EA041393B1

EA041393B1 - METHOD FOR PRODUCING SYNTHESIS GAS

Info

Publication number: EA041393B1
Application number: EA202090340
Authority: EA
Inventors: Ким Аасберг-Петерсен; Пат А. ХАН
Original assignee: Хальдор Топсёэ А/С
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2022-10-19

Description

Изобретение относится к получению синтез-газа. В частности, изобретение предусматривает сочетание разделения воздуха, электролиза воды и частичного окисления углеводородного сырья при получении синтез-газа, содержащего водород и оксиды углерода.The invention relates to the production of synthesis gas. In particular, the invention provides for a combination of air separation, water electrolysis and partial oxidation of hydrocarbon feedstock to produce synthesis gas containing hydrogen and carbon oxides.

Получение синтез-газа, например, для синтеза метанола с использованием природного газа в качестве сырья, как правило, осуществляют путем парового риформинга.The production of synthesis gas, for example for the synthesis of methanol using natural gas as a feedstock, is generally carried out by steam reforming.

Основная реакция парового риформинга (приведена для метана):Basic steam reforming reaction (given for methane):

СН4 + Н2О #ЗН₂ + СО.CH4 + H2O #ZN ₂ + CO.

Подобные реакции осуществляют и для других углеводородов. Паровому риформингу, как правило, сопутствует реакция сдвига водяного газа:Similar reactions are carried out for other hydrocarbons. Steam reforming is typically accompanied by a water gas shift reaction:

СО + Н₂О СО₂ + Н₂ CO + H ₂ O CO ₂ + H ₂

Паровой риформинг может осуществляться, например, с использованием сочетания трубчатого риформера (который также именуется реактором парового риформинга метана, (ПРМ)) и автотермического риформинга (АТР), который также именуется первичным и вторичным риформингом или двухэтапным риформингом. В качестве альтернативы для получения синтез-газа может быть использован отдельный реактор ПРМ или отдельный реактор АТР.Steam reforming can be carried out, for example, using a combination of a tubular reformer (also referred to as a methane steam reforming reactor, (SRM)) and autothermal reforming (ATR), which is also referred to as primary and secondary reforming or two-stage reforming. Alternatively, a separate PFP reactor or a separate ATR reactor can be used to produce synthesis gas.

Основными элементами реактора АТР являются горелка, камера сгорания и слой катализатора, который находится в огнеупорном корпусе высокого давления. В реакторе АТР после частичного окисления или сгорания углеводородного сырья с использованием субстехиометрических количеств кислорода осуществляют паровой риформинг потока водородного сырья, которое прошло частичное сгорание, в неподвижном слое катализатора парового риформинга. Из-за высоких температур паровой риформинг частично происходит в камере сгорания. Реакции парового риформинга сопутствует реакция сдвига водяного газа. Как правило, на выходе из реактора АТР газ находится на уровне или близко к равновесию реакции парового риформинга и реакции сдвига водяного газа. Температура газа на выходе, как правило, находится в диапазоне 850-1100°C. Более подробная информация об АТР и его полное описание известны из уровня техники, например, из работы Studies in Surface Science and Catalysis (Исследования в области химии поверхности и катализа), т. 152, Synthesis gas production for FT synthesis (Производство синтез-газа для синтеза Фишера-Тропша), глава 4, стр. 258-352, 2004. В указанном источнике можно найти дополнительную информацию о паровом риформинге (ПРМ) и двухэтапном риформинге.The main elements of the ATR reactor are a burner, a combustion chamber and a catalyst bed, which is located in a refractory pressure vessel. In the ATR reactor, after partial oxidation or combustion of the hydrocarbon feed using substoichiometric amounts of oxygen, the steam reforming of the hydrogen feed stream, which has undergone partial combustion, is carried out in a fixed bed of a steam reforming catalyst. Due to the high temperatures, steam reforming partly takes place in the combustion chamber. The steam reforming reaction is accompanied by a water gas shift reaction. As a rule, at the outlet of the ATR reactor, the gas is at or close to the equilibrium of the steam reforming reaction and the water gas shift reaction. The outlet gas temperature is typically in the range of 850-1100°C. More detailed information about ATP and its full description are known from the prior art, for example, from Studies in Surface Science and Catalysis (Research in the field of surface chemistry and catalysis), v. 152, Synthesis gas production for FT synthesis (Production of synthesis gas for Fischer-Tropsch Synthesis), Chapter 4, pp. 258-352, 2004. Additional information about steam reforming (SFR) and two-stage reforming can be found in the referenced source.

Независимо от того, используют ли отдельный реактор ПРМ, двухэтапный риформинг или отдельный АТР, полученный газ будет содержать водород, монооксид углерода и диоксид углерода, а также другие компоненты, обычно включающие метан и пар.Whether a separate SFP reactor, a two-stage reformer, or a separate ATR is used, the resulting gas will contain hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide, as well as other components, typically including methane and steam.

Альтернативным способом получения синтез-газа является частичное окисление, также именуемое ЧО. Основными элементами реактора ЧО являются горелка и камера сгорания, которые находятся в огнеупорном корпусе высокого давления. В реакторе ЧО осуществляют частичное окисление или сгорание углеводородного сырья с использованием субстехиометрических количеств кислорода. Также происходит реакция парового риформинга и реакция сдвига водяного газа. Температура на выходе из реактора, как правило, составляет 1100-1500°C. В реакторе может происходить сажеобразование и на этапах после реактора ЧО может быть необходимо удаление сажи.An alternative way to produce synthesis gas is partial oxidation, also referred to as PO. The main elements of the CHO reactor are the burner and the combustion chamber, which are located in a refractory pressure vessel. In the CHO reactor, partial oxidation or combustion of hydrocarbon feedstock is carried out using substoichiometric amounts of oxygen. A steam reforming reaction and a water gas shift reaction also take place. The temperature at the outlet of the reactor, as a rule, is 1100-1500°C. Soot formation may occur in the reactor and soot removal may be necessary in the steps after the PO reactor.

Синтез-газ метанола предпочтительно имеет состав, соответствующий так называемому модулю (M=(H₂-CO₂)/(CO+CO₂)):1,90-2,20, предпочтительно модуль составляет немногим более 2 (например, 2,00-2,10).The methanol synthesis gas preferably has a composition corresponding to the so-called modulus (M=(H ₂ -CO ₂ )/(CO+CO ₂ )):1.90-2.20, preferably the modulus is just over 2 (for example, 2, 00-2.10).

В ходе парового риформинга в реакторе ПРМ, как правило, получают более высокий модуль, то есть избыток водорода, тогда как при двухэтапном риформинге может быть получен необходимый модуль. При двухэтапном риформинге температуру на выходе из парового риформера обычно регулируют таким образом, что на выходе из АТР получают необходимый модуль. Для отдельного АТР модуль газа, выходящего из АТР, зачастую ниже модуля, который необходим для использования полученного синтезгаза в производстве метанола. Эта проблема может быть решена, например, путем удаления диоксида углерода или отделения водорода из продувочного газа из контура синтеза метанола. В обоих случаях эффективность контура метанола ниже, чем в случае двухэтапного риформинга.Steam reforming in a PfP reactor typically produces a higher modulus, ie excess hydrogen, while two-stage reforming can produce the required modulus. In two-stage reforming, the temperature at the outlet of the steam reformer is usually controlled so that the desired modulus is obtained at the outlet of the ATR. For a single ATR, the modulus of the gas exiting the ATR is often lower than the modulus required to use the produced synthesis gas in methanol production. This problem can be solved, for example, by removing carbon dioxide or separating hydrogen from the purge gas from the methanol synthesis loop. In both cases, the efficiency of the methanol loop is lower than in the case of a two-stage reformer.

При двухэтапном риформинге реактор парового риформинга метана (ПРМ) должен иметь большой масштаб, а для начала реакции эндотермического парового риформинга требуется значительное количество тепла. Таким образом, желательно уменьшить размер и нагрузку парового риформера. Кроме того, в концепции двухэтапного риформинга для АТР требуется кислород. На сегодняшний день кислород, как правило, производится в криогенной воздухоразделительной установке (ВРУ). Такая ВРУ является масштабным и затратным элементом оборудования. Желательно, чтобы весь кислород или его часть были получены другими способами.In two-stage reforming, the methane steam reforming reactor (SRM) needs to be large scale, and a significant amount of heat is required to start the endothermic steam reforming reaction. Thus, it is desirable to reduce the size and load of the steam reformer. In addition, in the two-stage reforming concept, oxygen is required for ATP. Today, oxygen is typically produced in a cryogenic air separation unit (ASU). Such an ASU is a large-scale and costly piece of equipment. It is desirable that all or part of the oxygen be obtained by other means.

Таким образом, настоящее изобретение предоставляет способ получения синтез-газа, включающий следующие этапы:Thus, the present invention provides a method for producing synthesis gas, including the following steps:

(a) сепарацию атмосферного воздуха на отдельный кислородсодержащий поток и отдельный азотсодержащий поток;(a) separating atmospheric air into a separate oxygen-containing stream and a separate nitrogen-containing stream;

(b) получение отдельного водородсодержащего потока и отдельного кислородсодержащего потока путем электролиза воды и/или пара;(b) obtaining a separate hydrogen-containing stream and a separate oxygen-containing stream by electrolysis of water and/or steam;

- 1 041393 (cl) частичное окисление или автотермический риформинг в автотермическом риформире по меньшей мере части углеводородного сырья с использованием по меньшей мере части кислородсодержащего потока, полученного путем сепарации атмосферного воздуха на этапе (a), и по меньшей мере части кислородсодержащего потока, полученного путем электролиза воды и/или пара на этапе (b), с получением технологического газа, содержащего водород, монооксид углерода и диоксид углерода; или (c2 ) газификацию угля или биомассы с использованием воды и по меньшей мере части кислородсодержащего потока, полученного путем сепарации атмосферного воздуха на этапе (a), и по меньшей мере части кислородсодержащего потока, полученного путем электролиза воды на этапе (b), с получением технологического газа, содержащего водород, монооксид углерода и диоксид углерода; и (d) введение по меньшей мере части отдельного водородсодержащего потока с этапа (b) в технологический газ с этапа (c1) или (c2).- 1 041393 (cl) partial oxidation or autothermal reforming in an autothermal reformer of at least a portion of a hydrocarbon feed using at least a portion of an oxygen-containing stream obtained by separating atmospheric air in step (a) and at least a portion of an oxygen-containing stream obtained by electrolyzing water and/or steam in step (b) to produce a process gas containing hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide; or (c2) gasification of coal or biomass using water and at least part of the oxygen-containing stream obtained by separating atmospheric air in step (a) and at least part of the oxygen-containing stream obtained by electrolysis of water in step (b) to obtain process gas containing hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide; and (d) introducing at least a portion of the separate hydrogen-containing stream from step (b) into the process gas from step (c1) or (c2).

Способ воздухоразделения, используемый в способе по настоящему изобретению, предпочтительно представляет собой фракционную перегонку в криогенной установке воздухоразделения, с получением части кислорода, которую используют на этапе (c1) или (c2). В качестве альтернативы могут быть использованы другие способы, такие как мембранная сепарация, адсорбция при переменном давлении (PSA) и вакуумная адсорбция при переменном давлении (VPSA).The air separation method used in the method of the present invention is preferably a fractional distillation in a cryogenic air separation plant to obtain a portion of the oxygen that is used in step (c1) or (c2). Alternatively, other methods such as membrane separation, pressure swing adsorption (PSA) and vacuum pressure swing adsorption (VPSA) can be used.

В качестве альтернативы частичному окислению или автотермическому риформингу по меньшей мере части углеводородного сырья, технологический газ, содержащий водород, монооксид углерода и диоксид углерода, может быть получен путем газификации твердого углеродсодержащего сырья, предпочтительно угля или биомассы, с использованием потока кислорода, который образуется при разделении воздуха, вместе с кислородом, полученным при электролизе воды и/или пара.As an alternative to partial oxidation or autothermal reforming of at least a portion of the hydrocarbon feedstock, a process gas containing hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide can be obtained by gasification of a solid carbonaceous feedstock, preferably coal or biomass, using an oxygen stream that is generated by separation air, together with oxygen obtained from the electrolysis of water and/or steam.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения на этапе (c1) осуществляют частичный паровой риформинг углеводородного сырья в первичном риформере (ПРМ) по ходу процесса перед автотермическим риформером.In accordance with one embodiment of the invention, in step (c1), partial steam reforming of the hydrocarbon feedstock is carried out in a primary reformer (PRR) downstream of the autothermal reformer.

В одном из вариантов осуществления, в соответствии с которым используют углеводородное сырье, блок электролиза работает таким образом, что весь водород, полученный в этом блоке, добавляют на этапе (d) к технологическому газу с этапа (c1), при этом модуль полученной смеси такого водорода и технологического газа с этапа (c1), составляет 1,9-2,2 или предпочтительно 2-2,1.In one embodiment where hydrocarbon feedstock is used, the electrolysis unit is operated such that all of the hydrogen produced in the unit is added in step (d) to the process gas from step (c1), with the resulting mixture modulus of such hydrogen and process gas from step (c1) is 1.9-2.2 or preferably 2-2.1.

В соответствии с этим вариантом осуществления на этапе (c1) осуществляют добавление части кислорода или предпочтительно всего количества кислорода из блока электролиза в автотермический риформер.According to this embodiment, in step (c1), some or preferably all of the oxygen from the electrolysis unit is added to the autothermal reformer.

В дополнение к АТР может быть использован теплообменный риформер, расположенный последовательно или параллельно с АТР.In addition to the ATR, a heat exchange reformer may be used in series or in parallel with the ATR.

Теплообменный риформер может альтернативно именоваться газовым риформером, а теплообменный риформинг - газовым риформингом.A heat exchange reformer may alternatively be referred to as a gas reformer and a heat exchange reformer as a gas reformer.

В соответствии с вариантом, когда теплообменный риформер расположен последовательно с АТР, углеводородное сырье или его часть подают в теплообменный риформер, в котором происходит паровой риформинг метана. Оставшаяся часть углеводородного сырья может поступать в обвод теплообменного риформера и подаваться непосредственно в автотермический риформер.According to a variant where the heat exchange reformer is located in series with the ATR, the hydrocarbon feed or a portion thereof is fed into the heat exchange reformer in which methane steam reforming takes place. The remaining part of the hydrocarbon feedstock can enter the bypass of the heat exchange reformer and be fed directly to the autothermal reformer.

Таким образом, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения способ включает дополнительный этап парового риформинга части или всего потока углеводородного сырья при косвенном теплообмене с частью или всем технологическим потоком, покидающим этап (c1) автотермического риформинга.Thus, in accordance with one embodiment of the invention, the method includes an additional step of steam reforming part or all of the hydrocarbon feed stream in indirect heat exchange with part or all of the process stream leaving the autothermal reforming step (c1).

Как правило, газ, выходящий из теплообменного риформера, расположенного последовательно с АТР, будет в равновесном состоянии или в состоянии, близком к равновесному, при температуре 650800°C. Выходящий газ из теплообменного риформера, расположенного последовательно с АТР, затем подают в АТР вместе с каким-либо количеством углеводородного сырья, которое не прошло паровой риформинг в теплообменном риформере. Все количество или часть газа, выходящего из АТР, используют как источник тепла в теплообменном риформере для проведения путем теплообмена реакции эндотермического парового риформинга.Typically, the gas exiting the heat exchange reformer in series with the ATR will be at or near equilibrium at 650800°C. The effluent gas from the heat exchange reformer in series with the ATR is then fed to the ATR along with any hydrocarbon feed that has not been steam reformed in the heat exchange reformer. All or part of the gas exiting the ATR is used as a heat source in a heat exchange reformer for carrying out an endothermic steam reforming reaction by heat exchange.

В соответствии с вариантом, когда теплообменный риформер расположен параллельно с АТР, часть углеводородного сырья подают в АТР, а остальное количество углеводородного сырья и/или второе углеводородное сырье подают в теплообменный риформер.In an embodiment where the heat exchange reformer is located in parallel with the ATR, a portion of the hydrocarbon feed is fed to the ATR and the remainder of the hydrocarbon feed and/or the second hydrocarbon feed is fed to the heat exchange reformer.

Потоки сырья, которые подают в АТР и в теплообменный риформер, могут иметь различный состав, например, они могут иметь различное отношение пар/углерод.The feed streams that are fed to the ATR and to the heat exchange reformer may have different compositions, for example they may have different steam/carbon ratios.

В соответствии с вариантом, когда теплообменный риформер расположен параллельно с АТР, в теплообменном риформере осуществляют паровой риформинг. Все количество или часть газа, выходящего из АТР, используют как источник тепла в теплообменном риформере для проведения путем теплообмена реакции эндотермического парового риформинга.In accordance with the option, when the heat exchange reformer is located in parallel with the ATR, steam reforming is carried out in the heat exchange reformer. All or part of the gas exiting the ATR is used as a heat source in a heat exchange reformer for carrying out an endothermic steam reforming reaction by heat exchange.

Газ, покидающий слой катализатора в теплообменном риформере при необходимости может быть смешан с частью или всем газом, выходящим из АТР, перед тем такой газ используют в качестве источника тепла. В качестве альтернативы газ, выходящий из теплообменного риформера, и газ, выходящий изThe gas leaving the catalyst bed in the heat exchange reformer may optionally be mixed with some or all of the gas leaving the ATR before such gas is used as a heat source. Alternatively, the gas leaving the heat exchange reformer and the gas leaving the

- 2 041393- 2 041393

АТР, могут быть смешаны по ходу процесса после теплообменного риформера.ATP may be mixed downstream of the heat exchange reformer.

Таким образом, в соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения способ включает дополнительный этап парового риформинга части указанного потока углеводородного сырья и/или второго исходного потока углеводородного сырья при косвенном теплообмене с частью или всем технологическим потоком, покидающим этап (c1) автотермического риформинга, и смешивания технологического газа, прошедшего этап теплообменного парового риформинга, с технологическим газом, прошедшим этап автотермического риформинга.Thus, in accordance with another embodiment of the invention, the method includes the additional step of steam reforming a portion of said hydrocarbon feed stream and/or a second hydrocarbon feed stream in indirect heat exchange with part or all of the process stream leaving the autothermal reforming step (c1) and mixing process gas that has passed the stage of heat exchange steam reforming, with process gas that has passed the stage of autothermal reforming.

Также можно не смешивать два потока газа в зависимости от предполагаемого конечного использования синтез-газа.It is also possible not to mix the two gas streams, depending on the intended end use of the synthesis gas.

Независимо от того, используют ли параллельное или последовательное расположение теплообменного риформера, рабочие параметры и конструкция теплообменного риформера, в принципе, могут регулироваться таким образом, чтобы обеспечить необходимое значение модуля M, которое составляет 1,9-2,2 или предпочтительно 2,0-2,1, в частности, при использовании синтез-газа для получения метанола.Regardless of whether a heat exchange reformer is used in parallel or in series, the operating parameters and design of the heat exchange reformer can, in principle, be adjusted so as to provide the desired value of the modulus M, which is 1.9-2.2 or preferably 2.0- 2.1, in particular when using synthesis gas to produce methanol.

Тем не менее, из-за большого размера теплообменного риформера такое решение может быть неэкономичным. В таком варианте может быть целесообразно использовать водород с этапа электролиза в соответствии с описанием выше. Это позволит использовать теплообменный риформер меньшего масштаба.However, due to the large size of the heat exchange reformer, this solution may not be economical. In such an embodiment, it may be advantageous to use hydrogen from the electrolysis step as described above. This will allow the use of a smaller scale heat exchange reformer.

Количество водорода может быть подобрано таким образом, что при смешивании водорода с технологическим газом, полученным на этапах риформинга, обеспечивается необходимое значение M (1,902,20 или предпочтительно 2,00-2,10).The amount of hydrogen can be adjusted in such a way that when hydrogen is mixed with the process gas obtained from the reforming steps, the required value of M (1.90-2.20 or preferably 2.00-2.10) is provided.

Модуль может дополнительно регулироваться до необходимого значения путем добавления практически чистого диоксида углерода к углеводородному сырью и/или к синтез-газу, и/или по ходу процесса перед автотермическим риформером.The modulus can be further adjusted to a desired value by adding substantially pure carbon dioxide to the hydrocarbon feed and/or to the synthesis gas and/or upstream of the autothermal reformer.

Таким образом, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения практически чистый диоксид углерода добавляют к углеводородному сырью по ходу процесса перед этапом автотермического риформинга.Thus, in accordance with one embodiment of the invention, substantially pure carbon dioxide is added to the hydrocarbon feedstock during the process prior to the autothermal reforming step.

В то же время в ходе электролиза вырабатывается кислород, который подают в АТР или в реактор ЧО. Это позволяет уменьшить масштаб вторичного устройства для обеспечения кислорода, например, воздухоразделительной установки (ВРУ).At the same time, during the electrolysis, oxygen is produced, which is fed into the ATR or into the CHO reactor. This makes it possible to scale down a secondary oxygen supply device, such as an air separation unit (ASU).

Если электроэнергия для электролиза обеспечивается (по меньшей мере, частично) за счет возобновляемых источников, для установки уменьшается выброс CO₂ на единицу вырабатываемой продукции.If the electricity for electrolysis is provided (at least partially) from renewable sources, the CO ₂ emission per unit of output is reduced for the plant.

Во всех вышеперечисленных случаях первоначально могут осуществляться этапы очистки сырья (включая десульфуризацию) и адиабатического предварительного риформинга сырья.In all of the above cases, feedstock purification (including desulfurization) and adiabatic pre-reforming of the feedstock may initially be carried out.

Предпочтительно, углеводородное сырье содержит природный газ, метан, СПГ, нафту или их смеси либо без дополнительной очистки, либо после предварительного риформинга и/или десульфуризации.Preferably, the hydrocarbon feed contains natural gas, methane, LNG, naphtha, or mixtures thereof, either without further purification or after pre-reforming and/or desulfurization.

Углеводородное сырье может также содержать водород и/или пар, а также другие компоненты.The hydrocarbon feed may also contain hydrogen and/or steam, as well as other components.

Настоящее изобретение также может быть использовано для получения синтез-газа, который будет применяться иным образом, когда желательно увеличить содержание водорода в исходном газе, и когда часть кислорода, необходимого для получения синтез-газа, преимущественно получают путем электролиза.The present invention can also be used to produce synthesis gas, which will otherwise be used, when it is desirable to increase the hydrogen content in the feed gas, and when part of the oxygen required to produce synthesis gas is predominantly obtained by electrolysis.

Электролиз может осуществляться с применением различных способов, известных из уровня техники, таких как твердооксидный электролиз или электролиз с использованием щелочных или полимерных элементов (элементов с протонообменной мембраной).The electrolysis can be carried out using various methods known in the art, such as solid oxide electrolysis or electrolysis using alkali or polymer cells (proton exchange membrane cells).

Пример. Сравнение между обычным АТР и АТР в сочетании с электролизом по изобретению.Example. Comparison between conventional ATP and ATP combined with the electrolysis of the invention.

--

Claims

comparison table

APR ATP + electrolysis

ATP supply temperature [°C] (feed flow) 625 625

Temperature at the supply to the ATR (oxidizer) 240 240

ATP outlet temperature [°C] 1050 1050

Supply pressure in ATR [kg/ ^cm2 g] 31 31

ATR outlet flow [ ^Nm3 /h] 93934 90667

Supply of raw materials to the Asia-Pacific region

H2 [nm ³ /h] 3345 3228

CO2 [nm ³ /h] 698 673

CH4 [ ^nm3 /h] 24103 23265

CO [nm ³ /h] 16 15

H2O [ ^nm3 /h] 18442 17801

Oxidizer in ATP

H2O [nm ³ /h] 131 127

N2 [nm ³ /h] 278 268

02 [nm ³ /h] 13601 13128

electrolysis product

H2 [nm ³ /h]* 0 2434

02 [nm ³ /h]** 0 1217

Oxygen from ASU

02 [nm ³ /h] 13601 11911

gaseous product

H2 [nm ³ /h] 49874 50573

CO2 [nm ³ /h] 4047 3907

CH4 [nm ³ /h] 643 621

CO [nm ³ /h] 20127 19427

H20 [nm ³ /h] 18965 18306

N2 [nm ³ /h] 278 268

Module 1.90 2.00 * Included in gaseous product.

** Included in the oxidant stream entering the ATR.

As can be seen from the comparison table above, when electrolysis is applied, the input and output flow from the ATR is reduced. Thus, the ATR reactor in accordance with the method of the present invention has a smaller scale. The same is true for the ASP.

Another advantage of the process of the invention is that if synthesis gas is used to produce methanol according to the process of the invention, the required ATR feed stream can be reduced and the modulus of the synthesis gas can be improved.

CLAIM

1. A method for producing gas for the synthesis of methanol, including the following steps:

(a) separating atmospheric air into a separate oxygen-containing stream and a separate nitrogen-containing stream;

(b) obtaining a separate hydrogen-containing stream and a separate oxygen-containing stream by electrolysis of water and/or steam;

(c) partial oxidation or autothermal reforming in an autothermal reformer of at least a portion of the hydrocarbon feed using at least a portion of the oxygen-containing stream obtained by separating atmospheric air in step (a) and at least a portion of the oxygen-containing stream obtained by electrolysis of water, and /or steam in step (b), to obtain a process gas containing hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide; and (d) introducing at least a portion of the separate hydrogen-containing stream from step (b) into the process gas from step (c), wherein the resulting mixture of hydrogen in the separate hydrogen-containing stream with the process gas from step (c) forms a gas for the synthesis of methanol, and the specified gas has a module M, where M=(H2-CO ₂ )/(CO+CO ₂ ), which is in the range from 1.9 to 2.2; and (e) adjusting the modulus M by adjusting the amount of hydrogen mixed with the process gas and/or by adding substantially pure CO ₂ to the hydrocarbon feed downstream before the partial oxidation or autothermal reforming step and/or downstream after step (c).

2. The method according to claim 1, which includes an additional step of steam reforming in a heat exchange reformer of a portion of the hydrocarbon feed stream that has not undergone an autothermal reforming step, by indirect heat exchange with part or all of the process stream leaving stage (c), which is an autothermal reformer.

3. The method according to claim 1, which includes an additional stage of steam reforming in a heat exchange reformer of a part of the specified hydrocarbon feed stream that has not passed the autothermal reforming stage, and / or a second hydrocarbon feed stream by indirect heat exchange with all or part of the process gas leaving the stage ( c) autothermal reforming, and mixing the heat exchange steam reformed process gas with the autothermal reformed process gas.

4. A process according to any one of claims 1 to 3, which includes an additional step of primary steam reforming of the hydrocarbon feed stream in the process prior to step (c).

5. Process according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the hydrocarbon feed contains natural gas, methane, LNG, naphtha or mixtures thereof, either without further purification or after pre-reforming and/or desulfurization.

6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the electrical energy for the separation of atmospheric air in step (a) and/or the electrolysis of water and/or steam in step (b) is obtained at least partially from renewable energy sources.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the separation of atmospheric air in step (a) is carried out by cryogenic separation.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the modulus M is in the range 2-2.1.

9. Process according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the resulting methanol synthesis gas is converted into a methanol product in an additional step.

Eurasian Patent Organization, EAPO

Russia, 109012, Moscow, Maly Cherkassky per., 2