EA007455B1 - Integrated process for making acetic acid and methanol - Google Patents

Integrated process for making acetic acid and methanol Download PDF

Info

Publication number
EA007455B1
EA007455B1 EA200401498A EA200401498A EA007455B1 EA 007455 B1 EA007455 B1 EA 007455B1 EA 200401498 A EA200401498 A EA 200401498A EA 200401498 A EA200401498 A EA 200401498A EA 007455 B1 EA007455 B1 EA 007455B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
stream
methanol
syngas
acetic acid
hydrogen
Prior art date
Application number
EA200401498A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200401498A1 (en
Inventor
Дэниэл Марсель Тайбот
Original Assignee
Асетэкс (Кипр) Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Асетэкс (Кипр) Лимитед filed Critical Асетэкс (Кипр) Лимитед
Publication of EA200401498A1 publication Critical patent/EA200401498A1/en
Publication of EA007455B1 publication Critical patent/EA007455B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/10Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reaction with carbon monoxide
    • C07C51/12Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reaction with carbon monoxide on an oxygen-containing group in organic compounds, e.g. alcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/025Preparation or purification of gas mixtures for ammonia synthesis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/382Multi-step processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15Preparation 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
    • C07C29/151Preparation 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
    • C07C29/1516Multisteps
    • C07C29/1518Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0244Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being an autothermal reforming step, e.g. secondary reforming processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06Integration with other chemical processes
    • C01B2203/061Methanol production
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0838Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel
    • C01B2203/0844Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel the non-combustive exothermic reaction being another reforming reaction as defined in groups C01B2203/02 - C01B2203/0294
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16Controlling the process
    • C01B2203/1642Controlling the product
    • C01B2203/1671Controlling the composition of the product
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/82Several process steps of C01B2203/02 - C01B2203/08 integrated into a single apparatus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

The present invention provides a plant and a process that produces both methanol and acetic acid under substantially stoichiometric conditions, wherein an unadjusted syngas having an R ratio less than 2.0 is provided (R = [(H- CO)/(CO + CO)]). All or part of the unadjusted syngas is supplied to a separator unit to recover CO, CO and hydrogen. At least a portion of any one or combination of the recovered CO, CO and hydrogen is added to any remaining syngas not so treated or alternatively combines in the absence of any remaining unadjusted syngas to yield an adjusted syngas with an R ratio of 2.0 to 2.9 which is used to produce methanol. Any recovered COnot used to adjust the R ratio of the unadjusted syngas can be supplied to the reformer to enhance CO production. At least a portion of the recovered CO is reacted in the acetic acid reactor with at least a portion of the produced methanol to produce acetic acid or an acetic acid precursor by a conventional process.

Description

Настоящее изобретение относится, как правило, к способу получения уксусной кислоты и метанола из синтез-газа.The present invention relates generally to a method for producing acetic acid and methanol from synthesis gas.

Известный уровень техникиPrior art

Производство уксусной кислоты из оксида углерода и метанола с использованием катализатора карбонилирования хорошо известно специалистам. Типичные примеры, раскрывающие этот и аналогичные процессы, включают патенты США №№ 1961736, выданный на имя Саг1ш е1 а1. (Теппеккее РгокиСк); 3769329, выданный на имя Раийк е1 а1. (МоикаШо); 5155261, выданный на имя Магйоп е1 а1. (ВеШу 1ики81пек); 5672743, выданный на имя Саг1аик е1 а1. (ВР Скеткак); 5728871, выданный на имя 1оепкеп е1 а1. (На1ког Торкое); 5773642, выданный на имя Эепк е1 а1. (Асе1ех СЫш1е); 5817869, выданный на имя Ηίηпепкатр е1 а1. (ОнапШт СНет1са1 Согрогайои); 5877347 и 5877348, выданные на имя ОЦхе1 е1 а1. (ВР Скеткак); 5883289, выданный на имя Эепк е1 а1. (Асе1ех СЫт1е); и 5883295, выданный на имя 8ип1еу е1 а1. (ВР Скеткак), которые все включены в данное описание по ссылке.The production of acetic acid from carbon monoxide and methanol using a carbonylation catalyst is well known in the art. Typical examples disclosing this and similar processes include US Pat. Nos. 1961736, issued to Cag1sh e1 a1. (Tepekkee RgokiSk); 3769329, issued in the name of Raiyk e1 a1. (MoikaShaw); 5155261, issued in the name Magyop e1 a1. (Veshu 1iki81pek); 5672743, issued in the name of Cag1aik e1 a1. (VR Sketkak); 5728871, issued in the name of the company e1 a1. (Nakogok Torkoe); 5773642, issued in the name Eepk e1 a1. (Acelech Sysh1e); 5817869, issued in the name Ηίηepatkater e1 a1. (OnStock SNet1sa1 Sogrogayoi); 5877347 and 5877348 issued in the name of OTskhe1 e1 a1. (VR Sketkak); 5883289, issued in the name Eepk e1 a1. (Acelech Syt1e); and 5883295, issued in the name of 8ip1eu e1 a1. (VR Sketkak), which are all included in this description by reference.

Первичными сырьевыми материалами для производства уксусной кислоты являются, конечно, оксид углерода и метанол. В типичной установке уксусной кислоты, метанол поступает извне, а оксид углерода, из-за сложностей, ассоциированных с его транспортировкой и хранением, получают на месте, обычно, путем реформинга природного газа или другого углеводорода паром и/или двуокисью углерода. Поэтому внимание в последнее время сфокусировано на строительстве комплексных установок, вырабатывающих одновременно метанол и уксусную кислоту. Значительная часть расходов на сооружение новых производственных мощностей уксусной кислоты приходится на капитальные затраты на оборудование, необходимое для получения оксида углерода. Было бы очень желательно в значительной степени устранить или уменьшить такие капитальные затраты.The primary raw materials for the production of acetic acid are, of course, carbon monoxide and methanol. In a typical acetic acid plant, methanol is supplied externally, and carbon monoxide, due to the difficulties associated with its transportation and storage, is produced locally, usually by reforming natural gas or another hydrocarbon with steam and / or carbon dioxide. Therefore, attention has recently been focused on the construction of integrated plants producing both methanol and acetic acid. A significant part of the costs of constructing new acetic acid production facilities is accounted for by the capital costs of equipment needed to produce carbon monoxide. It would be highly desirable to substantially eliminate or reduce such capital expenditures.

Рыночная конъюнктура в разных регионах может приводить время от времени к формированию относительно низких цен на метанол (превышение спроса) и/или высоких цен на природный газ (дефицит), которые могут сделать производство метанола нерентабельным. Владельцы существующих производственных мощностей метанола могут столкнуться с необходимостью принятия решения о продолжении или прекращении нерентабельного производства метанола в надежде на постепенный возврат цен на продукты к прежнему уровню и/или снижение цен на сырье до уровня, обеспечивающего рентабельность производства. Настоящее изобретение касается также способа модификации существующей нерентабельной установки метанола для увеличения ее рентабельности при низком уровне цен на метанол и/или высоком уровне цен на газ.Market conditions in different regions from time to time can lead to the formation of relatively low methanol prices (excess demand) and / or high prices for natural gas (deficit), which can make methanol production unprofitable. Owners of existing methanol production facilities may be faced with the need to decide whether to continue or terminate unprofitable methanol production in the hope of a gradual return of product prices to the previous level and / or reduction of raw material prices to a level that ensures production profitability. The present invention also relates to a method for modifying an existing unprofitable methanol plant to increase its profitability at a low level of methanol prices and / or a high level of gas prices.

Указанные далее ссылки раскрывают производство синтез-газа: Мау1аик (патент США № 2622089); Мое (патент США № 3859230); 81ешЬегд е1 а1. (патент США № 5767165); Рагк е1 а1. (патент США № 5855815); Ьее, е1 а1. (патент США № 5180570); Мс8кеа, III, е1 а1. (патент США № 4927857); и Вапдиу (патенты США № 4888130 и 4999133). Считается достоверно установленным, что при крупнотоннажном производстве чистый автотермический реформинг может быть более экономичным процессом получения синтез-газа, поскольку достигается экономия больших капитальных затрат вследствие отсутствия необходимости в сооружении больших установок первичного реформинга. Однако его недостатком является невозможность полного использования всех углеродсодержащих молекул, приводящая к выбросам больших количеств СО2, которые являются нежелательными. Насколько известно заявителю, в известном уровне техники нет описания регулирования величины отношения В, где В = [(Н2 - СО2)/(СО + СО2)], для синтез-газа установки автотермического реформинга (АТР) производства метанола, а также подачи стехиометрических количеств МеОН и СО для производства уксусной кислоты, например, при гибком контроле как производства метанола, так и производства уксусной кислоты, особенно в тех случаях, когда коэффициент В имеет значение менее 2,0.The following references disclose synthesis gas production: Mau1aik (US Patent No. 2,622,089); Mine (US patent No. 3859230); 81bgd e1 a1. (US patent No. 5767165); Ragk e1 a1. (US patent No. 5855815); B, e1 a1. (US patent No. 5180570); Ms8kea, III, e1 a1. (US patent No. 4927857); and Wapdiu (US Pat. Nos. 4,888,130 and 4,999,133). It is believed to be reliably established that in large-scale production, pure autothermal reforming can be a more economical process for producing syngas, since large capital costs are saved due to the lack of the need to build large primary reforming plants. However, its disadvantage is the impossibility of full use of all carbon-containing molecules, leading to the emission of large quantities of CO 2 that are undesirable. As far as the applicant knows, in the prior art there is no description of the regulation of the ratio B, where B = [(Н 2 - СО 2 ) / (СО + СО 2 )], for the synthesis gas of an autothermal reforming (ATP) plant for methanol production, as well as supply of stoichiometric amounts of MeOH and CO for the production of acetic acid, for example, with flexible control of both methanol production and acetic acid production, especially in cases where coefficient B is less than 2.0.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Изобретение относится к регулированию значения коэффициента В синтез-газа, используемого для получения метанола, путем разделения по крайней мере части нескорректированного по составу сингаза на потоки со значительно повышенным содержанием оксида углерода, водорода и двуокиси углерода, а затем (1) добавления, в меру необходимости, двуокиси углерода, оксида углерода и/или водорода из этих потоков к оставшемуся нескорректированному по составу сингазу, или (2) объединения таких потоков, при отсутствии остатка сингаза, для получения скорректированного по составу сингаза, имеющего значение коэффициента В [В = (Н2-СО2)/(СО+СО2)] от 2,0 до 2,9, и использования скорректированного по составу сингаза для получения метанола, часть которого затем используется для проведения реакции с по крайней мере частью потока оксида углерода в примерно стехиометрическом соотношении для прямого или непрямого производства уксусной кислоты.The invention relates to adjusting the value of the coefficient B of the synthesis gas used to produce methanol by separating at least a portion of the syngas not adjusted in composition into streams with a significantly increased content of carbon monoxide, hydrogen and carbon dioxide, and then (1) adding, as necessary , carbon dioxide, carbon monoxide and / or hydrogen from these streams to the remaining unregulated syngas, or (2) combining such streams, in the absence of a syngas residue, to produce corrections compositionally syngas having a coefficient B [B = (Н2-СО2) / (СО + СО2)] from 2.0 to 2.9, and using compositionally adjusted syngas to produce methanol, some of which is then used to conduct the reaction with at least a portion of the carbon monoxide stream in an approximately stoichiometric ratio for direct or indirect production of acetic acid.

Варианты исполнения настоящего изобретения предусматривают способ производства как метанола, так и уксусной кислоты в по существу стехиометрических условиях, в которых нескорректированный по составу сингаз имеет величину коэффициента В менее 2,0. Весь нескорректированный по составу сингаз или его часть подается в блок сепаратора для выделения СО2, СО и водорода. По крайней мере часть любого из потоков или комбинация выделенных потоков СО2, СО и водорода добавляется к остатку сингаза, не подвергнутому такой обработке или, альтернативно, при отсутствии остатка нескорректиEmbodiments of the present invention provide a method for the production of both methanol and acetic acid under essentially stoichiometric conditions in which the syngas not adjusted in composition has a coefficient B of less than 2.0. All of the syngas not corrected in composition or part of it is fed to the separator unit for the release of CO2, CO and hydrogen. At least a portion of any of the streams or a combination of the separated streams of CO 2 , CO and hydrogen is added to the syngas residue not subjected to such treatment or, alternatively, in the absence of an unadjusted residue

- 1 007455 рованного по составу сингаза, их объединяют с получением скорректированного по составу сингаза, имеющего величину коэффициента Я от 2,0 до 2,9, который используют для производства метанола. Предпочтительно, скорректированный по составу сингаз имеет значение коэффициента Я от 2,00 до 2,05. Весь выделенный СО2, не используемый для регулирования величины коэффициента Я нескорректированного по составу сингаза, может подаваться в установку реформинга для увеличения производства СО. По крайней мере часть выделенного СО используется для проведения реакции в реакторе уксусной кислоты с по крайней мере частью полученного метанола для производства уксусной кислоты или прекурсора уксусной кислоты обычным способом. Как отмечалось выше, выделенный водород может подаваться в установку синтеза МеОН для производства метанола. В той степени, в которой количество вырабатываемого водорода превышает потребности синтеза метанола по настоящему изобретению, он может быть также использован для производства аммиака или других продуктов, сжигаться в качестве топлива или подаваться внешним потребителям. Любые избытки метанола, превышающие потребности производства уксусной кислоты, могут быть использованы, например, в качестве промежуточного материала для получения других продуктов, таких как метиламины, или продаваться в качестве продукта.- 1 007455 syngas according to the composition, they are combined to obtain a syngas corrected by composition, having a coefficient coefficient I from 2.0 to 2.9, which is used for the production of methanol. Preferably, the compositionally adjusted syngas has a coefficient I of 2.00 to 2.05. All of the CO 2 emitted that is not used to control the coefficient I of the syngas not corrected for the composition can be fed to the reformer to increase the production of CO. At least a portion of the CO emitted is used to react in an acetic acid reactor with at least a portion of the methanol obtained to produce acetic acid or an acetic acid precursor in a conventional manner. As noted above, the separated hydrogen can be fed to the MeOH synthesis unit for methanol production. To the extent that the amount of hydrogen produced exceeds the methanol synthesis requirements of the present invention, it can also be used to produce ammonia or other products, burned as fuel, or supplied to external consumers. Any excess methanol exceeding the requirements for the production of acetic acid can be used, for example, as an intermediate material for other products, such as methylamines, or sold as a product.

Избыток двуокиси углерода может подаваться в установку реформинга, в которую поступают природный газ и пар (вода) для получения скорректированного по составу сингаза. Сингаз образуется в установке реформинга, в которой природный газ и двуокись углерода подвергаются реформингу с образованием сингаза, имеющего повышенное содержание оксида углерода по сравнению с реформингом без добавления двуокиси углерода.Excess carbon dioxide can be fed to the reforming unit, which receives natural gas and steam (water) to obtain a syngas that is adjusted in composition. Syngas is formed in a reforming unit in which natural gas and carbon dioxide are reformed to form syngas having a higher carbon monoxide content compared to reforming without the addition of carbon dioxide.

Выделенный водород, в той степени, насколько его производство превышает потребности синтеза метанола по данному способу, может быть также использован для проведения реакции с азотом обычным способом для производства аммиака. Кроме того, часть производимой уксусной кислоты может использоваться для проведения реакции обычным способом с кислородом и этиленом с образованием мономера винилацетата. Кислород может подаваться в автотермическую установку реформинга для получения сингаза. Азот для производства аммиака и кислород для производства мономера винилацетата и/или автотермической установки реформинга могут быть получены в обычной установке разделения воздуха.The hydrogen evolved, to the extent that its production exceeds the requirements of methanol synthesis in this method, can also be used to carry out the reaction with nitrogen in the usual way for the production of ammonia. In addition, part of the acetic acid produced can be used to carry out the reaction in the usual way with oxygen and ethylene to form a vinyl acetate monomer. Oxygen can be fed to an autothermal reforming unit to produce syngas. Nitrogen for the production of ammonia and oxygen for the production of vinyl acetate monomer and / or an autothermal reforming unit can be obtained in a conventional air separation unit.

Вообще говоря, настоящее изобретение предлагает, в одном аспекте, способ регулирования значения коэффициента Я сингаза, предназначенного для использования в производстве метанола, самого или в сочетании с производством уксусной кислоты. Способ регулирует значение коэффициента Я нескорректированного по составу сингаза путем разделения по крайней мере части нескорректированного по составу сингаза на потоки с повышенным содержанием СО2, СО и водорода, а затем добавления к остатку нескорректированного по составу сингаза достаточного количества одного или нескольких из потоков СО2, СО и водорода или, альтернативно, при отсутствии остатка нескорректированного по составу сингаза, объединения достаточного количества этих потоков для получения скорректированного по составу сингаза, имеющего значение коэффициента Я от 2,0 до 2,9.Generally speaking, the present invention provides, in one aspect, a method for controlling the value of the syngas coefficient I intended for use in the production of methanol, alone or in combination with the production of acetic acid. The method regulates the value of the coefficient I of the syngas not corrected by the composition by dividing at least part of the syngas not adjusted by the composition into streams with a high content of СО 2 , СО and hydrogen, and then adding to the residue of the syngas not corrected by the syngas composition one or more of the flows of СО2, СО and hydrogen or, alternatively, in the absence of the remainder of the syngas not adjusted in composition, combining a sufficient amount of these flows to obtain a composition-corrected for syngas having a coefficient of I ranging from 2.0 to 2.9.

В другом аспекте, по крайней мере часть потока СО используется для проведения реакции с по крайней мере частью произведенного метанола в стехиометрическом соотношении для получения уксусной кислоты или прекурсора уксусной кислоты обычным способом. Объемы производства каждого продукта можно контролировать с учетом относительных экономических показателей производства уксусной кислоты и метанола. Например, весь метанол может быть использован для производства уксусной кислоты, или может вырабатываться меньшее количество уксусной кислоты за счет использования большего количества выделенного СО для получения метанола, а не уксусной кислоты, в результате чего производство метанола будет превышать потребности производства уксусной кислоты. Альтернативно, выделенный СО может использоваться для производства метанола или выводиться из системы для использования расположенными поблизости внешними потребителями, в результате чего уксусная кислота производиться не будет.In another aspect, at least a portion of the CO stream is used to react with at least a portion of the methanol produced in a stoichiometric ratio to produce acetic acid or an acetic acid precursor in a conventional manner. The production volumes of each product can be controlled taking into account the relative economic indicators of the production of acetic acid and methanol. For example, all methanol can be used to produce acetic acid, or less acetic acid can be produced by using more of the extracted CO to produce methanol rather than acetic acid, as a result of which the production of methanol will exceed the requirements for the production of acetic acid. Alternatively, the isolated CO can be used to produce methanol or taken out of the system for use by nearby external consumers, whereby acetic acid will not be produced.

Данное изобретение может быть реализовано в крупнотоннажных установках метанола, в которых синтез-газ вырабатывается путем автотермического каталитического реформинга природного газа кислородом, и достаточный по объему поток оксида углерода отводится на производство уксусной кислоты, а остаток синтез-газа смешивается с рециркулирующими газами и поступает в контур синтеза метанола в примерно стехиометрическом соотношении.This invention can be implemented in large-capacity methanol plants in which synthesis gas is produced by autothermal catalytic reforming of natural gas with oxygen, and a sufficient volume of carbon monoxide is diverted to the production of acetic acid, and the remainder of the synthesis gas is mixed with recirculating gases and enters the circuit methanol synthesis in approximately stoichiometric ratio.

Предлагаемый способ устраняет недостатки, указанные выше в описании известного уровня техники, путем объединения установки уксусной кислоты с крупнотоннажной установкой метанола. Сингаз вырабатывается автотермической установкой реформинга после предварительного нагревания всех сырьевых материалов, после чего часть этого сингаза поступает в установку разделения, состоящую из блока удаления СО2 и криогенной установки разделения, для получения потока оксида углерода, который используется в установке получения уксусной кислоты путем карбонилирования. Все другие потоки из установки разделения рециркулируются с оставшейся частью нескорректированного по составу сингаза для получения скорректированного по составу сингаза, который затем поступает в контур синтеза метанола. Из сингаза отбирается достаточный по объему поток оксида углерода, так чтобы сингаз после коррекции имел состав, близкий к стехиометрическому соотношению, необходимому для производстваThe proposed method eliminates the disadvantages indicated above in the description of the prior art by combining the installation of acetic acid with a large-capacity installation of methanol. Syngas is produced by an autothermal reforming unit after all raw materials are preheated, after which part of this syngas enters the separation unit, which consists of a CO2 removal unit and a cryogenic separation unit, to produce a carbon monoxide stream, which is used in the plant for producing acetic acid by carbonylation. All other flows from the separation unit are recycled with the rest of the syngas not corrected for the composition to obtain the adjusted syngas, which then enters the methanol synthesis circuit. A sufficient volume of carbon monoxide stream is taken from the syngas so that the syngas after correction has a composition close to the stoichiometric ratio required for production

- 2 007455 метанола. Этот способ позволяет устранить капитальные затраты, связанные с сооружением первичных установок реформинга, а другим преимуществом является то, что установка метанола, сама по себе, является экологически безопасной, поскольку эмиссия соединений углерода снижена почти до нуля.- 2 007455 methanol. This method eliminates the capital costs associated with the construction of primary reforming plants, and another advantage is that the methanol plant, in itself, is environmentally friendly, since the emission of carbon compounds is reduced to almost zero.

Стадия реакции может включать прямую каталитическую реакцию метанола и оксида углерода с образованием уксусной кислоты, как, например, в процессе Моп§ап1о-ВР, или, альтернативно, может включать промежуточное образование метилформиата и изомеризацию метилформиата до уксусной кислоты, промежуточную реакцию СО и двух молей метилового спирта с образованием метилацетата и гидролиз метилацетата до уксусной кислоты и метанола, или карбонилирование метилацетата с образованием уксусного ангидрида.The reaction step may include a direct catalytic reaction of methanol and carbon monoxide to form acetic acid, as, for example, in the Mopgap1o-BP process, or, alternatively, may include intermediate formation of methyl formate and isomerization of methyl formate to acetic acid, intermediate reaction of CO and two moles methyl alcohol to form methyl acetate and hydrolysis of methyl acetate to acetic acid and methanol, or carbonylation of methyl acetate to form acetic anhydride.

Способ может дополнительно включать стадию проведения реакции водорода из потока с повышенным содержанием водорода с азотом для получения аммиака. В модернизированном варианте исполнения, в котором исходная установка метанола вырабатывает поток с повышенным содержанием водорода, включающий поток продувки из установки синтеза метанола, который вводится в реакцию с азотом для получения аммиака, модернизированная установка может использовать любое избыточное количество потока с повышенным содержанием водорода из установки разделения в качестве первичного источника водорода для производства аммиака. В некоторых случаях, может производиться дополнительное количество аммиака по сравнению с исходной установкой.The method may further include the step of carrying out the reaction of hydrogen from the stream with a high content of hydrogen with nitrogen to produce ammonia. In a modernized embodiment, in which the initial methanol unit produces a stream with a high hydrogen content, including a purge stream from a methanol synthesis unit that is reacted with nitrogen to produce ammonia, the modernized unit may use any excess amount of a stream with a high hydrogen content from the separation unit as the primary source of hydrogen for ammonia production. In some cases, additional ammonia may be produced compared to the original installation.

Способ может дополнительно включать сооружение установки производства мономера винилацетата для проведения реакции части уксусной кислоты с этиленом и кислородом для получения мономера винилацетата. Может быть построена установка разделения воздуха для производства кислорода для установки мономера винилацетата, а также для автотермической установки реформинга, если она входит в состав новой или модернизированной установки, причем количество азота, вырабатываемого в установке разделения воздуха, предпочтительно соответствует количеству азота, необходимому для производства аммиака.The method may further include constructing a vinyl acetate monomer production unit for reacting a portion of acetic acid with ethylene and oxygen to produce a vinyl acetate monomer. An air separation unit for oxygen production can be built for the installation of vinyl acetate monomer, as well as for an autothermal reforming unit, if it is part of a new or upgraded unit, the amount of nitrogen produced in the unit for air separation preferably corresponds to the amount of nitrogen required for the production of ammonia .

Процесс, предпочтительно, использует молярное отношение двуокиси углерода к углеводородсодержащему природному газу в сырьевом потоке на стадии реформинга от примерно 0,1 до 0,5, и отношение пара к природному газу от примерно 2 до 6. Процесс может дополнительно включать стадию проведения реакции водорода из потока с повышенным содержанием водорода с азотом в реакторе синтеза аммиака для получения аммиака. Процесс может также включать стадию разделения воздуха на поток азота и поток кислорода и подачи потока азота в реактор синтеза аммиака. В тех случаях, когда продукт включает уксусную кислоту или прекурсор уксусной кислоты, который превращается в уксусную кислоту, процесс может дополнительно включать стадию подачи потока кислорода из установки разделения воздуха в реактор синтеза винилацетата вместе с частью уксусной кислоты со стадии реакции оксида углерода-метанола и этиленом для получения потока мономера винилацетата. При наличии автотермической установки реформинга, процесс может дополнительно включать стадию подачи кислорода из установки разделения воздуха в автотермическую установку реформинга.The process preferably uses a molar ratio of carbon dioxide to hydrocarbon-containing natural gas in the feed stream at the reforming stage from about 0.1 to 0.5, and a steam to natural gas ratio from about 2 to 6. The process may further include the step of carrying out a hydrogen reaction from a stream with a high content of hydrogen with nitrogen in the ammonia synthesis reactor to produce ammonia. The process may also include the step of separating air into a nitrogen stream and an oxygen stream and supplying a nitrogen stream to an ammonia synthesis reactor. In cases where the product includes acetic acid or an acetic acid precursor that is converted to acetic acid, the process may further include the step of supplying an oxygen stream from the air separation unit to the vinyl acetate synthesis reactor together with a portion of the acetic acid from the carbon monoxide-ethanol reaction step and ethylene to obtain a stream of vinyl acetate monomer. In the presence of an autothermal reforming unit, the process may further include the step of supplying oxygen from the air separation unit to the autothermal reforming unit.

В еще одном аспекте, настоящее изобретение предусматривает способ получения водорода, продукта, выбранного из группы, состоящей из уксусной кислоты, уксусного ангидрида, метилформиата, метилацетата и их комбинаций, из углеводорода через промежуточные стадии получения метанола, оксида углерода и двуокиси углерода и, необязательно, дополнительного количества метанола, избыточного по сравнению с потребностями производства продукта. Процесс включает (1) реформинг углеводорода паром с получением нескорректированного по составу сингаза, содержащего водород, оксид углерода и двуокись углерода, и имеющего величину коэффициента В менее 2,0, (2) утилизацию тепла нескорректированного по составу сингаза с образованием охлажденного потока нескорректированного по составу сингаза, (3) сжатие по крайней мере части охлажденного потока нескорректированного по составу сингаза до давления разделения, (4) разделение сжатого нескорректированного по составу сингаза в установке разделения на потоки с повышенным содержанием оксида углерода, водорода и двуокиси углерода, (5) подачу в установку синтеза метанола любого остатка нескорректированного по составу сингаза, и достаточного количества одного или нескольких потоков с повышенным содержанием оксида углерода, водорода и двуокиси углерода и, необязательно, двуокиси углерода из другого источника с образованием скорректированного по составу сингаза таким образом, чтобы скорректированный по составу сингаз (т.е. общий сырьевой поток), поступающий в установку синтеза метанола, имел значение коэффициента К. в интервале от 2,0 до 2,9, (6) эксплуатацию установки синтеза метанола для проведения реакции водорода с оксидом углерода и двуокисью углерода, содержащихся в скорректированном по составу сингазе, в стехиометрическом соотношении, для получения потока метанола, и (7) проведение реакции по крайней мере части потока с повышенным содержанием оксида углерода из установки разделения с по крайней мере частью потока метанола из установки синтеза метанола, взятых в по существу стехиометрическом соотношении, с образованием продукта, выбранного из группы, состоящей из уксусной кислоты, уксусного ангидрида, метилформиата, метилацетата и их комбинаций.In yet another aspect, the present invention provides a method for producing hydrogen, a product selected from the group consisting of acetic acid, acetic anhydride, methyl formate, methyl acetate and combinations thereof, from a hydrocarbon through intermediate steps to produce methanol, carbon monoxide and carbon dioxide, and optionally additional methanol, excessive in comparison with the needs of the product. The process includes (1) reforming the hydrocarbon with steam to produce a syngas not adjusted in composition, containing hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide, and having a coefficient B value of less than 2.0, (2) heat recovery of an unregulated syngas with the formation of a cooled stream of unregulated composition syngas, (3) compressing at least part of the cooled stream of unregulated syngas to the separation pressure, (4) separating compressed syngas not adjusted by composition in the installation section flows to a high content of carbon monoxide, hydrogen and carbon dioxide, (5) supplying to the methanol synthesis unit any residue of an unregulated syngas, and a sufficient amount of one or more streams with a high content of carbon monoxide, hydrogen and carbon dioxide and, optionally, carbon dioxide from another source to form a syngas that is adjusted in composition so that the syngas are adjusted in composition (i.e. total feed stream) entering the methanol synthesis unit had a K coefficient in the range from 2.0 to 2.9, (6) operating a methanol synthesis unit to conduct a hydrogen reaction with carbon monoxide and carbon dioxide contained in a compositionally adjusted syngas, in a stoichiometric ratio, to produce a methanol stream, and (7) reacting at least a portion of the carbon monoxide-rich stream from the separation unit with at least a portion of the methanol stream from the methanol synthesis unit, blended in a substantially stoichiometric ratio to form a product selected from the group consisting of acetic acid, acetic anhydride, methyl formate, methyl acetate and combinations thereof.

В тех случаях, когда продукт включает уксусную кислоту, стадия реакции предпочтительно включает проведение реакции метанола, метилформиата или их комбинации в присутствии реакционной смеси, содержащей оксид углерода, воду, растворитель и систему катализатора, включающую по меньшейIn cases where the product comprises acetic acid, the reaction step preferably includes the reaction of methanol, methyl formate or a combination thereof in the presence of a reaction mixture containing carbon monoxide, water, a solvent and a catalyst system comprising at least

- 3 007455 мере один галогенированный промотор и по меньшей мере одно соединение родия, иридия или их комбинации. Реакционная смесь предпочтительно имеет водосодержание до 20 мас.%. В тех случаях, когда стадия реакции включает простое карбонилирование, содержание воды в реакционной смеси, предпочтительнее, составляет от примерно 14 до примерно 15 мас.%. В тех случаях, когда стадия реакции включает карбонилирование при низком водосодержании, содержание воды в реакционной смеси, предпочтительнее, составляет от примерно 2 до примерно 8 мас.%. В тех случаях, когда стадия реакции включает изомеризацию метилформиата или комбинацию изомеризации и карбонилирования метанола, реакционная смесь, предпочтительнее, содержит ненулевое количество воды, не превышающее 2 мас.%. Стадия реакции, предпочтительно, проводится в непрерывном режиме.- 3 007455 at least one halogenated promoter and at least one compound of rhodium, iridium, or combinations thereof. The reaction mixture preferably has a water content of up to 20 wt.%. In those cases where the reaction step involves simple carbonylation, the water content in the reaction mixture is preferably from about 14 to about 15 wt.%. In those cases where the reaction step involves carbonylation at a low water content, the water content in the reaction mixture is preferably from about 2 to about 8 wt.%. In those cases where the reaction step involves isomerization of methyl formate or a combination of isomerization and carbonylation of methanol, the reaction mixture preferably contains a non-zero amount of water not exceeding 2 wt.%. The reaction step is preferably carried out continuously.

Другой вариант исполнения изобретения предусматривает процесс предварительной обработки сырьевого потока для получения более низкого значения соотношения пар/углерод, предназначенного для использования в автотермической установке реформинга с пониженным образованием сажи, и соответствующее технологическое оборудование. В этом способе поток с повышенным содержанием водорода добавляют к потоку сырьевого газа, содержащему высшие углеводороды (2 или более атомов углерода), полученную смесь вводят в контакт с катализатором гидрогенизации при температуре гидрогенизации, и гидрогенизированную смесь подают в автотермическую установку реформинга с паром и кислородом для получения сингаза. Поток с повышенным содержанием водорода, предпочтительно, представляет собой продувочный газ или его фракцию из контура синтеза метанола, в который поступает сингаз или его часть или фракция. Добавление потока с повышенным содержанием водорода, предпочтительно, осуществляют в количестве, обеспечивающем по меньшей мере стехиометрическое количество водорода для гидрогенизации высших углеводородов до метана. Температура гидрогенизации может, предпочтительно, составлять от 300 до 550°С. Технологическое оборудование в этом варианте исполнения включает источник сырьевого газа, содержащего высшие углеводороды; реактор предварительной гидрогенизации, включающий катализатор гидрогенизации для превращения высших углеводородов с образованием потока с пониженным содержанием высших углеводородов (в качестве катализатора обычно используются неблагородные металлы, такие как платина, палладий, кобальт, молибден, никель или вольфрам, нанесенные на подложку из оксида алюминия или цеолита); автотермическую установку реформинга для проведения реакции потока с пониженным содержанием высших углеводородов с паром и кислородом с образованием потока сингаза; контур синтеза метанола для проведения реакции водорода и оксида углерода из потока сингаза с образованием метанола; поток продувочного газа из контура синтеза метанола; и линию подачи части потока продувочного газа в реактор предварительной гидрогенизации.Another embodiment of the invention provides a process for pre-processing the feed stream to obtain a lower vapor / carbon ratio for use in an autothermal reforming unit with reduced soot formation, and associated processing equipment. In this method, a stream with a high hydrogen content is added to a feed gas stream containing higher hydrocarbons (2 or more carbon atoms), the resulting mixture is contacted with a hydrogenation catalyst at a hydrogenation temperature, and the hydrogenated mixture is fed to an autothermal reforming unit with steam and oxygen to receiving syngas. The hydrogen-rich stream is preferably a purge gas or a fraction thereof from a methanol synthesis loop into which syngas or a portion or fraction thereof is fed. Adding a stream with a high hydrogen content, preferably, is carried out in an amount providing at least a stoichiometric amount of hydrogen for hydrogenation of higher hydrocarbons to methane. The hydrogenation temperature may preferably be from 300 to 550 ° C. Technological equipment in this embodiment includes a source of feed gas containing higher hydrocarbons; a preliminary hydrogenation reactor including a hydrogenation catalyst for converting higher hydrocarbons to form a stream with a lower content of higher hydrocarbons (non-base metals such as platinum, palladium, cobalt, molybdenum, nickel or tungsten supported on an alumina or zeolite substrate are usually used as a catalyst ); an autothermal reformer for reacting a stream with a lower content of higher hydrocarbons with steam and oxygen to form a syngas stream; methanol synthesis loop for reacting hydrogen and carbon monoxide from a syngas stream to form methanol; a purge gas stream from a methanol synthesis loop; and a feed line for a portion of the purge gas stream to the preliminary hydrogenation reactor.

Поскольку реакция является экзотермической, процесс гидрогенизации может осуществляться в одном или нескольких реакторах, с использованием, в случае необходимости, промежуточных холодильников. Эта стадия гидрогенизации особенно хорошо адаптирована для использования с автотермическими установками реформинга, имеющими низкую величину отношения пар/углерод в сырьевой смеси.Since the reaction is exothermic, the hydrogenation process can be carried out in one or more reactors, using, if necessary, intermediate refrigerators. This hydrogenation step is particularly well adapted for use with autothermal reforming units having a low vapor / carbon ratio in the feed mixture.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг. 1 (известный уровень техники) представляет собой общую блок-схему технологического процесса для типичной установки производства метанола/аммиака с использованием водорода из продувочного газа контура синтеза метанола для производства аммиака, которая может быть модернизирована для производства уксусной кислоты.FIG. 1 (prior art) is a general flowchart for a typical methanol / ammonia plant using hydrogen from a purge gas of a methanol synthesis loop for ammonia production, which can be upgraded to produce acetic acid.

Фиг. 2 представляет собой общую блок-схему технологического процесса для установки по фиг. 1 после ее модернизации в соответствии с настоящим изобретением для получения уксусной кислоты, мономера винилацетата и дополнительного количества аммиака.FIG. 2 is a general flowchart for the installation of FIG. 1 after its modernization in accordance with the present invention to obtain acetic acid, a vinyl acetate monomer and an additional amount of ammonia.

Фиг. 3 представляет собой упрощенную блок-схему технологического процесса для комплексной установки, производящей метанол и уксусную кислоту, в соответствии с настоящим изобретением.FIG. 3 is a simplified flow diagram of a process for an integrated plant producing methanol and acetic acid in accordance with the present invention.

Фиг. 4 представляет собой упрощенную блок-схему технологического процесса для комплексной установки по фиг. 3, включающей реактор предварительной гидрогенизации в соответствии с вариантом исполнения изобретения.FIG. 4 is a simplified flowchart for the integrated installation of FIG. 3, comprising a preliminary hydrogenation reactor in accordance with an embodiment of the invention.

Детальное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Как изображено на фиг. 1, исходная установка включает обычную установку парового реформинга 10, установку синтеза метанола (МеОН) 12 и, предпочтительно, установку синтеза аммиака 14, в которой в качестве водорода для установки синтеза аммиака 14 используется продувочный поток 16 из контура синтеза метанола.As shown in FIG. 1, the initial unit includes a conventional steam reforming unit 10, a methanol synthesis unit (MeOH) 12 and, preferably, an ammonia synthesis unit 14, in which a purge stream 16 from the methanol synthesis loop is used as the hydrogen for the ammonia synthesis unit 14.

Установка реформинга 10 типично представляет собой печь, работающую на сжигаемом топливе, включающую параллельно расположенные пучки труб, заполненных обычным катализатором реформинга, таким как, например, оксид никеля на подложке из оксида алюминия. Сырьем для установки (установок) реформинга является любое обычное сырье для установок реформинга, такое как низший углеводород, типичными являются лигроин или природный газ.The reformer 10 is typically a combustible fuel furnace including parallel bundles of tubes filled with a conventional reforming catalyst, such as, for example, nickel oxide on an alumina support. The feedstock for the reformer (s) is any conventional feedstock for the reformer, such as a lower hydrocarbon, naphtha or natural gas are typical.

Установка реформинга может представлять собой одноходовую установку реформинга или двухстадийную установку реформинга или любую другую коммерчески доступную установку реформинга,The reforming unit may be a one-way reforming unit or a two-stage reforming unit, or any other commercially available reforming unit,

- 4 007455 такую как, например, установку ККЕ8, выпускаемую фирмой Ке11одд, ΒΐΌ\νπ & Κοοΐ, известную специалистам в данной области техники. Выходящий поток установки реформинга исходной установки производства метанола может иметь любое обычное соотношение Н2:СО, но обычно его значение близко к 2,0 для установок, производящих только метанол, и значительно выше, например, 3,0 и выше, для установок, вырабатывающих в качестве отдельного продукта водород или промежуточный водородсодержащий поток, например, для синтеза аммиака. В качестве водородсодержащего потока обычно используют продувочный поток 16 из контура установки синтеза метанола 12, который необходим для предотвращения увеличения содержания водорода и инертных материалов в синтез-газе, рециркулируемом в установку синтеза метанола 12.- 4 007455 such as, for example, the KKE8 installation manufactured by Ke11odd, ΒΐΌ \ νπ & Κοοΐ, known to specialists in this field of technology. The effluent of the reforming unit of the initial methanol production unit can have any usual ratio of H 2 : CO, but usually its value is close to 2.0 for plants producing only methanol, and significantly higher, for example, 3.0 and higher, for plants producing as a separate product, hydrogen or an intermediate hydrogen-containing stream, for example, for the synthesis of ammonia. Purge stream 16 from the loop of a methanol synthesis unit 12, which is necessary to prevent an increase in the content of hydrogen and inert materials in the synthesis gas recycled to the methanol synthesis unit 12, is usually used as a hydrogen-containing stream.

В соответствии с настоящим изобретением, исходная установка по фиг. 1 модернизируется (или строится новая установка) для производства уксусной кислоты (НАс) с использованием установки реформинга 10 и установки синтеза метанола 12, при сохранении существующих установок синтеза аммиака 14, как показано на фиг. 2. Поток кислорода 66 из новой установки разделения воздуха 50 подается в установку реформинга 10, причем в данном варианте исполнения установка реформинга 10 может включать автотермическую установку реформинга (АТР), подключенную параллельно существующей установке парового реформинга, или АТР используется взамен установки парового реформинга. Часть выходящего потока 18 из установки реформинга 10 отводится из установки синтеза метанола 12 по линии 20 в новый блок удаления СО2 22. Выходящий поток 18 имеет значение коэффициента К. менее 2 в случае использования одной лишь АТР, и в интервале от 2 до 3 для комбинации АТР и классической установки парового реформинга. Блок удаления СО2 22 разделяет поток, поступающий по линии 20, на поток с повышенным содержанием СО2 и поток с пониженным содержанием СО2 26 с использованием обычного оборудования и методологии для выделения СО2, такой как, например, путем абсорбции-отгонки с использованием растворителя, такого как вода, метанол, обычно, водных алканоламинов, таких как этаноламин, диэтаноламин, метилдиэтаноламин и т.п., водных карбонатов щелочных металлов, таких как карбонаты натрия и калия, и т.п. Такие процессы абсорбции-отгонки СО2 являются коммерчески доступными под торговыми названиями СйЬо1о1. 8ιι1Γίπο1. Кесйзо1, Рштзо1, Р1иот, ВА8Р (аМОЕА) и т.п. Поток с повышенным содержанием СО2 можеть поступать по линии 24 в сырьевой поток установки реформинга 10 и/или в контур синтеза метанола 12 по линии 60.In accordance with the present invention, the initial installation of FIG. 1 is being modernized (or a new plant is being built) for the production of acetic acid (HAC) using a reforming unit 10 and a methanol synthesis unit 12, while maintaining the existing ammonia synthesis units 14, as shown in FIG. 2. The oxygen stream 66 from the new air separation unit 50 is supplied to the reforming unit 10, and in this embodiment, the reforming unit 10 may include an autothermal reforming unit (ATP) connected in parallel with the existing steam reforming unit, or the ATP is used instead of the steam reforming unit. A portion of the effluent 18 from the reformer 10 is discharged from the methanol synthesis unit 12 via line 20 to a new CO 2 removal unit 22. The effluent 18 has a coefficient K. less than 2 in the case of using only ATP, and in the range from 2 to 3 for a combination of Asia-Pacific and the classic steam reforming plant. The CO 2 22 removal unit separates the stream coming in line 20 into a stream with a high content of CO 2 and a stream with a low content of CO 2 26 using conventional equipment and a methodology for CO2 extraction, such as, for example, by absorption-stripping using a solvent such as water, methanol, usually aqueous alkanolamines, such as ethanolamine, diethanolamine, methyldiethanolamine and the like, aqueous alkali metal carbonates, such as sodium and potassium carbonates, and the like. Such CO 2 absorption-stripping processes are commercially available under the trade names CbO1O1. 8ιι1Γίπο1. Kesyso1, Rshtso1, P1iot, VA8P (AMOEA), etc. A stream with a high content of CO 2 may be supplied via line 24 to the feed stream of the reforming unit 10 and / or to the methanol synthesis loop 12 via line 60.

Поток СО2, выделенный в блоке удаления СО2 22 или поступающий из другого источника, может подаваться в контур синтеза метанола 12 для регулирования величины коэффициента К поступающего туда сырья.The CO2 stream extracted in the CO2 removal unit 22 or coming from another source can be supplied to the methanol synthesis loop 12 to control the coefficient K of the feed coming there.

Поток СО2 может также параллельно или альтернативно подаваться в установку реформинга 10. Увеличение содержания СО2 в сырьевом потоке установки реформинга 10 повышает содержание СО в выходящем потоке 18. Аналогично паровому реформингу, когда углеводород реагирует с паром с образованием синтез-газа, реакцию углеводорода с двуокисью углерода часто называют СО2-реформингом. С увеличением содержания двуокиси углерода в сырьевом потоке установки реформинга возрастает относительная доля углерода в форме оксида углерода в продукте синтез-газа 18, поступающего с двуокисью углерода, и уменьшается его доля, поступающая с углеводородом. Таким образом, для данной производительности по СО уменьшается потребность в углеводородном сырье.The CO2 stream can also be fed to the reformer 10 in parallel or alternatively. An increase in the CO 2 content in the feed stream of the reformer 10 increases the CO content in the effluent 18. Similar to steam reforming, when a hydrocarbon reacts with steam to produce synthesis gas, the reaction of a hydrocarbon with dioxide carbon is often called CO2 reforming. With an increase in the carbon dioxide content in the feed stream of the reforming unit, the relative fraction of carbon in the form of carbon monoxide in the synthesis gas product 18 supplied with carbon dioxide increases and its fraction supplied with hydrocarbon decreases. Thus, for a given CO performance, the need for hydrocarbon feed is reduced.

На начальных стадиях реформинга тяжелые углеводороды превращаются в метан:In the initial stages of reforming, heavy hydrocarbons are converted to methane:

НС + Н2О => сн4 + со2 HC + H 2 O => cn 4 + co 2

Основными реакциями парового и СО2-реформинга является превращение метана в водород и оксид углерода:The main reactions of steam and CO2 reforming is the conversion of methane to hydrogen and carbon monoxide:

СН4 + Н2О <=> зн2 + соCH 4 + H 2 O <=> zn 2 + co

СН4 + СО2 <=> ЗН2 + 2СОСН 4 + СО 2 <=> ЗН 2 + 2СО

Реакция конверсии превращает оксид углерода в двуокись углерода и дополнительное количество водорода:The conversion reaction converts carbon monoxide to carbon dioxide and additional hydrogen:

Конверсия тяжелых углеводородов протекает до полного расходования сырья. Паровой реформинг, СО2-реформинг, и реакция конверсии ограничены условиями равновесия. Общая реакция является сильно эндотермической.The conversion of heavy hydrocarbons proceeds to the complete consumption of raw materials. Steam reforming, CO2 reforming, and the conversion reaction are limited by equilibrium conditions. The overall reaction is highly endothermic.

Установка реформинга 10, при необходимости, может быть модифицирована для дополнительной подачи тепла для проведения дополнительного СО2-реформинга и утилизации дополнительного количества тепла.The reforming unit 10, if necessary, can be modified to provide additional heat for additional CO 2 reforming and utilization of additional heat.

Как было отмечено выше, выходящий поток 18 из модифицированной или автотермической установки реформинга 10 имеет величину молярного отношения (водород минус СО2) к (СО плюс СО2) (которое в данном описании и формуле изобретения называется коэффициент К = (Н2 - СО2)/(СО + СО2)) менее 2. Как будет описано далее, коэффициент К может быть скорректирован и оптимизирован для синтеза метанола, предпочтительно, в интервале от 2,0 до 2,9, путем добавления СО2 по линии 60, СО поAs noted above, the effluent 18 from a modified or autothermal reforming unit 10 has a molar ratio (hydrogen minus CO2) to (CO plus CO2) (which is referred to in the description and claims as K = (H 2 - CO 2 ) / (CO + CO 2 )) less than 2. As will be described later, the K coefficient can be adjusted and optimized for methanol synthesis, preferably in the range from 2.0 to 2.9, by adding CO 2 along line 60, CO along

- 5 007455 линии 64 и/или водорода по линии 62 к любому остатку нескорректированного по составу сингаза для получения скорректированного по составу сингаза 38 с требуемым коэффициентом К.- 5 007455 of line 64 and / or hydrogen along line 62 to any residual syngas not adjusted in composition to obtain adjusted syngas 38 in composition with the required coefficient K.

Поток с пониженным содержанием СО2 26 содержит преимущественно СО и водород и может быть разделен в установке разделения СО 28 на потоки с повышенным содержанием СО 30 и 64 и поток с повышенным содержанием водорода 32. Установка разделения 28 может включать любое оборудование и/или использовать любые методы разделения смеси СО/водород на относительно чистые потоки СО и водорода, такие как, например, полупроницаемые мембраны, криогенное фракционирование и т.п. Криогенная фракционная дистилляция является предпочтительной и может включать простую частичную конденсацию без использования каких-либо колонн, частичную конденсацию с использованием колонн, необязательно, с блоком компенсации колебаний давления (Р8А) и компрессором рециркуляции водорода, или промывку метаном. Обычно частичной конденсации с использованием колонн достаточно для получения СО и водорода достаточной чистоты для производства уксусной кислоты и аммиака, соответственно, что позволяет свести к минимуму затраты на оборудование и эксплуатационные расходы, хотя блок Р8А и компрессор рециркуляции водорода могут быть установлены дополнительно для повышения степени чистоты водорода и производительности по СО. Для производства уксусной кислоты, поток СО 30 предпочтительно содержит менее 1000 млн-1 (ррт) водорода и менее 2 мол.% азота плюс метана. Для производства аммиака, поток водорода 32, поступающий в блок азотной промывки (не показан), предпочтительно содержит не менее 80 мол.% водорода, предпочтительнее, не менее 95 мол.% водорода.The stream with a reduced CO 2 26 content contains predominantly CO and hydrogen and can be divided in a CO 28 separation unit into streams with a high CO 30 and 64 content and a stream with a high hydrogen content 32. The separation unit 28 may include any equipment and / or use any methods for separating a CO / hydrogen mixture into relatively pure CO and hydrogen flows, such as, for example, semipermeable membranes, cryogenic fractionation, and the like. Cryogenic fractional distillation is preferred and may include simple partial condensation without using any columns, partial condensation using columns, optionally with a pressure compensation unit (P8A) and a hydrogen recirculation compressor, or washing with methane. Typically, partial condensation using columns is sufficient to produce CO and hydrogen of sufficient purity to produce acetic acid and ammonia, respectively, which will minimize equipment and operating costs, although the P8A unit and hydrogen recirculation compressor can be installed additionally to increase the degree of purity hydrogen and CO performance. For the production of acetic acid, the CO stream 30 preferably contains less than 1000 -1 million (ppm) of hydrogen and less than 2 mol.% Nitrogen plus methane. For the production of ammonia, the hydrogen stream 32 entering the nitrogen flushing unit (not shown) preferably contains at least 80 mol.% Hydrogen, more preferably at least 95 mol.% Hydrogen.

Часть потока водорода 32 поступает в существующую установку синтеза аммиака 14 вместо продувочного потока контура метанола 16. Количество полученного водорода в потоке 32 обычно значительно превышает количество, ранее поступавшее по линии 16. Это объясняется в значительной мере тем, что модернизированная установка вырабатывает меньше метанола, вследствие чего для синтеза метанола расходуется меньшее количество водорода. Дополнительно производимый водород может быть использован в качестве топлива или в качестве источника сырьевого водорода в другом процессе, таком как, например, увеличение конверсии аммиака. Дополнительный аммиак может быть получен путем подачи части дополнительного водорода в существующий реактор синтеза аммиака 14, в котором может быть повышен выход реакции получения аммиака, и/или путем монтирования дополнительной установки синтеза аммиака 33. Увеличенные мощности по производству аммиака могут быть дополнены наличием существующих средств проведения погрузочно-разгрузочных работ, хранения и транспортировки аммиака, которые могут быть использованы для обслуживания дополнительного производства аммиака с незначительными модификациями или без них.Part of the hydrogen stream 32 enters the existing ammonia synthesis unit 14 instead of the purge stream of the methanol circuit 16. The amount of hydrogen produced in stream 32 is usually much higher than the amount previously received through line 16. This is largely due to the fact that the modernized plant produces less methanol, due to which for the synthesis of methanol uses less hydrogen. Additionally produced hydrogen can be used as fuel or as a source of raw hydrogen in another process, such as, for example, increasing the conversion of ammonia. Additional ammonia can be obtained by supplying part of the additional hydrogen to the existing ammonia synthesis reactor 14, in which the yield of the ammonia synthesis reaction can be increased, and / or by mounting an additional ammonia synthesis plant 33. Increased ammonia production capacities can be supplemented by the availability of existing means handling, storage and transportation of ammonia, which can be used to service additional ammonia production with negligible and with or without modifications.

Установка синтеза метанола 12 представляет собой обычную установку конверсии метанола, такую как, например, реактор 1С1. Установка синтеза метанола 12 модернизированной установки, изображенной на фиг. 2, является по существу такой же, как и исходная установка до модернизации, за исключением того, что количество вырабатываемого метанола является значительно меньшим, предпочтительно, составляет примерно половину от исходной установки. Соответственно, компрессор рециркуляции контура (не показан) работает с меньшей производительностью и объем продувочного потока 16 значительно меньше. Как указывалось выше, продувочный поток 16 не нужен более для подачи водорода в устройство конверсии аммиака 14, поскольку теперь, в модернизированной установке, он поступает из потока водорода 32, отбираемого непосредственно от части выходящего потока 18 установки реформинга 10, отводимого из сырьевого потока установки синтеза метанола 12 по линии 20. При необходимости, продувочный поток 16 может быть использован теперь как топливо и/или в качестве источника водорода для гидродесульфуризации сырьевого потока установки реформинга 10. Поскольку более не существует необходимости направлять избыток водорода через установку синтеза метанола 12 для использования в установке аммиака 14, состав сырьевого потока установки синтеза метанола 12, т.е. выходящий поток 18, может быть оптимизирован для повышения эффективности конверсии метанола, как описано выше. Может также потребоваться проведение модификации установки синтеза метанола 12, если это окажется желательным при модернизации для включения каких-либо других модификаций, отсутствующих в исходной установке, которые стали обычными и были разработаны для контура синтеза метанола после сооружения исходной установки, но не были ранее выполнены для нее.The methanol synthesis unit 12 is a conventional methanol conversion unit, such as, for example, a 1C1 reactor. The methanol synthesis unit 12 of the upgraded unit shown in FIG. 2 is essentially the same as the initial setup before the upgrade, except that the amount of methanol produced is significantly less, preferably about half of the initial setup. Accordingly, a loop recirculation compressor (not shown) operates at a lower capacity and the purge stream 16 is much smaller. As indicated above, the purge stream 16 is no longer needed to supply hydrogen to the ammonia conversion device 14, since now, in the modernized plant, it comes from the hydrogen stream 32, taken directly from a part of the effluent 18 of the reforming unit 10, removed from the feed stream of the synthesis unit methanol 12 via line 20. If necessary, purge stream 16 can now be used as fuel and / or as a hydrogen source for hydrodesulfurization of the feed stream of reforming unit 10. Since olee there is no need to send the excess hydrogen through the methanol synthesis unit 12 for use in installing ammonia 14, the composition of the feed stream methanol synthesis unit 12, i.e. effluent 18 can be optimized to increase methanol conversion efficiency as described above. It may also be necessary to modify the methanol synthesis unit 12, if this is desirable during the upgrade to include any other modifications that are not present in the initial unit, which became common and were developed for the methanol synthesis loop after the initial unit was constructed, but were not previously implemented for her.

Количество сингаза в выходящем потоке 18 установки реформинга 10, который отводится для разделения СО2/СО/Н2, предпочтительно, регулируется до достижения стехиометрического соотношения метанола и СО для производства из них уксусной кислоты в установке синтеза уксусной кислоты 34. Предпочтительно, соотношение СО в линии 30 и метанола в линии 38 примерно равно или же метанол вырабатывается с молярным избытком 10-20%, например, с молярным отношением от 1,0 до примерно 1,2. Для получения такого соотношения метанола и СО относительно большее количество (всего, в кг/ч) выходящего потока 18 отводится в линию 20, и оставшаяся небольшая часть подается по линии 38 в установку синтеза метанола 12.The amount of syngas in the effluent 18 of the reforming unit 10, which is diverted to separate CO 2 / CO / H 2 , is preferably controlled until a stoichiometric ratio of methanol and CO is achieved to produce acetic acid from them in an acetic acid synthesis unit 34. Preferably, the ratio of CO to line 30 and methanol in line 38 is approximately equal to or methanol is produced with a molar excess of 10-20%, for example, with a molar ratio of from 1.0 to about 1.2. To obtain such a ratio of methanol and CO, a relatively large amount (total, in kg / h) of the effluent 18 is diverted to line 20, and the remaining small portion is fed via line 38 to the methanol synthesis unit 12.

Установка синтеза уксусной кислоты 34 использует обычное оборудование и методологию производства уксусной кислоты, хорошо известные и/или технически доступные специалистам в данной области, например, из одного или нескольких патентов, касающихся производства уксусной кислоты, указанных выше. Например, может быть использован обычный процесс ВР/Мои8аи1о или усовершенствоThe installation of the synthesis of acetic acid 34 uses conventional equipment and a methodology for the production of acetic acid, well known and / or technically available to specialists in this field, for example, from one or more patents relating to the production of acetic acid mentioned above. For example, the normal BP / Mo8a1o1 process or refinement may be used.

- 6 007455 ванный процесс ВР/Моп§ап1о с использованием технологии ВР-Сайуа (иридиевый катализатор), технологии Сс1апс5с с низким водосодержанием (катализатор на основе ацетата лития-родия), технологии М111ешит с низким водосодержанием (катализатор на основе родия-оксидов фосфора), технологии Лес1сх (родиево-иридиевый катализатор) и/или двойного процесса карбонилирования метанола - изомеризации метилформиата. Реакция в общем включает взаимодействие метанола, метилформиата, или их комбинации в присутствии реакционной смеси, содержащей оксид углерода, воду, растворитель и систему катализатора, включающую по меньшей мере один галогенированный промотор и по меньшей мере одно соединение родия, иридия или их комбинацию. Реакционная смесь, предпочтительно, имеет содержание воды до 20 мас.%. В тех случаях, когда реакция включает простое карбонилирование, содержание воды в реакционной смеси, предпочтительно, составляет от примерно 14 до примерно 15 мас.%. В тех случаях, когда реакция включает маловодное карбонилирование, содержание воды в реакционной смеси, предпочтительно, составляет от примерно 2 до примерно 8 мас.% В тех случаях, когда реакция включает изомеризацию метилформиата или комбинацию изомеризации и карбонилирования метанола, реакционная смесь, предпочтительно, содержит ненулевое количество воды, не превышающее 2 мас.%. Реакция типично проводится в непрерывном режиме. Продукт уксусной кислоты получают по линии 40.- 6 007455 BP / Mop§ap1o process using BP-Sayua technology (iridium catalyst), CC1aps5c technology with low water content (lithium-rhodium acetate catalyst), M111 technology with low water content (catalyst based on rhodium phosphorus oxides) , Leslcx technology (rhodium-iridium catalyst) and / or a double methanol carbonylation process - isomerization of methyl formate. The reaction generally includes reacting methanol, methyl formate, or a combination thereof in the presence of a reaction mixture containing carbon monoxide, water, a solvent, and a catalyst system comprising at least one halogenated promoter and at least one rhodium, iridium compound, or a combination thereof. The reaction mixture preferably has a water content of up to 20 wt.%. In cases where the reaction involves simple carbonylation, the water content in the reaction mixture is preferably from about 14 to about 15 wt.%. In cases where the reaction involves low carbonation, the water content in the reaction mixture is preferably from about 2 to about 8 wt.%. In those cases where the reaction includes isomerization of methyl formate or a combination of isomerization and carbonylation of methanol, the reaction mixture preferably contains non-zero amount of water not exceeding 2 wt.%. The reaction is typically carried out continuously. The product of acetic acid is obtained through line 40.

При необходимости, часть уксусной кислоты из линии 40 может подаваться в обычную установку синтеза мономера винилацетата 42, где проводится ее реакция с этиленом, поступающим по линии 44, и по крайней мере частью кислорода, поступающего по линии 46, с образованием потока продукта мономера 48. Кислород в линии 46 может быть получен, например, с использованием обычной (предпочтительно, криогенной) установки разделения воздуха 50, которая также вырабатывает поток азота 52, соответствующий количеству воздуха в линии 54, необходимому для получения в линии 46 количества кислорода, достаточного для подачи в установку синтеза мономера винилацетата 42 и установку реформинга 10. Количество воздуха, подаваемого на разделение, может быть приведено в соответствие с количеством азота, необходимого для подачи по линии 52 в дополнительные мощности по производству аммиака, добавленные к установке синтеза аммиака 33, как указано выше.If necessary, part of the acetic acid from line 40 can be fed to a conventional vinyl acetate monomer synthesis unit 42, where it is reacted with ethylene coming in line 44 and at least part of the oxygen coming in line 46 to form a monomer product stream 48. Oxygen in line 46 can be obtained, for example, using a conventional (preferably cryogenic) air separation unit 50, which also produces a nitrogen stream 52 corresponding to the amount of air in line 54 needed to obtain and 46, the amount of oxygen sufficient to supply the vinyl acetate monomer 42 synthesis unit and the reforming unit 10. The amount of air supplied to the separation can be brought into correspondence with the amount of nitrogen required for supply via line 52 to the additional ammonia production capacities added to installation of the synthesis of ammonia 33, as described above.

На фиг. 3 схематически изображена установка 100 в соответствии с одним вариантом исполнения комплексного способа получения уксусной кислоты и метанола по настоящему изобретению. В установку совместного производства тепла и электроэнергии 110 подается природный газ 102 и воздух 104 для получения электроэнергии 108 и пара 106. Выработанная энергия питает одну или две установки разделения воздуха 112, которые производят кислород и азот (не показаны). Если установка 100 не включает установку производства аммиака, то лишь небольшая часть азота будет использоваться в других установках (контрольно-измерительная аппаратура и текучая среда системы безопасности).In FIG. 3 schematically shows a plant 100 in accordance with one embodiment of the integrated process for producing acetic acid and methanol of the present invention. Natural gas 102 and air 104 are supplied to the heat and electricity co-production unit 110 to produce electricity 108 and steam 106. The generated energy supplies one or two air separation units 112 that produce oxygen and nitrogen (not shown). If unit 100 does not include an ammonia plant, then only a small fraction of the nitrogen will be used in other plants (instrumentation and safety fluid).

Поток кислорода объединяется с подвергнутым десульфуризации природным газом и паром и предварительно нагревается в подогревателе 114 до достаточно высокой температуры (от 400 до 750°С) для инициирования каталитического окисления сырьевого потока автотермической установки реформинга 116. Автотермическая установка реформинга 116 работает при высоком давлении в интервале от 2 до 8 МПа (20-80 бар), и при высокой температуре (от 800 до 1250°С).The oxygen stream is combined with desulfurized natural gas and steam and preheated in a heater 114 to a sufficiently high temperature (400 to 750 ° C.) to initiate catalytic oxidation of the feed stream of the autothermal reforming unit 116. The autothermal reforming unit 116 operates at high pressure in the range from 2 to 8 MPa (20-80 bar), and at high temperature (from 800 to 1250 ° C).

Основными преимуществами данного процесса является то, что: (1) для получения сингаза 118 с высоким давлением используется более простой компрессор сингаза (не показан), имеющий всего одну или две стадии; и (2) высокая температура на выходе обеспечивает очень низкое содержание непрореагировавшего метана (концентрацию метана в сингазе). Нескорректированный по составу сингаз 118 будет типично иметь величину коэффициента В менее 2.The main advantages of this process are that: (1) a simpler syngas compressor (not shown) having only one or two stages is used to produce syngas 118 with high pressure; and (2) a high outlet temperature provides a very low content of unreacted methane (methane concentration in syngas). Unregulated syngas 118 will typically have a factor B value of less than 2.

Высокие температуры утилизуются с помощью теплообменников (не показаны) для подогрева сырьевых потоков и/или для генерации пара.High temperatures are utilized using heat exchangers (not shown) to heat the feed streams and / or to generate steam.

Часть 120 охлажденного сингаза направляется в блок удаления СО2 122, работающий с использованием этаноламинов, для получения потока с повышенным содержанием СО2 124 и смешанного потока Н2/СО 126. Затем установка разделения 128 вырабатывает поток с повышенным содержанием СО 130 и поток с повышенным содержанием Н2 132. Установка разделения 128 может быть, например, холодильной камерой частичной конденсации с двумя колоннами.The cooled syngas portion 120 is sent to a CO 2 122 removal unit using ethanolamines to produce a stream with a high content of CO2 124 and a mixed stream of H 2 / CO 126. Then, a separation unit 128 produces a stream with a high content of CO 130 and a stream with a high content H 2 132. The separation unit 128 may be, for example, a partial condensation refrigerator with two columns.

В данном варианте исполнения, потоки 124 и 132 могут смешиваться с другой частью 134 сингаза для получения скорректированного по составу сингаза 136, имеющего коэффициент В в интервале от 2,0 до 2,9, предпочтительно, примерно 2, перед подачей в контур синтеза метанола 138. Скорректированный по составу сингаз 136, имеющий значение коэффициента В примерно 2, дает продувочный поток водорода 140 с низким расходом. Предпочтительно, коэффициент В скорректированного по составу сингаза находится в интервале от 2,00 до 2,05.In this embodiment, streams 124 and 132 can be mixed with another syngas portion 134 to obtain a syngas-corrected composition 136 having a coefficient B ranging from 2.0 to 2.9, preferably about 2, before being fed to the methanol synthesis loop 138 A compositionally corrected syngas 136 having a B value of about 2 gives a purge stream of hydrogen 140 at a low flow rate. Preferably, the compositionally adjusted syngas coefficient B is in the range of 2.00 to 2.05.

Контур синтеза метанола 138 использует реакцию синтеза низкого давления для получения потока метанола 146, и генерации пара.The methanol synthesis loop 138 uses a low pressure synthesis reaction to produce a methanol stream 146, and to generate steam.

В зависимости от экономических показателей, продувочный поток 140 может быть использован для утилизации его теплотворной способности или разделен на мембранах или в блоке компенсации колебаний давления (Р8А) 142 для извлечения водорода 144 и рециркуляции в основной цикл синтеза 138.Depending on economic indicators, the purge stream 140 can be used to utilize its calorific value or divided into membranes or in a pressure fluctuation compensation unit (P8A) 142 to extract hydrogen 144 and recycle it into the main synthesis cycle 138.

Часть 148 вырабатываемого метанола подается в установку уксусной кислоты 150 для карбонилирования потоком СО 130 из установки разделения 128 с образованием потока уксусной кислоты 152.Part 148 of the produced methanol is fed to the acetic acid unit 150 for carbonylation with a stream of CO 130 from the separation unit 128 to form an acetic acid stream 152.

- 7 007455- 7 007455

Другая часть 154 потока метанола 146 представляет собой продукт метанола.Another portion 154 of the methanol stream 146 is a methanol product.

Представленный на фиг. 4 вариант исполнения процесса 200 аналогичен изображенному на фиг. 3, но включает установку предварительной гидрогенизации 202 и линию рециркуляции продувочного газа 204. Установка предварительной гидрогенизации 202 содержит катализатор гидрогенизации, например, никель-кобальт-молибденовый катализатор, обычно используемый для парового реформинга, и эксплуатируется при подходящей температуре гидрогенизации, например, 300-550°С.Presented in FIG. 4, an embodiment of the process 200 is similar to that depicted in FIG. 3, but includes a pre-hydrogenation unit 202 and a purge gas recirculation line 204. The pre-hydrogenation unit 202 contains a hydrogenation catalyst, for example, nickel-cobalt-molybdenum catalyst, commonly used for steam reforming, and is operated at a suitable hydrogenation temperature, for example, 300-550 ° C.

Рециркулируемый продувочный газ подпитывает поток с повышенным содержанием водорода, поступающий в установку предварительной гидрогенизации для превращения любых высших углеводородов в потоке сырьевого газа в низшие углеводороды, например, метан. Должна быть обеспечена подача достаточного количества водорода из потока рециркуляции для стехиометрического гидрирования или крекинга высших углеводородов в сырьевом потоке природного газа до низших углеводородов, предпочтительно, метана.The recycle purge gas feeds a high hydrogen stream to the pre-hydrogenation unit to convert any higher hydrocarbons in the feed gas stream to lower hydrocarbons, such as methane. Sufficient hydrogen must be supplied from the recycle stream for stoichiometric hydrogenation or cracking of higher hydrocarbons in the feed stream of natural gas to lower hydrocarbons, preferably methane.

Остаток продувочного газа может поступать в АТР для восстановления всех углеродсодержащих молекул. При этом не допускается накопления инертных соединений, таких как азот или аргон, в контуре метанола, поскольку часть сингаза поступает в установку выделения СО, причем такие инертные соединения обычно сопровождают поток СО.The remainder of the purge gas may enter the ATR to recover all carbon-containing molecules. In this case, the accumulation of inert compounds, such as nitrogen or argon, in the methanol circuit is not allowed, since part of the syngas enters the CO separation unit, and such inert compounds usually accompany the CO stream.

Сырьевой поток природного газа, предпочтительно, состоящий преимущественно из метана, подвергается десульфуризации перед установкой предварительной гидрогенизации и, предпочтительно, имеет низкое содержание водяного пара. Установка предварительной гидрогенизации, предпочтительно, работает в общем при низком водосодержании, т.е. без подачи пара, который может смешиваться с выходящим потоком установки предварительной гидрогенизации для подогрева обычным способом, за исключением того, что могут быть использованы более высокие температуры подогрева вследствие более низкого содержания высших углеводородов. Многие источники природного газа, такие как попутный газ, содержат значительные количества этана, пропана, бутана и С5+-углеводородов, которые могут вызвать образование сажи в автотермической установке реформинга 116, как описано в патенте США № 6375916. Установка предварительной гидрогенизации превращает высшие углеводороды в низшие углеводороды, т.е. метан, и позволяет эксплуатировать установку реформинга при более низком соотношении пар/углерод без образования сажи. Использование отводного потока продувочного газа может позволить пропорционально уменьшить размеры или производительность блока мембранного разделения/Р8Л и/или полностью отказаться от их использования. Поскольку рециркулируемый водород является внутренним циклом, общий материальный баланс производственных мощностей остается по существу без изменений.The natural gas feed stream, preferably consisting primarily of methane, is desulfurized prior to the pre-hydrogenation unit and preferably has a low water vapor content. The pre-hydrogenation unit preferably works in general at a low water content, i.e. without supplying steam, which can be mixed with the effluent of the pre-hydrogenation unit for heating in the usual way, except that higher heating temperatures can be used due to the lower content of higher hydrocarbons. Many natural gas sources, such as associated gas, contain significant amounts of ethane, propane, butane and C5 + hydrocarbons, which can cause soot formation in the autothermal reforming unit 116, as described in US Pat. No. 6,375,916. The pre-hydrogenation unit converts higher hydrocarbons to lower hydrocarbons hydrocarbons i.e. methane, and allows you to operate the reformer at a lower steam / carbon ratio without the formation of soot. The use of a purge gas bypass stream may allow proportionally reducing the size or performance of the membrane separation unit / P8L and / or completely abandoning their use. Since recycled hydrogen is an internal cycle, the overall material balance of production capacity remains essentially unchanged.

Claims (13)

1. Способ получения сингаза для производства метанола или производных метанола, включающий стадии объединения водородсодержащего потока с сырьевым потоком природного газа, содержащего высшие углеводороды, с образованием водородсодержащего сырьевого потока;1. A method of producing syngas for the production of methanol or methanol derivatives, comprising the steps of combining a hydrogen-containing stream with a natural gas feed stream containing higher hydrocarbons to form a hydrogen-containing feed stream; введения в контакт указанного сырьевого потока с катализатором гидрогенизации при температуре гидрогенизации для получения подогретого потока с пониженным содержанием высших углеводородов;contacting said feed stream with a hydrogenation catalyst at a hydrogenation temperature to obtain a heated stream with a reduced content of higher hydrocarbons; подачи указанного подогретого потока, пара и кислорода в автотермическую установку реформинга для получения нескорректированного по составу сингаза, содержащего, по меньшей мере, водород, оксид углерода и, необязательно, двуокись углерода.feeding said heated stream, steam, and oxygen into an autothermal reforming unit to produce a syngas not adjusted in composition, containing at least hydrogen, carbon monoxide, and optionally carbon dioxide. 2. Способ по п.1, в котором нескорректированный по составу сингаз имеет значение коэффициента К (К=[(Н2-СО2)/(СО+СО2)]) менее 2, при этом способ дополнительно включает выделение по крайней мере части нескорректированного по составу сингаза в поток с повышенным содержанием водорода, поток с повышенным содержанием оксида углерода и поток с повышенным содержанием двуокиси углерода и подготовку скорректированного по составу сингаза, имеющего значение коэффициента К от 2,0 до 2,9, путем объединения по крайней мере части по меньшей мере двух потоков, выбранных из группы, включающей любой остаток нескорректированного по составу сингаза, поток с повышенным содержанием водорода, поток с повышенным содержанием оксида углерода, поток с повышенным содержанием двуокиси углерода и дополнительный источник двуокиси углерода;2. The method according to claim 1, in which the unregulated syngas has a coefficient K (K = [(H 2 -CO 2 ) / (CO + CO 2 )]) less than 2, the method further comprising isolating at least parts of the syngas not adjusted in composition to a stream with a high hydrogen content, a stream with a high content of carbon monoxide and a stream with a high content of carbon dioxide and the preparation of a composition-adjusted syngas having a coefficient K from 2.0 to 2.9 by combining at least parts of at least two streams, selected from the group consisting of any unregulated syngas residue, a stream with a high hydrogen content, a stream with a high content of carbon monoxide, a stream with a high content of carbon dioxide and an additional source of carbon dioxide; подачу скорректированного по составу сингаза в контур синтеза метанола для производства метанола.supply of a syngas adjusted in composition to the methanol synthesis loop for methanol production. 3. Способ по п.1 или 2, дополнительно включающий получение продукта, выбранного из уксусной кислоты и прекурсора уксусной кислоты, путем проведения реакции по меньшей мере части выработанного метанола по меньшей мере с частью потока с повышенным содержанием оксида углерода в стехиометрическом отношении.3. The method according to claim 1 or 2, further comprising obtaining a product selected from acetic acid and an acetic acid precursor by reacting at least a portion of the methanol produced with at least a portion of the stream with a high content of carbon monoxide in a stoichiometric ratio. 4. Способ по п.3, в котором продукт включает прекурсор уксусной кислоты; при этом способ дополнительно включает стадию превращения прекурсора уксусной кислоты в уксусную кислоту.4. The method according to claim 3, in which the product includes a precursor of acetic acid; wherein the method further includes the step of converting the acetic acid precursor to acetic acid. - 8 007455- 8 007455 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором указанный сырьевой поток на указанной стадии контактирования не содержит добавленного пара для поддержания низкого водосодержания при гидрогенизации.5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein said feed stream at said contacting step does not contain added steam to maintain low water content during hydrogenation. 6. Способ по п.2, дополнительно включающий выделение потока продувочного газа из контура синтеза метанола и рециркуляцию по крайней мере части потока продувочного газа на стадию контактирования в качестве водородсодержащего потока.6. The method according to claim 2, further comprising separating the purge gas stream from the methanol synthesis loop and recycling at least a portion of the purge gas stream to the contacting step as a hydrogen-containing stream. 7. Способ по п.6, дополнительно включающий выделение газообразного водорода из указанного продувочного потока, содержащего газообразный водород, и рециркуляцию газообразного водорода в поток нескорректированного по составу сингаза.7. The method according to claim 6, further comprising separating hydrogen gas from said purge stream containing hydrogen gas, and recirculating the hydrogen gas to a syngas not adjusted in composition. 8. Способ по п.6, включающий рециркуляцию указанного продувочного потока газообразного водорода перед автотермической установкой реформинга.8. The method according to claim 6, comprising recirculating said purge stream of hydrogen gas before the autothermal reforming unit. 9. Способ по любому из пп.2-8, дополнительно включающий проведение реакции по крайней мере части потока с повышенным содержанием оксида углерода из установки разделения по крайней мере с частью потока метанола из установки синтеза метанола, по существу, в стехиометрическом соотношении с образованием продукта, выбранного из группы, состоящей из уксусной кислоты, уксусного ангидрида, метилформиата, метилацетата и их комбинаций.9. The method according to any one of claims 2 to 8, further comprising carrying out the reaction of at least a portion of the stream with a high content of carbon monoxide from a separation unit with at least a portion of the methanol stream from the methanol synthesis unit, in substantially stoichiometric ratio to form the product selected from the group consisting of acetic acid, acetic anhydride, methyl formate, methyl acetate and combinations thereof. 10. Способ по п.9, в котором продукт выбран из группы, состоящей из уксусной кислоты, уксусного ангидрида, метилформиата, метилацетата и их комбинаций.10. The method according to claim 9, in which the product is selected from the group consisting of acetic acid, acetic anhydride, methyl formate, methyl acetate and combinations thereof. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов формулы, в котором установка реформинга является автотермической установкой реформинга, работающей при давлении в интервале 2-8 МПа (20-80 бар) и температуре от 800 до 1250°С.11. The method according to any one of the preceding claims, in which the reforming unit is an autothermal reforming unit operating at a pressure in the range of 2-8 MPa (20-80 bar) and a temperature of from 800 to 1250 ° C. 12. Способ по любому из пп.2-11, в котором часть потока с повышенным содержанием двуокиси углерода подается в установку реформинга для увеличения производства оксида углерода.12. The method according to any one of claims 2-11, wherein a portion of the stream with a high carbon dioxide content is fed to a reforming unit to increase carbon monoxide production. 13. Способ по любому из пп.2-12, в котором коэффициент Я скорректированного по составу сингаза имеет значение от 2,00 до 2,05.13. The method according to any one of claims 2 to 12, in which the coefficient I of the syngas adjusted in composition has a value from 2.00 to 2.05.
EA200401498A 2002-05-20 2003-05-20 Integrated process for making acetic acid and methanol EA007455B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US31925802P 2002-05-20 2002-05-20
US31991803P 2003-01-30 2003-01-30
PCT/CY2003/000002 WO2003097523A2 (en) 2002-05-20 2003-05-20 Integrated process for making acetic acid and methanol

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200401498A1 EA200401498A1 (en) 2005-06-30
EA007455B1 true EA007455B1 (en) 2006-10-27

Family

ID=29553045

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200401498A EA007455B1 (en) 2002-05-20 2003-05-20 Integrated process for making acetic acid and methanol
EA200600482A EA008283B1 (en) 2002-05-20 2003-05-20 Integrated process for making acetic acid and methanol

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200600482A EA008283B1 (en) 2002-05-20 2003-05-20 Integrated process for making acetic acid and methanol

Country Status (6)

Country Link
CN (1) CN1310826C (en)
AU (1) AU2003232578B2 (en)
EA (2) EA007455B1 (en)
NO (1) NO20045381L (en)
OA (1) OA12861A (en)
WO (1) WO2003097523A2 (en)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RS20060418A (en) * 2004-01-22 2008-09-29 Acetex (Cyprus) Limited, Integrated process for acetic acid and methanol
CN101906018B (en) * 2004-01-22 2012-12-05 埃塞泰克斯(塞浦路斯)有限公司 Integrated method for preparing acetic acid and methanol
MY146697A (en) * 2004-07-09 2012-09-14 Acetex Cyprus Ltd Preparation of syngas for acetic acid synthesis by partial oxidation of methanol feedstock
AU2004229006B2 (en) * 2004-11-08 2012-09-06 Acetex (Cyprus) Limited Autothermal reforming process for integrated production of acetic acid and methanol
EA011478B1 (en) * 2005-02-18 2009-04-28 Асетэкс (Кипр) Лимитед Autothermal reforming process for integrated making acetic acid and methanol
FR2901265B1 (en) * 2006-05-17 2008-07-18 Inst Francais Du Petrole PROCESS FOR THE TREATMENT OF NATURAL GAS WITH THE USE OF NITROGEN AND CO2 TO PRODUCE METHANOL AND AMMONIA OR UREA
FR2901266B1 (en) * 2006-05-17 2008-07-11 Inst Francais Du Petrole PROCESS FOR TREATING NATURAL GAS WITH NITROGEN AND CO2 ENHANCEMENT TO PRODUCE FORMIC ESTER AND AMMONIA OR UREA
FR2901152B1 (en) * 2006-05-17 2008-07-04 Inst Francais Du Petrole PROCESS FOR TREATING NATURAL GAS WITH CO2 VALORIZATION TO PRODUCE FORMIC ESTER AND METHANE
US7608744B1 (en) 2008-07-31 2009-10-27 Celanese International Corporation Ethanol production from acetic acid utilizing a cobalt catalyst
EP2199254A1 (en) * 2008-12-11 2010-06-23 BP p.l.c. Integrated gas refinery
US7884253B2 (en) * 2008-12-11 2011-02-08 Range Fuels, Inc. Methods and apparatus for selectively producing ethanol from synthesis gas
CN102180767A (en) * 2011-03-10 2011-09-14 庞玉学 Method and device for jointly producing methanol, ammonia and acetic acid by using coal and natural gas
CN103030109A (en) * 2011-10-09 2013-04-10 中国石油化工股份有限公司 Preparation method of synthesis gas for synthesizing acetic acid
CN102690171B (en) * 2012-05-23 2014-07-09 中国科学院山西煤炭化学研究所 Process for preparing ethanol from synthesis gas via methyl alcohol
CN104995160B (en) * 2012-12-21 2020-03-20 英国石油化学品有限公司 Integrated process for the production of methanol and methyl acetate
KR20150096792A (en) 2012-12-21 2015-08-25 비피 케미칼즈 리미티드 Integrated process for making acetic acid
RU2686734C2 (en) * 2012-12-21 2019-04-30 Бп Кемикэлз Лимитед Combined method of producing methyl acetate and methanol from syntheses gas and dimethyl ether
CN104995167B (en) * 2012-12-21 2017-05-17 英国石油化学品有限公司 Integrated process for the production of methyl acetate and methanol from synthesis gas and dimethylether
JP6416193B2 (en) 2013-03-15 2018-10-31 セラニーズ・インターナショナル・コーポレーション Method for separating synthesis gas using carbonylation method
RU2747327C1 (en) * 2017-06-28 2021-05-04 Юниверсити Оф Саут Флорида Systems and methods of production of liquid fuel from landfill gases
CN109574839B (en) * 2017-09-29 2021-08-31 中国科学院大连化学物理研究所 Method for directly producing methyl acetate and/or acetic acid by using synthesis gas
CA3098596A1 (en) * 2018-06-08 2019-12-12 Casale Sa Process for methanol production
CN111559949B (en) * 2020-05-29 2022-12-02 中国海洋石油集团有限公司 System and method for increasing yield of p-xylene by using carbon-rich natural gas
IT202200004013A1 (en) * 2022-03-03 2023-09-03 Milano Politecnico Self-sustainable zero-emission process for the production of chemicals from organic sources

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3552924A (en) * 1966-08-15 1971-01-05 Phillips Petroleum Co Hydrogen manufacture
US4464483A (en) * 1981-06-12 1984-08-07 Stamicarbon B.V. Process for the preparation of methanol
US4522894A (en) * 1982-09-30 1985-06-11 Engelhard Corporation Fuel cell electric power production
EP0233076A2 (en) * 1986-02-10 1987-08-19 Foster Wheeler Energy Limited Process for the production of synthesis gas
EP0533231A1 (en) * 1991-09-14 1993-03-24 METALLGESELLSCHAFT Aktiengesellschaft Method for synthesis gas generation used in methanol synthesis
EP0650950A1 (en) * 1993-10-27 1995-05-03 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Process for the production of methanol
US5472986A (en) * 1994-11-08 1995-12-05 Starchem, Inc. Methanol production process using a high nitrogen content synthesis gas with a hydrogen recycle
US5728871A (en) * 1996-04-10 1998-03-17 Haldor Topsoe A/S Process for the preparation of acetic acid
EP0989094A2 (en) * 1998-09-25 2000-03-29 Haldor Topsoe A/S Process for the autothermal reforming of a hydrocarbon feedstock containing higher hydrocarbons
US20010020044A1 (en) * 1999-06-07 2001-09-06 Whitney John P. Process for recycling heterogeneous waste
EP1188712A2 (en) * 2000-09-13 2002-03-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel reforming apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6232352B1 (en) * 1999-11-01 2001-05-15 Acetex Limited Methanol plant retrofit for acetic acid manufacture

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3552924A (en) * 1966-08-15 1971-01-05 Phillips Petroleum Co Hydrogen manufacture
US4464483A (en) * 1981-06-12 1984-08-07 Stamicarbon B.V. Process for the preparation of methanol
US4522894A (en) * 1982-09-30 1985-06-11 Engelhard Corporation Fuel cell electric power production
EP0233076A2 (en) * 1986-02-10 1987-08-19 Foster Wheeler Energy Limited Process for the production of synthesis gas
EP0533231A1 (en) * 1991-09-14 1993-03-24 METALLGESELLSCHAFT Aktiengesellschaft Method for synthesis gas generation used in methanol synthesis
EP0650950A1 (en) * 1993-10-27 1995-05-03 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Process for the production of methanol
US5472986A (en) * 1994-11-08 1995-12-05 Starchem, Inc. Methanol production process using a high nitrogen content synthesis gas with a hydrogen recycle
US5728871A (en) * 1996-04-10 1998-03-17 Haldor Topsoe A/S Process for the preparation of acetic acid
EP0989094A2 (en) * 1998-09-25 2000-03-29 Haldor Topsoe A/S Process for the autothermal reforming of a hydrocarbon feedstock containing higher hydrocarbons
US20010020044A1 (en) * 1999-06-07 2001-09-06 Whitney John P. Process for recycling heterogeneous waste
EP1188712A2 (en) * 2000-09-13 2002-03-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel reforming apparatus

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Syngas (autothermal)" HYDROCARBON PROCESSING, no. 94, April 2000 (2000-04), page 94, XP002258909, USA, page 94 *
CHRISTENSEN R. S. ET AL.: "IMPROVE SYNGAS PRODUCTION USING AUTOTHERMAL REFORMING", HYDROCARBON PROCESSING, GULF PUBLISHING CO. HOUSTON, US, 1 March 1994 (1994-03-01), pages 39-42, 44, 46, XP000199938, ISSN: 0018-8190, the whole document *

Also Published As

Publication number Publication date
OA12861A (en) 2006-09-15
EA008283B1 (en) 2007-04-27
EA200401498A1 (en) 2005-06-30
CN1310826C (en) 2007-04-18
WO2003097523A2 (en) 2003-11-27
AU2003232578A1 (en) 2003-12-02
AU2003232578B2 (en) 2009-03-12
WO2003097523A3 (en) 2004-04-29
NO20045381L (en) 2004-12-09
CN1656012A (en) 2005-08-17
EA200600482A1 (en) 2006-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA007455B1 (en) Integrated process for making acetic acid and methanol
KR101046116B1 (en) Integrated method for acetic acid and methanol
Aasberg-Petersen et al. Large scale methanol production from natural gas
AU2009326172B2 (en) Integrated gas refinery
US6599491B2 (en) Bimodal hydrogen manufacture
Dahl et al. Proven autothermal reforming technology for modern large-scale methanol plants
EA024553B1 (en) Co-production of methanol and urea
JP2007536347A (en) Methanol synthesis system and method
AU783540B2 (en) Method and plant for production of oxygenated hydrocarbons
WO2013013895A1 (en) Process for production of synthesis gas
CA2985284C (en) Use of syngas comprising carbon monoxide and water in the synthesis of methanol
US20020143219A1 (en) Natural gas conversion to hydrocarbons and ammonia
EP0111376B1 (en) Process for the preparation of methanol
EA005142B1 (en) Integrated process for hydrocarbon synthesis
CA3201576A1 (en) Hydrocarbon upgrading to methanol and hydrogen product streams
CN101906018B (en) Integrated method for preparing acetic acid and methanol
US20230219815A1 (en) System network and method for operating a system network of this type for producing higher alcohols
RU2353608C2 (en) Integrated method of acetic acid and methanol production
WO2023247315A1 (en) Conversion of carbon oxides to sustainable gasoline
AU2023206195A1 (en) Process and plant for providing synthesis gas and for producing methanol
KR101426698B1 (en) Hydrogen Production System Comprising Aqueous Phase Reformer
AU2004229006B2 (en) Autothermal reforming process for integrated production of acetic acid and methanol
EA011478B1 (en) Autothermal reforming process for integrated making acetic acid and methanol

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU