EA044126B1 - METHOD OF METHANOL PRODUCTION - Google Patents
METHOD OF METHANOL PRODUCTION Download PDFInfo
- Publication number
- EA044126B1 EA044126B1 EA202191918 EA044126B1 EA 044126 B1 EA044126 B1 EA 044126B1 EA 202191918 EA202191918 EA 202191918 EA 044126 B1 EA044126 B1 EA 044126B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- reactor
- cpo
- stream
- synthesis gas
- methanol
- Prior art date
Links
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 581
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 87
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 47
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 287
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 251
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 250
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 228
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 144
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 143
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 135
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 123
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 115
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 114
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 114
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 110
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 107
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 93
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 90
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 90
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 63
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 60
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 53
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 49
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 48
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 39
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 35
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 26
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 24
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 18
- 238000001991 steam methane reforming Methods 0.000 claims description 18
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 17
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 15
- ZWAJLVLEBYIOTI-OLQVQODUSA-N (1s,6r)-7-oxabicyclo[4.1.0]heptane Chemical compound C1CCC[C@@H]2O[C@@H]21 ZWAJLVLEBYIOTI-OLQVQODUSA-N 0.000 claims description 14
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 14
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 8
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000004231 fluid catalytic cracking Methods 0.000 claims description 7
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims 2
- BKHJHGONWLDYCV-UHFFFAOYSA-N [C]=O.[C] Chemical compound [C]=O.[C] BKHJHGONWLDYCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000002453 autothermal reforming Methods 0.000 description 10
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- -1 C 4 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 8
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 4
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 3
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 3
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 2
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N but-2-ene Chemical compound CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 2
- QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N isopentane Chemical compound CCC(C)C QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical class CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010008428 Chemical poisoning Diseases 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMPVIKIVABFJJI-UHFFFAOYSA-N Cyclobutane Chemical compound C1CCC1 PMPVIKIVABFJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QUWBSOKSBWAQER-UHFFFAOYSA-N [C].O=C=O Chemical compound [C].O=C=O QUWBSOKSBWAQER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 235000013844 butane Nutrition 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;molecular oxygen Chemical compound O=O.O=C=O UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 1
- AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N dimethyl butane Natural products CCCC(C)C AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNMQEEKYCVKGBD-UHFFFAOYSA-N dimethylacetylene Natural products CC#CC XNMQEEKYCVKGBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019256 formaldehyde Nutrition 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 description 1
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 description 1
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl Chemical compound [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Description
Область техникиField of technology
Настоящее изобретение относится к способам производства метанола, более конкретно, к способам производства метанола из синтез-газа, полученного путем каталитического частичного окисления углеводородов, таких как метан.The present invention relates to methods for producing methanol, and more particularly to methods for producing methanol from synthesis gas produced by the catalytic partial oxidation of hydrocarbons such as methane.
Уровень техникиState of the art
Синтетический газ (синтез-газ) представляет собой смесь, содержащую монооксид углерода (СО) и водород (Н2), а также небольшие количества диоксида углерода (CO2), воды (Н2О) и непрореагировавшего метана (СН4). Синтез-газ обычно используют как промежуточный продукт при производстве метанола и аммиака, а также как промежуточный продукт при создании синтетической нефти для использования в качестве смазочного материала или топлива.Synthetic gas (syngas) is a mixture containing carbon monoxide (CO) and hydrogen ( H2 ), as well as small amounts of carbon dioxide (CO2), water (H2O) and unreacted methane ( CH4 ). Synthesis gas is commonly used as an intermediate in the production of methanol and ammonia, and as an intermediate in the creation of synthetic petroleum for use as a lubricant or fuel.
Синтез-газ обычно получают путем парового риформинга природного газа (паровой риформинг метана или ПРМ (SMR)), хотя для производства синтез-газа могут быть использованы другие источники углеводородов, такие как отходящие газы нефтепереработки, сырье нафты, тяжелые углеводороды, уголь, биомасса и т.д. ПРМ представляет собой эндотермический процесс и требует значительных затрат энергии для продвижения реакции. Традиционные эндотермические технологии, такие как ПРМ, дают синтез-газ с содержанием водорода больше, чем требуется для синтеза метанола. Обычно ПРМ дает синтез-газ с отношением М от 2,6 до 2,98, где отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (Н2-СО2)/(СО+СО2).Syngas is typically produced by steam reforming natural gas (steam methane reforming or SMR), although other hydrocarbon sources such as refinery off-gases, naphtha feedstocks, heavy hydrocarbons, coal, biomass and etc. PRM is an endothermic process and requires significant energy input to promote the reaction. Traditional endothermic technologies, such as PRM, produce synthesis gas with a hydrogen content greater than that required for methanol synthesis. Typically, PRM produces synthesis gas with an M ratio of 2.6 to 2.98, where the M ratio is a molar ratio defined as (H 2 -CO 2 )/(CO+CO 2 ).
В процессе автотермического риформинга (ATP (ATR)) часть природного газа сжигают в качестве топлива для преобразования природного газа в синтез-газ, что приводит к относительно низким концентрациям водорода и высоким концентрациям CO2. На обычных установках по производству метанола используют технологию комбинированного риформинга (КР (CR)), которая объединяет ПРМ с автотермическим риформингом (АТР) для уменьшения количества водорода, присутствующего в синтез-газе. АТР дает синтез-газ с содержанием водорода ниже, чем требуется для синтеза метанола. Как правило, АТР дает синтез-газ с отношением М от 1,7 до 1,84. В технологии КР объемный расход природного газа, подаваемого на ПРМ и АТР, может быть скорректирован для достижения общего отношения М синтезгаза от 2,0 до 2,06. Кроме того, синтез-газ КР имеет содержание водорода больше, чем требуется для синтеза метанола. Более того, ПРМ представляет собой сильно эндотермический процесс, а эндотермичность технологии ПРМ требует сжигания топлива для продвижения синтеза синтез-газа. Следовательно, технология ПРМ снижает энергоэффективность процесса синтеза метанола.In the autothermal reforming (ATR) process, a portion of the natural gas is burned as fuel to convert the natural gas into synthesis gas, resulting in relatively low concentrations of hydrogen and high concentrations of CO2. Conventional methanol plants use combined reforming (CR) technology, which combines ATR with autothermal reforming (ATR) to reduce the amount of hydrogen present in the synthesis gas. ATP produces synthesis gas with a hydrogen content lower than that required for methanol synthesis. Typically, ATP produces synthesis gas with an M ratio of 1.7 to 1.84. In CR technology, the volumetric flow rate of natural gas supplied to the PRM and ATP can be adjusted to achieve an overall synthesis gas M ratio of 2.0 to 2.06. In addition, the KR synthesis gas has a hydrogen content greater than that required for methanol synthesis. Moreover, PRM is a highly endothermic process, and the endothermic nature of PRM technology requires combustion of fuel to promote syngas synthesis. Consequently, the PRM technology reduces the energy efficiency of the methanol synthesis process.
Синтез-газ также может быть получен (не промышленным способом) путем каталитического частичного окисления (КЧО (СРО) или КЧОк (СРОх)) природного газа. В процессах КЧО используют частичное окисление углеводородного сырья до синтез-газа, содержащего СО и Н2. Процесс КЧО является экзотермическим, что устраняет необходимость во внешнем подведении тепла. Однако состав производимого синтез-газа не подходит для синтеза метанола, например, из-за пониженного содержания водорода.Synthesis gas can also be produced (not industrially) by catalytic partial oxidation (CPO (SRO) or KCHOk (SPOx)) of natural gas. COC processes use partial oxidation of hydrocarbon feedstock to synthesis gas containing CO and H 2 . The CPO process is exothermic, eliminating the need for external heat input. However, the composition of the produced synthesis gas is not suitable for methanol synthesis, for example due to the reduced hydrogen content.
Кроме того, в традиционных способах синтеза метанола очистка (например, перегонка) произведенного метанола требует больших затрат энергии. Очистку (например, перегонку) в процессе производства метанола в основном используют для удаления воды из сырого метанола. В традиционных способах синтеза метанола используют несколько дистилляционных линий для удаления воды и очистки метанола, что делает весь процесс энергоемким. Таким образом, существует постоянная потребность в разработке способов производства метанола, которые могут контролировать состав производимого сырого метанола, например, путем регулирования состава синтез-газа, используемого для производства метанола.In addition, in traditional methanol synthesis methods, purification (eg distillation) of the produced methanol requires large amounts of energy. Purification (eg, distillation) during the methanol production process is primarily used to remove water from crude methanol. Traditional methanol synthesis processes use multiple distillation lines to remove water and purify the methanol, making the entire process energy-intensive. Thus, there is a continuing need to develop methanol production processes that can control the composition of the crude methanol produced, for example by controlling the composition of the synthesis gas used to produce the methanol.
Краткое описание чертежаBrief description of the drawing
Для подробного описания предпочтительных аспектов раскрытых способов дается ссылка на сопровождающий чертеж.For a detailed description of preferred aspects of the disclosed methods, reference is made to the accompanying drawing.
На чертеже представлена схема системы способа производства метанола.The drawing shows a system diagram of a method for producing methanol.
Подробное описаниеDetailed description
В данном документе раскрыты способы получения метанола, включающие способ производства метанола, включающий: (а) взаимодействие посредством реакции каталитического частичного окисления (КЧО) смеси реагентов КЧО в реакторе КЧО с получением синтез-газа; где смесь реагентов КЧО содержит углеводороды и кислород; где реактор КЧО содержит катализатор КЧО; и где синтез-газ содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода, воду и непрореагировавшие углеводороды; (b) введение по меньшей мере части синтез-газа в метанольный реактор с получением выходящего потока метанольного реактора; где выходящий поток метанольного реактора содержит метанол, воду, водород, монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды; и (с) разделение по меньшей мере части выходящего потока метанольного реактора на поток сырого метанола и поток пара; где поток сырого метанола содержит метанол и воду; где поток пара содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды; и где поток сырого метанола содержит воду в количестве приблизительно меньше чем 10 мас.% из расчета на общую массу потока сырого метанола, в котором синтез-газ содержит диоксид углерода в количестве приблизительно от 0,1 до 5 мол.%.Disclosed herein are methods for producing methanol, including a method for producing methanol comprising: (a) reacting, through a catalytic partial oxidation (CPO) reaction, a mixture of CPO reagents in a CPO reactor to produce synthesis gas; where the mixture of CPO reagents contains hydrocarbons and oxygen; where the CPO reactor contains a CPO catalyst; and wherein the synthesis gas contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, water and unreacted hydrocarbons; (b) introducing at least a portion of the synthesis gas into the methanol reactor to produce a methanol reactor effluent; wherein the methanol reactor effluent contains methanol, water, hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and hydrocarbons; and (c) separating at least a portion of the methanol reactor effluent stream into a crude methanol stream and a steam stream; wherein the crude methanol stream contains methanol and water; wherein the steam stream contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and hydrocarbons; and wherein the crude methanol stream contains water in an amount of less than about 10 wt.% based on the total weight of the crude methanol stream, in which the synthesis gas contains carbon dioxide in an amount of from about 0.1 to 5 mol.%.
Углеводороды, используемые для производства синтез-газа, могут включать метан, природный газ, сжиженный природный газ, попутный газ, устьевой газ, обогащенный газ, парафины, сланцевый газ,Hydrocarbons used to produce synthesis gas may include methane, natural gas, liquefied natural gas, associated gas, wellhead gas, enriched gas, waxes, shale gas,
- 1 044126 сланцевые жидкости, отходящий газ флюид-каталитического крекинга (ФКК (FCC)), технологические газы нефтепереработки, дымовые газы, топливный газ из коллектора топливного газа и т.п., или их комбинации.- 1 044126 shale fluids, fluid catalytic cracking off-gas (FCC), process gases from oil refining, flue gases, fuel gas from a fuel gas header, etc., or combinations thereof.
За исключением рабочих примеров или иных указаний, все числа или выражения, относящиеся к количествам ингредиентов, условиям реакции и т.п., используемые в описании и формуле изобретения, следует понимать как модифицированные во всех случаях термином приблизительно. В изобретении раскрыты разные числовые интервалы. Поскольку эти интервалы являются непрерывными, они включают каждое значение между минимальным и максимальным значениями. Конечные точки всех интервалов, перечисляющих одну и ту же характеристику или компонент, можно комбинировать независимо и с включением указанной конечной точки. Если специально не указано иное, различные числовые интервалы, приведенные в этом изобретении, являются приблизительными. Конечные точки всех интервалов, относящихся к одному и тому же компоненту или свойству, включают конечную точку и комбинируются независимо. Термин от больше чем 0 до количества означает, что названный компонент присутствует в некотором количестве, больше чем 0 и вплоть до и включая указанное более высокое количество.Except for working examples or other indications, all numbers or expressions referring to quantities of ingredients, reaction conditions, etc., used in the description and claims are to be understood as modified in all cases by the term approximately. The invention discloses different numerical intervals. Because these intervals are continuous, they include every value between the minimum and maximum values. The endpoints of all intervals that list the same characteristic or component can be combined independently to include the specified endpoint. Unless specifically stated otherwise, the various numerical ranges given in this invention are approximate. The endpoints of all intervals that refer to the same component or property include the endpoint and are combined independently. The term greater than 0 to an amount means that the named component is present in an amount greater than 0 and up to and including said higher amount.
Термины a, an и the не обозначают ограничение количества, а скорее обозначают присутствие, по меньшей мере, одного из упомянутых элементов. Как используется в данном случае, формы единственного числа a, an и the включают ссылки на множественное число.The terms a, an and the do not denote a limitation in quantity, but rather denote the presence of at least one of the mentioned elements. As used here, the singular forms a, an, and the include references to the plural.
Как используется в данном документе, их комбинации включают один или несколько из перечисленных элементов, необязательно вместе с подобным элементом, который не перечислен, например, включает комбинацию одного или нескольких названных компонентов необязательно с одним или несколькими другими компонентами, конкретно не названными, которые по сути имеют такую же функцию. Как используется в данном документе, термин комбинация включает смеси, сплавы, продукты реакции и т.п.As used herein, combinations thereof include one or more of the listed elements, optionally together with a similar element that is not listed, for example, includes a combination of one or more named components, optionally with one or more other components not specifically named, which essentially have the same function. As used herein, the term combination includes mixtures, alloys, reaction products, and the like.
Ссылка в описании на аспект, другой аспект, другие аспекты, некоторые аспекты и так далее означает, что конкретный элемент (например, характеристика, структура, свойство и/или характеристика), описанный в связи с аспектом, включена, по меньшей мере, в аспект, описанный в данном документе, и может присутствовать, а может и не присутствовать, в других аспектах. Кроме того, следует понимать, что описанный элемент (элементы) можно комбинировать любым подходящим способом в разных аспектах.Reference in the description to an aspect, another aspect, other aspects, some aspects, and so on means that the particular element (e.g., characteristic, structure, property and/or characteristic) described in connection with the aspect is included in at least the aspect described herein and may or may not be present in other aspects. In addition, it should be understood that the described element(s) can be combined in any suitable manner in various aspects.
Как используется в данном документе, термины ингибирование, или уменьшение, или предупреждение, или исключение, или любой вариант этих терминов включают любое измеряемое снижение или полное ингибирование для достижения желаемого результата.As used herein, the terms inhibition, or reduction, or prevention, or elimination, or any variation of these terms include any measurable reduction or complete inhibition to achieve a desired result.
Как используется в данном документе, термин эффективный означает адекватный для достижения желаемого, ожидаемого или предполагаемого результата.As used herein, the term effective means adequate to achieve the desired, expected or intended result.
Как используется в данном документе, термины содержащий (и любая форма содержания, такая как содержат и содержит), имеющий (и любая форма наличия, такая как имеют и имеет), включающий (и любая форма включения, такая как включают и включает) или состоящий из (и любая форма составления, такая как состоят из и состоит из) являются включающими и открытыми и не исключают дополнительные, неперечисленные элементы или стадии способа.As used herein, the terms containing (and any form of content such as contain and includes), having (and any form of having such as have and has), including (and any form of inclusion such as include and includes) or consisting of (and any form of composition such as consist of and consists of) are inclusive and open-ended and do not exclude additional, unlisted elements or method steps.
Если не указано иное, технические и научные термины, используемые здесь, имеют то же значение, которое обычно понимается специалистом в данной области.Unless otherwise specified, technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one skilled in the art.
Соединения описаны в изобретении с использованием стандартной номенклатуры. Например, любое положение, незамещенное какой-либо указанной группой, как следует понимать, имеет свою валентность, заполненную связью или атомом водорода. Тире (-), которое не находится между двумя буквами или символами, используют, чтобы показать точку присоединения для заместителя. Например, группа СНО присоединена через атом углерода карбонильной группы.The compounds are described in the invention using standard nomenclature. For example, any position unsubstituted by any specified group is understood to have its valence filled by a bond or hydrogen atom. A dash (-) that is not between two letters or symbols is used to show the attachment point for a substituent. For example, the CHO group is attached through the carbon atom of the carbonyl group.
Как используется в данном документе, термины Сх углеводороды и Сх являются взаимозаменяемыми и относятся к любому углеводороду, имеющему х-число атомов углерода (С). Например, оба термина С4 углеводороды и С4 относятся к любым углеводородам, имеющим точно 4 атома углерода, таким как н-бутан, изобутан, циклобутан, 1-бутен, 2-бутен, изобутилен, бутадиен и т.п., или их комбинациям.As used herein, the terms C x hydrocarbons and C x are used interchangeably and refer to any hydrocarbon having x number of carbon atoms (C). For example, both the terms C 4 hydrocarbons and C 4 refer to any hydrocarbons having exactly 4 carbon atoms, such as n-butane, isobutane, cyclobutane, 1-butene, 2-butene, isobutylene, butadiene, etc., or their combinations.
Как используется в данном документе, термин Сх+ углеводороды относится к любому углеводороду, имеющему равное или больше чем х число атомов углерода (С). Например, термин C2+ углеводороды относится к любым углеводородам, имеющим 2 или больше атомов углерода, таким как этан, этилен, С3, C4, C5 и т.д.As used herein, the term C x+ hydrocarbons refers to any hydrocarbon having equal to or greater than x number of carbon atoms (C). For example, the term C2 + hydrocarbons refers to any hydrocarbons having 2 or more carbon atoms, such as ethane, ethylene, C3 , C4 , C5 , etc.
Что касается фигуры, то на фигуре раскрыта система производства метанола 1000. Система производства метанола 1000 обычно включает реактор каталитического частичного окисления (КЧО или КЧОк) 100; необязательный реактор парового риформинга метана (ПРМ) 110; необязательный сепаратор диоксида углерода (СО2) 150; метанольный реактор 200; газожидкостный сепаратор 300; дистилляционный узел 400; и узел извлечения водорода (Н2) 500. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, компоненты системы производства метанола, показанные на чертеже, могут сообщаться по текучей среде друг с другом (как показано с помощью соединительных линий, указывающих направление потока текучей среды) через любые подходящие трубопроводы (на- 2 044126 пример, трубы, потоки и т.д.).With respect to the figure, the figure discloses a methanol production system 1000. The methanol production system 1000 typically includes a catalytic partial oxidation reactor (CPR or CPR) 100; optional steam methane reforming reactor (SMR) 110; optional carbon dioxide (CO 2 ) separator 150; methanol reactor 200; gas-liquid separator 300; distillation unit 400; and a hydrogen (H 2 ) recovery unit 500. As will be appreciated by one skilled in the art and with the benefit of this description, the components of the methanol production system shown in the drawing may be in fluid communication with each other (as illustrated by the connecting lines indicating the direction of fluid flow) through any suitable conduits (for example, pipes, streams, etc.).
В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в настоящем документе, может включать стадию взаимодействия посредством реакции КЧО смеси реагентов КЧО 10 в реакторе КЧО 100 с получением синтез-газа (например, выходящего потока реактора КЧО 15); где смесь реагентов КЧО 10 содержит углеводороды, кислород и необязательно водяной пар; где реактор КЧО 100 содержит катализатор КЧО; и где синтез-газ содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода, воду и непрореагировавшие углеводороды.In one aspect, a method for producing methanol disclosed herein may include the step of reacting by reacting a mixture of reactants of a CPO 10 in a CPO reactor 100 to produce a synthesis gas (eg, the effluent from a CPO reactor 15); where the mixture of reagents KCHO 10 contains hydrocarbons, oxygen and optionally water vapor; where the KChO reactor 100 contains the KChO catalyst; and wherein the synthesis gas contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, water and unreacted hydrocarbons.
Как правило, реакция КЧО основывается на частичном сгорании топлива, такого как различные углеводороды, и в случае метана КЧО может быть представлено уравнением (1):Typically, the CPR reaction is based on the partial combustion of fuels such as various hydrocarbons, and in the case of methane, the CPR can be represented by equation (1):
СН4+1/2О2 СО+2Н2 (1)CH 4 +1/2O 2 CO + 2H 2 (1)
Без намерения быть связанными какой-либо теорией, следует отметить, что могут иметь место побочные реакции наряду с реакцией КЧО, изображенной в уравнении (1); и такие побочные реакции могут давать диоксид углерода (СО2) и воду (Н2О), например, за счет сгорания углеводородов, что представляет собой экзотермическую реакцию. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, и без намерения быть связанными какой-либо теорией, реакция КЧО, представленная уравнением (1), может давать синтез-газ с молярным отношением водорода к монооксиду углерода (Н2/СО), имеющим теоретический стехиометрический предел 2,0. Без намерения быть связанными с какой-либо теорией следует отметить, что теоретический стехиометрический предел 2,0 для молярного отношения Н2/СО означает, что реакция КЧО, представленная уравнением (1), дает 2 моль Н2 на каждый 1 моль СО, то есть, молярное отношение Н2/СО (2 моль Н2/моль СО) - 2. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, теоретический стехиометрический предел 2,0 для молярного отношения Н2/СО в реакции КЧО практически не может быть достигнут, так как реагенты (например, углеводороды, кислород), а также продукты (например, Н2, СО) подвергаются побочным реакциям при условиях, используемых для реакции КЧО. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, и без намерения быть связанными какой-либо теорией, в присутствии кислорода СО и Н2 могут быть окислены до СО2 и Н2О, соответственно. Относительные количества (например, состав) СО, Н2, СО2 и Н2О могут быть дополнительно изменены за счет смещения равновесия реакции конверсии водяного газа (WGS), что будет обсуждено более подробно позднее. Побочные реакции, которые могут иметь место в реакторе КЧО 100, могут оказывать прямое воздействие на отношение М произведенного синтез-газа, где отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (Н2-СО2)/(СО+СО2). При отсутствии любой побочной реакции (теоретически), реакция КЧО, представленная уравнением (1), приводит к синтез-газу с отношением М 2,0. Однако наличие побочных реакций (на практике) снижает Н2 и повышает СО2, что приводит к синтез-газу с отношением М ниже 2,0.Without intending to be bound by any theory, it should be noted that side reactions may occur along with the COC reaction depicted in equation (1); and such side reactions can produce carbon dioxide (CO2) and water (H2O), for example, through the combustion of hydrocarbons, which is an exothermic reaction. As will be appreciated by one skilled in the art and by the use of this description, and without intending to be bound by any theory, the CPO reaction represented by equation (1) can produce synthesis gas with a molar ratio of hydrogen to carbon monoxide (H2/ CO), having a theoretical stoichiometric limit of 2.0. Without intending to be bound by any theory, it should be noted that the theoretical stoichiometric limit of 2.0 for the H2/CO molar ratio means that the CCO reaction represented by equation (1) produces 2 mol H2 for every 1 mol CO, that is, molar ratio of H 2 /CO (2 mol H 2 /mol CO) is 2. As will be appreciated by one skilled in the art and from this description, the theoretical stoichiometric limit is 2.0 for the molar ratio of H 2 /CO in the CPO reaction practically cannot be achieved, since reactants (for example, hydrocarbons, oxygen), as well as products (for example, H 2 , CO) undergo side reactions under the conditions used for the CPO reaction. As will be appreciated by one skilled in the art and by this description, and without intending to be bound by any theory, in the presence of oxygen, CO and H2 can be oxidized to CO2 and H2O, respectively. The relative amounts (eg composition) of CO, H2 , CO2 and H2O can be further altered by shifting the equilibrium of the water gas shift (WGS) reaction, which will be discussed in more detail later. Side reactions that may occur in the KCHO 100 reactor can have a direct effect on the M ratio of the synthesis gas produced, where the M ratio is a molar ratio defined as (H 2 -CO 2 )/(CO+CO 2 ). In the absence of any side reaction (theoretically), the CPO reaction represented by equation (1) results in synthesis gas with an M ratio of 2.0. However, the presence of side reactions (in practice) reduces H2 and increases CO2 , resulting in synthesis gas with an M ratio below 2.0.
Кроме того, без намерения быть связанными с какой-либо теорией следует отметить, что реакция КЧО, показанная в уравнении (1), представляет собой экзотермическую гетерогенную каталитическую реакцию (то есть, умеренно экзотермическую реакцию) и она протекает в одном блоке реактора (например, на одной стадии процесса в одной реакционной зоне), таком как реактор КЧО 100 (в отличие от более, чем одного реакторного блока, как в случае традиционных процессов производства синтез-газа, таких как комбинации парового риформинга метана (ПРМ) с автотермическим риформингом (АТР)). Хотя можно проводить частичное окисление углеводородов в виде гомогенной реакции в отсутствие катализатора, процесс гомогенного частичного окисления углеводородов влечет за собой избыточные температуры, длительное время пребывания, а также избыточное образование кокса, что сильно снижает управляемость реакции частичного окисления и может не давать синтез-газ желаемого качества в одном реакторном блоке (например, на одной стадии процесса в одной реакционной зоне).Additionally, without intending to be bound by any theory, it should be noted that the CPO reaction shown in equation (1) is an exothermic heterogeneous catalytic reaction (i.e., a moderately exothermic reaction) and it occurs in a single reactor unit (e.g. at one stage of the process in one reaction zone), such as the KChO 100 reactor (as opposed to more than one reactor block, as in the case of traditional synthesis gas production processes, such as combinations of steam methane reforming (SMR) with autothermal reforming (ATR) )). Although it is possible to carry out partial oxidation of hydrocarbons as a homogeneous reaction in the absence of a catalyst, the process of homogeneous partial oxidation of hydrocarbons entails excessive temperatures, long residence times, and excessive coke formation, which greatly reduces the controllability of the partial oxidation reaction and may not produce the desired synthesis gas quality in one reactor unit (for example, at one process stage in one reaction zone).
Кроме того, без намерения быть связанными с какой-либо теорией следует отметить, что реакция КЧО довольно устойчива к химическому отравлению, и как таковая она позволяет использовать широкий спектр углеводородного сырья, включая некоторое серосодержащее углеводородное сырье; это в некоторых случаях может увеличить срок службы катализатора и производительность. Напротив, традиционные процессы АТР имеют более жесткие требования по сырью, например, с точки зрения содержания примесей в сырье (например, сырье для АТР подвергают десульфуризации), а также углеводородного состава (например, в АТР преимущественно используют СН4-обогащенное сырье).In addition, without intending to be bound by any theory, it should be noted that the CPO reaction is quite resistant to chemical poisoning, and as such it allows the use of a wide range of hydrocarbon feedstocks, including some sulfur-containing hydrocarbon feedstocks; this can in some cases increase catalyst life and performance. In contrast, traditional ATP processes have more stringent requirements for raw materials, for example, in terms of the content of impurities in the feedstock (for example, the ATP feedstock is subjected to desulfurization), as well as the hydrocarbon composition (for example, CH 4 -enriched feedstock is predominantly used in the ATP).
В одном аспекте углеводороды, подходящие для использования в реакции КЧО, описанной в данном документе, могут включать метан (СН4), природный газ, сжиженный природный газ, нефтяной промысловый газ, попутный газ, обогащенный газ, парафины, сланцевый газ, сланцевые жидкости, отходящий газ флюид-каталитического крекинга (ФКК), технологические газы нефтепереработки, дымовые газы, топливный газ из коллектора топливного газа и т.п., или их комбинации. Углеводороды могут включать любой подходящий углеводородный источник и могут содержать C1-C6-углеводороды, а также некоторые более тяжелые углеводороды.In one aspect, hydrocarbons suitable for use in the CSF reaction described herein may include methane (CH 4 ), natural gas, liquefied natural gas, petroleum field gas, associated gas, rich gas, waxes, shale gas, shale fluids, fluid catalytic cracking (FCC) off-gas, refinery process gases, flue gases, fuel gas from a fuel gas header, etc., or combinations thereof. Hydrocarbons may include any suitable hydrocarbon source and may include C 1 -C 6 hydrocarbons as well as some heavier hydrocarbons.
В одном аспекте смесь реагентов КЧО 10 может содержать природный газ. Как правило, природный газ состоит преимущественно из метана, но также может содержать этан, пропан и более тяжелые углеводороды (например, изобутан, н-бутан, изопентан, н-пентан, гексаны и др.), а также очень небольшиеIn one aspect, the reactant mixture CCO 10 may comprise natural gas. Typically, natural gas consists predominantly of methane, but may also contain ethane, propane and heavier hydrocarbons (for example, isobutane, n-butane, isopentane, n-pentane, hexanes, etc.), as well as very small
- 3 044126 количества азота, кислорода, диоксида углерода, соединений серы и/или воды. Природный газ может быть предоставлен из ряда источников, включая, но без ограничения ими, газовые месторождения, нефтяные месторождения, угольные месторождения, месторождения гидравлического разрыва пласта, биомассу, газ из органических отходов и т.п., или их комбинации. В некоторых аспектах смесь реагентов- 3 044126 amounts of nitrogen, oxygen, carbon dioxide, sulfur compounds and/or water. Natural gas may be provided from a number of sources, including, but not limited to, gas fields, oil fields, coal fields, hydraulic fracturing fields, biomass, landfill gas, and the like, or combinations thereof. In some aspects, the mixture of reagents
КЧО 10 может содержать СН4 и O2.KCHO 10 may contain CH 4 and O2.
Природный газ может содержать любое подходящее количество метана. В некоторых аспектах природный газ может содержать биогаз. Например, природный газ может содержать приблизительно от 45 до 80 мол.% метана, приблизительно от 20 до 55 мол.% диоксида углерода и приблизительно меньше чем 15 мол.% азота.Natural gas may contain any suitable amount of methane. In some aspects, natural gas may contain biogas. For example, natural gas may contain about 45 to 80 mole% methane, about 20 to 55 mole% carbon dioxide, and about 15 mole% nitrogen.
В одном аспекте природный газ может содержать СН4 в количестве равном или больше чем приблизительно 45 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 50 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 55 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 60 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 65 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 70 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 75 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 80 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 82% мол., или же равном или больше чем приблизительно 84 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 86 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 88 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 90 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 91 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 92 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 93 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 94 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 95 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 96 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 97 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 98 мол.%, или же равном или больше чем приблизительно 99 мол.%.In one aspect, the natural gas may contain CH4 in an amount equal to or greater than about 45 mole%, or equal to or greater than about 50 mole%, or equal to or greater than about 55 mole%, or equal to or greater than about 60 mol.%, or equal to or greater than about 65 mol.%, or equal to or greater than about 70 mol.%, or equal to or greater than about 75 mol.%, or equal to or greater than about 80 mol.%, or equal to or greater than about 82 mol.%, or equal to or greater than about 84 mol.%, or equal to or greater than about 86 mol.%, or equal to or greater than about 88 mol.%. %, or equal to or greater than about 90 mol.%, or equal to or greater than about 91 mol.%, or equal to or greater than about 92 mol.%, or equal to or greater than about 93 mol.%, or equal to or greater than about 94 mol.%, or equal to or greater than about 95 mol.%, or equal to or greater than about 96 mol.%, or equal to or greater than about 97 mol.%, or equal to or greater than about 98 mol.%, or equal to or greater than about 99 mol.%.
В некоторых аспектах углеводороды, подходящие для использования в реакции КЧО, описанной в данном документа, могут содержать C1-C6-углеводороды, азот (например, приблизительно от 0,1 до 15 мол.%, или же приблизительно от 0,5 до 11 мол.%, или же приблизительно от 1 до 7,5 мол.%, или же приблизительно от 1,3 до 5,5 мол.%), и диоксид углерода (например, приблизительно от 0,1 до 2 мол.%, или же приблизительно от 0,2 до 1 мол.%, или же приблизительно от 0,3 до 0,6 мол.%). Например, углеводороды, подходящие для использования в реакции КЧО, описанной в данном документе, могут содержать C1 углеводород (приблизительно от 89 до 92 мол.%); С2 углеводороды (приблизительно от 2,5 до 4 мол.%); C3 углеводороды (приблизительно от 0,5 до 1,4 мол.%); С4 углеводороды (приблизительно от 0,5 до 0,2 мол.%); С5 углеводороды (приблизительно 0,06 мол.%); и C6 углеводороды (приблизительно 0,02 мол.%); и необязательно азот (приблизительно от 0,1 до 15 мол.%), диоксид углерода (приблизительно от 0,1 до 2 мол.%), или и азот (приблизительно от 0,1 до 15 мол.%) и диоксид углерода (приблизительно от 0,1 до 2 мол.%).In some aspects, hydrocarbons suitable for use in the CPO reaction described herein may contain C 1 -C 6 hydrocarbons, nitrogen (for example, from about 0.1 to 15 mol.%, or from about 0.5 to 11 mol.%, or about 1 to 7.5 mol.%, or about 1.3 to 5.5 mol.%), and carbon dioxide (for example, about 0.1 to 2 mol.% , or about 0.2 to 1 mol.%, or about 0.3 to 0.6 mol.%). For example, hydrocarbons suitable for use in the CPO reaction described herein may contain C1 hydrocarbon (about 89 to 92 mol%); C 2 hydrocarbons (approximately 2.5 to 4 mol%); C3 hydrocarbons (about 0.5 to 1.4 mol%); C 4 hydrocarbons (about 0.5 to 0.2 mol%); C 5 hydrocarbons (approximately 0.06 mol%); and C6 hydrocarbons (approximately 0.02 mol%); and optionally nitrogen (about 0.1 to 15 mol.%), carbon dioxide (about 0.1 to 2 mol.%), or both nitrogen (about 0.1 to 15 mol.%) and carbon dioxide ( approximately 0.1 to 2 mol.%).
Кислород, используемый в смеси реагентов КЧО 10, может содержать 100% кислорода (по существу чистый О2), кислород-газ (который может быть получен посредством процесса мембранного разделения), технический кислород (который может содержать некоторое количество воздуха), обогащенный кислородом воздух, кислородсодержащие газообразные соединения (например, NO), кислородсодержащие смеси (например, О2/СО2, O2/H2O, O2/H2O2/H2O), генераторы окси-радикалов (например, СН3ОН, CH2O), генераторы гидроксильных радикалов и т.п., или их комбинации.The oxygen used in the KCHO 10 reagent mixture may contain 100% oxygen (essentially pure O2), oxygen gas (which can be obtained through a membrane separation process), technical oxygen (which may contain some air), oxygen-enriched air, oxygen-containing gaseous compounds (for example, NO), oxygen-containing mixtures (for example, O 2 /CO 2 , O 2 /H 2 O, O 2 /H 2 O 2 /H 2 O), oxy-radical generators (for example, CH 3 OH , CH2O), hydroxyl radical generators, etc., or combinations thereof.
В одном аспекте смесь реагентов КЧО 10 может характеризоваться молярным отношением углерода к кислороду (С/О) приблизительно меньше чем 3:1, или же приблизительно меньше чем 2,6:1, или же приблизительно меньше чем 2,4:1, или же приблизительно меньше чем 2,2:1, или же приблизительно меньше чем 2:1, или же приблизительно меньше чем 1,9:1, или же равным или больше чем приблизительно 2:1, или же равным или больше чем приблизительно 2,2:1, или же равным или больше чем приблизительно 2,4:1, или же равным или больше чем приблизительно 2,6:1, или же приблизительно от 0,5:1 до 3:1, или же приблизительно от 0.7:1 до 2,5:1, или же приблизительно от 0,9:1 до 2,2:1, или же приблизительно от 1:1 до 2:1, или же приблизительно от 1,1:1 до 1,9:1, или же приблизительно от 2:1 до 3:1, или же приблизительно от 2,2:1 до 3:1, или же приблизительно от 2,4:1 до 3:1, или же приблизительно от 2,6:1 до 3:1, где молярное отношение С/О относится к всем моль углерода (С) углеводородов в смеси реагентов, поделенным на все моли кислорода (O2) в смеси реагентов.In one aspect, the CCO reactant mixture 10 may have a carbon to oxygen (C/O) molar ratio of less than about 3:1, or less than about 2.6:1, or less than about 2.4:1, or less than about 2.2:1, or less than about 2:1, or less than about 1.9:1, or equal to or greater than about 2:1, or equal to or greater than about 2.2 :1, or equal to or greater than about 2.4:1, or equal to or greater than about 2.6:1, or from about 0.5:1 to 3:1, or from about 0.7:1 to 2.5:1, or from about 0.9:1 to 2.2:1, or from about 1:1 to 2:1, or from about 1.1:1 to 1.9:1 , or about 2:1 to 3:1, or about 2.2:1 to 3:1, or about 2.4:1 to 3:1, or about 2.6:1 to 3:1, where the C/O molar ratio refers to all moles of carbon (C) hydrocarbons in the reactant mixture divided by all moles of oxygen (O 2 ) in the reactant mixture.
Например, когда единственным источником углерода в смеси реагентов КЧО 10 является СН4, молярное отношение СН4/О2 является таким же, как и молярное отношение С/О. В качестве другого примера, когда смесь реагентов КЧО 10 содержит другие источники углерода помимо СН4, такие как этан (C2H6), пропан (C3H8), бутаны (C4H10) и др., молярное отношение С/О учитывает моли углерода в каждом компоненте (например, 2 моль С в 1 моль С2Н6, 3 моль С в 1 моль C3H8, 4 моль С в 1 моль C4H10 и т.д.). Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, молярное отношение С/О в смеси реагентов КЧО 10 может быть скорректировано вместе с другими технологическими параметрами реактора (например, температурой, давлением, скоростью потока и др.) для получения синтез-газа желаемого состава (например, синтез-газа с желаемым содержанием СО2, такого как синтез газ с содержанием СО2 приблизительно от 0,1 до 5 мол.%). Молярное отношение С/О в смеси реаген- 4 044126 тов КЧО может быть скорректировано, чтобы обеспечить пониженное количество непрореагировавших углеводородов в синтез-газе. Молярное отношение С/О в смеси реагентов КЧО 10 может быть скорректировано на основании температуры выходящего потока КЧО, чтобы понизить (например, минимизировать) содержание непрореагировавших углеводородов произведенного синтез-газа. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, молярное отношение С/О может быть скорректировано вместе с другими технологическими параметрами реактора (например, температурой, давлением, скоростью потока и др.), чтобы обеспечить синтез-газ желаемого состава (например, синтез-газ с желаемым содержанием CO2, такой как синтез газ с содержанием СО2 приблизительно от 0,1 до 5 мол.%).For example, when the only source of carbon in a mixture of CCHO 10 reagents is CH 4 , the CH 4 /O 2 molar ratio is the same as the C/O molar ratio. As another example, when the mixture of reagents KCHO 10 contains other carbon sources in addition to CH 4 , such as ethane (C 2 H 6 ), propane (C3H8), butanes (C 4 H 10 ), etc., the C/O molar ratio takes into account moles of carbon in each component (for example, 2 mol C in 1 mol C2H6 , 3 mol C in 1 mol C3H8, 4 mol C in 1 mol C4H10 , etc.). As will be appreciated by one skilled in the art and by reference to this description, the C/O molar ratio in the CPO 10 reactant mixture can be adjusted along with other reactor process parameters (e.g., temperature, pressure, flow rate, etc.) to obtain synthesis gas of the desired composition (eg, synthesis gas with a desired CO 2 content, such as synthesis gas with a CO 2 content of about 0.1 to 5 mol.%). The C/O molar ratio in the CPO reagent mixture can be adjusted to provide a reduced amount of unreacted hydrocarbons in the synthesis gas. The C/O molar ratio of the CPO reactant mixture 10 can be adjusted based on the temperature of the CPO effluent stream to reduce (eg, minimize) the unreacted hydrocarbon content of the produced synthesis gas. As will be appreciated by one skilled in the art and with the help of this description, the C/O molar ratio can be adjusted along with other reactor process parameters (e.g., temperature, pressure, flow rate, etc.) to provide the synthesis gas of the desired composition (eg, synthesis gas with a desired CO2 content, such as synthesis gas with a CO2 content of approximately 0.1 to 5 mol.%).
Реакция КЧО представляет собой экзотермическую реакцию (например, гетерогенную каталитическую реакцию; экзотермическую гетерогенную каталитическую реакцию), которую обычно проводят в присутствии катализатора КЧО, содержащего каталитически активный металл, то есть, металл, активный для катализа реакции КЧО. Каталитически активный металл может содержать благородный металл (например, Pt, Rh, Ir, Pd, Ru, Ag и т.п., или их комбинации); неблагородный металл (например, Ni, Co, V, Мо, Р, Fe, Cu и т.п., или их комбинации); редкоземельные элементы (например, La, Ce, Nd, Eu и т.п., или их комбинации); их оксиды; и т.п.; или их комбинации. Как правило, благородный металл представляет собой металл, который устойчив к коррозии и окислению в содержащей воду среде. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, компоненты катализатора КЧО (например, металлы, такие как благородные металлы, неблагородные металлы, редкоземельные элементы) могут быть разделены по фазе или объединены в одной и той же фазе.The CPO reaction is an exothermic reaction (eg, heterogeneous catalytic reaction; exothermic heterogeneous catalytic reaction) which is typically carried out in the presence of a CPO catalyst containing a catalytically active metal, that is, a metal active in catalyzing the CPO reaction. The catalytically active metal may comprise a noble metal (eg, Pt, Rh, Ir, Pd, Ru, Ag, etc., or combinations thereof); base metal (for example, Ni, Co, V, Mo, P, Fe, Cu, etc., or combinations thereof); rare earth elements (eg La, Ce, Nd, Eu, etc., or combinations thereof); their oxides; and so on.; or combinations thereof. Generally, a noble metal is a metal that is resistant to corrosion and oxidation in a water-containing environment. As will be appreciated by one skilled in the art and with the help of this description, the components of the CPO catalyst (eg, metals, such as noble metals, base metals, rare earth elements) can be phase separated or combined in the same phase.
В одном аспекте катализаторы КЧО, приемлемые для использования в настоящем изобретении, могут представлять собой катализаторы на подложке и/или катализаторы без подложки. В некоторых аспектах катализаторы на подложке могут содержать подложку, где подложка может быть каталитически активной (например, подложка может катализировать реакцию КЧО). Например, каталитически активная подложка может включать металлическую ткань или проволочную сетку (например, Pt ткань или проволочную сетку); каталитически активный металлический монолитный катализатор; и др. В других аспектах катализаторы на подложке могут содержать подложки, где подложка может быть каталитически неактивной (например, подложка не может катализировать реакцию КЧО), такая как SiO2, карбид кремния (SiC), оксид алюминия, каталитически неактивная монолитная подложка; и др. В еще одних аспектах катализаторы на подложке могут содержать каталитически активную подложку и каталитически неактивную подложку.In one aspect, CPO catalysts suitable for use in the present invention may be supported catalysts and/or unsupported catalysts. In some aspects, supported catalysts may comprise a support, where the support may be catalytically active (eg, the support may catalyze a CPO reaction). For example, the catalytically active support may include metal fabric or wire mesh (eg, Pt fabric or wire mesh); catalytically active metal monolithic catalyst; and others. In other aspects, supported catalysts may comprise supports where the support may be catalytically inactive (eg, the support cannot catalyze the CPO reaction), such as SiO 2 , silicon carbide (SiC), alumina, catalytically inactive monolithic support; and others. In yet other aspects, supported catalysts may comprise a catalytically active support and a catalytically inactive support.
В некоторых аспектах катализатор КЧО может быть нанесен тонким покрытием на подложку, причем подложка может быть каталитически активной или неактивной, и где подложка может быть монолитом, пеной, частицами катализатора неправильной формы и др.In some aspects, the CPO catalyst may be thinly coated on a support, wherein the support may be catalytically active or inactive, and where the support may be a monolith, foam, irregularly shaped catalyst particles, etc.
В некоторых аспектах катализатор КЧО может представлять собой монолит, пену, порошок, частицу и др. Неограничивающие примеры форм для частиц катализатора КЧО, приемлемых для использования в настоящем изобретении, включают цилиндрическую, дискообразную, сферическую, пластинчатую, эллипсоидную, равновеликую, неправильную, кубическую, игольчатую форму и т.п., или их комбинации.In some aspects, the CPO catalyst may be a monolith, foam, powder, particle, etc. Non-limiting examples of shapes for CPO catalyst particles suitable for use in the present invention include cylindrical, disk-shaped, spherical, plate-shaped, ellipsoidal, equal-area, irregular, cubic, needle-shaped, etc., or combinations thereof.
В некоторых аспектах подложка содержит неорганический оксид, альфа-, бета- или тета-оксид алюминия (Al2O3), активированный Al2O3, диоксид кремния (SiO2), диоксид титана (TiO2), оксид магния (MgO), оксид циркония (ZrO2), оксид лантана (III) (La2O3), оксид иттрия (III) (Y2O3), оксид церия (IV) (СеО2), цеолиты, ZSM-5, оксиды перовскита, оксиды гидротальцита и т.п., или их комбинации.In some aspects, the support comprises an inorganic oxide, alpha, beta or theta aluminum oxide (Al 2 O 3 ), activated Al 2 O 3 , silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), magnesium oxide (MgO) , zirconium oxide (ZrO 2 ), lanthanum (III) oxide (La 2 O 3 ), yttrium (III) oxide (Y 2 O 3 ), cerium (IV) oxide (CeO 2 ), zeolites, ZSM-5, perovskite oxides , hydrotalcite oxides, etc., or combinations thereof.
Способы КЧО, реактора КЧО, катализаторы КЧО и конфигурации каталитического слоя КЧО, приемлемые для использования в настоящем изобретении, более подробно описаны в предварительной заявке на патент США № 62/522910, направленной 21 июня 2017 г. (Международная заявка № PCT/IB2018/054475, поданная 18 июня 2018 г.) под названием Improved Reactor Designs for Heterogeneous Catalytic Reactions, и в предварительной заявке на патент США № 62/521831, поданной 19 июня 2017 г. (Международная заявка № РСТ/1В2О18/О5447О, поданная 18 июня 2018 г.) под названием An Improved Process for Syngas Production for Petrochemical Applications, каждая из которых включена в данный документ посредством ссылки во всей полноте.CSF processes, CSF reactor, CSF catalysts, and CSF catalyst bed configurations suitable for use in the present invention are described in more detail in US Provisional Patent Application No. 62/522910, filed June 21, 2017 (International Application No. PCT/IB2018/054475 , filed June 18, 2018) entitled Improved Reactor Designs for Heterogeneous Catalytic Reactions, and in US Provisional Patent Application No. 62/521831, filed June 19, 2017 (International Application No. PCT/1B2O18/O5447O, filed June 18, 2018 d) entitled An Improved Process for Syngas Production for Petrochemical Applications, each of which is incorporated herein by reference in its entirety.
В одном аспекте реактор КЧО, подходящий для использования в настоящем изобретении (например, реактор КЧО 100), может включать трубчатый реактор, проточный реактор непрерывного действия, изотермический реактор, адиабатический реактор, реактор с неподвижным слоем, реактор с псевдоожиженным слоем, реактор с барботажным слоем, реактор с циркуляционным слоем, реактор с кипящим слоем, реактор типа ротационной печи и т.п., или их комбинации.In one aspect, a CPO reactor suitable for use in the present invention (e.g., a CPO 100 reactor) may include a tubular reactor, a continuous flow reactor, an isothermal reactor, an adiabatic reactor, a fixed bed reactor, a fluidized bed reactor, a bubble bed reactor , circulating bed reactor, fluidized bed reactor, rotary kiln type reactor, etc., or combinations thereof.
В некоторых аспектах реактор КЧО 100 может быть охарактеризован по меньшей мере одним рабочим параметром КЧО, выбранным из группы, включающей температуру реактора КЧО (например, температуру слоя катализатора КЧО); температуру подачи КЧО (например, температуру смеси реагентов КЧО); целевую температуру выходящего поток КЧО; давление КЧО (например, давление в реакторе КЧО); время контакта КЧО (например, время контакта в реакторе КЧО); молярное отношение С/О в смеси реагентов КЧО; молярное отношение водяного пара к углероду (П/С) в смеси реагентов КЧО, где молярное отношение П/С относится к общему количеству моль воды (Н2О) в смеси реагентов, поделенномуIn some aspects, the CPO reactor 100 may be characterized by at least one CPO operating parameter selected from the group consisting of CPO reactor temperature (eg, CPO catalyst bed temperature); the temperature of the CCHO supply (for example, the temperature of the mixture of CCHO reagents); target temperature of the CCH outlet stream; pressure of the reactor (for example, the pressure in the reactor of the reactor); CWC contact time (for example, contact time in the CWC reactor); molar C/O ratio in the mixture of CCHO reagents; the molar ratio of water vapor to carbon (P/C) in a mixture of reagents CWC, where the molar ratio P/C refers to the total number of moles of water (H 2 O) in the mixture of reagents divided
- 5 044126 на общее количество моль углерода (С) углеводородов в реакционной смеси; и их комбинации. Применительно к настоящему описанию температура выходящего потока КЧО представляет собой температуру синтез-газа (например, выходящего потока синтез-газа), измеренную в точке, где синтез-газ покидает реактор КЧО (реактора КЧО 100), например, температуру синтез-газа, измеренную на выходе из реактора КЧО, температуру выходящего потока синтез-газа, температуру выхода выходящего потока синтезгаза. Применительно к настоящему описанию температура выходящего потока КЧО (например, целевая температура выходящего потока КЧО) считается рабочим параметром. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, выбор рабочих параметров для реактора КЧО, таких как температура подачи КЧО, давление КЧО, время контакта КЧО, молярное отношение С/О в смеси реагентов КЧО, молярное отношение П/С в смеси реагентов КЧО и т.д., определяет температуру выходящего потока реактора КЧО (например, синтез-газа), а также состав выходящего потока реактора КЧО (например, синтез-газа). Кроме того, как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, мониторинг температуры выходящего потока КЧО может обеспечить обратную связь для изменения других рабочих параметров (например, температуры подачи КЧО, давления КЧО, времени контакта КЧО, молярного отношение С/О в смеси реагентов КЧО, молярного отношения П/С в смеси реагентов КЧО и т.д.) по мере необходимости, чтобы температура выходящего потока КЧО совпадала с целевой температурой выходящего потока КЧО. Более того, как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, целевая температура вытекающего потока КЧО представляет собой желаемую температуру выходящего потока КЧО, а температура выходящего потока КЧО (например, измеренная температура выходящего потока КЧО, фактическое значение температуры выходящего потока КЧО) может совпадать или не совпадать с целевой температурой выходящего потока КЧО. В аспектах, где температура выходящего потока КЧО отличается от целевой температуры выходящего потока КЧО, один или несколько рабочих параметров КЧО (например, температуру подачи КЧО, давление КЧО, время контакта КЧО, молярное отношение С/О в смеси реагентов КЧО, молярное отношение П/С в смеси реагентов КЧО и т.д.) можно регулировать (например, менять), чтобы температура выходящего потока КЧО соответствовала (например, была такой же, совпадала с) целевой температуре выходящего потока КЧО. Реактор КЧО 100 может работать при любых подходящих рабочих параметрах, которые могут обеспечить синтез-газ желаемого состава (например, синтез-газ с желаемым содержанием СО2, такой как синтез-газ с содержанием СО2 приблизительно от 0,1 до 5 мол.%).- 5 044126 per total number of moles of carbon (C) hydrocarbons in the reaction mixture; and their combinations. As used herein, the temperature of the CPO effluent stream is the temperature of the synthesis gas (e.g., the synthesis gas effluent stream) measured at the point where the synthesis gas leaves the CPO reactor (the CPO 100 reactor), e.g., the temperature of the synthesis gas measured at exit from the CCHO reactor, temperature of the outlet synthesis gas stream, temperature of the outlet of the outlet synthesis gas stream. For purposes of the present disclosure, the CSF effluent temperature (eg, the target CSF effluent temperature) is considered an operating parameter. As will be understood by one skilled in the art and with the help of this description, the selection of operating parameters for the CSF reactor, such as CSF feed temperature, CSF pressure, CSF contact time, C/O molar ratio in the CSF reactant mixture, P/ molar ratio C in the mixture of CPO reactants, etc., determines the temperature of the CPO reactor effluent (for example, synthesis gas), as well as the composition of the CPO reactor effluent (for example, synthesis gas). In addition, as one skilled in the art will appreciate and with the help of this description, monitoring the temperature of the CSF effluent stream can provide feedback for changes in other operating parameters (e.g., CSF feed temperature, CSF pressure, CSF contact time, C molar ratio /O in the mixture of CSC reagents, the P/C molar ratio in the mixture of CSC reagents, etc.) as necessary, so that the temperature of the CSC effluent stream coincides with the target temperature of the CSC effluent stream. Moreover, as one skilled in the art will appreciate and with the help of this description, the target CSF effluent temperature is the desired CSF effluent temperature, and the CSF effluent temperature (e.g., the measured CSF effluent temperature, the actual effluent temperature) CCHO flow) may or may not coincide with the target temperature of the CCHO outlet stream. In aspects where the temperature of the CSF effluent stream differs from the target temperature of the CSF effluent stream, one or more operating parameters of the CSF (e.g., CSF supply temperature, CSF pressure, CSF contact time, C/O molar ratio of the CSF reagent mixture, P/M molar ratio C in the mixture of CSC reagents, etc.) can be adjusted (for example, changed) so that the temperature of the CSC outlet stream corresponds to (for example, is the same, coincides with) the target temperature of the CSC outlet stream. The CPO reactor 100 can be operated at any suitable operating parameters that can provide synthesis gas of the desired composition (eg, synthesis gas with a desired CO2 content, such as synthesis gas with a CO2 content of about 0.1 to 5 mole percent).
Реактор КЧО 100 может быть охарактеризован температурой подачи КЧО приблизительно от 25 до 600°C, или же приблизительно от 25 до 500°C, или же приблизительно от 25 до 400°C, или же приблизительно от 50 до 400°C, или же приблизительно от 100 до 400°C. В аспектах, где смесь реагентов КЧО включает водяной пар, температура подачи КЧО может достигать приблизительно 600°C, или же приблизительно 575°C, или же приблизительно 550°C, или же приблизительно 525°C. В аспектах, где смесь реагентов КЧО не содержит водяной пар, температура подачи КЧО может достигать приблизительно 450°C, или же приблизительно 425°C, или же приблизительно 400°C, или же приблизительно 375°C.The CPO 100 reactor may have a CPO feed temperature of about 25 to 600°C, or about 25 to 500°C, or about 25 to 400°C, or about 50 to 400°C, or about from 100 to 400°C. In aspects where the CSC reactant mixture includes steam, the CSC feed temperature may reach about 600°C, or about 575°C, or about 550°C, or about 525°C. In aspects where the CPO reactant mixture does not contain steam, the CPO feed temperature may reach about 450°C, or about 425°C, or about 400°C, or about 375°C.
Реактор КЧО 100 может быть охарактеризован температурой выходящего потока КЧО (например, целевой температурой выходящего потока КЧО), равной или больше чем приблизительно 300°C, или же равной или больше чем приблизительно 600°C, или же равной или больше чем приблизительно 700°C, или же равной или больше чем приблизительно 750°C, или же равной или больше чем приблизительно 800°C, или же равной или больше чем приблизительно 850°C, или же приблизительно от 300 до 1600°C, или же приблизительно от 600 до 1400°C, или же приблизительно от 600 до 1300°C, или же приблизительно от 700 до 1200°C, или же приблизительно от 750 до 1150°C, или же приблизительно от 800 до 1125°C или, с другой стороны, приблизительно от 850 до 1100°C.The CSF reactor 100 may be characterized by a CSF effluent temperature (e.g., a target CSF effluent temperature) equal to or greater than about 300°C, or equal to or greater than about 600°C, or equal to or greater than about 700°C , or equal to or greater than about 750°C, or equal to or greater than about 800°C, or equal to or greater than about 850°C, or from about 300 to 1600°C, or from about 600 to 1400°C, or approximately 600 to 1300°C, or approximately 700 to 1200°C, or approximately 750 to 1150°C, or approximately 800 to 1125°C, or, on the other hand, approximately from 850 to 1100°C.
В одном аспекте реактор КЧО 100 может быть охарактеризован любой подходящей температурой реактора и/или температурой слоя катализатора. Например, реактор КЧО 100 может характеризоваться температурой реактора и/или температурой слоя катализатора, равной или больше чем приблизительно 300°C, или же равной или больше чем приблизительно 600°C, или же равной или больше чем приблизительно 700°C, или же равной или больше чем приблизительно 750°C, или же равной или больше чем приблизительно 800°C, или же равной или больше чем приблизительно 850°C, или же приблизительно от 300 до 1600°C, или же приблизительно от 600 до 1400°C, или же приблизительно от 600 до 1300°C, или же приблизительно от 700 до 1200°C, или же приблизительно от 750 до 1150°C, или же приблизительно от 800 до 1125°C или, с другой стороны, приблизительно от 850 до 1100°C.In one aspect, the CPO reactor 100 can be characterized by any suitable reactor temperature and/or catalyst bed temperature. For example, the CPO reactor 100 may have a reactor temperature and/or catalyst bed temperature equal to or greater than about 300°C, or equal to or greater than about 600°C, or equal to or greater than about 700°C, or equal to or greater than about 750°C, or equal to or greater than about 800°C, or equal to or greater than about 850°C, or from about 300 to 1600°C, or from about 600 to 1400°C, or from about 600 to 1300°C, or from about 700 to 1200°C, or from about 750 to 1150°C, or from about 800 to 1125°C, or, on the other hand, from about 850 to 1100 °C.
Реактор КЧО 100 может работать при любом подходящем температурном режиме, который может обеспечить синтез-газ с желаемым составом (например, синтез-газ с желаемым содержанием СО2, такой как синтез-газ с содержанием СО2 приблизительно меньше чем 5 мол.%, или же приблизительно меньше чем 4 мол.%, или же приблизительно меньше чем 3 мол.%, или же приблизительно меньше чем 2 мол.%, или же приблизительно меньше чем 1 мол.%, или же приблизительно от 0,1 до 5 мол.%, или же приблизительно от 0,25 до 4 мол.% или, с другой стороны, приблизительно от 0,5 до 3 мол.%). Реактор КЧО 100 может работать в адиабатических условиях, неадиабатических условиях, изотермических условиях, почти изотермических условиях и т.д. Применительно к настоящему описанию термин неадиабатические условия относится к условиям процесса, при которых реактор подвергается внешнему теплообмену илиThe KCHO reactor 100 can be operated at any suitable temperature condition that can provide synthesis gas with the desired composition (for example, synthesis gas with a desired CO2 content, such as synthesis gas with a CO 2 content of less than about 5 mol.%, or less than about 4 mol.%, or less than about 3 mol.%, or less than about 2 mol.%, or less than about 1 mol.%, or about 0.1 to 5 mol.% , or from about 0.25 to 4 mol.% or, on the other hand, from about 0.5 to 3 mol.%). The KChO 100 reactor can operate under adiabatic conditions, non-adiabatic conditions, isothermal conditions, nearly isothermal conditions, etc. As used herein, the term non-adiabatic conditions refers to process conditions in which the reactor is subjected to external heat exchange or
- 6 044126 теплопередаче (например, реактор нагревают или реактор охлаждают), что может представлять собой прямой теплообмен и/или непрямой теплообмен. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, термины прямой теплообмен и непрямой теплообмен известны специалисту в данной области техники. Напротив, термин адиабатические условия относится к условиям процесса, при которых реактор не подвергается внешнему теплообмену (например, реактор не нагревают или реактор не охлаждают). Как правило, внешний теплообмен подразумевает внешнюю систему теплообмена (например, систему охлаждения, систему обогрева), которая требует ввода и/или вывода энергии. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, внешняя теплопередача также может быть результатом теплопотерь из слоя катализатора (или реактора) из-за радиационной теплопередачи, теплопроводности, конвекционной теплопередачи и т.п., или их комбинаций. Например, слой катализатора может участвовать в теплообмене с внешней средой и/или с зонами реактора перед слоем и/или после слоя катализатора.- 6 044126 heat transfer (eg the reactor is heated or the reactor is cooled), which can be direct heat exchange and/or indirect heat exchange. As will be appreciated by one skilled in the art and from this description, the terms direct heat transfer and indirect heat transfer are known to one skilled in the art. In contrast, the term adiabatic conditions refers to process conditions in which the reactor is not subject to external heat exchange (eg, the reactor is not heated or the reactor is not cooled). Typically, external heat exchange refers to an external heat exchange system (eg, cooling system, heating system) that requires energy input and/or output. As one skilled in the art will appreciate and with the benefit of this description, external heat transfer can also result from heat loss from the catalyst (or reactor) bed due to radiative heat transfer, conduction, convection heat transfer, and the like, or combinations thereof. For example, the catalyst bed may participate in heat exchange with the external environment and/or with the reactor zones upstream and/or downstream of the catalyst bed.
Применительно к настоящему описанию термин изотермические условия относится к условиям процесса (например, рабочим параметрам КЧО), которые позволяют поддерживать практически постоянной температуру реактора и/или слоя катализатора (например, изотермическую температуру), которая может быть определена как температура, которая меняется приблизительно меньше чем на ±10°C, или же приблизительно меньше чем на ±9°C, или же приблизительно меньше чем на ±8°C, или же приблизительно меньше чем на ±7°C, или же приблизительно меньше чем на ±6°C, или же приблизительно меньше чем на ±5°C, или же приблизительно меньше чем на ±4°C, или же приблизительно меньше чем на ±3°C, или же приблизительно меньше чем на ±2°C, или же приблизительно меньше чем на ±1°C по всему реактору и/или слою катализатора соответственно.As used herein, the term isothermal conditions refers to process conditions (e.g., CPO operating parameters) that allow the temperature of the reactor and/or catalyst bed to be maintained substantially constant (e.g., isothermal temperature), which can be defined as a temperature that varies approximately less than by ±10°C, or by approximately less than ±9°C, or by approximately less than ±8°C, or by approximately less than ±7°C, or by approximately less than ±6°C, or by approximately less than ±5°C, or by approximately less than ±4°C, or by approximately less than ±3°C, or by approximately less than ±2°C, or by approximately less than ±1°C throughout the reactor and/or catalyst bed, respectively.
Кроме того, применительно к настоящему описанию термин изотермические условия относится к условиям процесса (например, рабочим параметрам КЧО), эффективным для получения синтез-газа желаемого состава (например, с желаемым молярным отношением Н2/СО, желаемым содержанием CO2 и т.д.), где изотермические условия включают изменение температуры приблизительно меньше чем на ±10°C по всему реактору и/или слою катализатора.Additionally, as used herein, the term isothermal conditions refers to process conditions (e.g., CPO operating parameters) effective to produce synthesis gas of the desired composition (e.g., desired H 2 /CO molar ratio, desired CO 2 content, etc. .), where isothermal conditions include a temperature change of approximately less than ±10°C throughout the reactor and/or catalyst bed.
Реактор КЧО 100 может работать при любых подходящих рабочих параметрах, которые могут обеспечивать изотермические условия.The KCHO 100 reactor can be operated at any suitable operating parameters that can provide isothermal conditions.
Применительно к настоящему описанию термин почти изотермические условия относится к условиям процесса (например, рабочим параметрам КЧО), которые позволяют поддерживать почти постоянной температуру реактора и/или слоя катализатора (например, почти изотермическую температуру), которая может быть определена как температура, которая меняется приблизительно меньше чем на ±100°C, или же приблизительно меньше чем на ±90°C, или же приблизительно меньше чем на ±80°C, или же приблизительно меньше чем на ±70°C, или же приблизительно меньше чем на ±60°C, или же приблизительно меньше чем на ±50°C, или же приблизительно меньше чем на ±40°C, или же приблизительно меньше чем на ±30°C, или же приблизительно меньше чем на ±20°C, или же приблизительно меньше чем на ±10°C, или же приблизительно меньше чем ±9°C, или же приблизительно меньше чем ±8°C, или же приблизительно меньше чем ±7°C, или же приблизительно меньше чем ±6°C, или же приблизительно меньше чем ±5°C, или же приблизительно меньше чем на ±4°C, или же приблизительно меньше чем ±3°C, или же приблизительно меньше чем на ±2°C, или же приблизительно меньше чем на ±1°C по всему реактору и/или слою катализатора соответственно. В некоторых аспектах условия, близкие к изотермическим, допускают изменение температуры приблизительно меньше чем на ±50°C, или же приблизительно меньше чем на ±25°C, или же приблизительно меньше чем на ±10°C по всему реактору и/или слою катализатора. Кроме того, применительно к настоящему описанию термин почти изотермические условия следует понимать как включающий изотермические условия.As used herein, the term near-isothermal conditions refers to process conditions (e.g., CPO operating parameters) that allow the temperature of the reactor and/or catalyst bed to be maintained nearly constant (e.g., near-isothermal temperature), which can be defined as a temperature that varies approximately less than ±100°C, or approximately less than ±90°C, or approximately less than ±80°C, or approximately less than ±70°C, or approximately less than ±60° C, or approximately less than ±50°C, or approximately less than ±40°C, or approximately less than ±30°C, or approximately less than ±20°C, or approximately less by less than ±10°C, or by approximately less than ±9°C, or by approximately less than ±8°C, or by approximately less than ±7°C, or by approximately less than ±6°C, or by approximately less than ±5°C, or approximately less than ±4°C, or approximately less than ±3°C, or approximately less than ±2°C, or approximately less than ±1°C the entire reactor and/or catalyst bed, respectively. In some aspects, near-isothermal conditions allow a temperature variation of less than about ±50°C, or less than about ±25°C, or less than about ±10°C throughout the reactor and/or catalyst bed . Additionally, as used herein, the term near-isothermal conditions should be understood to include isothermal conditions.
Кроме того, применительно к настоящему описанию термин почти изотермические условия относится к условиям процесса (например, рабочим параметрам КЧО), эффективным для получения синтезгаза желаемого состава (например, с желаемым молярным отношением Н2/СО), желаемым содержанием CO2 и т.д.), при этом почти изотермические условия включают изменение температуры приблизительно меньше чем на ±100°C по всему реактору и/или слою катализатора.Additionally, as used herein, the term near-isothermal conditions refers to process conditions (e.g., CPO operating parameters) effective to produce synthesis gas of the desired composition (e.g., desired H2/CO molar ratio, desired CO2 content, etc.) , where near isothermal conditions include a temperature change of approximately less than ±100°C throughout the reactor and/or catalyst bed.
В одном аспекте способ, раскрытый в данном документе, может включать проведение реакции КЧО в почти изотермических условиях с получением синтез-газа, причем почти изотермические условия включают изменение температуры приблизительно меньше чем на ±100°C по всему реактору и/или слою катализатора.In one aspect, the method disclosed herein may include conducting a CPO reaction under near-isothermal conditions to produce synthesis gas, wherein the near-isothermal conditions include a temperature change of less than approximately ±100°C throughout the reactor and/or catalyst bed.
Реактор КЧО 100 может работать при любых подходящих рабочих параметрах, которые могут обеспечивать условия, близкие к изотермическим.The KCHO 100 reactor can be operated at any suitable operating parameters that can provide near isothermal conditions.
Реактор КЧО 100 может быть охарактеризован давлением КЧО (например, давлением реактора, измеренным при выходе или выпуске из реактора), равным или больше чем приблизительно 1 бар (изб.), или же равным или больше чем приблизительно 10 бар (изб.), или же равным или больше чем приблизительно 20 бар (изб.), или же равным или больше чем приблизительно 25 бар (изб.), или же равным илиThe CPR reactor 100 may be characterized by a CPR pressure (e.g., reactor pressure measured at the outlet or outlet of the reactor) equal to or greater than about 1 barg, or equal to or greater than about 10 barg, or equal to or greater than about 20 barg, or equal to or greater than about 25 barg, or equal to or
- 7 044126 больше чем приблизительно 30 бар (изб.), или же равным или больше чем приблизительно 35 бар (изб.), или же равным или больше чем приблизительно 40 бар (изб.), или же равным или больше чем приблизительно 50 бар (изб.), или же меньше приблизительно 30 бар (изб.), или же меньше чем приблизительно 25 бар (изб.), или же меньше чем приблизительно 20 бар (изб.), или же меньше чем приблизительно 10 бар (изб.), или приблизительно от 1 до 90 бар (изб.), или же приблизительно от 1 до 40 бар, или же приблизительно от 1 до 30 бар, или же приблизительно от 1 до 25 бар, или же приблизительно от 1 до 20 бар, или же приблизительно от 1 до 10 бар, или же приблизительно от 20 до 90 бар, или же приблизительно от 25 до 85 бар, или, с другой стороны, приблизительно от 30 до 80 бар.- 7 044126 greater than approximately 30 barg, or equal to or greater than approximately 35 barg, or equal to or greater than approximately 40 barg, or equal to or greater than approximately 50 barg (g), or less than about 30 barg, or less than about 25 barg, or less than about 20 barg, or less than about 10 barg. ), or from about 1 to 90 bar(g), or from about 1 to 40 bar, or from about 1 to 30 bar, or from about 1 to 25 bar, or from about 1 to 20 bar, or from about 1 to 10 bar, or from about 20 to 90 bar, or from about 25 to 85 bar, or, on the other hand, from about 30 to 80 bar.
Реактор КЧО 100 может быть охарактеризован временем контакта КЧО приблизительно от 0,001 миллисекунды (мс) до 5 секунд (с), или же приблизительно от 0,001 мс до 1 с, или же приблизительно от 0,001 до 100 мс, или же приблизительно от 0,001 до 10 мс, или же приблизительно от 0,001 до 5 мс, или, с другой стороны, приблизительно от 0,01 до 1,2 мс. Обычно время контакта в реакторе, содержащем катализатор, относится к среднему количеству времени, которое соединение (например, молькула этого соединения) проводит в контакте с катализатором (например, в слое катализатора), например, среднее количество времени, которое требуется соединению (например, молькуле этого соединения), чтобы пройти через слой катализатора. Применительно к настоящему описанию время контакта меньше чем приблизительно 5 мс может быть названо миллисекундным режимом (МСР (MSR)); и способ КЧО или реакция КЧО, описанные в данном документе, характеризующиеся временем контакта меньше чем приблизительно 5 мс, могут быть названы способом или реакцией КЧО с миллисекундным режимом (МСР-КЧО), соответственно.The CCO reactor 100 may have a CCO contact time of about 0.001 milliseconds (ms) to 5 seconds (s), or about 0.001 ms to 1 s, or about 0.001 to 100 ms, or about 0.001 to 10 ms , or about 0.001 to 5 ms, or, on the other hand, about 0.01 to 1.2 ms. Typically, contact time in a reactor containing a catalyst refers to the average amount of time that a compound (e.g., a molecule of that compound) spends in contact with the catalyst (e.g., a catalyst bed), e.g., the average amount of time it takes a compound (e.g., a molecule of that compound) to of this compound) to pass through the catalyst bed. As used herein, contact times of less than about 5 ms may be referred to as millisecond mode (MSR); and the CSF method or CSF reaction described herein, characterized by a contact time of less than about 5 ms, may be referred to as a millisecond mode CSF method or reaction (MSR-MCR), respectively.
В некоторых аспектах реактор КЧО 100 может быть охарактеризован временем контакта приблизительно от 0,001 до 5 мс, или, с другой стороны, приблизительно от 0,01 до 1,2 мс.In some aspects, the CPO reactor 100 may have a contact time of about 0.001 to 5 ms, or, alternatively, about 0.01 to 1.2 ms.
Все раскрытые в изобретении рабочие параметры КЧО применимы во всех раскрытых в изобретении вариантах, если не указано иное. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, каждый рабочий параметр КЧО может быть скорректирован для получения желаемого качества синтез-газа, такого как синтез-газ желаемого состава (например, синтез-газ с желаемым содержанием СО2, такой как синтез-газ с содержанием СО2 приблизительно от 0,1 до 5 мол.%). Например, рабочие параметры КЧО могут быть скорректированы, чтобы обеспечить пониженное содержание СО2 в синтез-газе. В качестве другого примера, рабочие параметры КЧО могут быть отрегулированы для обеспечения повышенного содержания Н2 в синтез-газе. В качестве еще одного примера, рабочие параметры КЧО могут быть скорректированы для получения пониженного содержания непрореагировавших углеводородов (например, непрореагировавшего СН4) в синтез-газе.All operating parameters of the CFC disclosed in the invention are applicable in all embodiments disclosed in the invention, unless otherwise indicated. As will be appreciated by one skilled in the art and with the help of this description, each operating parameter of the CPR can be adjusted to produce a desired quality of synthesis gas, such as synthesis gas of a desired composition (e.g., synthesis gas with a desired CO 2 content, such as synthesis gas with a CO 2 content of approximately 0.1 to 5 mol.%). For example, the operating parameters of the CPO can be adjusted to ensure a reduced CO 2 content in the synthesis gas. As another example, the operating parameters of the CPO can be adjusted to provide increased H 2 content in the synthesis gas. As another example, the operating parameters of the CPO can be adjusted to produce a reduced content of unreacted hydrocarbons (eg, unreacted CH 4 ) in the synthesis gas.
В одном аспекте выходящий поток реактора КЧО 15 может быть извлечен из реактора КЧО 100, причем выходящий поток реактора КЧО 15 содержит водород, монооксид углерода, воду, диоксид углерода и непрореагировавшие углеводороды.In one aspect, the effluent from CPR reactor 15 may be recovered from CPR reactor 100, wherein the effluent from CPR reactor 15 contains hydrogen, carbon monoxide, water, carbon dioxide, and unreacted hydrocarbons.
В некоторых аспектах выходящий поток реактора КЧО 15 (например, после охлаждения и удаления воды из синтез-газа и/или после регулирования давления и/или температуры синтез-газа) можно использовать в качестве синтез-газа 20 в последующем процессе (например, при производстве метанола) без дополнительной переработки для повышения содержания водорода и/или уменьшения содержания СО2 в выходящем потоке реактора КЧО 15. В таких аспектах выходящий поток реактора КЧО 15 представляет собой тот же самый поток, что и синтез-газ 20, при этом молярное отношение Н2/СО в выходящем потоке реактора КЧО 15 такое же, как и молярное отношение Н2/СО в синтез-газе 20. Выходящий поток реактора КЧО 15 и/или синтез-газ 20, как описано здесь, могут быть охарактеризованы молярным отношением Н2/СО больше чем приблизительно 1,7, или же больше чем приблизительно 1,8, или же больше чем приблизительно 1,9, или же больше чем приблизительно 2,0, или же больше чем приблизительно 2,2, или же больше чем приблизительно 2,5, или же больше чем приблизительно 2,7, или же больше чем приблизительно 3,0. В некоторых аспектах выходящий поток реактора КЧО 15 и/или синтез-газ 20, как раскрыто в данном документе, можно охарактеризовать молярным отношением Н2/СО приблизительно от 1,7 до 2,3, или же приблизительно от 1,8 до 2,2 или, с другой стороны, приблизительно от 1,9 до 2,1.In some aspects, the effluent of the CPO reactor 15 (for example, after cooling and removing water from the synthesis gas and/or after adjusting the pressure and/or temperature of the synthesis gas) can be used as synthesis gas 20 in a downstream process (for example, in the production methanol) without further processing to increase the hydrogen content and/or reduce the CO 2 content in the effluent stream of the KCHO 15 reactor. In such aspects, the effluent stream of the KCHO 15 reactor is the same stream as the synthesis gas 20, with the molar ratio of H 2 /CO in the effluent stream of the reactor KChO 15 is the same as the molar ratio of H 2 /CO in the synthesis gas 20. The effluent stream of the reactor KCHO 15 and/or synthesis gas 20, as described herein, can be characterized by the molar ratio H2/ CO is greater than about 1.7, or greater than about 1.8, or greater than about 1.9, or greater than about 2.0, or greater than about 2.2, or greater than about 2 .5, or greater than about 2.7, or greater than about 3.0. In some aspects, the CPO reactor effluent 15 and/or synthesis gas 20, as disclosed herein, can be characterized by an H2/CO molar ratio of about 1.7 to 2.3, or alternatively from about 1.8 to 2.2 or, on the other hand, approximately 1.9 to 2.1.
В других аспектах выходящий поток реактора КЧО 15 может быть дополнительно переработан для получения синтез-газа 20, при этом синтез-газ 20 может быть в дальнейшем использован для производства метанола. Выходящий поток реактора КЧО 15 может быть переработан для обогащения его водородом. В таких аспектах молярное отношение Н2/СО в синтез-газе 20 больше, чем молярное отношение Н2/СО в выходящем потоке реактора КЧО 15.In other aspects, the effluent from CPO reactor 15 may be further processed to produce synthesis gas 20, which synthesis gas 20 may be further used to produce methanol. The effluent of the KChO 15 reactor can be processed to enrich it with hydrogen. In such aspects, the H 2 /CO molar ratio in the synthesis gas 20 is greater than the H 2 /CO molar ratio in the KCHO reactor effluent 15.
Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, хотя синтез-газ 20 может быть охарактеризован молярным отношением Н2/СО больше чем приблизительно 1,8, что может быть приемлемо для синтеза метанола, синтез-газ 20 может быть переработан для дополнительного уменьшения содержания СО2, чтобы обеспечить синтез-газ желаемого состава (например, синтез-газ с желаемым содержанием СО2, такой как синтез-газ с содержанием СО2 приблизительно от 0,1 до 5 мол.%).As will be appreciated by one skilled in the art and by reference to this description, although synthesis gas 20 may have a H2/CO molar ratio greater than about 1.8, which may be acceptable for methanol synthesis, synthesis gas 20 may be processed to further reduce the CO2 content to provide a synthesis gas of the desired composition (eg, a synthesis gas with a desired CO2 content, such as a synthesis gas with a CO2 content of about 0.1 to 5 mole percent).
Кроме того, как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, выходящий поток реактора КЧО 15 и/или синтез-газ 20 могут быть подвергнуты минимальнойIn addition, as one skilled in the art will appreciate and with the help of this description, the effluent of the CPO reactor 15 and/or the synthesis gas 20 may be subjected to minimal
- 8 044126 переработке, такой как извлечение непрореагировавших углеводородов, разбавителя, воды и т.д., без существенного изменения молярного отношения Н2/СО в выходящем потоке реактора КЧО 15 и/или в синтез-газе 20 соответственно. Например, вода может быть конденсирована и отделена от выходящего потока реактора КЧО 15 и/или синтез-газа 20, например, в конденсаторе.- 8 044126 processing, such as recovery of unreacted hydrocarbons, diluent, water, etc., without significantly changing the H2/CO molar ratio in the KCHO reactor effluent 15 and/or in the synthesis gas 20, respectively. For example, water can be condensed and separated from the effluent of the reactor 15 and/or synthesis gas 20, for example, in a condenser.
В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в данном документе, может дополнительно включать (i) извлечение по меньшей мере части непрореагировавших углеводородов из выходящего потока реактора КЧО 15 и/или синтез-газа 20 с получением извлеченных углеводородов, и (ii) рециркуляцию по меньшей мере части извлеченных углеводородов в реактор КЧО 100. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, хотя в способах КЧО могут быть достигнуты довольно высокие конверсии (например, конверсии равные или больше чем приблизительно 90%), непрореагировавшие углеводороды могут быть извлечены и возвращены обратно в реактор КЧО 100.In one aspect, a method for producing methanol disclosed herein may further comprise (i) recovering at least a portion of the unreacted hydrocarbons from the effluent of the CPO reactor 15 and/or synthesis gas 20 to produce recovered hydrocarbons, and (ii) recycling at least at least a portion of the recovered hydrocarbons into the CPO reactor 100. As will be appreciated by one skilled in the art and with the benefit of this description, although fairly high conversions (e.g., conversions equal to or greater than about 90%) can be achieved in CPO processes, unreacted hydrocarbons can be removed and returned back to the KChO 100 reactor.
Реактор КЧО 100 может работать при любых подходящих рабочих параметрах, которые могут обеспечивать синтез-газ желаемого состава (например, синтез-газ с желаемым содержанием СО2, такой как синтез-газ с содержанием СО2 приблизительно от 0,1 до 5 мол.%); например, реактор КЧО 100 может работать при относительно низком давлении и необязательно при относительно низком молярном отношении С/О в смеси реагентов КЧО 10. Без намерения быть связанными какой-либо теорией, считают, что для данной температуры выходящего потока КЧО (например, целевой температуры выходящего потока КЧО) и данного молярного отношения С/О в смеси реагентов КЧО молярное отношение Н2/СО в полученном синтез-газе растет с уменьшением давления. Кроме того, без намерения быть связанными какойлибо теорией и в соответствии с принципом Ле Шателье, равновесие реакции риформинга, представленной уравнением (3), при понижении давления будет смещено в сторону получения Н2 и СО: реакция риформинга идет от 2 моль реагентов (СН4 и Н2О) до 4 моль продуктов (Н2 и СО), а снижение давления будет способствовать смещению равновесия реакции в сторону образования Н2 и СО. Реакция риформинга, представленная уравнением (3), может приводить к синтез-газу, имеющему молярное отношение Н2/СО равное 3, что больше, чем молярное отношение Н2/СО равное 2, для синтез-газа, полученного в соответствии с реакцией КЧО, представленной уравнением (1).The KCHO 100 reactor can be operated at any suitable operating parameters that can provide synthesis gas of the desired composition (for example, synthesis gas with a desired CO 2 content, such as synthesis gas with a CO 2 content of approximately 0.1 to 5 mol %) ; for example, the CPR reactor 100 may be operated at a relatively low pressure and optionally at a relatively low C/O molar ratio in the COC reactant mixture 10. Without intending to be bound by any theory, it is believed that for a given COC effluent temperature (e.g., target temperature output stream of CPO) and a given molar C/O ratio in the mixture of CPO reagents, the molar ratio of H 2 /CO in the resulting synthesis gas increases with decreasing pressure. In addition, without intending to be bound by any theory and in accordance with Le Chatelier's principle, the equilibrium of the reforming reaction represented by equation (3) with decreasing pressure will be shifted towards the production of H 2 and CO: the reforming reaction proceeds from 2 moles of reactants (CH4 and H2O) to 4 mol of products ( H2 and CO), and a decrease in pressure will contribute to a shift in the equilibrium of the reaction towards the formation of H2 and CO. The reforming reaction represented by Equation (3) can result in a synthesis gas having an H 2 /CO molar ratio of 3, which is greater than the H 2 /CO molar ratio of 2 for the synthesis gas produced according to the CPO reaction , represented by equation (1).
В одном аспекте реактор КЧО 100 может работать при давлении КЧО приблизительно меньше чем 30 бар (изб.), или же приблизительно меньше чем 25 бар (изб.), или же приблизительно меньше чем 20 бар (изб.), или же приблизительно меньше чем 10 бар (изб.), или же приблизительно от 1 до 30 бар (изб.), или же приблизительно от 1 до 25 бар (изб.), или же приблизительно от 1 до 20 бар (изб.), или, с другой стороны, приблизительно от 1 до 10 бар (изб.). В таком аспекте реактор КЧО 100 может работать при (i) температуре выходящего потока КЧО (например, целевой температура выходящего потока КЧО), равной или больше чем приблизительно 750°C, или же равной или больше чем приблизительно 800°C, или же равной или больше приблизительно 850°C, или же приблизительно от 750 до 1150°C, или же приблизительно от 800 до 1125°C или, с другой стороны, приблизительно от 850 до 1100°C; и/или при (ii) молярном отношении С/О в смеси реагентов КЧО 10 приблизительно меньше чем 2,2:1, или приблизительно меньше чем 2:1, или приблизительно меньше чем 1,9:1, или же приблизительно от 0,9:1 до 2,2:1, или же приблизительно от 1:1 до 2:1 или, с другой стороны, приблизительно от 1,1:1 до 1,9:1.In one aspect, the CPO reactor 100 can be operated at a CPO pressure of less than about 30 barg, or less than about 25 barg, or less than about 20 barg, or less than about 10 bar(g), or approximately 1 to 30 bar(g), or approximately 1 to 25 bar(g), or approximately 1 to 20 bar(g), or, on the other hand, sides, approximately 1 to 10 bar(g). In such an aspect, the CSF reactor 100 may be operated at (i) a CSF effluent temperature (e.g., a target CSF effluent temperature) equal to or greater than about 750°C, or equal to or greater than about 800°C, or equal to or greater than about 850°C, or from about 750 to 1150°C, or from about 800 to 1125°C, or, on the other hand, from about 850 to 1100°C; and/or when (ii) the C/O molar ratio in the mixture of reagents CCO 10 is less than about 2.2:1, or less than about 2:1, or less than about 1.9:1, or about 0. 9:1 to 2.2:1, or about 1:1 to 2:1 or, on the other hand, about 1.1:1 to 1.9:1.
В некоторых аспектах реактор КЧО 100 может работать при давлении КЧО приблизительно меньше чем 30 бар (изб.), при температуре выходящего потока КЧО (например, целевой температуре выходящего потока КЧО), равной или больше чем приблизительно 750°C, при молярном отношении С/О в смеси реагентов КЧО 10 приблизительно меньше чем 2,2:1 и при молярном отношении П/С в смеси реагентов КЧО приблизительно от 0,2:1 до 0,8:1.In some aspects, the CSF reactor 100 can be operated at a CSF pressure of less than about 30 bar(g), with a CSF effluent temperature (e.g., a target CSF effluent temperature) equal to or greater than about 750° C., at a molar ratio of C/ The O in the CCO 10 reagent mixture is approximately less than 2.2:1 and the P/S molar ratio in the CCO reagent mixture is approximately 0.2:1 to 0.8:1.
Реактор КЧО может работать при любых подходящих рабочих параметрах, которые могут давать синтез-газ желаемого состава (например, синтез-газ с желаемым содержанием СО2, такой как синтез-газ с содержанием СО2 приблизительно от 0,1 до 5 мол.%); например, реактор КЧО 100 может работать при относительно высоком молярном отношении С/О в смеси реагентов КЧО 10 и необязательно при относительно низком давлении.The CPO reactor can be operated at any suitable operating parameters that can produce synthesis gas of the desired composition (for example, synthesis gas with a desired CO 2 content, such as synthesis gas with a CO 2 content of approximately 0.1 to 5 mol %) ; for example, the reactor KCHO 100 can operate at a relatively high molar ratio of C/O in the mixture of reactants KCHO 10 and optionally at a relatively low pressure.
Когда присутствует избыток углеводородов (например, метана), часть углеводородов может подвергаться реакции термического разложения, например, как представлено уравнением (2):When an excess of hydrocarbons (e.g. methane) is present, some of the hydrocarbons may undergo a thermal decomposition reaction, for example, as represented by equation (2):
СН4 С+2Н2 (2).CH 4 C + 2H 2 (2).
Реакция разложения углеводородов, таких как метан, усиливается при повышенных температурах и повышает содержание водорода в выходящем потоке реактора КЧО 15 и/или синтез-газе 20. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания и без намерения быть связанными какой-либо теорией, хотя процентное содержание углеводородов в смеси реагентов КЧО 10, которая подвергается реакции разложения (например, реакции разложения, представленной уравнением (2)), растет с увеличением молярного отношения С/О в смеси реагентов КЧО 10, часть углеводородов может подвергаться реакции разложения до углерода (С) и Н2 даже при относительно низких молярных отношениях С/О в смеси реагентов КЧО 10 (например, молярном отношении С/О в смеси реагентов КЧО 10 приблизительно меньше чем 2:1).The decomposition reaction of hydrocarbons, such as methane, is enhanced at elevated temperatures and increases the hydrogen content in the effluent stream of the CCHO reactor 15 and/or the synthesis gas 20. As will be understood by one skilled in the art, also by this description and without the intention of being bound by By any theory, although the percentage of hydrocarbons in a KChO 10 reagent mixture that undergoes a decomposition reaction (e.g., the decomposition reaction represented by equation (2)) increases with increasing C/O molar ratio in the KChO 10 reagent mixture, some of the hydrocarbons may undergo decomposition reactions to carbon (C) and H 2 even at relatively low C/O molar ratios in the KCHO 10 reagent mixture (for example, the C/O molar ratio in the KCHO 10 reagent mixture is approximately less than 2:1).
В одном аспекте реактор КЧО 100 может работать при молярном отношении С/О в смеси реагентовIn one aspect, the KCHO 100 reactor can be operated at a C/O molar ratio of the reactant mixture
- 9 044126- 9 044126
КЧО 10, равном или больше чем приблизительно 2:1, или же равном или больше чем приблизительно 2,2:1, или же равном или больше чем приблизительно 2,4:1, или же равном или больше чем приблизительно 2,6:1, или же приблизительно от 2:1 до 3:1, или же приблизительно от 2,2:1 до 3:1, или же приблизительно от 2,4:1 до 3:1 или, с другой стороны, приблизительно от 2,6:1 до 3:1. В таком аспекте реактор КЧО 100 может работать при (i) давлении КЧО приблизительно меньше чем 30 бар (изб.), или же приблизительно меньше чем 25 бар (изб.), или же приблизительно меньше чем 20 бар (изб.), или же приблизительно меньше чем 10 бар (изб.), или же приблизительно от 1 до 30 бар (изб.), или же приблизительно от 1 до 25 бар (изб.), или же приблизительно от 1 до 20 бар (изб.), или же приблизительно от 1 до 10 бар (изб.); и/или при (ii) температуре выходящего потока КЧО (например, целевой температуре выходящего потока КЧО), равной или больше чем приблизительно 750°C, или же равной или больше чем приблизительно 800°C, или же равной или больше чем приблизительно 850°C, или же приблизительно от 750 до 1150°C, или же приблизительно от 800 до 1125°C или, с другой стороны, приблизительно от 850 до 1100°C.NOR 10 equal to or greater than about 2:1, or equal to or greater than about 2.2:1, or equal to or greater than about 2.4:1, or equal to or greater than about 2.6:1 , or from about 2:1 to 3:1, or from about 2.2:1 to 3:1, or from about 2.4:1 to 3:1, or, on the other hand, from about 2, 6:1 to 3:1. In such an aspect, the CPO reactor 100 may be operated at (i) a CPO pressure of less than about 30 barg, or less than about 25 barg, or less than about 20 barg, or less than about 10 barg, or about 1 to 30 barg, or about 1 to 25 barg, or about 1 to 20 barg, or from approximately 1 to 10 bar(g); and/or at (ii) a CSF effluent temperature (e.g., a target CSF effluent temperature) equal to or greater than about 750°C, or equal to or greater than about 800°C, or equal to or greater than about 850° C, or from about 750 to 1150°C, or from about 800 to 1125°C, or, on the other hand, from about 850 to 1100°C.
В некоторых аспектах реактор КЧО 100 может работать при давлении КЧО приблизительно меньше чем 30 бар (изб.), при температуре выходящего потока КЧО (например, целевой температуре выходящего потока КЧО), равной или больше чем приблизительно 750°C, и при молярном отношении С/О в смеси реагентов КЧО 10, равном или больше чем приблизительно 2:1.In some aspects, the CSF reactor 100 can be operated at a CSF pressure of less than about 30 bar(g), at a CSF effluent temperature (e.g., a target CSF effluent temperature) equal to or greater than about 750° C., and at a molar ratio of C /O in the mixture of reagents is KCHO 10, equal to or greater than approximately 2:1.
В одном аспекте смесь реагентов КЧО 10 может дополнительно содержать разбавитель, такой как вода и/или водяной пар. Реактор КЧО 100 может работать при любых подходящих рабочих параметрах, которые могут давать синтез-газ желаемого состава (например, синтез-газ с желаемым содержанием СО2, такой как синтез-газ с содержанием CO2 приблизительно от 0,1 до 5% моль); например, реактор КЧО 100 может работать с введением воды и/или водяного пара в реактор КЧО 100.In one aspect, the CPO reagent mixture 10 may further comprise a diluent such as water and/or steam. The KCHO reactor 100 can be operated at any suitable operating parameters that can produce synthesis gas of the desired composition (eg, synthesis gas with a desired CO 2 content, such as synthesis gas with a CO 2 content of approximately 0.1 to 5 mol%); for example, the KCHO reactor 100 can operate by introducing water and/or steam into the KCHO reactor 100.
Обычно разбавитель инертен по отношению к реакции КЧО, например, разбавитель не участвует в реакции КЧО (например, реакции КЧО, представленной уравнением (1)). Однако, как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, некоторые разбавители (например, вода, водяной пар и т.д.) могут подвергаться химическим реакциям, отличным от реакции КЧО, внутри реактора 100 КЧО, и могут менять состав получаемого синтез-газа (например, выходящего потока реактора КЧО 15 и/или синтез-газа 20). Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, воду и/или водяной пар можно использовать для изменения состава производимого синтез-газа. Пар может реагировать с метаном, например, как показано в уравнении (3):Typically, the diluent is inert to the COC reaction, for example, the diluent does not participate in the COC reaction (eg, the COC reaction represented by equation (1)). However, as one skilled in the art will appreciate and with the help of this description, some diluents (e.g., water, steam, etc.) may undergo chemical reactions other than the CPO reaction within the CPO reactor 100, and may change the composition of the resulting synthesis gas (for example, the outlet stream of the KChO reactor 15 and/or synthesis gas 20). As will be appreciated by one skilled in the art and by reference to this description, water and/or steam can be used to change the composition of the synthesis gas produced. Steam can react with methane, for example, as shown in equation (3):
СН4+Н2О о СО+ЗН2 (3)CH 4 + H 2 O o CO + ZN 2 (3)
В одном аспекте разбавитель, содержащий воду и/или водяной пар, может повышать содержание водорода в получаемом синтез-газе (например, в выходящем потоке реактора КЧО 15 и/или в синтез-газе 20). Например, в аспектах, где смесь реагентов КЧО 10 включает разбавитель воду и/или водяной пар, полученный синтез-газ (например, выходящий поток реактора КЧО 15 и/или синтез-газ 20) может быть охарактеризован молярным отношением водорода к монооксиду углерода, которое растет при сравнении с молярным отношением водорода к монооксиду углерода в синтез-газе, полученном с помощью аналогичного в остальном процесса, проводимого со смесью реагентов, содержащей углеводороды и кислород, без разбавителя воды и/или водяного пара.In one aspect, a diluent containing water and/or steam can increase the hydrogen content of the resulting synthesis gas (eg, in the effluent of the CPO reactor 15 and/or in the synthesis gas 20). For example, in aspects where the reactant mixture of the CHO 10 includes a diluent of water and/or steam, the resulting synthesis gas (e.g., the effluent of the reactor CCO 15 and/or synthesis gas 20) may be characterized by a molar ratio of hydrogen to carbon monoxide, which increases when compared with the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide in synthesis gas produced by an otherwise similar process carried out with a reactant mixture containing hydrocarbons and oxygen, without the diluent of water and/or steam.
Кроме того, в присутствии воды и/или водяного пара в реакторе КЧО 100 монооксид углерода может реагировать с водой и/или водяным паром с образованием диоксида углерода и водорода посредством реакции конверсии водяного газа (WGS), например как представлено уравнением (4):In addition, in the presence of water and/or steam in the reactor KCHO 100, carbon monoxide can react with water and/or steam to form carbon dioxide and hydrogen through a water gas shift (WGS) reaction, for example as represented by equation (4):
СО+Н2О θ СО2+Н2 (4)CO + H 2 O θ CO 2 + H 2 (4)
Хотя реакция WGS может повышать молярное отношение Н2/СО в синтез-газе, производимом в реакторе КЧО 200, она также дает СО2.Although the WGS reaction can increase the H 2 /CO molar ratio in the synthesis gas produced in the KCHO 200 reactor, it also produces CO 2 .
Когда в реакторе присутствует углерод (например, кокс; С, образующийся в результате реакции разложения, представленной уравнением (2)), разбавить вода и/или водяной пар может реагировать с углеродом и давать дополнительные количества СО и H2, например, как представлено уравнением (5):When carbon is present in the reactor (for example, coke; C produced by the decomposition reaction represented by equation (2)), dilute water and/or steam can react with the carbon and produce additional amounts of CO and H 2 , for example, as represented by equation (5):
С+Н2О СО+Н2 (5)C+H 2 O CO+H 2 (5)
Кроме того, поскольку кислород присутствует в смеси реагентов КЧО 10, углерод, присутствующий в реакторе (например, кокс; С, образующийся в результате реакции разложения, представленной уравнением (2)), также может реагировать с кислородом, например, как представлено уравнением (6):In addition, since oxygen is present in the reactant mixture of KCHO 10, carbon present in the reactor (for example, coke; C produced by the decomposition reaction represented by equation (2)) can also react with oxygen, for example, as represented by equation (6 ):
С+О2 СО2 (6)C+O 2 CO 2 (6)
Кроме того, СО2 может реагировать с углеродом (например, с коксом С, образующимся в результате реакции разложения, представленной уравнением (2)), например как представлено уравнением (7): С+СО2 о 2СО (7), тем самым уменьшая количество CO2 в получаемом синтез-газе (например, в выходящем потоке реактора КЧО 15 и/или в синтез-газе 20).In addition, CO 2 can react with carbon (for example, with coke C formed as a result of the decomposition reaction represented by equation (2)), for example as represented by equation (7): C + CO 2 o 2CO (7), thereby reducing the amount of CO 2 in the resulting synthesis gas (for example, in the effluent of the KCHO reactor 15 and/or in the synthesis gas 20).
Более того, CO2 может реагировать с метаном в реакции сухого риформинга, например, как представлено уравнением (8):Moreover, CO2 can react with methane in a dry reforming reaction, for example, as represented by equation (8):
CH4+CO2 θ 2СО+2Н2 (8),CH 4 +CO 2 θ 2СО+2Н 2 (8),
- 10 044126 тем самым уменьшая количество СО2 в получаемом синтез-газе (например, в выходящем потоке реактора КЧО 15 и/или в синтез-газе 20).- 10 044126 thereby reducing the amount of CO2 in the resulting synthesis gas (for example, in the outlet stream of the KCHO reactor 15 and/or in the synthesis gas 20).
В одном аспекте реактор КЧО 100 может работать при молярном отношении водяного пара к углероду (П/С) в смеси реагентов КЧО приблизительно меньше чем 2,4:1, или же приблизительно меньше чем 2:1, или же приблизительно меньше чем 1,5:1, или же приблизительно меньше чем 1:1, или же приблизительно меньше чем 0,8:1, или же приблизительно меньше чем 0,5:1, или же приблизительно от 0,01:1 до менее чем 2,4:1, или же приблизительно от 0,05:1 до 2:1, или же приблизительно от 0,1:1 до 1,5:1, или же приблизительно от 0,15:1 до 1:1 или, с другой стороны, приблизительно от 0,2:1 до 0,8:1, где молярное отношение П/С означает общее количество моль воды (H2O) в смеси реагентов, поделенное на общее количество моль углерода (С) углеводородов в смеси реагентов. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, водяной пар, который вводят в реактор для использования в качестве разбавителя в реакции КЧО, раскрытой в изобретении, присутствует в значительно меньших количествах, чем количества водяного пара, используемого в процессах парового риформинга (например, ПРМ), и, как таковой, способ получения синтез-газа, раскрытый в данном документе, может давать синтез-газ с меньшими количествами водорода по сравнению с количествами водорода в синтез-газе, полученном посредством парового риформинга.In one aspect, the CPO reactor 100 can be operated at a molar ratio of steam to carbon (S/C) in the CPO reactant mixture of less than about 2.4:1, or less than about 2:1, or less than about 1.5 :1, or less than about 1:1, or less than about 0.8:1, or less than about 0.5:1, or from about 0.01:1 to less than 2.4: 1, or about 0.05:1 to 2:1, or about 0.1:1 to 1.5:1, or about 0.15:1 to 1:1, or on the other hand , from approximately 0.2:1 to 0.8:1, where the P/C molar ratio means the total moles of water (H2O) in the reactant mixture divided by the total moles of carbon (C) hydrocarbons in the reactant mixture. As will be appreciated by one skilled in the art and by reference to this description, the steam that is introduced into the reactor for use as a diluent in the CPO reaction disclosed in the invention is present in significantly smaller quantities than the quantities of steam used in the processes steam reforming (eg, SMR), and as such, the method for producing synthesis gas disclosed herein can produce synthesis gas with smaller amounts of hydrogen compared to the amounts of hydrogen in synthesis gas produced by steam reforming.
Молярное отношение П/С в смеси реагентов КЧО 10 может быть отрегулировано на основании желаемой температуры выходящего потока КЧО (например, целевой температуры выходящего потока КЧО), чтобы увеличить (например, максимизировать) содержание Н2 в полученном синтез-газе. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, реакция (3), которая потребляет водяной пар в реакторе КЧО 100, является предпочтительной по сравнению с реакцией конверсии водяного газа (WGS) (4) в реакторе КЧО 100, поскольку реакция (3) позволяет увеличить содержание Н2 в полученном синтез-газе, а также отношение М полученного синтез-газа, где отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (Н2-СО2)/(СО+СО2).The P/S molar ratio of the CPO reactant mixture 10 can be adjusted based on the desired temperature of the CPO effluent stream (eg, the target temperature of the CPO effluent stream) to increase (eg, maximize) the H 2 content of the resulting synthesis gas. As will be appreciated by one skilled in the art and from this description, reaction (3) which consumes water vapor in the CPO 100 reactor is preferred over the water gas shift (WGS) reaction (4) in the CPO 100 reactor. since reaction (3) increases the H 2 content of the resulting synthesis gas, as well as the M ratio of the resulting synthesis gas, where the M ratio is a molar ratio defined as (H 2 -CO 2 )/(CO+CO 2 ).
В одном аспекте количество метана, который реагирует согласно реакции (3) в реакторе КЧО 100, меньше количества метана, который реагирует согласно реакции (1) в реакторе КЧО 100. В одном аспекте приблизительно меньше чем 50 мол.%, или же приблизительно меньше чем 40 мол.%, или же приблизительно меньше чем 30 мол.%, или же приблизительно меньше чем 20 мол.%, или же приблизительно меньше чем 10 мол.% углеводородов (например, метана) реагируют с водяным паром в реакторе КЧО 100.In one aspect, the amount of methane that reacts according to reaction (3) in the CPO 100 reactor is less than the amount of methane that reacts according to reaction (1) in the CPO 100 reactor. In one aspect, it is less than about 50 mol.%, or about less than 40 mol.%, or approximately less than 30 mol.%, or less than approximately 20 mol.%, or less than approximately 10 mol.% hydrocarbons (for example, methane) react with water vapor in the KCHO 100 reactor.
Без намерения быть связанными какой-либо теорией, считают, что присутствие воды и/или водяного пара в реакторе КЧО 100 меняет воспламеняемость смеси реагентов КЧО 10, тем самым обеспечивая более широкий практический интервал молярных отношений С/О в смеси реагентов КЧО 10. Кроме того, без намерения быть связанными какой-либо теорией считают, что присутствие воды и/или водяного пара в реакторе КЧО 100 позволяет использовать более низкие молярные отношения С/О в смеси реагентов КЧО 10. Более того, без намерения быть связанными какой-либо теорией считают, что присутствие воды и/или водяного пара в реакторе КЧО 100 позволяет эксплуатировать реактор КЧО 100 при относительно высоких давлениях.Without intending to be bound by any theory, it is believed that the presence of water and/or steam in the KCHO 100 reactor changes the flammability of the KCHO 10 reactant mixture, thereby providing a wider practical range of C/O molar ratios in the KCHO 10 reactant mixture. In addition, It is believed, without intending to be bound by any theory, that the presence of water and/or steam in the KChO 100 reactor allows the use of lower C/O molar ratios in the KChO 10 reactant mixture. Moreover, without intending to be bound by any theory, it is believed that the presence of water and/or water vapor in the KChO 100 reactor allows the KChO 100 reactor to be operated at relatively high pressures.
В одном аспекте реактор КЧО 100 может работать в присутствии воды и/или водяного пара при давлении КЧО, равном или больше чем приблизительно 10 бар (изб.), или же равном или больше чем приблизительно 20 бар (изб.), или же равном или больше приблизительно 25 бар (изб.), или же равном или больше чем приблизительно 30 бар (изб.), или же равном или больше чем приблизительно 35 бар (изб.), или же равном или больше чем приблизительно 40 бар (изб.), или же равном или больше чем приблизительно 50 бар (изб.)In one aspect, the CPO reactor 100 can be operated in the presence of water and/or steam at a CPO pressure equal to or greater than about 10 bar(g), or equal to or greater than about 20 bar(g), or equal to or greater than about 25 barg, or equal to or greater than about 30 barg, or equal to or greater than about 35 barg, or equal to or greater than about 40 barg , or equal to or greater than approximately 50 bar(g)
В одном аспекте реактор КЧО 100 может работать в присутствии воды и/или водяного пара при молярном отношении С/О в смеси реагентов КЧО 10 приблизительно меньше чем 2,2:1, или же приблизительно меньше чем 2:1, или приблизительно меньше чем 1,9:1, или же приблизительно от 0,9:1 до 2,2:1, или же приблизительно от 1:1 до 2:1 или, с другой стороны, приблизительно от 1,1:1 до 1,9:1.In one aspect, the CPO reactor 100 can be operated in the presence of water and/or steam at a C/O molar ratio of the CPO reactant mixture 10 of less than about 2.2:1, or less than about 2:1, or less than about 1 .9:1, or from about 0.9:1 to 2.2:1, or from about 1:1 to 2:1, or, on the other hand, from about 1.1:1 to 1.9: 1.
Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, введение воды и/или водяного пара в реактор КЧО 100 может приводить к увеличению количества непрореагировавших углеводородов в выходящем потоке реактора КЧО 15 и/или в синтез-газе 20. Кроме того, как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, в процессах производства метанола обычно допускаются ограниченные количества непрореагировавших углеводородов в синтез-газе.As will be appreciated by one skilled in the art and by reference to this description, the introduction of water and/or steam into the CPO reactor 100 may result in an increase in the amount of unreacted hydrocarbons in the CPO reactor effluent 15 and/or in the synthesis gas 20. In addition As will be appreciated by one skilled in the art and from this description, methanol production processes typically tolerate limited amounts of unreacted hydrocarbons in the synthesis gas.
В некоторых аспектах выходящий поток реактора КЧО 15 и/или синтез-газ 20 могут содержать приблизительно меньше чем 7,5 мол.%, или же приблизительно меньше чем 5 мол.%, или, с другой стороны, приблизительно меньше чем 2,5 мол.% углеводородов (например, непрореагировавших углеводородов, непрореагировавшего СН4). В таких аспектах выходящий поток реактора КЧО 15 и/или синтез-газ 20 могут быть получены в способе КЧО, в котором используют воду и/или пар. В таких аспектах выходящий поток реактора КЧО 15 и/или синтез-газ 20 могут быть использованы для синтеза метанола.In some aspects, the CPO reactor effluent 15 and/or synthesis gas 20 may contain less than about 7.5 mol.%, or less than about 5 mol.%, or, on the other hand, less than about 2.5 mol.% .% hydrocarbons (eg, unreacted hydrocarbons, unreacted CH 4 ). In such aspects, the CPO reactor effluent 15 and/or synthesis gas 20 can be produced in a CPO process that uses water and/or steam. In such aspects, the CPO reactor effluent 15 and/or synthesis gas 20 can be used to synthesize methanol.
В некоторых аспектах реактор КЧО 100 может работать при молярном отношении П/С в смеси реагентов КЧО приблизительно меньше чем 1:1, при давлении КЧО приблизительно меньше чем 30 бар (изб.) и молярном отношении С/О в смеси реагентов КЧО 10 приблизительно меньше чем 2,2:1.In some aspects, the CPO 100 reactor can be operated at a P/S molar ratio of the CPO reactant mixture of less than about 1:1, a CPO pressure of less than about 30 barg, and a C/O molar ratio of the CPO reactant mixture 10 of about less than than 2.2:1.
- 11 044126- 11 044126
В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в данном документе, может включать (i) извлечение выходящего потока реактора КЧО 15 из реактора КЧО 100, где выходящий поток реактора КЧО 15 содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода, воду и непрореагировавшие углеводороды; и (ii) переработку по меньшей мере части выходящего потока реактора КЧО 15 с получением синтез-газа 20; где (1) содержание СО2 в синтез-газе 20 ниже, чем содержание СО2 в выходящем потоке реактора КЧО 15; и/или (2) содержание Н2 в синтез-газе 20 больше, чем содержание Н2 в выходящем потоке реактора КЧО 15. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, даже если поток, выходящий из реактора (например, выходящий поток реактора КЧО 15), извлеченный из реактора КЧО 100, характеризуется (1) содержанием СО2 от приблизительно от 0,1 до 5% мол. и/или (2) молярным отношением Н2/СО больше чем приблизительно 1,9, выходящий поток реактора может быть дополнительно переработан для уменьшения содержания СО2 и/или увеличения содержания водорода в выходящем потоке реактора для получения синтез-газа желаемого состава.In one aspect, a method for producing methanol disclosed herein may include (i) recovering the effluent of a CPO reactor 15 from a CPO reactor 100, wherein the effluent of the CPO reactor 15 contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, water, and unreacted hydrocarbons; and (ii) processing at least a portion of the effluent from the KCHO reactor 15 to produce synthesis gas 20; where (1) the CO 2 content in the synthesis gas 20 is lower than the CO 2 content in the effluent of the KChO reactor 15; and/or (2) the H 2 content in the synthesis gas 20 is greater than the H 2 content in the effluent stream of the CCHO reactor 15. As will be appreciated by one skilled in the art, and also by this description, even if the effluent stream from the reactor (eg, the effluent of the KChO 15 reactor) extracted from the KChO 100 reactor is characterized by (1) a CO2 content of from about 0.1 to 5 mol%. and/or (2) an H2/CO molar ratio greater than about 1.9, the reactor effluent can be further processed to reduce the CO2 content and/or increase the hydrogen content of the reactor effluent to produce synthesis gas of the desired composition.
В одном аспекте стадия переработки по меньшей мере части выходящего потока реактора КЧО 15 для получения синтез-газа 20 может включать удаление по меньшей мере части диоксида углерода из выходящего потока реактора КЧО 15 с получением синтез-газа 20. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, и без намерения быть связанными с какойлибо теорией, хотя молярное отношение Н2/СО в синтез-газе не меняется при удалении диоксида углерода из синтез-газа, концентрация водорода в синтез-газе растет за счет удаления диоксида углерода из синтез-газа. Однако отношение М синтез-газа меняется с изменением содержания диоксида углерода в синтез-газе, причем отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (Н2СО2)/(СО+СО2). Выходящий поток реактора КЧО 15 характеризуют отношением М выходящего потока реактора КЧО 15. Синтез-газ 20 характеризуют отношением М синтез-газа 20. В аспектах, где синтез-газ 20 получают путем удаления по меньшей мере части диоксида углерода из выходящего потока реактора КЧО 15, синтез-газ 20 может характеризоваться отношением М, которое больше отношения М выходящего потока реактора КЧО 15.In one aspect, the step of processing at least a portion of the effluent stream of the CPO reactor 15 to produce synthesis gas 20 may include removing at least a portion of carbon dioxide from the effluent stream of the CPO reactor 15 to produce synthesis gas 20. As will be appreciated by one skilled in the art. and by this description, and without intending to be bound by any theory, although the H 2 /CO molar ratio in the synthesis gas does not change when carbon dioxide is removed from the synthesis gas, the hydrogen concentration in the synthesis gas increases due to the removal of carbon dioxide carbon from synthesis gas. However, the M ratio of the synthesis gas changes with the carbon dioxide content of the synthesis gas, and the M ratio is a molar ratio defined as (H 2 CO 2 )/(CO+CO 2 ). The effluent stream of the CPO reactor 15 is characterized by the ratio M of the effluent stream of the CPO reactor 15. Synthesis gas 20 is characterized by the ratio M of the synthesis gas 20. In aspects where the synthesis gas 20 is produced by removing at least a portion of carbon dioxide from the effluent stream of the CPO reactor 15, synthesis gas 20 can be characterized by a ratio M that is greater than the ratio M of the effluent stream of the reactor KCHO 15.
В одном аспекте выходящий поток реактора КЧО 15 может быть охарактеризован отношением М приблизительно от 1,2 до 1,8, или же приблизительно от 1,6 до 1,78 или, с другой стороны, приблизительно от 1,7 до 1,78.In one aspect, the effluent of the CPO reactor 15 may have an M ratio of about 1.2 to 1.8, or about 1.6 to 1.78, or, alternatively, about 1.7 to 1.78.
В некоторых аспектах по меньшей мере часть выходящего потока реактора КЧО 15, может быть введена в сепаратор CO2 (например, скруббер CO2) для получения синтез-газа 20, где синтез-газ 20 может характеризоваться отношением М, которое больше, чем отношение М в выходящем потоке реактора КЧО 15. Сепаратор 150 CO2 может включать удаление СО2 путем абсорбции амином (например, моноэтаноламином) (например, аминную очистку), адсорбции при перепаде давления (PSA), адсорбции при колебании температуры, с помощью газоразделительных мембран (например, пористых неорганических мембран, мембран из палладия, полимерных мембран, цеолитов и т.д.), с помощью криогенного разделения и т.п., или их комбинаций. В одном аспекте стадия удаления по меньшей мере части диоксида углерода из выходящего потока реактора КЧО 15 с получением синтез-газа 20 может включать удаление СО2 путем абсорбции амином. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, синтез-газ, обедненный СО2, имеет более высокое отношение М, чем синтез-газ, обогащенный CO2, так как чем ниже содержание CO2 в синтез-газе, тем выше отношение М синтез-газа.In some aspects, at least a portion of the effluent from the CPO reactor 15 may be introduced into a CO2 separator (e.g., a CO2 scrubber) to produce synthesis gas 20, wherein the synthesis gas 20 may have an M ratio that is greater than the M ratio in the effluent reactor stream 15. The CO2 separator 150 may include CO2 removal by amine (e.g., monoethanolamine) absorption (e.g., amine scrubbing), pressure swing adsorption (PSA), temperature swing adsorption, gas separation membranes (e.g., porous inorganic membranes) , palladium membranes, polymer membranes, zeolites, etc.), by cryogenic separation, etc., or combinations thereof. In one aspect, the step of removing at least a portion of the carbon dioxide from the effluent of the CPO reactor 15 to produce synthesis gas 20 may include removing CO2 by amine absorption. As will be appreciated by one skilled in the art and from this description, CO 2 -depleted synthesis gas has a higher M ratio than CO 2 -rich synthesis gas because the lower the CO 2 content of the synthesis gas , the higher the M ratio of synthesis gas.
В одном аспекте синтез-газ 20 может быть охарактеризован отношением М приблизительно от 1,9 до 2,2, или же приблизительно от 1,95 до 2,1, или же приблизительно от 1,98 до 2,06.In one aspect, synthesis gas 20 may have an M ratio of about 1.9 to 2.2, or about 1.95 to 2.1, or about 1.98 to 2.06.
Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, если выходящий поток реактора КЧО 15 имеет содержание CO2 приблизительно от 0,1 до 5 мол.%, стадия удаления по меньшей мере части диоксида углерода из выходящего потока реактора КЧО 15 для получения синтез-газа 20 может быть выполнена, но это не обязательно. Например, побочные реакции, представленные уравнениями (7) и/или (8), могут приводить к выходящему потоку реактора КЧО 15, который имеет содержание CO2 приблизительно от 0,1 до 5 мол.%.As will be appreciated by one of ordinary skill in the art and with the aid of this description, if the effluent stream of the CPO reactor 15 has a CO2 content of from about 0.1 to 5 mol.%, the step of removing at least a portion of the carbon dioxide from the effluent stream of the CPO reactor 15 to produce synthesis gas 20 can be performed, but is not required. For example, the side reactions represented by equations (7) and/or (8) may result in an effluent from the CPO reactor 15 that has a CO2 content of approximately 0.1 to 5 mol%.
В одном аспекте выходящий поток реактора КЧО 15 и/или синтез-газ 20 могут иметь содержание CO2 приблизительно меньше чем 5 мол.%, или же приблизительно меньше чем 4 мол.%, или же приблизительно меньше чем 3 мол.%, или же приблизительно меньше чем 2 мол.%, или же приблизительно меньше чем 1 мол.%, или же приблизительно от 0,1 до 5 мол.%, или же приблизительно от 0,25 до 4 мол.% или, с другой стороны, приблизительно от 0,5 до 3 мол.%.In one aspect, the CPO reactor effluent 15 and/or synthesis gas 20 may have a CO2 content of less than about 5 mole%, or less than about 4 mole%, or less than about 3 mole%, or about less than 2 mol.%, or about less than 1 mol.%, or from about 0.1 to 5 mol.%, or from about 0.25 to 4 mol.%, or, on the other hand, from about 0.5 to 3 mol.%.
В одном аспекте выходящий поток реактора КЧО 15 и/или синтез-газ 20 могут быть охарактеризованы молярным отношением монооксида углерода к диоксиду углерода (СО/СО2), равным или больше чем приблизительно 5, или же равным или больше чем приблизительно 7,5, или же равным или больше чем приблизительно 10, или же равным или больше чем приблизительно 12,5 или, с другой стороны, равным или больше чем приблизительно 15.In one aspect, the CPO reactor effluent 15 and/or synthesis gas 20 may be characterized by a carbon monoxide to carbon dioxide (CO/CO2) molar ratio of equal to or greater than about 5, or equal to or greater than about 7.5, or equal to or greater than about 10, or equal to or greater than about 12.5, or, on the other hand, equal to or greater than about 15.
Содержание СО2 в синтез-газе (например, в выходящем потоке реактора КЧО 15 и/или синтез-газе 20) можно регулировать, как более подробно описано в находящейся на одновременном рассмотрении предварительной заявке на патент США № 62/787574 под названием Hydrogen Enrichment in Syngas Produced via Catalytic Partial Oxidation), которая включена в настоящий документ посредством ссылки воThe CO2 content of the synthesis gas (e.g., the KCHO reactor effluent 15 and/or the synthesis gas 20) can be controlled, as described in more detail in co-pending US Provisional Patent Application No. 62/787574 entitled Hydrogen Enrichment in Syngas Produced via Catalytic Partial Oxidation), which is incorporated herein by reference at
- 12 044126 всей полноте.- 12 044126 in its entirety.
В одном аспекте стадия переработки по меньшей мере части выходящего потока реактора КЧО 15 для получения синтез-газа 20 может включать приведение в контакт выходящего потока синтез-газа реактора ПРМ 12, по меньшей мере, с частью выходящего потока реактора КЧО 15 и/или, по меньшей мере, с частью синтез-газа 20 перед введением выходящего потока реактора КЧО 15 и/или синтез-газа 20 в метанольный реактор 200, соответственно; при этом выходящий поток синтез-газа реактора ПРМ 12 может повышать содержание H2 в выходящем потоке реактора КЧО 15 и/или в синтез-газе 20, соответственно.In one aspect, the step of processing at least a portion of the effluent stream of the CPO reactor 15 to produce synthesis gas 20 may include contacting the effluent stream of the synthesis gas of the PRM reactor 12 with at least a portion of the effluent stream of the CPO reactor 15 and/or, according to with at least a portion of the synthesis gas 20 before introducing the effluent of the CPO reactor 15 and/or the synthesis gas 20 into the methanol reactor 200, respectively; in this case, the outlet synthesis gas stream of the PRM reactor 12 can increase the H2 content in the outlet stream of the KChO reactor 15 and/or in the synthesis gas 20, respectively.
В одном аспекте по меньшей мере часть 12а выходящего потока синтез-газа реактора ПРМ 12 может быть введена в контакт, по меньшей мере, с частью выходящего потока реактора КЧО 15 с получением синтез-газа 20.In one aspect, at least a portion 12a of the synthesis gas effluent stream of the PRM reactor 12 can be contacted with at least a portion of the effluent stream of the CPO reactor 15 to produce synthesis gas 20.
В одном аспекте по меньшей мере часть 12с выходящего потока синтез-газа реактора ПРМ 12 может быть введена в контакт, по меньшей мере, с частью выходящего потока сепаратора СО2 с получением синтез-газа 20.In one aspect, at least a portion 12c of the synthesis gas effluent stream of the PRM reactor 12 can be contacted with at least a portion of the CO 2 separator effluent stream to produce synthesis gas 20.
Выходящий поток синтез-газа реактора ПРМ 12 может быть получен путем взаимодействия посредством реакции ПРМ (например, реакции, представленной уравнением (3)), смеси реагентов ПРМ 11 в реакторе ПРМ 110 с получением выходящего потока синтез-газа реактора ПРМ 12; где смесь реагентов ПРМ 11 содержит метан и водяной пар; и где выходящий поток синтез-газа реактора ПРМ 12 содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода, воду и непрореагировавший метан. Обычно ПРМ описывает каталитическую реакцию метана и водяного пара с образованием моноксида углерода и водорода в соответствии с реакцией, представленной уравнением (3). Катализаторы парового риформинга могут включать любой подходящий коммерчески доступный катализатор парового риформинга; никель (Ni) и/или родий (Rh) в качестве активных металлов на оксиде алюминия; или их комбинации. При ПРМ используют довольно повышенные молярные отношения П/С по сравнению с молярными отношениями П/С, используемыми при КЧО. Например, ПРМ может быть охарактеризован молярным отношением П/С, равным или больше чем приблизительно 2,5, или же равным или больше чем приблизительно 2,7, или же равным или больше чем приблизительно 3,0. Кроме того, выходящий поток синтез-газа реактора ПРМ 12 может быть охарактеризован молярным отношением Н2/СО, равным или больше чем приблизительно 2,5, или же равным или больше чем приблизительно 2,7 или, с другой стороны, равным или больше чем приблизительно 2,9. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, и без намерения быть связанными какой-либо теорией, реакция ПРМ, представленная уравнением (3), может давать синтез-газ с молярным отношением Н2/СО, имеющим теоретический стехиометрический предел 3,0 (то есть, реакция ПРМ, представленная уравнением (3), дает 3 моль Н2 на каждый 1 моль СО). Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, теоретический стехиометрический предел 3,0 для молярного отношения Н2/СО в реакции ПРМ не может быть достигнут, поскольку реагенты подвергаются побочным реакциям в условиях, используемых для реакции ПРМ. Отношение М выходящего потока синтез-газа реактора ПРМ 12 больше, чем отношение М выходящего потока реактора КЧО 15.The synthesis gas effluent of PRM reactor 12 can be obtained by reacting, through a PRM reaction (eg, the reaction represented by equation (3)), a mixture of the reactants of PRM 11 in reactor PRM 110 to produce the synthesis gas effluent stream of PRM reactor 12; where the mixture of reagents PRM 11 contains methane and water vapor; and wherein the synthesis gas effluent of the PRM 12 reactor contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, water and unreacted methane. Typically, the PRM describes the catalytic reaction of methane and water vapor to produce carbon monoxide and hydrogen according to the reaction represented by equation (3). The steam reforming catalysts may include any suitable commercially available steam reforming catalyst; nickel (Ni) and/or rhodium (Rh) as active metals on alumina; or combinations thereof. PRM uses rather elevated P/S molar ratios compared to the P/S molar ratios used in CPR. For example, the PMR may be characterized by a P/S molar ratio equal to or greater than about 2.5, or equal to or greater than about 2.7, or equal to or greater than about 3.0. In addition, the effluent synthesis gas stream of the PRM 12 reactor may be characterized by an H 2 /CO molar ratio equal to or greater than about 2.5, or equal to or greater than about 2.7, or, on the other hand, equal to or greater than approximately 2.9. As will be appreciated by one skilled in the art and by the use of this description, and without intending to be bound by any theory, the PRM reaction represented by equation (3) can produce synthesis gas with a H 2 /CO molar ratio having the theoretical the stoichiometric limit is 3.0 (that is, the PRM reaction represented by equation (3) produces 3 mol H 2 for every 1 mol CO). As will be appreciated by one skilled in the art and from this description, the theoretical stoichiometric limit of 3.0 for the H 2 /CO molar ratio in the PRM reaction cannot be achieved because the reactants undergo side reactions under the conditions used for the PRM reaction. The M ratio of the outlet synthesis gas stream of the PRM 12 reactor is greater than the M ratio of the outlet stream of the KChO 15 reactor.
В некоторых аспектах по меньшей мере часть 12b выходящего потока синтез-газа реактора ПРМ 12 может быть подана в реактор КЧО 100 с получением выходящего потока реактора КЧО 15. В таких аспектах выходящий поток синтез-газа реактора ПРМ 12 содержит непрореагировавшие углеводороды (например, СН4), которые могут участвовать в реакции КЧО, представленной уравнением (1). Поскольку выходящий поток синтез-газа реактора ПРМ 12 имеет довольно высокое молярное отношение Н2/СО (например, равное или больше чем приблизительно 2,5), синтез-газ, извлеченный из реактора КЧО, может иметь молярное отношение Н2/СО, которое больше, чем молярное отношение Н2/СО в синтез-газе, полученном с помощью аналогичного в остальном процесса КЧО без подачи выходящего потока синтезгаза реактора ПРМ 12 в реактор КЧО 100.In some aspects, at least a portion 12b of the PRM reactor 12 synthesis gas effluent stream may be supplied to the CPO reactor 100 to produce the CPO reactor effluent 15. In such aspects, the PRM reactor 12 synthesis gas effluent stream contains unreacted hydrocarbons (e.g., CH4) , which can participate in the CPO reaction represented by equation (1). Because the PRM 12 reactor synthesis gas effluent stream has a fairly high H 2 /CO molar ratio (e.g., equal to or greater than about 2.5), the synthesis gas recovered from the CPO reactor may have an H 2 /CO molar ratio that is greater , than the H2/CO molar ratio in the synthesis gas obtained using an otherwise similar KChO process without feeding the PRM 12 reactor synthesis gas effluent into the KChO 100 reactor.
В аспектах, где выходящий поток реактора КЧО 15 и/или синтез-газ 20 характеризуются отношением М приблизительно от 1,8 до 2,2, выходящий поток реактора КЧО 15 и/или синтез-газ 20 также могут быть использованы для производства метанола.In aspects where the CPO reactor effluent 15 and/or synthesis gas 20 has an M ratio of about 1.8 to 2.2, the CPO reactor effluent 15 and/or synthesis gas 20 may also be used to produce methanol.
В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в данном документе, может включать стадию введения по меньшей мере части выходящего потока реактора КЧО 15 и/или синтез-газа 20 в метанольный реактор 200 с получением выходящего потока метанольного реактора 30; где выходящий поток метанольного реактора 30 содержит метанол, воду, водород, монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды. Метанольный реактор 200 может представлять собой любой реактор, подходящий для реакции синтеза метанола из СО и Н2, такой как, например, изотермический реактор, адиабатический реактор, реактор с тонким струйным слоем, реактор с псевдоожиженным слоем, суспензионный реактор, петлевой реактор и т.п., охлаждаемый многотрубный реактор и т.п., или их комбинации.In one aspect, a method for producing methanol disclosed herein may include the step of introducing at least a portion of the effluent of CPO reactor 15 and/or synthesis gas 20 into a methanol reactor 200 to produce a methanol reactor effluent 30; wherein the effluent stream of methanol reactor 30 contains methanol, water, hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and hydrocarbons. The methanol reactor 200 may be any reactor suitable for the synthesis reaction of methanol from CO and H 2 , such as, for example, an isothermal reactor, an adiabatic reactor, a thin trickle bed reactor, a fluidized bed reactor, a slurry reactor, a loop reactor, etc. etc., cooled multi-tube reactor, etc., or combinations thereof.
Обычно СО и H2 могут быть превращены в метанол (CH3OH), например, как представлено уравнением (9):Typically, CO and H2 can be converted to methanol ( CH3OH ), for example, as represented by equation (9):
СО+Н2 θ СНзОН (9)CO+H 2 θ CH3OH (9)
- 13 044126- 13 044126
Также СО2 и Н2 также могут быть превращены в метанол, например, как представлено уравнением (10):Also CO2 and H2 can also be converted into methanol, for example, as represented by equation (10):
СО2+ЗН2 о СН3ОН+Н2О (10)CO 2 + ZN 2 o CH 3 OH + H 2 O (10)
Без намерения быть связанными какой-либо теорией, считают, что чем ниже содержание CO2 в выходящем потоке реактора КЧО 15 и/или синтез-газе 20, тем меньше количество воды, произведенной в метанольном реакторе 200. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, синтез-газ, полученный с помощью ПРМ, имеет довольно высокое содержание водорода (по сравнению с содержанием водорода в синтез-газе, произведенном с помощью КЧО), а синтезгаз с повышенным содержанием водорода может способствовать превращению CO2 в метанол, например, как представлено уравнением (10), что, в свою очередь, может приводить к повышенному содержанию воды в потоке сырого метанола (например, в потоке сырого метанола 40).Without intending to be bound by any theory, it is believed that the lower the CO2 content in the CPO reactor effluent 15 and/or synthesis gas 20, the lower the amount of water produced in the methanol reactor 200. As will be appreciated by one skilled in the art, and also by this description, synthesis gas produced by PRM has a fairly high hydrogen content (compared to the hydrogen content of synthesis gas produced by CPO), and synthesis gas with increased hydrogen content can help convert CO 2 into methanol, for example, as represented by equation (10), which in turn may result in increased water content in the crude methanol stream (eg, crude methanol stream 40).
Синтез метанола из СО, CO2 и H2 является каталитическим процессом и чаще всего его проводят в присутствии катализаторов на основе меди. Метанольный реактор 200 может содержать катализатор для производства метанола, такой как любой подходящий коммерческий катализатор, используемый для синтеза метанола. Неограничивающие примеры катализаторов для производства метанола, подходящих для использования в метанольном реакторе 200 в настоящем изобретении, включают Cu, Cu/ZnO, Cu/ThO2, Cu/Zn/Al2O3, Cu/ZnO/Al2O3, Cu/Zr и т.п., или их комбинации.The synthesis of methanol from CO, CO2 and H2 is a catalytic process and is most often carried out in the presence of copper-based catalysts. Methanol reactor 200 may contain a catalyst for the production of methanol, such as any suitable commercial catalyst used for the synthesis of methanol. Non-limiting examples of methanol production catalysts suitable for use in the methanol reactor 200 in the present invention include Cu, Cu/ZnO, Cu/ThO 2 , Cu/Zn/Al 2 O 3 , Cu/ZnO/Al 2 O 3 , Cu/ Zr, etc., or combinations thereof.
В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в данном документе, может включать стадию разделения по меньшей мере части выходящего потока метанольного реактора 30 на поток сырого метанола 40 и поток пара 50; где поток сырого метанола 40 содержит метанол и воду; где поток пара 50 содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды. Выходящий поток метанольного реактора 30 может быть разделен на поток сырого метанола 40 и поток пара 50 в газожидкостном сепараторе 300, таком как парожидкостный сепаратор, испарительный барабан, газоотделитель, сборник конденсата, приемный сепаратор компрессора и т.д.In one aspect, a method for producing methanol disclosed herein may include the step of separating at least a portion of the effluent stream of methanol reactor 30 into a crude methanol stream 40 and a steam stream 50; wherein the crude methanol stream 40 contains methanol and water; wherein the steam stream 50 contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and hydrocarbons. The effluent stream of methanol reactor 30 may be separated into a crude methanol stream 40 and a vapor stream 50 in a gas-liquid separator 300, such as a vapor-liquid separator, a flash drum, a gas separator, a condensate collector, a compressor suction separator, etc.
В одном аспекте поток сырого метанола 40 может содержать воду в количестве приблизительно меньше чем 10 мас.%, или же приблизительно меньше чем 8% масс, или же приблизительно меньше чем 6 мас.%, или же приблизительно меньше чем 4 мас.%, или же приблизительно меньше чем 3 мас.%, или же приблизительно меньше чем 2 мас.% или, с другой стороны, приблизительно меньше чем 1 мас.% из расчета на общую массу потока сырого метанола 40.In one aspect, the crude methanol stream 40 may contain water in an amount of less than about 10 wt.%, or less than about 8 wt.%, or less than about 6 wt.%, or less than about 4 wt.%, or less than about 3 wt.%, or less than about 2 wt.%, or, on the other hand, less than about 1 wt.% based on the total weight of the crude methanol stream 40.
В одном аспекте поток сырого метанола 40 может содержать метанол в количестве, равном или больше чем приблизительно 90 мас.%, или же равном или больше чем приблизительно 92 мас.%, или же равном или больше чем приблизительно 94 мас.%, или же равном или больше чем приблизительно 96 мас.%, или же равном или больше чем приблизительно 97 мас.%, или же равном или больше чем приблизительно 98 мас.%, или, с другой стороны, равном или больше чем приблизительно 99 мас.% от общей массы потока сырого метанола 40.In one aspect, the crude methanol stream 40 may contain methanol in an amount equal to or greater than about 90 wt.%, or equal to or greater than about 92 wt.%, or equal to or greater than about 94 wt.%, or equal to or greater than about 96 wt.%, or equal to or greater than about 97 wt.%, or equal to or greater than about 98 wt.%, or, on the other hand, equal to or greater than about 99 wt.% of the total mass of crude methanol flow 40.
В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в данном документе, может включать стадию разделения по меньшей мере части потока сырого метанола 40 в дистилляционном узле 400 на поток метанола 45 и поток воды 46, где дистилляционный узел 400 включает одну или несколько дистилляционных колонн. Поток воды 46 содержит воду и остаточный метанол. Как правило, одна или несколько дистилляционных колонн могут разделять компоненты потока сырого метанола 40 на основе их температур кипения. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, чем выше содержание воды в потоке сырого метанола 40, тем больше энергии будет затрачено в дистилляционном узле для очистки метанола.In one aspect, a method for producing methanol disclosed herein may include the step of separating at least a portion of a crude methanol stream 40 in a distillation unit 400 into a methanol stream 45 and a water stream 46, wherein the distillation unit 400 includes one or more distillation columns. Water stream 46 contains water and residual methanol. Typically, one or more distillation columns may separate components of the crude methanol stream 40 based on their boiling points. As will be appreciated by one skilled in the art and by reference to this description, the higher the water content in the crude methanol stream 40, the more energy will be expended in the distillation unit to purify the methanol.
В одном аспекте поток метанола 45 может содержать метанол в количестве, равном или больше чем приблизительно 95 мас.%, или же равном или больше чем приблизительно 97,5 мас.%, или же равном или больше чем приблизительно 99 мас.%, или, с другой стороны, равным или больше чем приблизительно 99,9 мас.% из расчета на общую массу потока метанола 45.In one aspect, methanol stream 45 may contain methanol in an amount equal to or greater than about 95 weight percent, or equal to or greater than about 97.5 weight percent, or equal to or greater than about 99 weight percent, or, on the other hand, equal to or greater than about 99.9 wt.% based on the total weight of the methanol stream 45.
В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в данном документе, может включать стадию разделения по меньшей мере части потока пара 50 на поток водорода 51 и поток остаточного газа 52, где поток водорода 51 содержит по меньшей мере часть водорода потока пара 50, где поток остаточного газа 52 содержит монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды. Поток пара 50 может быть разделен на поток водорода 51 и поток остаточного газа 52 в узле извлечения водорода 500, таком как узел PSA, узел мембранного разделения, узел криогенного разделения и т.п., или их комбинации.In one aspect, a method for producing methanol disclosed herein may include the step of separating at least a portion of the steam stream 50 into a hydrogen stream 51 and a tail gas stream 52, wherein the hydrogen stream 51 contains at least a portion of the hydrogen of the steam stream 50, wherein the tail gas stream gas 52 contains carbon monoxide, carbon dioxide and hydrocarbons. The steam stream 50 may be divided into a hydrogen stream 51 and a residual gas stream 52 in a hydrogen recovery unit 500, such as a PSA unit, a membrane separation unit, a cryogenic separation unit, and the like, or combinations thereof.
В одном аспекте по меньшей мере часть потока остаточного газа 52 может быть выведена. В одном аспекте по меньшей мере часть потока остаточного газа 52 может быть использована в качестве топлива, например, для предварительного нагрева смеси реагентов КЧО 10 и/или реактора ПРМ 110.In one aspect, at least a portion of the residual gas stream 52 may be withdrawn. In one aspect, at least a portion of the residual gas stream 52 can be used as fuel, for example, to preheat the reactant mixture of the CCH 10 and/or the PRM reactor 110.
В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в данном документе, может включать рециркуляцию по меньшей мере части 51а потока водорода 51 в метанольный реактор 200, например, с помощью выходящего потока реактора КЧО 15 и/или синтез-газа 20.In one aspect, the methanol production method disclosed herein may include recycling at least a portion 51a of the hydrogen stream 51 to the methanol reactor 200, for example, using the effluent of the CPO reactor 15 and/or synthesis gas 20.
В одном аспекте способ производства метанола может включать стадии (а) взаимодействия посредством реакции каталитического частичного окисления (КЧО) смеси реагентов КЧО 10 в реакторе КЧОIn one aspect, a method for producing methanol may include the steps of (a) reacting, through a catalytic partial oxidation (CPO) reaction, a mixture of CPO reagents 10 in a CPO reactor
- 14 044126- 14 044126
100 с получением выходящего потока реактора КЧО 15; где смесь реагентов КЧО 10 содержит углеводороды, кислород и необязательно водяной пар; где реактор КЧО 100 содержит катализатор КЧО; где выходящий поток реактора КЧО 15 содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода, воду и непрореагировавшие углеводороды; (b) охлаждения по меньшей мере части выходящего потока реактора КЧО 15 с получением охлажденного выходящего потока реактора КЧО и технологического тепла (например, которое может быть рекуперировано и использовано в качестве тепловой энергии); (с) удаления по меньшей мере части воды из охлажденного выходящего потока реактора КЧО с получением дегидратированного выходящего потока реактора КЧО, где дегидратированный выходящий поток реактора КЧО содержит Н2, СО, CO2 и непрореагировавшие углеводороды; (d) удаления по меньшей мере части диоксида углерода из дегидратированного выходящего потока реактора КЧО в сепараторе СО2 150 с получением синтез-газа 20, где синтез-газ 20 содержит диоксид углерода в количестве приблизительно от 0,1 до 5 мол.%; (е) введения по меньшей мере части синтез-газа 20 в метанольный реактор 200 с получением выходящего потока метанольного реактора 30; где выходящий поток метанольного реактора 30 содержит метанол, воду, водород, монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды; (f) разделения по меньшей мере части выходящего потока метанольного реактора 30 в газожидкостном сепараторе 300 на поток сырого метанола 40 и поток пара 50, где поток сырого метанола 40 содержит метанол и воду, поток пара 50 содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды; и где поток сырого метанола 40 содержит воду в количестве приблизительно меньше чем 5 мас.% из расчета на общую массу потока сырого метанола 40; (g) разделения по меньшей мере части потока сырого метанола 40 в дистилляционном узле 400 на поток метанола 45 и поток воды 46, где дистилляционный узел включает одну или несколько дистилляционных колонн; (h) разделения по меньшей мере части потока пара 50 в узле извлечения водорода 500 на поток водорода 51 и поток остаточного газа 52, где поток водорода 51 содержит по меньшей мере часть водорода потока пара 50, и где поток остаточного газа 52 содержит моноксид углерода, диоксид углерода и углеводороды; и (i) рециркуляции по меньшей мере части 51а потока водорода 51 в метанольный реактор 200. В таком аспекте реактор КЧО 100 характеризуется молярным отношением П/С в смеси реагентов КЧО 10 приблизительно меньше чем 0,5:1; где часть углеводородов в смеси реагентов КЧО 10 подвергается разложению до углерода и водорода, при этом по меньшей мере часть углерода реагирует с диоксидом углерода в реакторе КЧО 100 с образованием моноксида углерода, и/или где по меньшей мере часть углерод реагирует с водой в реакторе КЧО 100 с образованием моноксида углерода и водорода.100 to obtain the output stream of the KChO 15 reactor; where the mixture of reagents KCHO 10 contains hydrocarbons, oxygen and optionally water vapor; where the KChO reactor 100 contains the KChO catalyst; where the effluent of the reactor KCHO 15 contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, water and unreacted hydrocarbons; (b) cooling at least a portion of the CPO reactor effluent 15 to produce cooled CPO reactor effluent and process heat (eg, which can be recovered and used as thermal energy); (c) removing at least a portion of the water from the cooled CPO reactor effluent to produce a dehydrated CPO reactor effluent, wherein the dehydrated CPO reactor effluent contains H2 , CO, CO2, and unreacted hydrocarbons; (d) removing at least a portion of the carbon dioxide from the dehydrated effluent of the CPO reactor in CO2 separator 150 to produce synthesis gas 20, wherein synthesis gas 20 contains carbon dioxide in an amount of from about 0.1 to 5 mole percent; (e) introducing at least a portion of the synthesis gas 20 into the methanol reactor 200 to produce an effluent stream from the methanol reactor 30; wherein the effluent stream of methanol reactor 30 contains methanol, water, hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and hydrocarbons; (f) separating at least a portion of the effluent stream of methanol reactor 30 in gas-liquid separator 300 into a crude methanol stream 40 and a steam stream 50, wherein the crude methanol stream 40 contains methanol and water, the steam stream 50 contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and hydrocarbons ; and wherein the crude methanol stream 40 contains water in an amount of less than about 5 wt.% based on the total weight of the crude methanol stream 40; (g) separating at least a portion of the crude methanol stream 40 in the distillation unit 400 into a methanol stream 45 and a water stream 46, where the distillation unit includes one or more distillation columns; (h) separating at least a portion of the steam stream 50 in the hydrogen recovery unit 500 into a hydrogen stream 51 and a tail gas stream 52, wherein the hydrogen stream 51 contains at least a portion of the hydrogen of the steam stream 50, and where the tail gas stream 52 contains carbon monoxide, carbon dioxide and hydrocarbons; and (i) recycling at least a portion 51a of the hydrogen stream 51 to the methanol reactor 200. In such an aspect, the CPO reactor 100 has a P/S molar ratio of the CPO reactant mixture 10 of less than approximately 0.5:1; wherein a portion of the hydrocarbons in the KChO 10 reactant mixture is decomposed to carbon and hydrogen, wherein at least a portion of the carbon reacts with carbon dioxide in the KChO 100 reactor to form carbon monoxide, and/or where at least a portion of the carbon reacts with water in the KChO reactor 100 to form carbon monoxide and hydrogen.
В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в данном документе, преимущественно может показывать улучшения одной или нескольких характеристик процесса по сравнению с другим аналогичным процессом, в котором в метанольный реактор вводят синтез-газ, содержащий диоксид углерода в количестве, равном или больше чем приблизительно 5 мол.%. Раскрытый здесь способ производства метанола преимущественно может снижать общее потребление энергии при производстве метанола за счет снижения содержания воды в сыром метаноле. Раскрытый здесь способ производства метанола преимущественно может снижать содержание воды в сыром метаноле за счет снижения содержания CO2 в синтез-газе, который вводят в метанольный реактор.In one aspect, the methanol production method disclosed herein may advantageously exhibit improvements in one or more process characteristics compared to another similar process in which a synthesis gas containing carbon dioxide in an amount equal to or greater than about 5% is introduced into the methanol reactor. mol.%. The methanol production method disclosed herein can advantageously reduce the overall energy consumption of methanol production by reducing the water content of the crude methanol. The methanol production method disclosed herein can advantageously reduce the water content of the crude methanol by reducing the CO 2 content of the synthesis gas that is introduced into the methanol reactor.
Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, качество синтез-газа (например, состав синтез-газа), который подают в конкретный процесс (например, процесс производства метанола), может оказывать сильное влияние на расходы потоков, а также на селективность продукта. Например, в случае процесса производства метанола состав синтез-газа, используемый для производства метанола, может менять состав сырого метанола, извлекаемого из реактора производства метанола (например, петлевого реактора), где сырой метанол может быть обогащен метанолом (в отличие от воды), тем самым выгодно меняя процесс после метанольного реактора благодаря уменьшенным потокам рециркуляции (из-за наличия только необходимого количества водорода в синтез-газе), а также уменьшенного количества воды в сыром метанольном продукте. Таким образом, процесс производства метанола может быть более энергоэффективным за счет более низкого энергопотребления на участке очистки метанола. Поскольку количество CO2 в синтез-газе уменьшается (например, по сравнению с синтез-газом, содержащим диоксид углерода в количестве, равном или больше чем приблизительно 5 мол.%), контуры рециркуляционного потока будут иметь меньший размер, и потребуются компрессоры рециркулируемого газа меньшего объемного расхода и, следовательно, потребляющие меньше электроэнергии. Процесс производства метанола может быть более эффективным с точки зрения углекислого газа за счет экономии углеводородного сырья (например, природного газа), используемого при производстве синтез-газа (например, меньшее количество углерода превращается в CO2). Применительно к настоящему описанию углеродная эффективность определяется как отношение количества моль углерода, присутствующего в потоке метанола (например, потоке метанола 45), к количеству моль углерода в смеси реагентов КЧО (например, смеси реагентов КЧО 10).As will be appreciated by one skilled in the art and with the help of this description, the quality of the synthesis gas (e.g., the composition of the synthesis gas) that is fed to a particular process (e.g., a methanol production process) can have a strong impact on the flow rates, and also on the selectivity of the product. For example, in the case of a methanol production process, the composition of the synthesis gas used to produce methanol may change the composition of the crude methanol recovered from the methanol production reactor (e.g., a loop reactor), where the crude methanol may be enriched with methanol (as opposed to water), thereby most advantageously changing the process downstream of the methanol reactor due to reduced recycle streams (due to the presence of only the required amount of hydrogen in the synthesis gas), as well as the reduced amount of water in the crude methanol product. Thus, the methanol production process can be more energy efficient due to lower energy consumption in the methanol purification area. As the amount of CO 2 in the synthesis gas is reduced (for example, compared to synthesis gas containing carbon dioxide in an amount equal to or greater than about 5 mol.%), the recycle loops will be smaller and smaller recycle gas compressors will be required. volume flow and therefore consuming less electricity. The methanol production process can be more carbon efficient by saving the hydrocarbon feedstock (eg natural gas) used in producing the synthesis gas (eg less carbon is converted to CO2). As used herein, carbon efficiency is defined as the ratio of the number of moles of carbon present in a methanol stream (eg, methanol stream 45) to the number of moles of carbon in the CPO reactant mixture (eg, CPO 10 reactant mixture).
В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в данном документе, преимущественно может давать коэффициент поточной эксплуатации метанольного реактора, который больше, чем коэффициент поточной эксплуатации метанольного реактора в аналогичном во всем остальном процессе, в котором в метанольный реактор вводят синтез-газ, содержащий диоксид углерода в количестве, равномIn one aspect, the methanol production method disclosed herein advantageously can produce a methanol reactor throughput ratio that is greater than the methanol reactor throughput ratio in an otherwise similar process in which carbon dioxide-containing synthesis gas is introduced into the methanol reactor. in an amount equal to
- 15 044126 или больше чем приблизительно 5 мол.%. Применительно к настоящему описанию коэффициент поточной эксплуатации определяется как отношение количества дней в году, в течение которых реактор активно производит желаемый продукт, к количеству дней в календарном году.- 15044126 or more than about 5 mol.%. As used herein, the flow rate is defined as the ratio of the number of days per year during which the reactor is actively producing the desired product to the number of days in the calendar year.
В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в данном документе, преимущественно может обеспечить регулирование состава синтез-газа, получаемого с помощью КЧО (например, путем регулирования рабочих параметров КЧО), что, в свою очередь, может приводить преимущественно к снижению содержания воды в потоке сырого метанола.In one aspect, the methanol production method disclosed herein may advantageously control the composition of the synthesis gas produced by the CSF (e.g., by adjusting the operating parameters of the CSF), which in turn may advantageously result in a reduction in the water content of the stream. crude methanol.
В некоторых аспектах ПРМ можно успешно использовать в сочетании с КЧО, раскрытом в данном документе, для получения синтез-газа, имеющего состав, который может предпочтительно приводить к пониженному содержанию воды в потоке сырого метанола.In some aspects, PRM can be advantageously used in combination with the CPO disclosed herein to produce synthesis gas having a composition that can advantageously result in a reduced water content in the crude methanol stream.
Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, поскольку реакция КЧО является экзотермической, никакой дополнительной подачи тепла в виде сжигания топлива не требуется (за исключением предварительного нагрева реагентов в реакционной смеси, которую подают на участок производства синтез-газа) по сравнению с обычным паровым риформингом. Таким образом, описанный в изобретении способ получения синтез-газа может преимущественно генерировать меньше СО2 посредством сжигания топлива по сравнению с паровым риформингом. Дополнительные преимущества описанных здесь способов производства метанола могут быть очевидны для специалиста в данной области, рассматривающего данное изобретение.As will be appreciated by one skilled in the art and from this description, since the CPO reaction is exothermic, no additional heat input in the form of combustion of fuel is required (other than preheating the reactants in the reaction mixture, which is supplied to the synthesis gas production site ) compared to conventional steam reforming. Thus, the synthesis gas production method described in the invention can advantageously generate less CO2 through fuel combustion compared to steam reforming. Additional advantages of the methanol production methods described herein may be apparent to one skilled in the art considering the present invention.
ПримерыExamples
Поскольку объект изобретения описан в целом, следующие примеры даны как частные варианты осуществления изобретения и демонстрируют его практическое применение и преимущества. Понятно, что примеры даны для иллюстрации и не предназначены для ограничения каким-либо образом описания прилагаемой формулы изобретения.Since the subject matter of the invention has been described in general, the following examples are given as specific embodiments of the invention and demonstrate its practical application and advantages. It is understood that the examples are given for illustration purposes and are not intended to limit in any way the description of the appended claims.
Пример.Example.
Содержание воды в системе производства метанола изучено на основании состава синтез-газа, используемого для синтеза метанола. Традиционный способ производства синтез-газа по технологии комбинированного риформинга (КР), которая объединяет паровой риформинг метана (ПРМ) с автотермическим риформингом (АТР), сравнивают со способом получения синтез-газа посредством КЧО, где каждый тип синтез-газа (то есть, из КР и КЧО) затем превращают в метанол.The water content of a methanol production system was studied based on the composition of the synthesis gas used for methanol synthesis. The traditional method of producing synthesis gas using combined reforming (CR) technology, which combines steam reforming of methane (SMR) with autothermal reforming (ATR), is compared with the method of producing synthesis gas through CCR, where each type of synthesis gas (i.e., from KR and KChO) are then converted into methanol.
В случае технологии КР синтез-газ производят традиционным способом.In the case of CR technology, synthesis gas is produced in a traditional way.
В случае КЧО синтез-газ получают с двумя разными температурами предварительного нагрева смеси реагентов. Условия процесса меняют, как это понятно специалисту в данной области техники. Например, температура реакции составляет приблизительно от 800 до 1100°C.In the case of CPO, synthesis gas is obtained with two different preheating temperatures of the reactant mixture. Process conditions are varied as understood by one skilled in the art. For example, the reaction temperature is from about 800 to 1100°C.
Метанол производят по традиционной технологии, а содержание воды в потоке сырого метанола показано в таблице для всех трех случаев.___________________________________________________Methanol is produced using traditional technology, and the water content of the crude methanol stream is shown in the table for all three cases._________________________________________________
Данные в таблице показывают, что при использовании КЧО для производства синтез-газа содержание воды в потоке сырого метанола может быть снижено с 20 мас.% (КР) до 3-4 мас.% (КЧО). Снижение содержания воды коррелирует со снижением содержания СО2 в синтез-газе с 7 мол.% (КР) до 2,5-3 мол.% (КЧО), соответственно. Кроме того, общий КПД по углероду растет с уменьшением содержания СО2 в синтез-газе.The data in the table shows that when using CPO for the production of synthesis gas, the water content in the crude methanol stream can be reduced from 20 wt.% (CR) to 3-4 wt.% (CPO). The decrease in water content correlates with a decrease in the CO2 content in the synthesis gas from 7 mol.% (CR) to 2.5-3 mol.% (NOC), respectively. In addition, the overall carbon efficiency increases with decreasing CO 2 content in the synthesis gas.
Для подачи данной заявки на национальном уровне в США все публикации и патенты, упомянутые в этом описании, полностью включены в настоящий документ посредством ссылки для описания и раскрытия конструкций и методологий, описанных в этих публикациях, которые могут быть использованы в связи со способами данного изобретения. Любые публикации и патенты, обсуждаемые здесь, предоставлены исключительно для их раскрытия до даты подачи настоящей заявки. Ничто в данном документе неFor the purposes of filing this application nationally in the United States, all publications and patents mentioned in this specification are hereby incorporated by reference in their entirety to describe and disclose the designs and methodologies described in these publications that may be used in connection with the methods of this invention. Any publications and patents discussed herein are provided solely for their disclosure prior to the filing date of this application. Nothing in this document is
- 16 044126 должно толковаться как признание того, что изобретатели не имеют права датировать такое раскрытие задним числом на основании предшествующего изобретения.- 16 044126 should be construed as recognizing that inventors are not entitled to backdate such disclosure based on a prior invention.
В любой заявке, поданной в Ведомство США по патентам и товарным знакам, предоставляется реферат этого изобретения с целью удовлетворения требований 37 CFR § 1.72 и цели, изложенной в 37 CFR § 1.72 (b), чтобы позволить Ведомству США по патентам и товарным знакам и общественности в целом быстро определить на основе беглого просмотра характер и суть технического раскрытия. Следовательно, реферат этого изобретения не предназначен для использования при толковании объема формулы изобретения или для ограничения объема предмета, раскрытого в данном документе. Более того, любые заголовки, которые могут быть использованы в данном документе, также не предназначены для использования с целью толкования объема формулы изобретения или с целью ограничения объема предмета, раскрытого в данном документе. Любое использование прошедшего времени для описания примера, иначе обозначенного как конструктивный или пророческий, не предназначено для отражения того, что конструктивный или пророческий пример действительно был приведен в исполнение.Any application filed with the United States Patent and Trademark Office shall provide an abstract of this invention to satisfy the requirements of 37 CFR § 1.72 and the purpose of 37 CFR § 1.72(b) to enable the United States Patent and Trademark Office and the public In general, quickly determine, based on a quick review, the nature and essence of the technical disclosure. Accordingly, the abstract of this invention is not intended to be used in interpreting the scope of the claims or to limit the scope of the subject matter disclosed herein. Moreover, any headings that may be used herein are also not intended to be used to construe the scope of the claims or to limit the scope of the subject matter disclosed herein. Any use of the past tense to describe an example otherwise designated as constructive or prophetic is not intended to reflect that the constructive or prophetic example was actually brought to pass.
Дополнительное описаниеAdditional Description
Ниже приведены неограничивающие конкретные варианты осуществления в соответствии с настоящим изобретением.The following are non-limiting specific embodiments in accordance with the present invention.
Первый вариант осуществления, который представляет собой способ производства метанола, включающий (а) взаимодействие посредством реакции каталитического частичного окисления (КЧО) смеси реагентов КЧО в реакторе КЧО с получением синтез-газа; где смесь реагентов КЧО содержит углеводороды и кислород; где реактор КЧО содержит катализатор КЧО; и где синтез-газ содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода, воду и непрореагировавшие углеводороды, (b) введение по меньшей мере части синтез-газа в метанольный реактор с получением выходящего потока метанольного реактора; где выходящий поток метанольного реактора содержит метанол, воду, водород, монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды, и (с) разделение по меньшей мере части выходящего потока метанольного реактора на поток сырого метанола и поток пара; где поток сырого метанола содержит метанол и воду; где поток пара содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды; и где поток сырого метанола содержит воду в количестве приблизительно меньше чем 10 мас.% из расчета на общую массу потока сырого метанола.The first embodiment, which is a method for producing methanol, comprising (a) reacting, through a catalytic partial oxidation (CPO) reaction, a mixture of CPO reagents in a CPO reactor to produce synthesis gas; where the mixture of CPO reagents contains hydrocarbons and oxygen; where the CPO reactor contains a CPO catalyst; and wherein the synthesis gas contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, water and unreacted hydrocarbons, (b) introducing at least a portion of the synthesis gas into a methanol reactor to produce a methanol reactor effluent; wherein the methanol reactor effluent stream contains methanol, water, hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and hydrocarbons, and (c) separating at least a portion of the methanol reactor effluent stream into a crude methanol stream and a steam stream; wherein the crude methanol stream contains methanol and water; wherein the steam stream contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and hydrocarbons; and wherein the crude methanol stream contains water in an amount of less than about 10% by weight based on the total weight of the crude methanol stream.
Второй вариант осуществления, который представляет собой способ первого варианта осуществления, в котором синтез-газ содержит диоксид углерода в количестве приблизительно от 0,1 до 5 мол.%.A second embodiment, which is a method of the first embodiment, wherein the synthesis gas contains carbon dioxide in an amount of about 0.1 to 5 mol%.
Третий вариант осуществления, который представляет собой способ любого из вариантов осуществления с первого по второй, в котором синтез-газ характеризуется молярным отношением монооксида углерода к диоксиду углерода (СО/СО2), равным или больше чем приблизительно 5.The third embodiment, which is a method of any of the first to second embodiments, wherein the synthesis gas has a molar ratio of carbon monoxide to carbon dioxide (CO/CO 2 ) equal to or greater than about 5.
Четвертый вариант осуществления, который представляет собой способ любого из вариантов осуществления с первого по третий, в котором углеводороды включают метан, природный газ, сжиженный природный газ, попутный газ, устьевой газ, обогащенный газ, парафины, сланцевый газ, сланцевые жидкости, отходящий газ флюид-каталитического крекинга (ФКК), технологические газы нефтепереработки, дымовые газы, топливный газ из коллектора топливного газа или их комбинации.A fourth embodiment, which is a method of any of the first to third embodiments, wherein the hydrocarbons include methane, natural gas, liquefied natural gas, associated gas, wellhead gas, rich gas, waxes, shale gas, shale liquids, waste gas fluid - catalytic cracking (FCC), process gases from oil refining, flue gases, fuel gas from the fuel gas collector, or combinations thereof.
Пятый вариант осуществления, который представляет собой способ любого из вариантов осуществления с первого по четвертый, в котором реактор КЧО характеризуется молярным отношением водяного пара к углероду (П/С) в смеси реагентов КЧО приблизительно от 0,01:1 до менее чем 2,4:1.A fifth embodiment, which is a method of any of embodiments one through four, wherein the CPO reactor has a water vapor to carbon (W/C) molar ratio of the CPO reactant mixture of about 0.01:1 to less than 2.4 :1.
Шестой вариант осуществления, который представляет собой способ любого из вариантов осуществления с первого по пятый, также включающий (i) извлечение выходящего потока реактора КЧО из реактора КЧО, где выходящий поток реактора КЧО содержит водород, моноксид углерода, диоксид углерода, воду и непрореагировавшие углеводороды, и где количество диоксида углерода в выходящем потоке реактора КЧО больше, чем количество диоксида углерода в синтез-газе; и (ii) удаление по меньшей мере части диоксида углерода из выходящего потока реактора КЧО с получением синтез-газа.A sixth embodiment, which is a method of any of embodiments one through five, also comprising (i) recovering the CPO reactor effluent from the CPO reactor, wherein the CPO reactor effluent contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, water and unreacted hydrocarbons, and where the amount of carbon dioxide in the effluent of the CPO reactor is greater than the amount of carbon dioxide in the synthesis gas; and (ii) removing at least a portion of the carbon dioxide from the CPO reactor effluent to produce synthesis gas.
Седьмой вариант осуществления, который представляет собой способ шестого варианта осуществления, в котором выходящий поток реактора КЧО характеризуется отношением М выходящего потока реактора КЧО, где отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (Н2СО2)/(СО+СО2); где синтез-газ характеризуется отношением М, которое больше, чем отношение М выходящего потока реактора КЧО.The seventh embodiment, which is the method of the sixth embodiment, in which the CPO reactor effluent is characterized by the ratio M of the CPO reactor effluent, where the ratio M is a molar ratio defined as (H 2 CO 2 )/(CO+CO 2 ); where the synthesis gas is characterized by a ratio M that is greater than the ratio M of the effluent stream of the CPO reactor.
Восьмой вариант осуществления, который представляет собой способ седьмого варианта осуществления, дополнительно включающий взаимодействие посредством реакции парового риформинга метана (ПРМ) смеси реагентов ПРМ в реакторе ПРМ с получением выходящего потока синтез-газа реактора ПРМ; где смесь реагентов ПРМ включает метан и водяной пар; где выходящий поток синтез-газа реактора ПРМ содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода, воду и непрореагировавший метан; и где отношение М выходящего потока синтез-газа реактора ПРМ больше, чем отношение М выходящего потока реактора КЧО.An eighth embodiment, which is a method of the seventh embodiment, further comprising reacting, through a steam methane reforming (SMR) reaction, a mixture of SMR reactants in a SMR reactor to produce an effluent synthesis gas stream of the SMR reactor; where the mixture of PRM reagents includes methane and water vapor; wherein the effluent synthesis gas stream of the PRM reactor contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, water and unreacted methane; and where the ratio M of the output stream of synthesis gas of the PRM reactor is greater than the ratio of M of the output stream of the CCHO reactor.
Девятый вариант осуществления, который представляет собой способ восьмого варианта осуществления, дополнительно включающий введение в контакт по меньшей мере части выходящего потока синтез-газа реактора ПРМ, по меньшей мере, с частью выходящего потока реактора КЧО с получением син- 17 044126 тез-газа.A ninth embodiment, which is a method of the eighth embodiment, further comprising contacting at least a portion of the PMR reactor synthesis gas effluent with at least a portion of the CPO reactor effluent to produce synthesis gas.
Десятый вариант осуществления, который представляет собой способ восьмого варианта осуществления, дополнительно включающий введение по меньшей мере части выходящего потока синтез-газа реактора ПРМ в реактор КЧО.The tenth embodiment, which is a method of the eighth embodiment, further comprising introducing at least a portion of the effluent synthesis gas stream of the PMR reactor into the CPO reactor.
Одиннадцатый вариант осуществления, который представляет собой способ восьмого варианта осуществления, в котором молярное отношение П/С в смеси реагентов ПРМ больше, чем молярное отношение П/С в смеси реагентов КЧО, где молярное отношение П/С означает общее количество моль воды (H2O) в реакционной смеси, поделенное на общее количество моль углерода (С) углеводородов в реакционной смеси.An eleventh embodiment, which is a method of the eighth embodiment, in which the P/S molar ratio in the PRM reactant mixture is greater than the P/S molar ratio in the CCO reactant mixture, where the P/S molar ratio means the total number of moles of water (H2O) in the reaction mixture divided by the total moles of carbon (C) hydrocarbons in the reaction mixture.
Двенадцатый вариант осуществления, который представляет собой способ любого из вариантов осуществления с первого по одиннадцатый, в котором реактор КЧО характеризуется по меньшей мере одним рабочим параметром КЧО, выбранным из группы, состоящей из температуры подачи КЧО приблизительно от 25 до 600°C; температуры выходящего потока КЧО приблизительно от 300 до 1600°C; давления КЧО приблизительно от 1 до 90 бар (изб.); времени контакта КЧО приблизительно от 0,001 миллисекунды (мс) до 5 с; молярного отношения углерода к кислороду (С/О) в смеси реагентов КЧО приблизительно от 0,5:1 до 3:1, где молярное отношение С/О означает общее количество моль углерода (С) углеводородов в реакционной смеси, поделенное на общее количество моль кислорода (02) в реакционной смеси; и их комбинаций.A twelfth embodiment, which is a method of any of the first to eleventh embodiments, wherein the CSF reactor is characterized by at least one CSF operating parameter selected from the group consisting of a CSF feed temperature of about 25 to 600° C.; temperature of the CCHO outlet stream is approximately from 300 to 1600°C; pressure CCH from approximately 1 to 90 bar (g); CFC contact time is approximately from 0.001 milliseconds (ms) to 5 s; the molar ratio of carbon to oxygen (C/O) in a mixture of COC reagents is from approximately 0.5:1 to 3:1, where the molar ratio C/O means the total number of moles of carbon (C) hydrocarbons in the reaction mixture divided by the total number of moles oxygen (02) in the reaction mixture; and their combinations.
Тринадцатый вариант осуществления, который представляет собой способ двенадцатого варианта осуществления, в котором по меньшей мере один рабочий параметр включает молярное отношение водяного пара к углероду (П/С) в смеси реагентов КЧО приблизительно меньше чем 1:1, где молярное отношение П/С означает общее количество моль воды (Н2О) в смеси реагентов, поделенное на общее количество моль углерода (С) углеводородов в смеси реагентов.A thirteenth embodiment, which is a method of the twelfth embodiment, wherein the at least one operating parameter includes a water vapor to carbon (W/C) molar ratio in the CWC reactant mixture of less than about 1:1, wherein the W/C molar ratio means the total number of moles of water (H 2 O) in the reactant mixture divided by the total number of moles of carbon (C) hydrocarbons in the reactant mixture.
Четырнадцатый вариант осуществления, который представляет собой способ любого из вариантов осуществления с двенадцатого по тринадцатый, в котором по меньшей мере один рабочий параметр включает давление КЧО приблизительно меньше чем 30 бар (изб.)A fourteenth embodiment, which is a method of any of embodiments twelve through thirteen, wherein the at least one operating parameter includes a CPR pressure of approximately less than 30 bar(g)
Пятнадцатый вариант осуществления, который представляет собой способ любого из вариантов осуществления с двенадцатого по четырнадцатый, в котором по меньшей мере один рабочий параметр включает температуру выходящего потока КЧО, равную или больше чем приблизительно 750°C и/или молярное отношение С/О в смеси реагентов КЧО приблизительно меньше чем 2,2:1.A fifteenth embodiment, which is a method of any of embodiments twelve through fourteen, wherein the at least one operating parameter includes a CPO effluent temperature equal to or greater than about 750° C. and/or a C/O molar ratio of the reactant mixture NER is approximately less than 2.2:1.
Шестнадцатый вариант осуществления, который представляет собой способ любого из вариантов осуществления с первого по пятнадцатый, в котором часть углеводородов в смеси реагентов СРО подвергается разложению до углерода и водорода, и в котором по меньшей мере часть углерода реагирует с диоксидом углерода в реакторе КЧО с получением монооксида углерода.A sixteenth embodiment, which is a method of any of embodiments one through fifteen, wherein a portion of the hydrocarbons in the CPO reactant mixture is decomposed to carbon and hydrogen, and wherein at least a portion of the carbon is reacted with carbon dioxide in a CPO reactor to produce monoxide carbon.
Семнадцатый вариант осуществления, который представляет собой способ любого из вариантов осуществления с первого по шестнадцатый, дополнительно включающий (i) разделение по меньшей мере части потока пара на поток водорода и поток остаточного газа, где поток водорода содержит по меньшей мере часть водорода потока пара, где поток остаточного газа содержит монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды; и (ii) рециркуляцию по меньшей мере части потока водорода в метанольный реактор.A seventeenth embodiment, which is a method of any of the first to sixteenth embodiments, further comprising (i) separating at least a portion of the steam stream into a hydrogen stream and a tail gas stream, wherein the hydrogen stream contains at least a hydrogen portion of the vapor stream, wherein the residual gas stream contains carbon monoxide, carbon dioxide and hydrocarbons; and (ii) recycling at least a portion of the hydrogen stream to the methanol reactor.
Восемнадцатый вариант осуществления, который представляет собой способ производства метанола, включающий (а) взаимодействие посредством реакции каталитического частичного окисления (КЧО) смеси реагентов КЧО в реакторе КЧО с получением выходящего потока реактора КЧО; где смесь реагентов КЧО содержит углеводороды и кислород; где реактор КЧО содержит катализатор КЧО; где выходящий поток реактора КЧО содержит водород, моноксид углерода, диоксид углерода, воду и непрореагировавшие углеводороды, (b) удаление по меньшей мере части диоксида углерода из выходящего потока реактора КЧО в сепараторе диоксида углерода с получением синтез-газа, где синтез-газ содержит диоксид углерода в количестве приблизительно от 0,1 до 5 мол.%, (с) введение по меньшей мере части синтез-газа в метанольный реактор с получением выходящего потока метанольного реактора; где выходящий поток метанольного реактора содержит метанол, воду, водород, монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды, (d) разделение по меньшей мере части выходящего потока метанольного реактора на поток сырого метанола и поток пара, где поток сырого метанола содержит метанол и воду, где поток пара содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды; и где поток сырого метанола содержит воду в количестве приблизительно меньше чем 5 мас.% из расчета на общую массу потока сырого метанола, (е) разделение по меньшей мере части потока сырого метанола в дистилляционном узле на поток метанола и поток воды, где дистилляционный узел включает одну или несколько дистилляционных колонн, (f) разделение по меньшей мере части потока пара на поток водорода и поток остаточного газа, где поток водорода содержит по меньшей мере часть водорода потока пара, и где поток остаточного газа содержит монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды, и (g) рециркуляцию по меньшей мере части потока водорода в метанольный реактор.An eighteenth embodiment, which is a method for producing methanol, comprising (a) reacting, through a catalytic partial oxidation (CPO) reaction, a mixture of CPO reactants in a CPO reactor to produce a CPO reactor effluent; where the mixture of CPO reagents contains hydrocarbons and oxygen; where the CPO reactor contains a CPO catalyst; wherein the CPO reactor effluent contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, water and unreacted hydrocarbons, (b) removing at least a portion of the carbon dioxide from the CPO reactor effluent in a carbon dioxide separator to produce synthesis gas, wherein the synthesis gas contains dioxide carbon in an amount of from about 0.1 to 5 mol.%, (c) introducing at least a portion of the synthesis gas into the methanol reactor to obtain a methanol reactor effluent; wherein the methanol reactor effluent stream comprises methanol, water, hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and hydrocarbons, (d) separating at least a portion of the methanol reactor effluent stream into a crude methanol stream and a steam stream, wherein the crude methanol stream comprises methanol and water, wherein the steam stream contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and hydrocarbons; and wherein the crude methanol stream contains water in an amount of less than about 5 wt.% based on the total weight of the crude methanol stream, (e) separating at least a portion of the crude methanol stream in the distillation unit into a methanol stream and a water stream, where the distillation unit includes one or more distillation columns, (f) separating at least a portion of the steam stream into a hydrogen stream and a tail gas stream, where the hydrogen stream contains at least a portion of the hydrogen of the steam stream, and where the tail gas stream contains carbon monoxide, carbon dioxide and hydrocarbons, and (g) recycling at least a portion of the hydrogen stream to the methanol reactor.
Девятнадцатый вариант осуществления, который представляет собой способ восемнадцатого варианта осуществления, в котором реактор КЧО характеризуется молярным отношением водяного пара к углероду (П/С) в смеси реагентов КЧО приблизительно меньше чем 0,5:1, где молярное отношение П/СA nineteenth embodiment, which is a method of the eighteenth embodiment, in which the CPO reactor has a molar ratio of water vapor to carbon (W/C) in the CPO reactant mixture of approximately less than 0.5:1, where the molar ratio of P/C
--
Claims (19)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62/794,783 | 2019-01-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA044126B1 true EA044126B1 (en) | 2023-07-26 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2009246497B2 (en) | Method for recovering a natural gas contaminated with high levels of CO2 | |
RU2524720C2 (en) | Complex installation for gas processing | |
AU2010203725B2 (en) | Method for recovering a natural gas contaminated with high levels of CO2 | |
KR20170057378A (en) | Method for converting methane to ethylene and in situ transfer of exothermic heat | |
CN113597422A (en) | By CO2Recycled methanol production process with higher carbon utilization | |
CN113574009A (en) | Process for the production of methanol from synthesis gas produced by catalytic partial oxidation combined with cracking | |
WO2020176650A1 (en) | Integrated indirect heat transfer process for the production of syngas and olefins by catalytic partial oxidation and catalytic selective dehydrogenation | |
US20220169502A1 (en) | Production of synthesis gas and of methanol | |
US11932537B2 (en) | Integrated indirect heat transfer process for the production of syngas and olefins by catalytic partial oxidation and cracking | |
US11834394B2 (en) | Methanol production process with increased energy efficiency | |
EA044126B1 (en) | METHOD OF METHANOL PRODUCTION | |
US20220135506A1 (en) | Methanol production process | |
EA044090B1 (en) | METHOD FOR PRODUCING METHANOL WITH HIGHER CARBON RECYCLING DUE TO CO2 RECYCLING | |
EA043578B1 (en) | METHOD FOR PRODUCING METHANOL FROM SYNTHESIS GAS PRODUCED BY CATALYTIC PARTIAL OXIDATION INTEGRATED WITH CRACKING | |
EA044653B1 (en) | PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS AND METHANOL | |
EA044713B1 (en) | METHOD FOR PRODUCING METHANOL WITH INCREASED ENERGY EFFICIENCY | |
CN113614025A (en) | Process for producing hydrogen-depleted synthesis gas for acetic acid synthesis and dimethyl ether synthesis |