CN118119586A - 包含氢气的废气用于甲醇生产的用途 - Google Patents

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CN118119586A CN202280068892.1A CN202280068892A CN118119586A CN 118119586 A CN118119586 A CN 118119586A CN 202280068892 A CN202280068892 A CN 202280068892A CN 118119586 A CN118119586 A CN 118119586A
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穆巴里克·阿里·贝希尔
特杰尔德·亚历山大·尼吉休斯
克里斯蒂安·奥科洛
乌马·K·桑卡尔
穆阿迈尔·穆罕默德·艾尔-安萨里
斯里坎特·瓦桑特·巴德甘迪
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/1516—Multisteps
    • C07C29/1518—Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis

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Abstract

一种生产甲醇的方法，包括将合成气流进料至甲醇生产组件；将包含氢气的废气流进料至该甲醇生产组件；将CO2流进料至该甲醇生产组件；以及使该合成气流和该CO2流在该甲醇生产组件中反应以生产甲醇，其中该方法进一步包括使该废气流与该合成气流和该CO2流在该甲醇生产组件中反应以生产甲醇，或将重整进料流和该包含氢气的废气流进料至该甲醇生产组件的重整部分以形成该合成气流。

Description

包含氢气的废气用于甲醇生产的用途
背景技术
甲醇是化学工业的许多领域中使用的高度通用的化学品。例如，甲醇可用作制造各种化学品的原料，包括塑料、油漆、胶合板、生物柴油和纺织品。此外，甲醇还可以用作变性剂、溶剂和防冻剂。此外，已经开发了许多专用车辆以消耗甲醇作为替代燃料，与汽油组合使用或单独使用。
发明内容
虽然存在用于使用某些气体生产甲醇的一些常规方法，但应注意的是存在改进的机会并且通过本公开的工艺和方法来解决。在化学品或分子生产系统中产生的包含氢气的废气流可以用作系统中的燃料(例如，燃烧)。这种示例性废气流可以包括基于废气流的总摩尔数70至100摩尔百分比(mol％)的氢气，例如，70至小于100mol％的氢气、70至99mol％的氢气、70至95mol％的氢气、70至90mol％的氢气、或80至90mol％的氢气。然而，本发明人发现并且本公开有利地提供了使用这样的废气流来生产甲醇可以提供这样的废气流的有利和更多生产性的使用并且减少人为二氧化碳(CO2)排放到大气中。
本公开提供了利用包含氢气的废气流作为以CO2作为原料用于甲醇生产的进料，或作为用于形成待用于甲醇生产的合成气的进料的方法。与不使用包含氢气的废气流的方法相比，可以以相同量的天然气消耗和总体温室气体排放减少，例如CO2和氮氧化物(NOx)的减少来生产额外的甲醇。
在不同的实施方式中，披露了用于生产甲醇的工艺和方法。
本申请公开了用于生产甲醇的方法，包括将合成气流进料至甲醇生产组件；将包含氢气的废气流进料至甲醇生产组件；将CO2流进料到甲醇生产组件；以及使合成气流和CO2流在甲醇生产组件中反应以生产甲醇，其中该方法进一步包括使废气流与合成气流和CO2流在甲醇生产组件中反应以生产甲醇，或将重整进料流和废气流进料至甲醇生产组件的重整部分以形成合成气流。
本申请公开了用于生产甲醇的集成方法，包括将合成气流进料至甲醇生产组件的合成部分；将来自废气源的包含氢气的废气流进料至甲醇生产组件；将CO2流进料至甲醇生产组件的合成部分；将来自甲醇生产组件的重整部分的辅助天然气流提供至废气源；以及使合成气流和CO2流在甲醇生产组件的合成部分中反应以生产甲醇，其中该方法进一步包括在甲醇生产组件的合成部分中使废气流与合成气流和CO2流反应以生产甲醇，或将重整进料流和废气流进料至甲醇生产组件的重整部分。
本申请公开了用于生产甲醇的集成方法，包括将天然气进料流进料至甲醇生产组件的重整部分；将天然气进料流至少分离成重整进料流、天然气燃料流和辅助天然气流；将重整进料流进料至重整反应器以形成合成气流；使用天然气燃料流作为燃料以向重整反应器提供热量；将辅助天然气流提供给化学品或分子生产系统以生产化学品或分子；在化学品或分子生产系统中形成包含氢气的废气流；将合成气流进料至甲醇生产组件的合成部分；将来自化学品或分子生产系统的废气流进料至甲醇生产组件；将CO2流进料至甲醇生产组件的合成部分；以及使合成气流和CO2流在甲醇生产组件的合成部分中反应以生产甲醇，其中该方法进一步包括在甲醇生产组件的合成部分中使废气流与合成气流和CO2流反应以生产甲醇，或者将来自化学品或分子生产系统的废气流进料至其中形成合成气流的重整反应器。
通过以下附图和详细描述来举例说明上述和其他特征。
可以设想实施方式的任何组合或排列。本公开的所公开的过程和方法的另外的有利特征、功能和应用将从以下描述显而易见，特别是当结合附图阅读时。
附图说明
以下附图是示例性实施方式，其中相同的元件编号相同。
图1是利用包含氢气的废气生产甲醇的实施方式的示图；
图2是利用包含氢气的废气生产甲醇的实施方式的示图；
图3是利用CO2和包含氢气的废气用于甲醇生产的实施方式的示图；
图4是实施例中使用的过程模型的示意性概述图；
图5是实施例中使用的过程模型的示意性概述图；以及
图6是实施例中使用的过程模型的示意性概述图。
具体实施方式
本申请披露的示例性实施方式是用于生产甲醇的有利方法的说明。然而，应当理解的是，所公开的实施方式仅是本公开的示例，其可以以各种形式来实施。因此，参考用于生产甲醇的示例性方法在此披露的细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员本公开的用于生产甲醇的有利方法的基础。
所公开的方法利用包含氢气的废气流来生产甲醇。使用包含氢气的废气流来生产甲醇可以导致废气流的增值，其可以另外地用作燃料(例如，燃烧)，并且提供增加的经济效益。在所公开的方法中，天然气可以用作代替废气的燃料，其中天然气消耗量小于或等于在不利用废气流来产生甲醇的方法中的天然气消耗量。基于废气流的总摩尔数，废气流可以包含70至100摩尔百分比(mol％)的氢气，优选70至小于100mol％的氢气、70至99mol％的氢气、70至95mol％的氢气、70至90mol％的氢气、或80至90mol％的氢气。在一个实施方式中，废气流可以在未经处理(例如纯化)的情况下用作用于甲醇生产的进料。在一个实施方式中，废气流可以在用作甲醇生产的进料之前处理(例如纯化)。
如在本申请中使用的，如本领域普通技术人员容易理解的，术语“废气”是指化学品或分子生产过程的气态副产物，与“纯化流”相反，“纯化流”可以指其中可控制地从化学品或分子生产过程中除去材料，如未反应的气体，例如以防止不期望的材料的积聚的流股。基于废气流的总摩尔数，废气流可以包括—未经受分离的—70至100mol％的氢气，优选70至小于100mol％的氢气，70至99mol％的氢气，70至95mol％的氢气，70至90mol％的氢气，或80至90mol％的氢气。在一个实施方式中，基于废气流的总摩尔数，存在于废气流中的CO2的量小于10mol％、小于5mol％、小于3mol％、或小于1mol％；大于0.01mol％、大于0.05mol％、大于0.1mol％、或大于0.2mol％；或它们的组合。在一个实施方式中，基于废气流的总摩尔数，C2-4烃可以以例如小于10mol％、小于9mol％、小于7mol％、或小于5mol％；大于0.01mol％、大于0.1mol％、大于0.5mol％、或大于1mol％；或它们的组合的量存在于废气流中。
在一个实施方式中，将废气源(例如，另一种化学品或分子生产系统)与甲醇生产组件整合。可以将天然气从甲醇生产组件送至废气源。
图1是利用包含氢气的废气生产甲醇的实施方式的示图。甲醇生产组件3000包括合成部分1000和重整部分2000。天然气进料流10(包含例如CH4、C2H6和C3H8)可以进料至甲醇生产组件3000的重整部分2000，例如甲醇生产组件3000的重整部分2000的分离器或分流器100。天然气进料流10可分离成例如至少包含天然气的重整进料流15和辅助天然气流20；以及在一个实施方式中，至少重整进料流15包含天然气、辅助天然气流20和天然气燃料流25。可将重整进料流15进料至重整反应器200中以形成合成气流50。在一个实施方式中，重整反应器产物流40可经受冷却和分离300，其中废水流45和合成气流50可从重整反应器产物流40中分离。天然气燃料流25可进料至加热器(例如炉)400中以将热量30供入重整反应器200中(重整反应是吸热的)。包含氢气的废气流35可以在进料至重整反应器200中之前与重整进料流15合并。纯化气流95也可进料至加热器400。
将合成气流50和CO2流60进料至甲醇生产组件3000的合成部分1000中；例如，可以将流股进料至甲醇生产组件3000的合成部分1000的甲醇合成反应器500。甲醇合成反应器500产生甲醇合成反应器产物流65，其可经受冷却和分离600。来自冷却和分离600的冷却流70可经受减压和分离700。来自减压和分离700的产物流可以包括粗甲醇流75和排气流80。可将粗甲醇流75分离并送去进一步纯化。可将来自冷却和分离600的气流85分离成可再循环至甲醇合成反应器500的再循环流90和纯化气流95。
图2是利用包含氢气的废气生产甲醇的实施方式的示图。与图1相似，甲醇生产组件3000包括合成部分1000和重整部分2000。天然气进料流10(包括，例如，CH4、C2H6和C3H8)可以进料至甲醇生产组件3000的重整部分2000，例如，甲醇生产组件3000的重整部分2000的分离器或分流器100。天然气进料流10可分离成例如至少包含天然气的重整进料流15和辅助天然气流20；和在实施例中，至少重整进料流15包含天然气、辅助天然气流20和天然气燃料流25。可将重整进料流15进料至重整反应器200中以形成合成气流50。在实施例中，重整反应器产物流40可经受冷却和分离300，其中废水流45和合成气流50可从重整反应器产物流40中分离。天然气燃料流25可进料至加热器(例如炉)400中以将热量30供入重整反应器200中(重整反应是吸热的)。纯化气流95也可进料至加热器400。
将包含氢气的废气流35、合成气流50、和CO2流60进料至甲醇生产组件3000的合成部分1000；例如，可以将流股进料至甲醇生产组件3000的合成部分1000的甲醇合成反应器500。甲醇合成反应器500产生甲醇合成反应器产物流65，其可经受冷却和分离600。来自冷却和分离600的冷却流70可经受减压和分离700。来自减压和分离700的产物流可以包括粗甲醇流75和排气流80。可将粗甲醇流75分离并送去进一步纯化。可将来自冷却和分离600的气流85分离成可再循环至甲醇合成反应器500的再循环流90和纯化气流95。
与不利用废气添加的方法相比，在所公开的方法中，可以增加重整进料流15相对于重整进料流15和天然气燃料流25的总和的百分比，并且可以降低天然气燃料流25相对于重整进料流15和天然气燃料流25的总和的百分比。
甲醇的合成：
甲醇生产组件的合成部分可以包括一个或多个甲醇合成反应器、一个或多个气液分离器、一个或多个热交换器、一个或多个再循环流、一个或多个蒸汽鼓或它们的组合。用于生产甲醇的方法可包括将合成气进料至甲醇生产组件的合成部分的步骤。甲醇生产组件的合成部分可以是可操作的以生产粗甲醇流和纯化气流。甲醇生产组件的合成部分可以包括甲醇合成反应器，其可操作以生产甲醇合成反应器流出物流，其可以包括甲醇、水、H2、CO、CO2和烃。甲醇生产组件的合成部分可以包括适用于从CO和H2进行甲醇合成反应的任何反应器，例如像滴流床反应器、流化床反应器、浆料反应器、环管反应器、冷却的多管式反应器或它们的组合。
甲醇(CH3OH)合成反应包括：
CO+2H2＝CH3OH
CO2+3H2＝CH3OH+H2O。
从CO、CO2和H2合成甲醇是一种催化过程，并且可以在基于铜的催化剂的存在下进行。甲醇合成反应器可以包括甲醇生产催化剂，如任何合适的甲醇合成催化剂。适合用于甲醇生产组件的合成部分的甲醇合成反应器的甲醇生产催化剂的非限制性实例包括Cu、Cu/ZnO、Cu/ThO2、Cu/Zn/Al2O3、Cu/ZnO/Al2O3、Cu/Zr或它们的组合。
合成气比率可以定义为：
(H2-CO2)/(CO+CO2)。
理想地，最大化甲醇生产的合成气比率大于2，例如大于2.1，大于2.2，或大于2.3。由于所公开的方法将除合成气之外的废气和CO2进料至甲醇合成反应器，可以调节进料至甲醇合成反应器500的合成气流50的组成(例如，合成气比)以最大化甲醇合成反应器500中的甲醇生产。在一个实施方式中，进料至甲醇合成反应器500的合成气流50的合成气比率大于1.8，优选大于2。
甲烷蒸汽重整(SMR)：
在实施例中，图1或图2的重整反应器200可以是SMR反应器。SMR反应描述了甲烷(CH4)和蒸汽(H2O)以形成一氧化碳(CO)和氢气(H2)的催化反应。SMR反应包括：
CH4+H2O＝CO+3H2
CO2+H2＝CO+H2O。
来自SMR反应器的流出物可以通过经由SMR反应使包括烃和蒸汽的SMR反应物混合物在SMR反应器中反应来产生。SMR反应器流出物包含氢气、一氧化碳、二氧化碳、水和未反应的甲烷。
在SMR反应器中使用的蒸汽重整催化剂可以包括任何合适的可用的蒸汽重整催化剂，如镍(Ni)、铑(Rh)、或它们的组合作为氧化铝上的一种或多种活性金属；或它们的组合。重整反应器200如SMR反应器的特征可在于SMR反应物混合物中的蒸汽与碳的摩尔比大于或等于约1.5：1，例如，大于或等于约2：1、大于或等于约2.5：1、大于或等于约2.7：1、大于或等于约3.0：1，或者在从约1.5：1至3.5：1、从约1.5：1至3：1、或从约1.5：1至约2.5：1的范围内。SMR反应器流出物的特征在于H2：CO摩尔比大于或等于约2.5：1，例如大于或等于约2.7：1，或大于或等于约2.9：1。SMR反应可以产生具有理论化学计量极限为3.0：1的H2：CO摩尔比的合成气，使反应物在用于SMR反应的条件下经历副反应。
图3是利用CO2和包含氢气的废气用于甲醇生产的实施方式的示图。将废气流35和CO2流60进料至甲醇生产组件3000，如图1和图2所示，甲醇生产组件3000可包括合成部分1000和重整部分2000。在一个实施方式中，可以将废气流35和CO2流60进料至甲醇生产组件3000的合成部分1000。甲醇生产组件3000的产物可以包括粗甲醇流75和排气流80。从废气源4000供应废气流35。将辅助天然气流20从甲醇生产组件3000(例如，甲醇生产组件3000的重整部分2000)提供至废气源4000。所公开的方法的益处可包括降低总天然气消耗(例如，天然气进料流10)；减少来自甲醇生产组件3000的CO2排放(例如，在排气流80中)；来自甲醇生产组件3000的甲醇生产的增加(例如，在粗甲醇流75中)；可能的NOx还原；或它们的组合。
例如，废气源4000可以是产生包含氢气的废气的任何合适的化学品或分子(例如，单体或聚合物)生产系统(例如，化学设备)。废气源4000的实施例包括甲基叔丁基醚生产系统(例如，其可以包括石蜡(例如，异丁烷)脱氢系统以提供用于甲基叔丁基醚生产的异丁烯)、烯烃生产系统、氯碱生产系统(例如，其中通过氯化钠的电解分解同时生产氯和氢氧化钠的系统)、或它们的组合。
通过以下非限制性的实施例进一步说明本公开。
实施例
图4是使用AspenV10软件模拟的过程模型的示意性概述。如图4所示，将包含(纯化的)天然气的重整进料流15进料至天然气压缩机110中。离开天然气压缩机110的压缩天然气料流进料至饱和器120中。在进入(蒸汽)重整反应器200之前，将离开饱和器120的饱和流和蒸汽流16进料至饱和器120的出口。在(蒸汽)重整反应器200中形成的合成气和CO2流60进料至气液分离器310，废水流45从该分离去除。将离开气液分离器310的剩余料流进料至合成气体压缩机320，并将离开合成气体压缩机320的压缩合成气体进料至甲醇合成反应器500。离开甲醇合成反应器500的产物流(例如，相当于图1和图2中的甲醇合成反应器产物流65)进料至分离器610。将从分离器610取出的纯化气流(例如，等同于图1和图2中的气流85)的一部分进料至循环压缩机620。离开循环压缩机620的压缩纯化气流在进料至甲醇合成反应器500之前与离开合成气体压缩机320的压缩合成气体混合。从分离器610取出的另一部分纯化气流(显示为纯化气流95)和天然气燃料流25进料至加热器(例如炉)400中，其将热量进料至重整反应器200中。在图4中，将包含氢气的废气流35与在(蒸汽)重整反应器200中形成的合成气和CO2流60一起进料至气液分离器310。
离开分离器610的产物流(例如，等同于图1和图2中的冷却流70)进料至包括顶部塔710和精制塔720的蒸馏序列。从顶部塔710抽出的顶部产物是轻气体流81(例如，相当于图1和图2中的排气流80)并且将来自顶部塔710的底部产物(例如，相当于图1和图2中的粗甲醇流75)进料至精制塔720。精制塔720的中间产物是甲醇流78。从精制塔720中取出的顶部产物76包括蒸气形式的甲醇和水。
实施例提供了无废气添加的情况与三种不同情况的比较：1)在甲醇生产组合件的合成部分中添加废气流(在图4中示出)，2)在饱和器120之前在甲醇生产组合件的重整部分中添加废气流(在图5中示出)，和3)在饱和器120之后在甲醇生产组合件的重整部分中添加废气流(在图6中示出)。在表1中提供了在实施例中使用的天然气和废气的组成(以摩尔百分比(mol％)计)。
表1
在模拟中使用的假设包括：(1)改变进料至重整反应器的天然气的量与进料至加热器的天然气的量的比率(重量或体积)以保持桥壁温度(例如，在向重整反应器供应所需能量后在对流段的入口处的烟道气的温度)恒定；(2)烟道气中O2含量保持恒定(以干基计1.1-1.2％体积％)；(3)通过调节进入重整反应器(图4中的200)的工艺蒸汽(图4中的蒸汽流16)，使进入重整反应器的蒸汽与碳的比率(按体积计)保持恒定；(4)将蒸馏塔中的煮沸比(煮回到塔中的液体的分数量与离开的液体的量)保持恒定(0.38用于顶塔，6.1用于精炼塔)；(5)保持甲醇(纯甲醇(在图4中的流78中的甲醇的量)/粗甲醇(在图4中离开分离器610的流中的甲醇的量))的回收恒定；(6)三种情况的再循环比(离开甲醇分离器的蒸气的摩尔数与补充气体的摩尔数的比率)与没有废气添加的情况保持相同；(7)基于CO2+3H2＝CH3OH+H2O的反应化学计量注入的等效的另外的CO2；以及(8)假定废气中的烯烃和链烷烃保持惰性并且不影响甲醇合成反应器中的平衡反应。模拟结果提供在表2中(流量以吨/小时(TPH)计)。
表2
表2的结果表明，如果将包含氢气的废气流加入甲醇生产组件的重整或合成部分，则可以生产更多的甲醇。
从模拟获得进一步的结果。在表3中提供了公开的方法与没有废气添加的情况的比较。
表3
基于表3的结果，就另外的甲醇生产和总天然气消耗减少而言，利用CO2和包含氢气的废气流是有利的。
本发明进一步涵盖以下方面。
方面1.一种生产甲醇的方法，该方法包括：将合成气流进料至甲醇制备组件中；将包含氢气的废气流进料至甲醇生产组件；将CO2流进料至甲醇生产组件；以及使合成气流和CO2流在甲醇生产组件中反应以生产甲醇，其中该方法进一步包括使废气流与合成气流和CO2流在甲醇生产组件中反应以生产甲醇，或将重整进料流和废气流进料至甲醇生产组件的重整部分以形成合成气流。
方面2.方面1的方法，包括使废气流与合成气流和CO2流在甲醇生产组件中反应以生产甲醇。
方面3.方面1或2的方法，包括将重整进料流和废气流进料至甲醇生产组件的重整部分以形成合成气流。
方面4.根据前述方面中任一项的方法，其中基于废气流的总摩尔数，废气流包含70至小于100摩尔％的氢气，优选70至99摩尔％的氢气，70至95摩尔％的氢气，70至90摩尔％的氢气，或80至90摩尔％的氢气。
方面5.根据前述方面中任一项的方法，其中该废气流是在甲基叔丁基醚的生产过程中产生的。
方面6.根据方面1-4中任一项的方法，其中该废气流是在烯烃的生产过程中产生的。
方面7.方面2的方法，进一步包括调节进料至甲醇生产组件的合成气流、废气流、CO2流或它们的组合的量。
方面8.方面7的方法，其中在调节进料至甲醇生产组件的合成气流、废气流、CO2流或它们的组合的量之后，合成气流中H2减去CO2的摩尔量除以CO加上CO2的摩尔量大于1.8，优选大于2。
方面9.一种用于生产甲醇的集成方法，该方法包括：将合成气流进料至甲醇生产组合件的合成部分中；将来自废气源的包含氢气的废气流进料至甲醇生产组件；将CO2流进料到该甲醇生产组件的合成部分；将来自甲醇生产组件的重整部分的辅助天然气流提供至废气源；以及使合成气流和CO2流在甲醇生产组件的合成部分中反应以生产甲醇，其中该方法进一步包括在甲醇生产组件的合成部分中使废气流与合成气流和CO2流反应以生产甲醇，或将重整进料流和废气流进料至甲醇生产组件的重整部分。
方面10.方面9的方法，其进一步包括：将天然气进料流进料至甲醇生产组件的重整部分；将天然进料气体流至少分离成重整进料流和辅助天然气流；由重整进料流形成合成气流；以及向废气源提供辅助天然气流。
方面11.方面9的方法，其进一步包括：将天然气进料流进料至甲醇生产组件的重整部分；将天然气进料流至少分离成重整进料流、天然气燃料流和辅助天然气流；将重整进料流进料至重整反应器以形成合成气流；使用天然气燃料流作为燃料以向重整反应器提供热量；以及向废气源提供辅助天然气流。
方面12.根据方面9-11中任一项的方法，其中基于废气流的总摩尔数，废气流包含70至小于100摩尔％的氢气，优选70至99摩尔％的氢气，70至95摩尔％的氢气，70至90摩尔％的氢气，或80至90摩尔％的氢气。
方面13.根据方面9-12中任一项的方法，其中废气源是甲基叔丁基醚生产系统。
方面14.根据方面9-12中任一项的方法，其中废气源是化学品或分子生产系统。
方面15.一种用于生产甲醇的集成方法，该方法包括：将天然气进料流进料至甲醇生产组合件的重整部分；将天然气进料流分离成至少重整进料流、天然气燃料流和辅助天然气流；将重整进料流进料至重整反应器以形成合成气流；使用天然气燃料流作为燃料以向重整反应器提供热量；将辅助天然气流提供给化学品或分子生产系统以生产化学品或分子；在化学品或分子生产系统中形成包含氢气的废气流；将合成气流进料至甲醇生产组件的合成部分；将来自化学品或分子生产系统的废气流进料至甲醇生产组件；将CO2流进料到该甲醇生产组件的合成部分；以及使合成气流和CO2流在甲醇生产组件的合成部分中反应以生产甲醇，其中该方法进一步包括在甲醇生产组件的合成部分中使废气流与合成气流和CO2流反应以生产甲醇，或将来自化学品或分子生产系统的废气流进料至其中形成合成气流的重整反应器。
可替代地，组合物、方法和制品可以包含本文公开的任何合适的材料、步骤或组分，由其组成或基本上由其组成。组合物、方法和制品可以另外地、或可替代地被配制以便不含或基本上不含任何材料(或物种)、步骤、或组分，否则这些材料(或物种)、步骤、或组分对于实现组合物、方法和制品的功能或目的是不必要的。
本文公开的所有范围包括端点，并且端点可彼此独立地组合(例如，“高达25wt％，或更具体地，5wt％至20wt％”的范围包括端点和“5wt％至25wt％”范围的所有中间值等)。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。除非在本文中另外指出或与上下文明显矛盾，否则术语“一个”和“一种”和“该”不表示数量的限制，而是解释为覆盖单数和复数。除非另有明确说明，“或”是指“和/或”。贯穿说明书提及“一些实施方式”、“一个实施方式”等是指结合实施方式描述的特定要素包括在本文中描述的至少一个实施方式中，并且可以存在或可以不存在于其他实施方式中。此外，应当理解的是，所描述的元件可以以任何合适的方式组合在各种实施方式中。“它们的组合”是开放的并且包括任何组合，其包含所列出的组分或性质中的至少一种，可选地连同未列出的类似或等同的组分或性质。
除非另外定义，在此使用的技术和科学术语具有与本申请所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。所有引用的专利、专利申请、以及其他参考文献通过引用以其全部内容结合在此。然而，如果本申请中的术语与结合的参考文献中的术语相矛盾或冲突，则来自本申请的术语优先于来自结合的参考文献的冲突术语。
虽然已经描述了具体实施例，但是申请人或本领域的其他技术人员可以想到目前无法预见或可能无法预见的替代、修改、变化、改进和实质等效物。因此，如提交的和如它们可以被修改的所附权利要求旨在涵盖所有此类替代方案、修改、变化、改进、和实质等效物。
尽管已经参考本公开的示例性实施方式描述了本公开的处理和方法，然而，本公开并不局限于这些示例性实施方式和/或实施方式。相反，本公开的工艺和方法易受许多实现方式和应用的影响，如本领域技术人员从本文的公开中将显而易见的。本公开明确地涵盖所披露的实施例的此类修改、增强和/或变化。由于可以在以上构造中做出许多改变，并且可以在不背离其范围的情况下做出本公开的许多广泛不同的实施方式，所以旨在包含在附图和说明书中的所有内容应被解释为说明性的而不是限制性的。另外的修改、改变和替换旨在于前述披露中。因此，适当的是，所附权利要求被广泛地并且以与本公开的范围一致的方式进行解释。

Claims (15)

1.一种生产甲醇的方法，所述方法包括：
将合成气流进料至甲醇生产组件；
将包含氢气的废气流进料至所述甲醇生产组件；
将CO2流进料至所述甲醇生产组件；以及
使所述合成气流和所述CO2流在所述甲醇生产组件中反应以生产甲醇，
其中所述方法进一步包括：
使所述废气流与所述合成气流和所述CO2流在所述甲醇生产组件中反应以生产甲醇，或
将重整进料流和所述废气流进料至所述甲醇生产组件的重整部分以形成所述合成气流。
2.根据权利要求1所述的方法，包括使所述废气流与所述合成气流和所述CO2流在所述甲醇生产组件中反应以生产甲醇。
3.根据权利要求1或2所述的方法，包括将所述重整进料流和所述废气流进料至所述甲醇生产组件的重整部分以形成所述合成气流。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于所述废气流的总摩尔数，所述废气流包含70摩尔％至小于100摩尔％的氢气，优选70摩尔％至99摩尔％的氢气，70摩尔％至95摩尔％的氢气，70摩尔％至90摩尔％的氢气，或80摩尔％至90摩尔％的氢气。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述废气流是在甲基叔丁基醚的生产过程中产生的。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述废气流是在烯烃的生产过程中产生的。
7.根据权利要求2所述的方法，进一步包括调节进料至所述甲醇生产组件的所述合成气流、所述废气流、所述CO2流或它们的组合的量。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在调节进料至所述甲醇生产组件的所述合成气流、所述废气流、所述CO2流或它们的组合的量之后，在所述合成气流中H2减去CO2的摩尔量除以CO加上CO2的摩尔量大于1.8，优选大于2。
9.一种用于生产甲醇的集成方法，所述方法包括：
将合成气流进料至甲醇生产组件的合成部分；
将来自废气源的包含氢气的废气流进料至所述甲醇生产组件；
将CO2流进料至所述甲醇生产组件的合成部分；
将来自所述甲醇生产组件的重整部分的辅助天然气流提供至所述废气源；以及
使所述合成气流和所述CO2流在所述甲醇生产组件的合成部分中反应以生产甲醇，
其中所述方法进一步包括：
使所述废气流与所述合成气流和所述CO2流在所述甲醇生产组件的合成部分中反应以生产甲醇，或
将重整进料流和所述废气流进料至所述甲醇生产组件的重整部分。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：
将天然气进料流进料至所述甲醇生产组件的重整部分；
将所述天然气进料流至少分离成所述重整进料流和所述辅助天然气流；
由所述重整进料流形成所述合成气流；以及
将所述辅助天然气流提供至所述废气源。
11.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：
将天然气进料流进料至所述甲醇生产组件的重整部分；
将所述天然气进料流至少分离成所述重整进料流、天然气燃料流和所述辅助天然气流；
将所述重整进料流进料至重整反应器以形成所述合成气流；
使用所述天然气燃料流作为燃料以向所述重整反应器提供热量；以及
将所述辅助天然气流提供至所述废气源。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，基于所述废气流的总摩尔数，所述废气流包含70摩尔％至小于100摩尔％的氢气、70摩尔％至99摩尔％的氢气、70摩尔％至95摩尔％的氢气，优选70摩尔％至90摩尔％的氢气，或80摩尔％至90摩尔％的氢气。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中所述废气源是甲基叔丁基醚生产系统。
14.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中所述废气源是化学品或分子生产系统。
15.一种用于生产甲醇的集成方法，所述方法包括：
将天然气进料流进料至甲醇生产组件的重整部分；
将所述天然气进料流至少分离成重整进料流、天然气燃料流和辅助天然气流；
将所述重整进料流进料至重整反应器以形成合成气流；
使用所述天然气燃料流作为燃料以向所述重整反应器提供热量；
将所述辅助天然气流提供给化学品或分子生产系统以生产化学品或分子；
在所述化学品或分子生产系统中形成包含氢气的废气流；
将所述合成气流进料至所述甲醇生产组件的合成部分；
将来自所述化学品或分子生产系统的所述废气流进料至所述甲醇生产组件；
将CO2流进料到所述甲醇生产组件的合成部分；以及
使所述合成气流和所述CO2流在所述甲醇生产组件的合成部分中反应以生产甲醇，
其中所述方法进一步包括：
使所述废气流与所述合成气流和所述CO2流在所述甲醇生产组件的合成部分中反应以生产甲醇，或
将来自所述化学品或分子生产系统的所述废气流进料至所述重整反应器，在其中形成合成气流。
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