不仅粗甲醇流31，而且残余气体流26从甲醇合成反应器中排出。残余气体流26含有未转化的合成气成分和在甲醇合成条件下惰性的烃。残余气体流26被分成吹扫气体流34和再循环气体流27。再循环气体流27是甲醇合成回路的一部分，该回路至少由流23、26和27和甲醇合成反应器13和压缩单元12形成。
吹扫气体流34从此回路(即此再循环过程)中排出。所述流随后被供应到POX反应器14，在该反应器中使用电解产生的氧气流28和蒸汽流(未示出)进行吹扫气体流的烃的重整。重整烃产生含有氢气、一氧化碳和二氧化碳的合成气流25。此合成气流25由通过流22和24的合并获得的含烃的合成气流补充。流22中存在的烃因此被化学用于甲醇合成反应器13中的甲醇生产。在合成气流25被供应到压缩单元12之前，它经过冷却区段，该冷却区段包括例如废热锅炉(未示出)。由于废热锅炉通常在约40巴下产生高压蒸汽，因此此蒸汽可以用于改善过程集成，例如作为压缩单元12中的涡轮推进蒸汽或作为在甲醇合成反应器下游布置的热分离装置17中的加热介质。
粗甲醇流31被供应到热分离装置17，此处是精馏塔17。精馏17产生纯甲醇流33，例如具有按重量计至少99％甲醇或按重量计至少99.5％甲醇含量的纯甲醇流。在精馏塔17中产生的热分离的另一种“产物”是可以用于改善过程集成的水，例如作为原水流30(未示出)。精馏塔17还产生含烃的副产物流32，该副产物流可以任选地同样被供应到POX反应器14进行反应以提供合成气以进一步提高方法的碳产率。
由于合成气流25作为反应物流被完全供应到甲醇合成回路，因此可能需要从吹扫气体流34转移吹扫气体子流并将所述子流从工艺中排出(未示出)。这防止了在POX反应器中也未转化的组分(即惰性组分)进入甲醇合成回路并在那里积聚。
图2示出了根据本发明的第二工作实例的用于生产甲醇和合成气的方法2的高度简化的方框流程图。
根据图2的方法2与根据图1的方法1不同，特别是通过存在额外的氢回收单元18。氢回收单元18特别是膜单元18。含烃的吹扫气体流34在被供应到POX反应器14之前，在此膜单元18中进行处理。膜单元18在渗透物侧产生氢气流35并在渗余物侧产生相应的富含烃(或反之亦然，贫氢气)的吹扫气体流36。此富含烃的吹扫气体流36被供应到POX反应器14。由于流36不含氢气或至少明显贫氢气，因此氢气仅在POX反应器中经历与氧气反应以在很小程度上(如果有的话)提供水，从而进一步改善整个方法的氢气产率。替代地，在渗透物侧分离的氢气流35被供应到加氢脱硫单元11。这尤其具有的优点是，氢气流35无需压缩地用作加氢脱硫单元11中的加氢剂。作为替代方案，氢气流35也可以在压缩单元12中压缩并且然后将形成转化为甲醇的合成气的一部分。
由于富含烃的吹扫气体流36是在膜单元18中在渗余物侧产生的，因此相对于甲醇合成反应器13中的压力而言，所述流不表现出明显的压降。因此，流36在可引入POX反应器14之前不需要专门进行压缩。
以下数值实例是基于模拟数据并用于进一步阐明本发明。模拟数据是使用软件生成的。
下表最初示出了含烃的二氧化碳流22中的烃的典型浓度以及其在过程中如何变化的实例。该实例假设二氧化碳流包含按体积计5％甲烷比例。
流22 流22+24 流27 流34
甲烷的比例/vol％ 5.00 1.30 17.2 17.2
归一化的体积流量/％ 100 386 1737 26
压力/巴(绝对压力) 1.0 80.0 75.0 75.0
通过添加电解产生的氢气流25，含烃的二氧化碳流22中按体积计5％甲烷的原始浓度降低到按体积计1.30％。然而，由于在甲醇合成回路中提供甲醇的反应，发生了甲烷的显著富集，如从再循环气体流27和吹扫气体流34的按体积计17.2％的浓度可看出。此比例明显比流22或合并流22+24中高。由于吹扫气体流34的低体积流量，所以所述流适合作为POX反应器的输入气体流，因为所述反应器因此可以制造得很小并且因此是特别高效的且也具有成本效益。
下面的对比实例假设来自吹扫气体流34的烃和来自副产物流32的烃完全燃烧，而不是根据本发明被利用。在此基础上报告了对比实例的归一化的二氧化碳排放并将其设定为100％。
下表示出了对比实例1与本发明实例1在流22中按体积计5％甲烷下集成用于吹扫气体流34的POX反应器的比较。
对比实例1 实例1
设备的归一化的甲醇产能 100％ 105％
归一化的二氧化碳排放 100％ 23％
利用吹扫气体流中的烃通过POX反应器生产合成气以及随后在甲醇合成中利用此合成气相应地减少了77％的二氧化碳排放。通过结合的碳和氢的化学利用，设备的甲醇产能进一步提高了5％。
下表示出了流22中按体积计10％甲烷比例的相同情况。
对比实例2 实例2
设备的归一化的甲醇产能 100％ 117％
归一化的二氧化碳排放 100％ 22％
下表示出了流22中按体积计2.5％甲烷和按体积计2.5％另外的烃比例的相同情况。另外的烃具有以下组成：按体积计1％乙烷、按体积计0.75％丙烷、按体积计0.5％丁烷和按体积计0.25％戊烷。
对比实例3 实例3
设备的归一化的甲醇产能 100％ 105％
归一化的二氧化碳排放 100％ 25％
下表示出了如果在膜单元18中对吹扫气体流34进行额外处理并且在渗余物侧获得的富含烃的吹扫气体流36被供应到POX反应器14，与实例3相比的优点。
对比实例4 实例4
设备的归一化的甲醇产能 100％ 109％
归一化的二氧化碳排放 100％ 21％
除了上述优点之外，出人意料地发现，对于实例4，额外的膜单元18使得能够进一步提高甲醇产能(相对于实例3)并减少排放。
附图标记清单
1、2 方法
10 碳捕获单元
11 加氢脱硫单元
12 压缩单元
13 甲醇合成反应器
14 POX反应器
15 电解槽
16 水处理装置
17 精馏
18 氢气回收单元(膜单元)
20 输入气体流
21 含烃的二氧化碳流(含硫)
22 含烃的二氧化碳流(无硫)
23 含烃的合成气流和再循环气体流的合并流
24、24a 电解产生的氢气流
25 合成气流
26 残余气体流
27 再循环气体流
28 电解产生的氧气流
29 超纯水流
30 原水流
31 粗甲醇流
32 副产物流
33 纯甲醇流
34 吹扫气体流
35 氢气流
36 富含烃的吹扫气体流

Claims (17)

1.一种用于生产甲醇和合成气的方法(1，2)，该方法包括以下方法步骤：
(a)提供含烃的二氧化碳流(22)；
(b)提供电解产生的氢气流(24)；
(c)将来自步骤(a)和(b)的这些流合并以提供含烃的合成气流；
(d)在甲醇合成反应器(13)中使该含烃的合成气流和再循环气体流(27)反应以获得作为反应产物的粗甲醇流(31)和残余气体流(26)，其中该残余气体流含有未转化为甲醇的合成气和烃；
(e)将该残余气体流分离成该再循环气体流(27)和吹扫气体流(34)；
(f)在重整步骤中在作为氧化剂的氧气存在下使该吹扫气体流(34)反应以提供合成气流(25)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据步骤(f)反应之前，将该吹扫气体流(34)供应到氢气回收单元(18)以获得富含烃的吹扫气体流(36)和富含氢气的流(35)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该氢气回收单元(18)包括膜单元，其中在该膜单元的渗余物侧产生该富含烃的吹扫气体流(36)并且在该膜单元的渗透物侧产生该富含氢气的流(35)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在根据步骤(c)合并之前，在加氢脱硫单元(11)中处理该含烃的二氧化碳流(22)以去除硫化合物。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，该富含氢气的流(35)用于该加氢脱硫单元中的加氢。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，该富含氢气的流(35)被供应到该电解产生的氢气流然后根据步骤(c)合并和/或被供应到该含烃的合成气流然后根据步骤(d)反应。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该重整步骤包括部分氧化。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该甲醇合成反应器(13)包括水冷反应器级，其中通过该水冷反应器级冷却产生蒸汽并且该蒸汽被作为工艺蒸汽用于根据步骤(f)的该重整步骤。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，提供电解产生的氧气流(28)并且在根据步骤(f)的该重整步骤中，将该电解产生的氧气流(28)的氧气用作氧化剂。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该含烃的二氧化碳流(22)由碳捕获单元(10)提供。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过热分离工艺将根据步骤(d)产生的该粗甲醇流(31)分离成纯甲醇(33)和水，并且其中该热分离工艺分离烃作为副产物流(32)，并且将所得副产物流(32)供应到该吹扫气体流(34)以在根据步骤(f)的该重整步骤中使该吹扫气体流和该副产物流反应以提供该合成气流(25)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，除了该含烃的合成气流(22)之外，根据步骤(f)产生的该合成气流(25)也在该甲醇合成反应器中反应。
13.一种用于生产甲醇和合成气的设备，该设备包括以下彼此操作连接的设备部件：
(a)被配置为提供含烃的二氧化碳流(22)的装置；
(b)被配置为提供电解产生的氢气流(24)的电解槽(15)；
(c)被配置为合并该含烃的二氧化碳流(22)和该电解产生的氢气流(24)的装置，通过该装置可获得含烃的合成气流；
(d)被配置为使该含烃的合成气流和再循环气体流(27)反应的甲醇合成反应器(13)，通过该反应器可获得作为反应产物的粗甲醇流(31)和残余气体流(26)，其中该残余气体流含有未转化为甲醇的合成气和烃；
(e)被配置为将该残余气体流(26)分离成该再循环气体流(27)和吹扫气体流(34)的装置；
(f)被配置为在重整步骤中在作为氧化剂的氧气存在下使该吹扫气体流(34)反应以提供合成气流(25)的反应器(14)。
14.根据权利要求13所述的设备，其进一步包括布置在该反应器(f)(14)上游的氢气回收单元(18)和被配置为将该吹扫气体流(34)供应到所述氢气回收单元(18)的装置，其中该氢气回收单元(18)被配置为产生富含烃的吹扫气体流(36)和富含氢气的流(35)，并且其中该设备包括用于将该富含烃的吹扫气体流(36)供应到该反应器(f)(14)的装置。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，该氢气回收单元(18)包括膜单元，其中该膜单元被配置为使得在该膜单元的渗余物侧可产生该富含烃的吹扫气体流(36)并且在该膜单元的渗透物侧可产生该富含氢气的流(35)。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的设备，其中，该反应器(f)(14)被配置为POX反应器。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的设备，其中，该设备包括被配置为在该甲醇合成反应器(d)(13)中除了使该含烃的合成气流反应之外使根据(f)可产生的该合成气流(25)反应的装置。
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DE102019113003A1 (de) * 2019-05-16 2020-11-19 Thyssenkrupp Ag Verfahren und Anlage zur Synthese von Methanol
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