ES2928377T3 - Proceso para la síntesis de metanol - Google Patents

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Abstract

Se describe un proceso para sintetizar metanol que comprende los pasos de (i) pasar un gas de alimentación que comprende un gas auxiliar que contiene hidrógeno y dióxido de carbono a un circuito de síntesis de metanol, (ii) recuperar una mezcla de gas producto que contiene metanol del circuito de síntesis de metanol, (iii) enfriar la mezcla de gas producto por debajo del punto de rocío para condensar el metanol crudo, (iv) separar el metanol crudo de una mezcla de gas sin reaccionar, (v) pasar una porción de la mezcla de gas sin reaccionar al circuito de síntesis de metanol y (vi)) recuperar una porción de la mezcla de gases sin reaccionar como una corriente de gas de purga, caracterizada por poner en contacto el metanol crudo y una porción del gas de purga en una unidad de extracción para extraer los gases disueltos del metanol crudo formando así un metanol crudo extraído y un gas enriquecido mezcla y alimentando al menos una porción de la mezcla de gas enriquecida al circuito de síntesis de metanol. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Proceso para la síntesis de metanol
La presente invención se refiere a un proceso para la síntesis de metanol.
La síntesis de metanol generalmente se realiza mediante el paso de un gas de síntesis que comprende hidrógeno y monóxido de carbono y/o dióxido de carbono a una temperatura y presión elevadas a través de uno o más lechos de un catalizador de síntesis de metanol, que frecuentemente es una composición que contiene cobre, en un reactor de síntesis. El metanol en bruto generalmente se recupera mediante el enfriamiento de la corriente de gas del producto hasta por debajo del punto de rocío y la separación del producto en forma de un líquido. El metanol en bruto típicamente se purifica mediante destilación. El proceso frecuentemente opera en un bucle: por lo tanto, el gas sin reaccionar se puede reciclar al reactor de síntesis como parte del gas de alimentación a través de un circulador. El gas de síntesis nuevo, denominado gas de reposición se añade al gas sin reaccionar reciclado para formar la corriente de gas de alimentación. Frecuentemente, se toma una corriente de purga de la corriente de gas en circulación para evitar la acumulación de gases inertes en el bucle.
El metanol en bruto generalmente contiene gases disueltos, que incluyen dióxido de carbono, que se separan como parte de la purificación.
El documento WO2013/144041 describe un proceso para la preparación de metanol mediante (i) la alimentación de una alimentación que comprende dióxido de carbono; y al menos parte de una primera corriente de gas de reciclado que comprende dióxido de carbono e hidrógeno, a un reactor, para obtener una alimentación gaseosa con una relación molar de hidrógeno: dióxido de carbono de entre 2-18:1; (ii) la puesta en contacto de la alimentación gaseosa con un catalizador a una temperatura de entre 200 y 300 °C y una presión de entre 4 y 20 MPa (40 y 200 bar), formando, de esta manera, una corriente de salida que comprende metanol, agua, monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrógeno; (iii) el enfriamiento de la corriente de salida; (iv) el sometimiento de dicha corriente de salida a una etapa de separación, al tiempo que, opcionalmente, al menos parte de una segunda corriente de gas de reciclado se añade a dicha corriente de salida que comprende metanol antes y/o durante dicha etapa de separación, etapa de separación en la que se separan el metanol y el agua de los componentes no condensables, formando, de esta manera, una corriente de producto que comprende metanol y una primera corriente de gas de reciclado; (v) la extracción de la corriente de producto que comprende metanol usando una corriente de hidrógeno, formando, de esta manera, una corriente de producto de metanol purificado y una segunda corriente de gas de reciclado; y (vi) la alimentación de al menos parte de la primera corriente de gas de reciclado a la etapa (i) y al menos parte de la segunda corriente de gas de reciclado a las etapas (i) y/o (iv). La corriente de hidrógeno de la etapa (v) y/o la alimentación de hidrógeno de la etapa (i) son preferiblemente corrientes de hidrógeno nuevo seleccionadas del grupo que consiste en hidrógeno producido mediante reformado con vapor de gas natural, disociación de hidrocarburos y electrólisis. Con la máxima preferencia, la corriente de hidrógeno de la etapa (v) y/o la alimentación de hidrógeno de la etapa (i) son hidrógeno procedente de una fuente de hidrógeno húmedo que se produce en un proceso de electrólisis acuosa.
Mediante el uso de una corriente de hidrógeno nuevo y, en particular, una fuente de hidrógeno húmedo, para extraer el metanol en bruto, el proceso del documento WO2013/144041 se ve afectado por gastos operativos y de capital adicionales o se requiere que se ubique adyacente a una fuente de hidrógeno existente. Se ha hallado que, mediante el uso de una parte del gas de purga, se puede mantener la eficiencia de extracción de los gases disueltos, que incluyen el dióxido de carbono del metanol en bruto, se puede reducir el requisito de dióxido de carbono del proceso y potenciar más fácilmente la capacidad de producción de metanol.
En consecuencia, la invención proporciona un proceso para la síntesis de metanol que comprende las etapas de (i) hacer pasar un gas de alimentación que comprende un gas de reposición que contiene hidrógeno y dióxido de carbono a un bucle de síntesis de metanol, (ii) recuperar una mezcla de gas de producto que contiene metanol del bucle de síntesis de metanol, (iii) enfriar la mezcla de gas de producto hasta por debajo del punto de rocío para condensar el metanol en bruto, (iv) separar el metanol en bruto de una mezcla de gas sin reaccionar, (v) hacer pasar una parte de la mezcla de gas sin reaccionar al bucle de síntesis de metanol y (vi) recuperar una parte de la mezcla de gas sin reaccionar en forma de una corriente de gas de purga, caracterizado por poner en contacto el metanol en bruto y una parte del gas de purga en una unidad de extracción para extraer los gases disueltos del metanol en bruto, formando, de esta manera, un metanol en bruto extraído y una mezcla de gas enriquecido, y alimentar al menos una parte de la mezcla de gas enriquecido al bucle de síntesis de metanol.
La síntesis de metanol se puede describir mediante las siguientes dos ecuaciones:
3 H2 CO2 ^ CH3OH H2O
2 H2 CO ^ CH3OH
Hay dos valores estequiométricos que se usan comúnmente para describir las proporciones de los reactivos alimentados al reactor de síntesis de metanol. Estos son R y Z y se pueden determinar a partir de las concentraciones molares de los componentes en el gas de síntesis de la siguiente manera:
R = ([H2] -[CO2]) / ([CO] [CO2])
Z = [H2] / (2[CO] 3[CO2])
Además, para la síntesis de metanol, frecuentemente resulta útil determinar un valor S; que es la suma de los Nm3/h de H2 Nm3/h de CO en el gas de síntesis. A continuación, S, Z y R se pueden relacionar mediante la ecuación:
Producción máxima de metanol (Nm3/h) = Z.S / (R 1) para Z < 1
Producción máxima de metanol (Nm3/h) = S / (R 1) para Z > 1
La mezcla estequiométrica ideal surge cuando hay suficiente hidrógeno para convertir todos los óxidos de carbono en metanol. Es decir, cuando R = 2 y Z = 1. Sin embargo, diferentes técnicas de generación de gas de síntesis producen diferentes gases de síntesis que tienen diferentes proporciones de los reactivos.
El gas de reposición, a veces denominado gas de síntesis nuevo, típicamente comprende hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono, pero, en algunos procesos, puede consistir en hidrógeno y dióxido de carbono o hidrógeno y monóxido de carbono.
El gas de reposición en la presente invención se puede generar mediante cualquier método conocido, que incluye procesos que incluyen una o más etapas de reformado con vapor, oxidación parcial, reformado autotérmico y gasificación. Sin embargo, la presente invención también resulta útil en procesos de síntesis de metanol que usan gases de síntesis reactivos. Por la expresión “gases de síntesis reactivos” se entiende un gas de síntesis que comprende hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono en el que la relación (en volumen) de monóxido de carbono respecto a dióxido de carbono es típicamente >2:1, preferiblemente >5:1. En el presente proceso, el gas de reposición es preferiblemente uno generado ya sea mediante procesos que incluyen el reformado con vapor y/o el reformado autotérmico de gas natural o mediante la gasificación de hulla o biomasa.
En los procesos de reformado con vapor, el gas de reposición se puede generar mediante el reformado con vapor de un hidrocarburo, tal como el gas natural, con vapor y, opcionalmente, dióxido de carbono en un reformador de vapor caldeado, en el que los tubos llenos de catalizador se calientan externamente mediante la combustión de un gas de combustible con aire, para formar un gas de síntesis que comprende hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono. Alternativamente, el gas de reposición se puede generar mediante el reformado combinado de un hidrocarburo, tal como el gas natural, sometiendo una primera fracción del hidrocarburo y el vapor a un reformado primario en un reformador de vapor primario y el reformado secundario de una segunda fracción del hidrocarburo, en combinación con el efluente del reformador primario, con un gas que contiene oxígeno en un reformador autotérmico. Este último tiene la ventaja de que el valor R se puede controlar para que esté a aproximadamente 2,0, pero requiere una fuente de gas que contenga oxígeno.
El gas de reposición, antes de que hacerse pasar al bucle de síntesis de metanol, típicamente se enfría para condensar el vapor, que se separa del gas de reposición usando un equipo de separación de condensado convencional. El condensado se puede usar para generar vapor para el reformado con vapor. A continuación, el gas de reposición se puede comprimir hasta la presión del bucle usando un compresor de gas de síntesis y alimentarse al bucle de síntesis de metanol.
Puede resultar deseable aumentar el contenido de dióxido de carbono del gas de alimentación y reducir, de esta manera, los valores R y Z, mediante la adición de una corriente de gas de dióxido de carbono al gas de reposición. Se puede usar cualquier fuente de dióxido de carbono. Por ejemplo, el gas de alimentación puede comprender una corriente de gas de dióxido de carbono de la sección de recuperación de CO2 de una planta de amoníaco o separada de una combustión de gases de combustión. El gas de combustión puede provenir de un hervidor, un calentador caldeado o un reformador de vapor caldeado. Normalmente, se esperaría que la adición de dióxido de carbono al bucle de síntesis de metanol redujera la productividad del catalizador de síntesis de metanol, lo que requeriría que se aumentara el volumen del catalizador. Sin embargo, el solicitante ha hallado que la combinación de dióxido de carbono añadido con la mezcla de gas enriquecido, que contiene hidrógeno, potencia la producción de metanol en el proceso sin tener que aumentar el volumen del catalizador.
La composición de la mezcla de gas de alimentación al bucle de síntesis de metanol es preferiblemente: del 10­ 20 % en moles de monóxido de carbono, el 0,5-10 % en moles de dióxido de carbono, el 55-85 % de hidrógeno y el resto de uno o más gases inertes. El valor R del gas de alimentación (antes de añadir el gas enriquecido) es preferiblemente de 1,95-2,05 y Z es preferiblemente de 0,95-1,05.
Se puede usar cualquier bucle de síntesis de metanol. El bucle de síntesis de metanol comprende adecuadamente uno o más reactores de síntesis de metanol, por ejemplo, un primer, segundo y, opcionalmente, tercer reactores de síntesis de metanol, conteniendo cada uno un lecho de catalizador de síntesis de metanol, dispuestos en serie y/o en paralelo, produciendo cada uno corrientes de gas de producto que contienen metanol. El bucle de síntesis de metanol puede comprender, por lo tanto, uno, dos o más reactores de síntesis de metanol, conteniendo cada uno un lecho de catalizador de síntesis de metanol y alimentado cada uno con un gas de alimentación que comprende hidrógeno y dióxido de carbono, produciendo cada uno una mezcla de gas que contiene metanol. Una mezcla de gas de producto que contiene metanol se recupera de al menos un reactor de síntesis de metanol. El metanol se recupera de una o más de las mezclas de gas de producto. Esto se puede lograr mediante el enfriamiento de una o más de las corrientes de gas de producto de metanol hasta por debajo del punto de rocío, la condensación del metanol y la separación de un producto de metanol líquido en bruto de los gases sin reaccionar.
Se puede usar un equipo de intercambio de calor y separación de gas-líquido convencional. Un aparato de intercambio de calor particularmente adecuado incluye un intercambiador de gas-gas que usa una mezcla de gas de alimentación para un reactor de síntesis de metanol para enfriar una corriente de gas de producto de metanol de ese reactor. Las corrientes de gas de producto de metanol se pueden tratar por separado o se pueden combinar antes del enfriamiento y/o la separación del producto de metanol líquido en bruto.
La separación del producto de metanol líquido en bruto de una o más de las corrientes de gas de producto de metanol produce una mezcla de gas sin reaccionar. Una parte de la mezcla de gas sin reaccionar se devuelve en forma de una corriente de gas de bucle o reciclado a uno o más de los reactores de síntesis de metanol. El gas sin reaccionar separado de una mezcla de gas de producto recuperada de un reactor de síntesis de metanol se puede devolver al mismo reactor de síntesis de metanol o a uno diferente. La mezcla de gas sin reaccionar comprende hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono y, por lo tanto, se puede usar para generar metanol adicional. La corriente de gas reciclado se puede recuperar de al menos una de las corrientes de gas de producto de metanol y reciclarse a al menos uno de los reactores de síntesis de metanol. Si hay más de una corriente de gas de reciclado, estas se pueden reciclar por separado a uno o más de los reactores de síntesis de metanol o combinarse y alimentarse a uno o más de los reactores de síntesis de metanol.
El reactor de síntesis de metanol en el bucle de síntesis de metanol puede ser un reactor adiabático sin enfriar. Alternativamente, el reactor de síntesis de metanol se puede enfriar mediante el intercambio de calor con un gas de síntesis, tal como en un reactor de temple, o un reactor seleccionado de un convertidor enfriado por tubos o un convertidor enfriado por gas. Alternativamente, el reactor de síntesis de metanol se puede enfriar mediante el hervido de agua a presión, tal como en un convertidor de elevación de vapor de flujo axial o un convertidor de elevación de vapor de flujo radial.
En un reactor adiabático, el gas de síntesis puede pasar axial, radial o axial y radialmente a través de un lecho fijo de catalizador de síntesis de metanol en forma de partículas. Las reacciones exotérmicas de síntesis de metanol se producen dando como resultado un aumento en la temperatura de los gases que se hacen reaccionar. Por lo tanto, la temperatura de entrada al lecho es deseablemente más fría que en los sistemas de reactores enfriados para evitar el sobrecalentamiento del catalizador que puede ser perjudicial para la selectividad y la vida útil del catalizador. Alternativamente, se puede usar un reactor enfriado en el que se puede usar el intercambio de calor con un refrigerante dentro del reactor para minimizar o controlar la temperatura. Existen varios tipos de reactores enfriados que se pueden usar. En una configuración, un lecho fijo de catalizador en forma de partículas se enfría mediante tubos o placas a través de los que se hace pasar un medio de intercambio de calor de refrigerante. En otra configuración, el catalizador está dispuesto en tubos alrededor de los que se hace pasar el medio de intercambio de calor de refrigerante. Los reactores de síntesis de metanol se pueden enfriar con el gas de alimentación o con agua hirviendo, típicamente a presión. Por ejemplo, el reactor de síntesis de metanol puede ser un convertidor de elevación de vapor axial, un convertidor de elevación de vapor de flujo radial, un convertidor enfriado por gas o un convertidor enfriado por tubo.
En un convertidor de elevación de vapor de flujo axial (aSRC), el gas de síntesis típicamente se hace pasar axialmente a través de tubos verticales que contienen catalizador que se enfrían en el intercambio de calor con agua hirviendo a presión que fluye fuera de los tubos. El catalizador se puede proporcionar en forma de gránulos directamente en los tubos o se puede proporcionar en uno o más recipientes cilíndricos que dirigen el flujo de gas de síntesis tanto radial como axialmente para potenciar la transferencia de calor. Tales catalizadores contenidos y su uso en la síntesis de metanol se describen en el documento US8785506. Los convertidores de elevación de vapor en los que el catalizador está presente en los tubos enfriados con el agua hirviendo a presión ofrecen un medio particularmente útil para retirar el calor del catalizador.
En un convertidor de elevación de vapor de flujo radial (rSRC), el gas de síntesis típicamente se hace pasar radialmente (hacia dentro o hacia fuera) a través de un lecho de catalizador en forma de partículas que se enfría mediante una pluralidad de tubos o placas a través de agua hirviendo a presión que se alimenta como refrigerante. Tales reactores son conocidos y se describen, por ejemplo, en el documento US4321234. Estos ofrecen una caída de presión más baja que un aSRC, pero tienen una construcción interna más complicada.
En un convertidor enfriado por tubos, el lecho de catalizador se enfría con el gas de síntesis que se hace pasar a través de tubos dispuestos dentro del lecho que tienen extremos abiertos y descargan el gas calentado al espacio por encima del catalizador dentro de la cobertura del reactor. A continuación, el gas calentado se puede hacer pasar directamente a través del lecho de catalizador sin salir del convertidor. Los TCC pueden proporcionar un área de enfriamiento suficiente para una variedad de composiciones de gas de síntesis y se pueden usar en una amplia variedad de condiciones. Como alternativa a un TCC, se puede usar un convertidor enfriado por gas (GCC) para enfriar el lecho de catalizador mediante el paso del gas de síntesis a través de tubos o placas en una disposición de tipo intercambiador de calor. En este caso, el gas de síntesis calentado se extrae del convertidor antes de devolverse al lecho de catalizador. En el documento US 5827901 se describe un ejemplo de un GCC.
Alternativamente, el reactor de síntesis de metanol puede ser un reactor de temple en el que uno o más lechos fijos de catalizador de síntesis de metanol en forma de partículas se enfrían con una mezcla de gas de síntesis inyectada en el reactor dentro o entre los lechos. Tales reactores se describen, por ejemplo, en el documento US4411877.
En un proceso que comprende un primer y segundo reactores de síntesis de metanol, el primer reactor de síntesis de metanol se enfría preferiblemente con agua hirviendo, tal como en un convertidor de elevación de vapor de flujo axial o un convertidor de elevación de vapor de flujo radial, más preferiblemente un convertidor de elevación de vapor de flujo axial. El segundo reactor de síntesis de metanol puede ser un convertidor de elevación de vapor de flujo radial. Tales disposiciones resultan particularmente útiles en la presente invención debido a las características y el rendimiento de estos reactores con diferentes mezclas de gas de alimentación. Alternativamente, el segundo metanol se puede enfriar mediante un gas de síntesis que comprende hidrógeno y dióxido de carbono. En consecuencia, el segundo reactor de síntesis de metanol puede ser un reactor enfriado seleccionado entre un convertidor enfriado por tubos (TCC) y un convertidor enfriado por gas (GCC). Se prefiere un convertidor enfriado por tubos debido a su diseño más sencillo. Si está presente un tercer reactor de síntesis de metanol, este preferiblemente se enfría con agua hirviendo. Por tanto, el tercer reactor de síntesis de metanol puede ser adecuadamente un convertidor de elevación de vapor seleccionado de un convertidor de elevación de vapor de flujo axial y un convertidor de elevación de vapor de flujo radial, más preferiblemente un convertidor de elevación de vapor de flujo axial. El primer y segundo reactores de síntesis de metanol se pueden conectar en serie, en cuyo caso el gas de síntesis alimentado al segundo reactor de síntesis de metanol comprende al menos una parte de una corriente de gas de producto de metanol recuperada del primer reactor de síntesis de metanol. En tal disposición, preferiblemente el gas de síntesis alimentado al segundo reactor de síntesis de metanol comprende toda la corriente de gas de producto de metanol recuperada del primer reactor de síntesis de metanol. Los catalizadores de síntesis de metanol en cada uno de los reactores de síntesis de metanol pueden ser iguales o diferentes.
Los catalizadores de síntesis de metanol son preferiblemente catalizadores de síntesis de metanol que contienen cobre, que están disponibles en el mercado. En particular, los catalizadores de síntesis de metanol son uno o más catalizadores de cobre/óxido de zinc/alúmina en forma de partículas, que pueden comprender uno o más promotores. Los catalizadores particularmente adecuados son los catalizadores de cobre/óxido de zinc/alúmina promovidos con Mg, como se describe en el documento US4788175.
La síntesis de metanol se puede efectuar en los reactores de síntesis de metanol a presiones en el intervalo de 1 a 12 MPa abs. (de 10 a 120 bar abs.) y temperaturas en el intervalo de 130 0C a 350 0C. Las presiones en las entradas del reactor son preferiblemente de 5-10 MPa abs. (50-100 bar abs.), más preferiblemente de 7-9 MPa abs. (70-90 bar abs.). La temperatura del gas de síntesis en las entradas del reactor está preferiblemente en el intervalo de 200-250 0C y en las salidas preferiblemente en el intervalo de 230-280 0C.
La parte de la mezcla de gas sin reaccionar que constituye la corriente de gas de reciclado para la síntesis de metanol estará típicamente a una presión más baja que el gas de reposición y, por lo tanto, preferiblemente la corriente de gas de reciclado se comprime mediante uno o más compresores o circuladores. La corriente de gas de reciclado comprimido resultante se puede mezclar con gas de reposición o gas de alimentación o mezcla de gas enriquecido para formar la alimentación para los uno o más reactores de síntesis de metanol en el bucle de síntesis de metanol.
Las relaciones de reciclado para formar las mezclas de gas de alimentación para los uno o más reactores de síntesis de metanol pueden estar en el intervalo de 0,5:1 a 5:1, preferiblemente de 1:1 a 3:1. Por la expresión “ relación de reciclado” se entiende la relación de flujo molar de la corriente de gas reciclado respecto al gas de reposición que forman las mezclas de gas alimentadas a los uno o más reactores de síntesis de metanol.
Una parte de la mezcla de gas sin reaccionar separada del metanol líquido en bruto se retira del bucle en forma de la corriente de gas de purga. La corriente de gas de purga se puede retirar continua o periódicamente para evitar la acumulación no deseada de gases inertes, tales como nitrógeno, argón y metano, en el bucle de síntesis. La corriente de gas de purga se puede recuperar de los gases sin reaccionar separados antes o después de la compresión en el circulador. Las corrientes de gas de purga, especialmente en procesos que usan el reformado con vapor como fuente de gas de reposición, son ricas en hidrógeno. La corriente de purga contiene preferiblemente el 50-90 % en volumen de hidrógeno y uno o más de monóxido de carbono, dióxido de carbono, nitrógeno, argón y metano.
Una parte de la corriente de gas de purga se usa para extraer o retirar los gases disueltos del metanol en bruto líquido separado. Los gases disueltos se retiran adecuadamente en una unidad de extracción que comprende uno o más recipientes de extracción a los que se alimentan una corriente de metanol en bruto líquido y un gas de extracción. El metanol en bruto líquido y una parte del gas de purga se pueden alimentar continuamente a la unidad de extracción y ponerse en contacto en la misma de una manera de flujo a contracorriente o de flujo en paralelo para retirar los gases disueltos del metanol en bruto. Alternativamente, el metanol en bruto líquido se puede rociar con la parte del gas de purga en la unidad de extracción. Adecuadamente, el metanol en bruto y una parte de la corriente de gas de purga se pueden alimentar a un recipiente de vaporización instantánea intermedio ubicado aguas abajo del separador de gas-líquido y aguas arriba de una unidad de purificación, donde se ponen en contacto para retirar los gases disueltos del metanol en bruto y formar el metanol en bruto extraído.
En la presente invención, una parte del gas de purga se alimenta a la unidad de extracción. En la expresión “una parte del gas de purga” se incluye una parte del propio gas de purga o un gas obtenido a partir del gas de purga. Por lo tanto, en una disposición, una parte de la propia corriente de gas de purga que comprende hidrógeno y óxidos de carbono se usa para extraer los gases disueltos del metanol en bruto. La parte usada puede ser del 10 al 90 % en volumen de la corriente de gas de purga. La parte restante se retira para reducir la acumulación de gases inertes en el bucle. Si bien la parte de la corriente de gas de purga se puede alimentar directamente a la unidad de extracción, puede resultar deseable aumentar o disminuir el contenido de hidrógeno del gas alimentado a la unidad de extracción. Por lo tanto, en otra disposición, al menos una parte de la corriente de gas de purga se separa en una corriente de gas rica en hidrógeno y una corriente de gas empobrecida en hidrógeno y al menos una parte de la corriente de gas rica en hidrógeno o la corriente de gas empobrecida en hidrógeno se alimenta a la unidad de extracción. En esta disposición, preferiblemente todo el gas de purga se somete a la etapa de separación. Una parte o la totalidad de la corriente de gas rica en hidrógeno o de gas empobrecida en hidrógeno se puede alimentar a la unidad de extracción. La separación de las corrientes de gas rica en hidrógeno y empobrecida en hidrógeno se puede poner en práctica usando un equipo de separación conocido, tal como un separador de membrana de hidrógeno o una unidad de adsorción por oscilación de presión, o un sistema de separación en caja en frío. Mediante el uso de estas técnicas se puede recuperar más del 50 % del hidrógeno presente en el gas de purga. En una disposición preferida, una corriente de gas rica en hidrógeno se recupera del gas de purga y la corriente de gas rica en hidrógeno se usa para extraer los gases disueltos del metanol en bruto.
El uso del gas rico en hidrógeno en lugar del gas de purga permite la reutilización de los óxidos de carbono y el metano separados en la corriente de gas empobrecida en hidrógeno en la generación de gas de reposición y minimiza los gases inertes que regresan al bucle y, por lo tanto, se hacen pasar hacia delante a la fase de purificación. El gas rico en hidrógeno recuperado de la corriente de gas de purga comprende deseablemente >95 % en volumen de H2.
El gas empobrecido en hidrógeno, que típicamente contendrá óxidos de carbono y metano, se puede usar como combustible. Por ejemplo, el gas empobrecido en hidrógeno se puede entrar en combustión para producir calor en un reformador de vapor caldeado. Alternativamente, cuando los contenidos de nitrógeno y argón del gas empobrecido en hidrógeno son bajos, una parte del mismo se puede alimentar a la etapa de generación de gas de síntesis en forma de una alimentación para formar parte del gas de reposición. Sin embargo, preferiblemente al menos el 50 % en vol. del gas empobrecido en hidrógeno se quema como combustible para controlar la acumulación de gases inertes. Cuando se use una membrana para separar la corriente rica en hidrógeno, la corriente empobrecida en hidrógeno estará a una presión que le permita enviarse para su uso como parte de la materia prima de hidrocarburo para el reformado sin una compresión adicional. Cuando se use un sistema de absorción por oscilación de presión para separar la corriente rica en hidrógeno, la corriente empobrecida en hidrógeno estará a una presión baja, típicamente de 0,2-0,5 MPa abs. (de 2-5 bar abs.) y, por lo tanto, es más adecuada para su uso como gas de combustible.
Los productos de la unidad de extracción son un metanol en bruto extraído líquido y una mezcla de gas enriquecido que contiene hidrógeno y gases que se han extraído del producto de metanol en bruto. Los gases extraídos incluyen dióxido de carbono, que junto con el hidrógeno en la mezcla de gas enriquecido se devuelven al bucle de síntesis de metanol en forma de una fuente de metanol adicional. La mezcla de gas enriquecido se puede añadir al bucle de síntesis de metanol en cualquier punto. Por ejemplo, la mezcla de gas enriquecido se puede combinar con el gas de reposición, antes o después de la adición de cualquier corriente de gas de dióxido de carbono, o se puede añadir a una combinación del gas de alimentación y la corriente de gas de reciclado en el bucle. La mezcla de gas enriquecido se puede añadir al bucle antes o después de la compresión, por ejemplo, se puede alimentar a la succión o fase intermedia del compresor de gas de síntesis o directamente al bucle. Cuando se use una corriente rica en hidrógeno proporcionada mediante la separación de la membrana de la corriente de gas de purga como gas de extracción, la mezcla de gas enriquecido típicamente estará a una presión que le permita combinarse con el gas de reposición en la succión del compresor de gas de síntesis. Cuando se usa una corriente rica en hidrógeno proporcionada mediante la absorción por oscilación de presión de la corriente de gas de purga como gas de extracción y el gas de purga se recupere antes de la compresión en el circulador, la mezcla de gas enriquecido se puede alimentar adecuadamente a la fase intermedia del compresor de gas de síntesis. Cuando se usa una corriente rica en hidrógeno proporcionada mediante la absorción por oscilación de presión de la corriente de gas de purga como gas de extracción y el gas de purga se recupera después de la compresión en el circulador, la mezcla de gas enriquecido se puede añadir adecuadamente al bucle de síntesis de metanol, p. ej., en la succión del circulador. Alternativamente, si se desea, la corriente de gas rica en hidrógeno se puede comprimir en un compresor separado para permitir su adición directa al bucle de síntesis de metanol.
La corriente de gas de purga o la mezcla de gas enriquecido puede contener metanol y, por lo tanto, si se desea, se puede recuperar metanol adicional de la corriente de gas de purga o de la mezcla de gas enriquecido usando un lavado con agua y el metanol y el agua recuperados se envían para su purificación con el metal en bruto extraído.
La corriente de metanol en bruto extraído recuperada de la unidad de producción de metanol contiene agua, junto con pequeñas cantidades de alcoholes superiores y otras impurezas. El metanol en bruto extraído se puede someter a una o más fases de purificación que incluyen una o más, preferiblemente dos o tres, fases de destilación en una unidad de purificación de metanol que comprende una, dos o más columnas de destilación. La fase de desgasificación y las fases de destilación se pueden calentar usando el calor recuperado del proceso, por ejemplo, en el enfriamiento de una corriente de gas de producto u otras fuentes. Preferiblemente, al menos una parte del metanol en bruto se purifica mediante destilación para producir un producto de metanol purificado.
El producto de metanol purificado se puede someter a un procesamiento adicional, por ejemplo, para producir derivados, tales como éter dimetílico o formaldehído. Alternativamente, el metanol se puede usar como combustible.
La invención se describirá adicionalmente mediante la referencia a las figuras en las que:
la Figura 1 representa un proceso según una primera realización de la invención; y
la Figura 2 representa el proceso según la Figura 1 con características adicionales o alternativas.
Los expertos en la materia entenderán que los dibujos son esquemáticos y que los elementos adicionales del equipo, tales como los tambores de materia prima, las bombas, las bombas de vacío, los compresores, los compresores de reciclado de gas, los sensores de temperatura, los sensores de presión, las válvulas de alivio de presión, las válvulas de control, los controladores de flujo, los controladores de nivel, los tanques de reserva, los tanques de almacenamiento y similares pueden ser necesarios en una planta comercial. La provisión de tales formas auxiliares de equipo no forma parte de la presente invención y es según la práctica convencional en ingeniería química.
En la Figura 1, una corriente de gas natural 10 se mezcla con vapor de la línea 12 y la mezcla resultante se alimenta a una unidad de generación de gas de síntesis 14 que comprende un reformador de vapor caldeado donde se reforma catalíticamente para formar una corriente de gas de síntesis que comprende hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono. La corriente de gas de síntesis se enfría y se deshidrata en un equipo de separación e intercambio de calor (no mostrado) para producir un gas de reposición, que se recupera de la unidad de generación de gas de síntesis 14 a través de una línea 16.
El gas de reposición 16 se mezcla con una corriente de dióxido de carbono proporcionada mediante la línea 18 para formar un gas de alimentación 20. La composición del gas de alimentación 20 se puede usar para determinar el valor R de las alimentaciones externas al bucle de síntesis de metanol. Una mezcla de gas enriquecido de la línea 22 se combina con el gas de alimentación 20 y el gas de alimentación enriquecido resultante se comprime en un compresor de gas de síntesis (no mostrado) y se alimenta a una unidad de síntesis de metanol 24. La unidad de síntesis de metanol comprende un bucle de síntesis de metanol en el que el gas de alimentación se mezcla con una corriente reciclada de gas sin reaccionar que comprende hidrógeno, dióxido de carbono y monóxido de carbono y se alimenta a uno, dos o más reactores de síntesis de metanol, conteniendo cada uno un catalizador de síntesis de metanol, que opera en serie o en paralelo para generar una corriente de gas de producto que contiene metanol. La corriente de gas de producto se enfría para condensar y separar un metanol en bruto líquido del gas sin reaccionar, comprimiéndose una parte del mismo en un circulador y reciclándose al reactor de síntesis de metanol.
Una parte del gas sin reaccionar se extrae en forma de una corriente de gas de purga aguas arriba del circulador y se hace pasar desde la unidad de síntesis de metanol 24 a través de la línea 26 hasta una unidad de separación de hidrógeno 28 en la que la corriente de gas de purga se separa en una corriente rica en hidrógeno y una corriente empobrecida en hidrógeno mediante el paso de la corriente de gas de purga a través de una membrana. La corriente empobrecida en hidrógeno se alimenta mediante la línea 30 desde la unidad de separación 28 hasta la unidad de generación de gas de síntesis 14 para entrar en combustión en forma de un combustible, p. ej., en el reformador de vapor caldeado.
La corriente de gas rica en hidrógeno, alimentada mediante la línea 32 desde la unidad de separación 28, y el metanol en bruto, alimentado mediante la línea 34 desde la unidad de síntesis de metanol 24, se hacen pasar a una unidad de extracción de metanol 36. En la unidad de extracción de metanol 36, el metanol en bruto y la corriente de gas rica en hidrógeno se ponen en contacto y los gases disueltos en el metanol en bruto se liberan en el gas rico en hidrógeno para formar una mezcla de gas enriquecido y un producto de metanol en bruto extraído. La mezcla de gas enriquecido se alimenta desde la unidad de extracción 36 a través de la línea 22 hasta la succión o fase intermedia del compresor de gas de síntesis (no mostrado) para formar un gas de alimentación enriquecido hasta la unidad de síntesis de metanol 24. El metanol en bruto extraído se alimenta a través de la línea 38 desde la unidad de extracción hasta una unidad de purificación 40 que comprende una, dos o más columnas de destilación para producir un producto de metanol purificado recuperado a través de la línea 42.
En la Figura 2, el proceso de la Figura 1 se representa con varias alternativas que se pueden usar por separado o en combinación entre sí.
Como alternativa a la combinación de la mezcla de gas enriquecido 22 de la unidad de extracción 36 con el gas de reposición, la mezcla de gas enriquecido 22 se puede alimentar desde la unidad de extracción 36 directamente hasta el bucle de síntesis de metanol a través de la línea 50 (mostrada en forma de una línea de puntos). Si la unidad de extracción tiene una presión más baja que el bucle, se requerirá un compresor en la línea 50. Sin embargo, mediante la toma de la corriente de gas de purga aguas abajo del circulador y el uso de una técnica de separación a alta presión, tal como la adsorción por oscilación de presión, la mezcla de gas enriquecido estará a una presión lo suficientemente alta como para que se pueda alimentar al bucle aguas arriba del circulador sin la necesidad de una compresión adicional.
Como alternativa a la combinación del dióxido de carbono proporcionado mediante la línea 18 con el gas de reposición 16, al menos una parte de la corriente de dióxido de carbono se puede combinar con la alimentación que contiene hidrocarburo a la unidad de generación de gas de síntesis 14, a través de la línea 52 (mostrada en forma de una línea de puntos).
Como alternativa a la alimentación del gas empobrecido en hidrógeno procedente de la unidad de separación 28 como combustible en la unidad de generación de gas de síntesis 14 a través de la línea 30, una parte del gas empobrecido en hidrógeno se puede combinar con la alimentación que contiene hidrocarburo a la unidad de generación de gas de síntesis 14, a través de la línea 54 (mostrada en forma de una línea de puntos).
Como alternativa al uso simple de un reformador de vapor caldeado en la unidad de generación de gas de síntesis 14, la generación de gas de síntesis se realiza mediante reformado combinado. Por lo tanto, la unidad de generación de gas de síntesis 14 comprende una combinación de un reformador de vapor caldeado y un reformador autotérmico alimentado con oxígeno, con una parte de la alimentación de gas natural y el efluente del reformador primario alimentados al reformador autotérmico para generar un gas de síntesis en bruto. El gas de síntesis en bruto se enfría y el condensado se separa para generar el gas de reposición como se ha hecho antes.
Como alternativa al uso simple de un reformador de vapor caldeado en la unidad de generación de gas de síntesis 14, la generación de gas de síntesis se realiza mediante la gasificación de una materia prima carbonosa, sola o en combinación con una o más fases de reformado con vapor en paralelo o en serie.
La invención se describirá adicionalmente mediante la referencia a los siguientes ejemplos.
Ejemplo 1
Los Ejemplos A-D se basaron en un proceso que usaba un reformador de vapor caldeado individual alimentado con gas natural y vapor que producía gas de reposición con S = 300.000 Nm3/h a aproximadamente 2 MPa abs. (20 bar abs.) de presión. El valor R del gas de reposición que sale del reformador de vapor fue de 2,96. El gas de reposición y otros gases se alimentaron a un bucle de síntesis de metanol que comprendía un reactor de síntesis de metanol individual basado en un diseño de convertidor de elevación de vapor de flujo radial, como se describe en el documento US4321234, que contenía un catalizador de cobre estándar. En cada caso, el valor R del gas en la entrada del convertidor de síntesis de metanol fue de 5,00. La presión de salida del convertidor de metanol fue de 8 MPa abs. (80 bar abs.). Los procesos de recuperación de metanol fueron los mismos en cada caso. La producción máxima teórica de metanol de S = 300.000 Nm3/h es 100.000 Nm3/h.
Los Ejemplos A, B y C son Ejemplos comparativos y no tienen adición de un gas enriquecido desde una unidad de extracción hasta el bucle de síntesis de metanol.
Ejemplo comparativo A: Adición de dióxido de carbono al bucle. Se añadió una corriente de dióxido de carbono al gas de reposición para llegar a R = 2,09. La adición posterior de la corriente de gas de reciclado dio R = 5,00 en la entrada del convertidor de síntesis de metanol. El proceso produjo 88.557 Nm3/h de metanol, que es una eficiencia de gas de síntesis del 88,56 %.
Ejemplo comparativo B: Adición de dióxido de carbono e hidrógeno de gas de purga al bucle. Se añadió una corriente de dióxido de carbono al gas de reposición para llegar a R = 2,00 antes de la adición de un gas rico en hidrógeno extraído del gas de purga. La adición posterior de la corriente de gas de reciclado dio R = 5,00 en la entrada del convertidor de síntesis de metanol. El gas rico en hidrógeno no se usó para extraer los gases disueltos del metanol en bruto. El proceso produjo 91.948 Nm3/h de metanol, que es una eficiencia de gas de síntesis del 91,95 %. Este ejemplo demuestra que, para el mismo valor R en la entrada del convertidor de metanol, la eficiencia del gas de síntesis ha mejorado en un 3,4 % en comparación con el Ejemplo A.
Ejemplo comparativo C: Adición de dióxido de carbono e hidrógeno de gas de purga al bucle. Se repitió el proceso del Ejemplo comparativo B, pero con el 70 % (en moles) del hidrógeno en el gas de purga reciclado. Se añadió una corriente de dióxido de carbono al gas de reposición para llegar a R = 1,93 antes de la adición del gas rico en hidrógeno extraído del gas de purga. La adición posterior de la corriente de gas de reciclado dio R = 5,00 en la entrada del convertidor de síntesis de metanol. El proceso produjo 94.767 Nm3/h de metanol, que es una eficiencia de gas de síntesis del 94,77 %. Este ejemplo demuestra que, para el mismo valor R en la entrada del convertidor de metanol, la adición de más hidrógeno y dióxido de carbono mejora la eficiencia del gas de síntesis.
Ejemplo D según la invención como se representa en la Figura 1: Adición de dióxido de carbono y gas enriquecido al bucle. Se repitió el proceso del Ejemplo comparativo C, pero con la extracción del metanol en bruto usando el gas rico en hidrógeno y la adición del gas enriquecido resultante al gas de reposición. Se añadió una corriente de dióxido de carbono al gas de reposición para llegar a R = 2,00 antes de la adición de la corriente de gas enriquecida de la unidad de extracción. La adición posterior de la corriente de gas de reciclado dio R = 5,00 en la entrada del convertidor de síntesis de metanol. El proceso produjo 94.483 Nm3/h de metanol, que es una eficiencia de gas de síntesis del 94,48 %. Aunque la eficiencia del gas de síntesis no es superior a la del Ejemplo comparativo C, en comparación con el Ejemplo comparativo C, el proceso usó 2.557 Nm3/h menos de dióxido de carbono.
La cantidad de kilogramos de dióxido de carbono que se necesita para producir cada kilogramo adicional de metanol, por encima de la producción en el Ejemplo A, es casi la misma para los Ejemplos B y C, a 1,23 y 1,24, respectivamente. Por lo tanto, la inclusión de la fase de extracción en el Ejemplo D redujo el consumo de dióxido de carbono a 0,71 kg de dióxido de carbono por cada kilogramo extra de metanol. Esta es una reducción significativa en el consumo marginal de dióxido de carbono. Existe tanto un coste operativo (en términos de aumento del consumo de energía) como un coste de capital para el equipo necesario para la recuperación de dióxido de carbono. Mediante la extracción del metanol en bruto para recuperar el dióxido de carbono y otros gases disueltos de vuelta al proceso se produce, además, un ahorro en el tamaño para la recuperación de dióxido de carbono del gas de combustión junto con un ahorro asociado al coste operativo.
Tanto en el Ejemplo C como en el Ejemplo D, aproximadamente el 70 % (en moles) del hidrógeno disponible en el gas de purga se recuperó en la corriente de gas rica en hidrógeno. Un sistema moderno de recuperación de hidrógeno basado en membranas puede lograr una recuperación de hidrógeno de alrededor del 95 %. Con tal recuperación de hidrógeno alta, no existe ningún desincentivo para operar a valores R en la entrada del reactor de síntesis de metanol de 5,00 o más. Los valores R superiores a 5,00 permitirían que se aumente adicionalmente la eficiencia del Ejemplo D para superar la del Ejemplo C. El reactor de síntesis de metanol usado en estos cálculos fue un convertidor de elevación de vapor de flujo radial. La ventaja de un valor R > 5,0 en la entrada del convertidor de elevación de vapor de flujo radial es que el mismo volumen de catalizador de síntesis para el Ejemplo A producirá una cantidad superior al 6 % mayor de metanol cuando se use en la disposición de la presente invención.
Se encuentran beneficios casi idénticos cuando parte o la totalidad del dióxido de carbono se añade a la alimentación de gas natural/vapor aguas arriba del reformador de vapor caldeado en lugar de al gas de reposición.
También resulta posible potenciar adicionalmente el proceso mediante el reciclado de la corriente empobrecida en hidrógeno como materia prima para el reformador de vapor caldeado. Debido al bajo contenido de nitrógeno del gas natural usado, resulta posible reciclar una gran fracción de la corriente empobrecida en hidrógeno. Un estudio de la corriente de entrada del reactor de síntesis de metanol mostró que el principal gas inerte en el bucle de síntesis de metanol era el metano y no el nitrógeno, por lo que el reciclado de una gran fracción de la corriente empobrecida en hidrógeno tuvo un impacto menor en la eficiencia del gas de síntesis.
Los resultados se exponen en las tablas siguientes.
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Ejemplo 2
Los Ejemplos E-H eran similares a los Ejemplos A-D, pero usaron un reformado combinado del gas natural usando un reformador de vapor-metano (SMR) caldeado y un reformador autotérmico (ATR) en lugar del reformador de vapor caldeado y, por lo tanto, se realizaron sin la adición de CO2 importado al gas de reposición. El reformado combinado produjo gas de reposición con S = 300.000 Nm3/h a aproximadamente 3,5 MPa abs. (35 bar abs.) de presión. El bucle de metanol y la recuperación fueron los mismos que en el Ejemplo 1.
Ejemplo comparativo E: Se desvió el 41,6 % del gas natural alrededor del SMR y se usaron 48.308 Nm3/h de oxígeno en el ATR para proporcionar un gas de reposición con R = 2,003. La adición posterior de la corriente de gas de reciclado dio R = 5,00 en la entrada del convertidor de síntesis de metanol. El proceso produjo 97.282 Nm3/h de metanol, que es una eficiencia de gas de síntesis del 97,28 %. Este ejemplo muestra el beneficio de usar un gas de síntesis reactivo, tal como el formado mediante reformado combinado para la eficiencia global del gas de síntesis.
Ejemplo comparativo F: Adición de hidrógeno de gas de purga al bucle. Se desvió el 42,6 % del gas natural alrededor del SMR y se usaron 48.512 Nm7 h de oxígeno en el ATR. El gas de reposición tenía un R = 2,004, antes de la adición del gas rico en hidrógeno extraído del gas de purga. La adición posterior de la corriente de gas de reciclado dio R = 5,00 en la entrada del convertidor de síntesis de metanol. El proceso produjo 97.400 Nm3/h de metanol, que es una eficiencia de gas de síntesis del 97,40 %. El reciclado del gas rico en hidrógeno es muy pequeño para este ejemplo, por lo que el cambio en la eficiencia del gas de síntesis en comparación con el Ejemplo E también es muy pequeño.
Ejemplo comparativo G: Adición de hidrógeno de gas de purga al bucle. Se repitió el proceso del Ejemplo comparativo F, pero con el 70 % (en moles) del hidrógeno en el gas de purga reciclado. Se desvió el 43,3 % del gas natural alrededor del SMR y se usaron 50.521 Nm7 h de oxígeno en el ATR. El gas de reposición tenía un R = 1,97 antes de la adición del gas rico en hidrógeno extraído del gas de purga. La adición posterior de la corriente de gas de reciclado dio R = 5,00 en la entrada del convertidor de síntesis de metanol. El proceso produjo 98.553 Nm3/h de metanol, que es una eficiencia de gas de síntesis del 98,55 %.
Ejemplo H según la invención: Adición de gas enriquecido al bucle. Se repitió el proceso del Ejemplo comparativo G, pero con la extracción del metanol en bruto con el gas rico en hidrógeno y la adición del gas enriquecido resultante al gas de reposición. Se desvió el 50,2 % del gas natural alrededor del SMR y se usaron 48.038 Nm3/h de oxígeno en el ATR. El gas de reposición tenía un R = 2,007 antes de la adición de la corriente de gas enriquecida de la unidad de extracción. La adición posterior de la corriente de gas de reciclado dio R = 5,00 en la entrada del convertidor de síntesis de metanol. El proceso produjo 98.376 Nm3/h de metanol, que es una eficiencia de gas de síntesis del 98,38 %.
La cantidad de kilogramos de O2 que se necesita para producir cada kilogramo adicional de metanol, por encima de la producción en el Ejemplo E, es casi la misma para los Ejemplos F y G, a 1,72 y 1,74, respectivamente. La inclusión de la fase de extracción redujo el consumo de O2 en 0,25 kg de O2 por cada kilogramo adicional de metanol. Esta es una reducción significativa en el consumo marginal de O2.
La eficiencia del gas de síntesis para el Ejemplo H es solo ligeramente menor que para el Ejemplo G, pero el coste del oxígeno en la mayoría de los proyectos significa que se preferirá la economía (tanto el coste de capital como el coste operativo) del menor consumo de oxígeno para el Ejemplo H en la mayoría de las situaciones.
Los resultados se exponen en las tablas siguientes.
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Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un proceso para la síntesis de metanol que comprende las etapas de (i) hacer pasar un gas de alimentación que comprende un gas de reposición que contiene hidrógeno y dióxido de carbono a un bucle de síntesis de metanol, (ii) recuperar una mezcla de gas de producto que contiene metanol del bucle de síntesis de metanol, (iii) enfriar la mezcla de gas de producto hasta por debajo del punto de rocío para condensar el metanol en bruto, (iv) separar el metanol en bruto de una mezcla de gas sin reaccionar, (v) hacer pasar una parte de la mezcla de gas sin reaccionar al bucle de síntesis de metanol y (vi) recuperar una parte de la mezcla de gas sin reaccionar en forma de una corriente de gas de purga, caracterizado por poner en contacto el metanol en bruto y una parte del gas de purga en una unidad de extracción para extraer los gases disueltos del metanol en bruto, formando, de esta manera, un metanol en bruto extraído y una mezcla de gas enriquecido, y alimentar al menos una parte de la mezcla de gas enriquecido al bucle de síntesis de metanol.
  2. 2. Un proceso según la reivindicación 1, en donde el gas de reposición se genera mediante una o más etapas de reformado con vapor, oxidación parcial, reformado autotérmico o gasificación, preferiblemente mediante procesos que incluyen el reformado con vapor y/o el reformado autotérmico de gas natural, o mediante la gasificación de hulla o biomasa.
  3. 3. Un proceso según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el gas de reposición se genera mediante el reformado con vapor catalítico de un hidrocarburo con vapor y, opcionalmente, dióxido de carbono, en un reformador de vapor caldeado o mediante el reformado combinado de un hidrocarburo sometiendo una primera fracción del hidrocarburo y vapor al reformado primario en un reformador de vapor primario y el reformado secundario de una segunda fracción del hidrocarburo, en combinación con el efluente del reformador primario, con un gas que contiene oxígeno en un reformador autotérmico.
  4. 4. Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde se añade una corriente de gas de dióxido de carbono al gas de reposición.
  5. 5. Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el metanol en bruto y una parte del gas de purga se alimentan a la unidad de extracción y se ponen en contacto en la misma de una manera de flujo a contracorriente o de flujo en paralelo o en donde el metanol en bruto se rocía con la parte del gas de purga.
  6. 6. Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde al menos una parte del gas de purga se separa en una corriente de gas rica en hidrógeno y una corriente de gas empobrecida en hidrógeno y al menos una parte de la corriente de gas rica en hidrógeno se alimenta a la unidad de extracción.
  7. 7. Un proceso según la reivindicación 6, en donde la corriente de gas empobrecida en hidrógeno se usa como combustible o se alimenta a la etapa de generación de gas de síntesis para formar parte del gas de reposición.
  8. 8. Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el bucle de síntesis de metanol comprende uno, dos o más reactores de síntesis de metanol, conteniendo cada uno un lecho de catalizador de síntesis de metanol, en donde la mezcla de gas de producto se recupera de al menos un reactor de síntesis de metanol.
  9. 9. Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el bucle de síntesis de metanol comprende uno, dos o más reactores de síntesis de metanol, alimentado cada uno con un gas de alimentación que comprende hidrógeno y dióxido de carbono, produciendo cada uno una mezcla de gas de producto, en donde una mezcla de gas sin reaccionar separada de una mezcla de gas de producto recuperada de un reactor de síntesis de metanol se puede devolver al mismo reactor de síntesis de metanol o a uno diferente.
  10. 10. Un proceso según la reivindicación 8 o la reivindicación 9, en donde los reactores de síntesis de metanol se enfrían con un gas de síntesis o con agua hirviendo.
  11. 11. Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en donde el catalizador de síntesis de metanol es un catalizador de síntesis de metanol que contiene cobre.
  12. 12. Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en donde la síntesis de metanol se efectúa en los reactores de síntesis de metanol a presiones en el intervalo de 1 a 12 MPa abs. (de 10 a 120 bar abs.) y temperaturas en el intervalo de 130 0C a 350 0C.
  13. 13. Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el metanol en bruto extraído se somete a una o más etapas de destilación para producir un producto de metanol purificado.
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