JP5281897B2 - Method and system for methanol production - Google Patents
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Description
本発明の背景
本発明はメタノール生産のための方法およびシステム方法に関する。
The present invention relates to a method and system method for methanol production.
メタンをメタノールへ変換するための方法および装置は公知である。たとえばKaravaev M.M.,Leonov B.E.,らの”Technology of Synthetic Methanol’”,Moscow,”Chemistry”1984,72−125頁に開示されているように、メタンの合成ガス(COとH2の混合物)への気相変換と、引き続くメタノールへの接触転化を行なうことが公知である。しかしながら、このプロセスを実現するために、複雑な機器を提供すること、ガス純度への高い要求を満足させること、合成ガスを得ることおよびその純化のために大量のエネルギーを費やすこと、プロセスからのかなりの数の断続的な工程を有することが必要である。
さらに、2000t/日未満の能力の、中程度および小規模の企業については、それは効率的ではない。
Methods and apparatus for converting methane to methanol are known. For example, Karavaev M.M. M.M. Leonov B. E. , Et al., “Technology of Synthetic Methanol”, Moscow, “Chemistry”, 1984, pages 72-125, followed by gas phase conversion of methane to synthesis gas (a mixture of CO and H 2 ), followed by It is known to perform catalytic conversion to methanol. However, to realize this process, we provide complex equipment, satisfy high demands on gas purity, obtain synthesis gas and spend a lot of energy to purify it, It is necessary to have a significant number of intermittent steps.
Furthermore, it is not efficient for medium and small businesses with a capacity of less than 2000 t / day.
本発明に近い装置はロシア特許2,162,460に開示される。それは、炭化水素含有ガスのソース、ガスを圧縮し加熱するためのコンプレッサーおよびヒーター、およびコンプレッサーを有する酸素含有ガスのソースを含む。それはさらに、交互に混合ゾーンおよび反応ゾーンを有する連続的に配置された反応器および、反応器の第一の混合ゾーンに炭化水素含有ガスを供給する手段、それぞれの混合ゾーンに酸素含有ガスを供給する手段、反応混合物を冷却するための伝熱式熱交換器を有し、ヒーター内に入る加熱された炭化水素含有ガスの冷炭化水素含有ガスの流れにより壁を介して冷却し、冷却コンデンサー、液体生成物と廃ガスの分離と引き続くメタノールの分離のためのパーシャルコンデンサー、および廃酸素含有生成物の反応器の第一の混合ゾーン内への供給のためのパイプラインを含む。 A device close to the present invention is disclosed in Russian Patent 2,162,460. It includes a source of hydrocarbon-containing gas, a compressor and heater for compressing and heating the gas, and a source of oxygen-containing gas having a compressor. It further comprises a continuously arranged reactor having alternating mixing zones and reaction zones and means for supplying hydrocarbon-containing gas to the first mixing zone of the reactor, supplying oxygen-containing gas to each mixing zone Means for cooling, having a heat transfer heat exchanger for cooling the reaction mixture, cooled through the wall by a flow of cold hydrocarbon-containing gas of heated hydrocarbon-containing gas entering the heater, a cooling condenser; A partial condenser for the separation of liquid product and waste gas and subsequent methanol, and a pipeline for the supply of waste oxygen-containing product into the first mixing zone of the reactor.
この装置では、しかしながら、熱交換器の固有の制限のために、炭化水素含有ガスの酸化の大きな発熱反応の熱の速い除去を提供することは可能ではない。これは、供給される炭化水素含有ガスの量を低減する必要に結びつく。そして、それは炭化水素含有ガスの転化度を低下する。さらに、酸化剤として酸素を使用しても、内部での炭素酸化物の濃度の急激な上昇のために、炭化水素含有ガスの効率的な再循環を提供することが不可能である。供給された酸素の有意な部分は、COのCO2への酸化のために消費され、それは最初の炭化水素含有ガスの転化度を更に低下させ、反応混合物のさらなる過熱を提供する。装置はさらに、蒸気で液体生成物を精留する工程を提供するために、最初の炭化水素含有ガスの追加の量の燃焼を要求する。それぞれの反応器の後に液体生成物の分離のためにガス−液体混合物を冷却し、次の反応器の前に加熱するので、装置は本質的に複雑であり、ユニットの数は増加し、追加のエネルギーが浪費される。 In this device, however, due to the inherent limitations of heat exchangers, it is not possible to provide fast removal of heat from the highly exothermic reaction of hydrocarbon-containing gas oxidation. This leads to the need to reduce the amount of hydrocarbon-containing gas supplied. And it reduces the degree of conversion of the hydrocarbon-containing gas. Furthermore, even when oxygen is used as the oxidant, it is impossible to provide efficient recirculation of the hydrocarbon-containing gas due to the rapid increase in the concentration of carbon oxide inside. Significant portion of the supplied oxygen is consumed for oxidation of CO 2 in the CO, which further reduces the degree of conversion of the first hydrocarbon-containing gas, to provide additional heating of the reaction mixture. The apparatus further requires an additional amount of combustion of the initial hydrocarbon-containing gas to provide a process for rectifying the liquid product with steam. As each gas reactor cools the gas-liquid mixture for separation of the liquid product and heats it before the next reactor, the apparatus is inherently complex, increasing the number of units and adding Energy is wasted.
メタノールを生産するためのさらなる方法および装置がロシア特許2,200,731に開示されている。ここでは圧縮され加熱された炭化水素含有ガスおよび圧縮された酸素含有ガスが連続的に配置された反応器の混合領域に導入され、反応混合物を水凝縮物で冷却することにより制御された熱ピックアップを行いつつ反応が行われ、スチームが得られ、反応混合物の冷却の程度は、逸失スチームのパラメーターによって規制される。逸失スチームは液体生成物精留工程で使用される。 A further method and apparatus for producing methanol is disclosed in Russian Patent 2,200,731. Here, a compressed and heated hydrocarbon-containing gas and a compressed oxygen-containing gas are introduced into the mixing zone of a continuously arranged reactor and the heat pickup controlled by cooling the reaction mixture with water condensate The reaction is carried out with steam and steam is obtained, and the degree of cooling of the reaction mixture is regulated by the parameters of the lost steam. Lost steam is used in the liquid product rectification process.
たとえば米国特許2,196,188;2,722,553;4,152,407;4,243,613;4,530,826;5,177,279;5,959,168および国際公開WO 96/06901のような他の文献が炭化水素の変換のためのさらなる解決策を示す。
既存のメタノールの製造方法および装置はさらに改良できると考えられる。
For example, U.S. Pat. Nos. 2,196,188; 2,722,553; 4,152,407; 4,243,613; 4,530,826; 5,177,279; 5,959,168 and International Publication WO 96 /. Other documents such as 06901 show further solutions for the conversion of hydrocarbons.
It is believed that existing methanol production methods and equipment can be further improved.
既存の方法および装置を一層改善する、メタノールの製造方法および装置の提供が本発明の目的である。 It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for producing methanol that further improves existing methods and apparatuses.
本発明の開示の他の態様はメタノールの製造方法および装置であって、ガスおよびコンデンセートデポジットの最小の処理で使用でき、またすべてのガスの顧客、たとえば粉体プラント、ガス配給者、ガスリデューシングステーション、化学品製造設備など、または小規模メタン製造者(すなわち炭鉱、石油生産(フレア)、埋立て、農場)で使用できるものを提供する。 Another aspect of the present disclosure is a method and apparatus for producing methanol, which can be used with minimal processing of gas and condensate deposits, and for all gas customers such as powder plants, gas distributors, gas reducing. Provide equipment that can be used by stations, chemical production facilities, etc., or small methane producers (ie coal mines, oil production (flares), landfills, farms)
これらの目的および以下の記載から明らかになる目的を達成するために、本発明の一つの態様は簡潔に言えば、メタノールの製造方法であって、反応器へ炭化水素含有ガス流れを供給し、反応器へ酸素含有ガスを供給する工程;該酸素含有ガスの酸素により、前記の炭化水素含有ガスの酸化を反応器の中で行う工程;および反応系から不純物および生成物を取り出した後に、未反応の炭化水素ガスをさらなる反応のために炭化水素含有ガス流れにリサイクルする工程を含む方法に関する。 To achieve these objectives and the objectives that will become apparent from the following description, one aspect of the present invention, in brief, is a process for producing methanol comprising supplying a hydrocarbon-containing gas stream to a reactor, Supplying oxygen-containing gas to the reactor; oxidizing the hydrocarbon-containing gas in the reactor with oxygen of the oxygen-containing gas; and after removing impurities and products from the reaction system, It relates to a process comprising the step of recycling the hydrocarbon gas of the reaction to a hydrocarbon-containing gas stream for further reaction.
本発明の他の態様はメタノールを製造するための装置であり、井戸または他のソースからの炭化水素含有ガスおよび酸素含有ガスを受容し、反応させるための反応器であり、酸素含有ガスの酸素により加熱された炭化水素含有ガスの酸化を行う反応器を含む装置に関する。
本発明の装置は、さらに、ホルムアルデヒドの酸化および分解を禁止するために、反応の後期段階に反応器へ非酸化性冷却剤を供給して、該加熱された炭化水素含有ガスと該酸素含有ガスの混合物と直接混合する機構を更に含む。未反応炭化水素含有ガスはついで、生成物と不純物を回収し、炭化水素含有ガス流れ内にリサイクルされる。CO2のような反応副産物は井戸の生産量を増加させるために、井戸からの所定の距離だけ離れた地中に射出されることができる。
Another aspect of the present invention is an apparatus for producing methanol, a reactor for receiving and reacting hydrocarbon-containing gas and oxygen-containing gas from a well or other source, oxygen in the oxygen-containing gas It is related with the apparatus containing the reactor which oxidizes the hydrocarbon containing gas heated by.
The apparatus of the present invention further supplies a non-oxidizing coolant to the reactor at a later stage of the reaction to inhibit oxidation and decomposition of formaldehyde so that the heated hydrocarbon-containing gas and the oxygen-containing gas. And a mechanism for direct mixing with the mixture. Unreacted hydrocarbon-containing gas is then recovered and recycled into the hydrocarbon-containing gas stream with product and impurities recovered. Reaction by-products such as CO 2 can be injected into the ground at a predetermined distance from the well to increase the production of the well.
本発明の教示によれば、加熱された炭化水素含有ガス流れおよび酸素含有ガスが反応ゾーンまたは反応器内に供給され、炭化水素含有ガスの気相酸化が、反応ゾーンにおいて高温および加圧下で行なわれる。反応混合物は冷却され、廃ガスと液体生成物へ分離される。廃ガスはスクラブされ、ホルムアルデヒドとCO2が除去され、加熱された炭化水素含有ガス流れに返される。冷炭化水素含有ガスは、反応器の規制ゾーンへ供給され、炭化水素含有ガスの温度を低下させ、それにより生成物の再分配比率を提供し、対応する量のメタノールおよびホルムアルデヒドを生産する。生産されたメタノールは、ついで天然ガス流れ中に射出され、パイプライン内の水酸化物の形成を低減することができる。 In accordance with the teachings of the present invention, a heated hydrocarbon-containing gas stream and an oxygen-containing gas are fed into a reaction zone or reactor, and gas phase oxidation of the hydrocarbon-containing gas takes place in the reaction zone at elevated temperature and pressure. It is. The reaction mixture is cooled and separated into waste gas and liquid product. The waste gas is scrubbed to remove formaldehyde and CO 2 and returned to the heated hydrocarbon-containing gas stream. The cold hydrocarbon-containing gas is fed to the reactor's regulatory zone to reduce the temperature of the hydrocarbon-containing gas, thereby providing a product redistribution ratio and producing corresponding amounts of methanol and formaldehyde. The produced methanol can then be injected into a natural gas stream to reduce hydroxide formation in the pipeline.
本発明の教示に従って、パーシャルコンデンサー中での反応混合物の冷却の間に、ホルムアルデヒドの精留および同時に主スクラバー溶剤、メタノールの再生を行うためにホルムアルデヒド精留塔へ供給される供給流れに熱が伝えられる。パーシャルコンデンサー内では、乾燥ガスは、メタノール、エタノールおよび水を含む未精製液体から分離される。未精製液体は、フラッシュドラムを通って、精留塔へ供給される。カラムのトップの温度は約70から約75℃の間であり、カラム内の圧力はたとえば最大0.2MPaである。最終生成物は貯蔵あるいは一層の処理に供給される。乾燥ガスはスクラブされてCO2およびホルムアルデヒドが除去され、ついで炭化水素入力流れ中で反応器に返される。CO2は井戸の生産量を増加させるために、井戸からの所定の距離だけ離れた地中に射出されることができる In accordance with the teachings of the present invention, during the cooling of the reaction mixture in a partial condenser, heat is transferred to the feed stream supplied to the formaldehyde rectification column for rectification of formaldehyde and simultaneously regeneration of the main scrubber solvent, methanol. It is done. Within the partial condenser, the dry gas is separated from the crude liquid containing methanol, ethanol and water. The crude liquid is fed to the rectification column through a flash drum. The temperature at the top of the column is between about 70 and about 75 ° C. and the pressure in the column is for example up to 0.2 MPa. The final product is supplied for storage or further processing. The dry gas is scrubbed to remove CO 2 and formaldehyde and then returned to the reactor in the hydrocarbon input stream. CO 2 can be injected into the ground at a predetermined distance from the well to increase well production
本発明で特徴的である見なされる新規な態様は、クレームで特に述べられる。本発明それ自体は、その構成および操作方法の両方について、さらに追加の目的およびそれらの効果について、以下の具体的な例と図面から理解されるだろう。 The novel aspects that are considered characteristic of the invention are set forth with particularity in the claims. The invention itself will be understood from the following specific examples and drawings for both its construction and method of operation, as well as additional objects and their effects.
図面の簡単な説明
図1Aおよび1Bは、本発明のメタノールを生産するための装置のシステムを示す図である;
図2および3は、それぞれ先行技術および本発明の、反応の間の酸素、ホルムアルデヒドおよびメタノールの濃度を示す図である;
図4は、リサイクル比率との関数としてのシステムの酸素化物の収率を示す図である。
図5は、本発明の異なる態様のメタンからメタノールへのプラントを表わす;
図6は、図5に示される任意の酸素製造プラントを示す;
図7は、図5に示されるプラントのガス処理部分を示す;
図8は、図5に示されるプラントの液体処理部分を示す。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1A and 1B show a system of an apparatus for producing methanol of the present invention;
Figures 2 and 3 show the oxygen, formaldehyde and methanol concentrations during the reaction of the prior art and the invention, respectively;
FIG. 4 is a graph showing the oxygenate yield of the system as a function of the recycle rate.
FIG. 5 represents a methane to methanol plant of different embodiments of the present invention;
FIG. 6 shows the optional oxygen production plant shown in FIG. 5;
FIG. 7 shows the gas processing part of the plant shown in FIG. 5;
FIG. 8 shows the liquid processing portion of the plant shown in FIG.
好ましい実施態様の記載
本発明のメタノールを生産するための装置は、図1Aおよび1Bに示されるように、炭化水素含有ガスの気相酸化を促進する反応器100を有する。図1Bは、反応器のインプットおよびアウトプットを詳述する。反応器100は、加熱された炭化水素含有ガス流れを導入するためのデバイス104および酸素含有ガスを導入するためのデバイス105を有する反応ゾーン102を有する。詳細に以下に説明されるように、酸素含有ガスは、リサイクルプロセスによる不活性ガスの蓄積を低減するために80%を越える酸素含有量を好ましくは有する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The apparatus for producing methanol of the present invention has a
反応器100は、さらに規制ゾーン108を有し、該規制ゾーンには任意に、装置の作動中に反応温度を低減するために冷炭化水素含有ガス流れを導入するためのデバイス110が提供される。さらに、反応器100には対応するゾーンでの温度のコントロールおよび規制のために熱のポケット112が供給され、たとえば熱電対が提供される。
The
装置は、分離の前に反応混合物を冷やすためのデバイス114を有する。さらに、パーシャルコンデンサー122はさらに生成物の温度を低減するためにガス−液体熱交換器を有する。コンデンサー122は炭化水素−CO2混合物からH2Oとアルコールを分離する。パーシャルコンデンサー122は、等温ではなく好ましくは等圧であり、圧損を回避する。生成物流れが入いると、液体流れおよびガス流れがコンデンサー122を出る。
The apparatus has a
ブロック139は、炭化水素を含んでいるリサイクルガス成分から不純物と生成物を分離するために形成される機器を表わす。この点から機器139は生成物流れからCO2を取り除くために形成される。機器139は例えばN2のような他の非反応性成分のパーセンテージを規制するために、たとえばパージ弁とともに使用できる。
ホルムアルデヒドを回復するためにシステムが形成される場合には、ガス状の生成物流れは等圧のコンデンサー122を通り、スクラバー134を通過する。使用することのできる他の潜在的な方法は、CO2およびホルムアルデヒドを除去することが知られている様々なアミンのような物質の使用である。
When the system is configured to recover formaldehyde, the gaseous product stream passes through the
吸収についての最小の必要条件を満たすために、メタノールの流量の変更あるいはスクラバーカラムの運転温度の変更を行うことができる。例えば、非常に低い吸収剤流量で作動することが望ましい場合、低温、たとえば0℃が利用できる。周囲温度または冷却水により達成される温度で作動することが望ましい場合、高い流量、例えば0℃での流量の10倍が使用できる。一方のシナリオでは、充満しているメタノール吸収剤流れ14は、ホルムアルデヒド蒸留塔138によって完全に再生される。任意に、スクラバー134からの流れ14はコンデンサー122を通り、生成物流れを冷却し、リサイクルされるメタノールを予備加熱し、ホルムアルデヒド蒸留塔138のエネルギー効率を改善することができる。
To meet the minimum requirements for absorption, the methanol flow rate can be changed or the scrubber column operating temperature can be changed. For example, if it is desired to operate at a very low absorbent flow rate, a low temperature, such as 0 ° C., can be utilized. If it is desired to operate at ambient temperature or a temperature achieved by cooling water, a high flow rate, for example 10 times the flow rate at 0 ° C., can be used. In one scenario, the full methanol absorbent stream 14 is completely regenerated by the
反応器100はコンプレッサー124およびヒーター126と接続され、圧縮して加熱された酸素含有ガスを供給する。原料炭化水素含有ガスはスクラバー134からの清浄にされた炭化水素ガスと混合され、ヒーター136を使用して加熱される。原料炭化水素が高いCO2含有量を有する場合には、原料炭化水素は、コンデンサー122からスクラバー134に入り不純物ガスを除去した後の、戻りの生成物炭化水素流れと混合した後に、反応器に入ることができる。
The
装置はさらにメタノールの精留用のユニットを有し、これはフラッシュドラム132、精留塔128および容器130を含み、これからメタノールが貯蔵又はさらなる処理のために供給される。この精留塔128は、エタノール(重質キー成分)および水(非キー成分)からメタノール(軽質キー成分)を分離するために使用される。従来と同様、重質キー成分の一部が(ホルマリン用の商用仕様によって指示されたように)留出物流れに入ることが望ましい。メタノール精留については、99%以上または典型的には、99.999%が複数のカラムにより達成可能である。流れ4はカラムに入り、留出物流れ5およびボトム流れ8が、液相でカラムを出る。流れ8は幾分かの量のエタノール(超純粋なメタノールが生産される場合にはおそらくメタノールも)を含み、商用ホルマリン流れ(11)の水性メークアップの基礎として使用される。このように、残部が液体廃棄物流れに廃棄される前に、エタノールのうちのいくらかは回収される。
The apparatus further comprises a unit for methanol rectification, which includes a
液体生成物流れからのCO2およびホルムアルデヒドの回収用のフラッシュドラム132が、カラム128とコンデンサー122の間に配置される。フラッシュドラム132の目的は、メタノール精留塔128に入る前に適切なレベルに圧力を落とし、液体生成物流れから、典型的にはCO2およびホルムアルデヒドである、実質的にすべての溶解ガスを除去することである。
A
例えばメタン含有量が最大98%である原料炭化水素含有ガス流れ、および戻りの炭化水素生成物流れが、ガス製造装置または他のソースからヒーター136に供給され、その内部で430−470℃に加熱される。その後、加熱された炭化水素含有ガスは、反応器100の反応ゾーン102へ供給される。例えば、7−8MPaに加圧され、80−100%の、好ましくは90−95%の酸素を有するコンプレッサー124によって供給される圧縮空気も、反応器100の反応ゾーン102へ供給される。酸化反応は、反応器100の反応ゾーン102で起こる。反応物の全容積の2〜3%のO2は、前述のように加熱された炭化水素含有ガス流れと反応させられる。システム内のN2の量をたとえば30−40%未満に制限するために、または同様の結果を達成するためにパージ流れの必要なサイズを低減するために、O2流れは好ましくは実質的に純粋であり、このようにしてシステムに入るN2の量を制限する。
For example, a feed hydrocarbon-containing gas stream with a methane content of up to 98% and a return hydrocarbon product stream are fed to a heater 136 from a gas production unit or other source and heated to 430-470 ° C. therein Is done. Thereafter, the heated hydrocarbon-containing gas is supplied to the
冷炭化水素含有ガスまたは言い換えれば反応器内のガスよりも低温の炭化水素含有ガスの任意の第二の流れは、反応器100の規制ゾーンへデバイス108を通って供給される。この流れは調整装置120によって規制される。それは、既知のガス供給調整装置、調整弁あるいはその他同種のものとして形成できる。この冷たい流れは、原料炭化水素流れ、リサイクルされた流れあるいは2つの一部もしくは組み合わせから構成されることができる。レギュレーターは、システム内の圧力、温度、システム内の下流での反応生成物の割合などのようなシステムパラメータに基づいて冷炭化水素含有ガスの体積または圧力を調節するように形成される。
An optional second stream of cold hydrocarbon-containing gas or, in other words, hydrocarbon-containing gas that is cooler than the gas in the reactor, is fed through
冷却剤ソースから供給される冷却剤は、部分的に酸化されたメタンの温度を低減し、ホルムアルデヒドの継続的な酸化または分解を低減するように機能する。この冷却剤は反応生成物流れから容易に分離できる任意の物質であることができる。例えば、以下により詳細に記載されるように、冷却剤は加熱されていない炭化水素またはメタン含有ガス流れであることができる。 The coolant supplied from the coolant source functions to reduce the temperature of the partially oxidized methane and reduce the continued oxidation or decomposition of formaldehyde. The coolant can be any material that can be easily separated from the reaction product stream. For example, as described in more detail below, the coolant can be an unheated hydrocarbon or methane-containing gas stream.
好ましくは、冷却剤は反応生成物から容易に分離できる任意の非酸化性の物質であることができる。この点では、冷却剤は例えばCO2、ホルムアルデヒド、メタノール、水のエアロゾルにされたかまたは霧状の液体又は水蒸気であることができる。冷却剤はさらにリサイクルされた反応生成物、水、スチームおよび/または原料炭化水素ガスの混合物であることができる。 Preferably, the coolant can be any non-oxidizing material that can be easily separated from the reaction product. In this regard, the cooling agent can be, for example, CO 2, formaldehyde, methanol, or atomized liquid or vapor is an aerosol of water. The coolant can also be a mixture of recycled reaction products, water, steam and / or feed hydrocarbon gas.
装置の意図した運転モードに応じて、特に意図されるメタノールまたはメタノールおよびホルムアルデヒドの生産に応じて、排他的にメタノールを生産することが所望の場合、反応混合物は、冷炭化水素含有ガスの導入のない反応器中で反応に供される。メタノールとホルムアルデヒドを生産することが所望の場合、冷炭化水素含有ガスの導入が使用される。冷炭化水素含有ガスの導入によって、反応の温度は30−90℃低下し、ホルムアルデヒドのCO2への分解を低減することにより分離された混合物中のホルムアルデヒドの含有量を維持する。
If it is desired to produce methanol exclusively, depending on the intended operating mode of the device, and in particular on the intended methanol or methanol and formaldehyde production, the reaction mixture can be used for the introduction of cold hydrocarbon-containing gas. The reaction is not carried out in a reactor. If it is desired to produce methanol and formaldehyde, the introduction of a cold hydrocarbon-containing gas is used. With the introduction of the cold hydrocarbon-containing gas, the temperature of the reaction is reduced by 30-90 ° C., maintaining the formaldehyde content in the separated mixture by reducing the decomposition of formaldehyde to CO 2 .
反応混合物は、反応器を出る反応混合物からの反応器入力の流れへの熱の移動のために熱交換器114へ供給される。その後更に、パーシャルコンデンサー122内で冷却される。混合物の揮発性の高い成分および揮発性の低い成分(それぞれ乾燥ガスおよび未精製液体)への分離はパーシャルコンデンサー122の中で行なわれ、所望により未精製液体流れ内へ少なくとも幾分かのホルムアルデヒドを吸収する。乾燥ガスはスクラバー134へ転送され、コンデンサー122からの未精製液体がフラッシュドラム132に供給される。
The reaction mixture is fed to
スクラバー134は乾燥ガス流れからCO2とホルムアルデヒドを取り除くように機能する。この点において、スクラバー134はH2Oとメタノールの両方を使用し、CO2とホルムアルデヒドを吸収するために7−8MPaの圧力と約0℃から約50℃の温度にある。一旦CO2とホルムアルデヒドが回収されれば、炭化水素ガスの流れは、戻りの流れと原料炭化水素含有ガス流れを、所望により、反応器の前もしくは反応器内で混合することによりリサイクルされる。原料炭化水素および戻りの流れは、別個にまたは組み合わせて、ついで反応室100内に、入口104または入口110から、前記のように熱交換器116およびヒーター136によって加熱された後に導入される。
The
精留塔は、メタノール(重質キー成分)および水(非キー成分)から二酸化炭素(非キー成分)およびホルムアルデヒド(軽質キー成分)を分離するために使用される。充満しているメタノール流れの流れ14は精留塔に入り、ホルムアルデヒド留出物の流れ16、およびボトム流れ、流れ15へ分離される。メタノールが商用グレードのホルマリン(6−15%のアルコール安定剤、37%のホルムアルデヒド、および残部の水)の生産に安定剤として使用されるので、留出物流れ中の幾分かの量のメタノールは望ましい。重質キー成分の一部を留出物流れへ流すことにより、分離はより容易に達成される;更に、吸収剤の再生中に典型的に経験されるプロセスロスは、留出物内のメタノールがホルマリン生産に使用されるので、その結果無効にされる。流れ15は流れ31で補われ、留出物流れの流れ16へ移されたすべてのメタノールを置換する。流れ31および流れ15は組み合わされて流れ17になり、その後、再生されたメタノール吸収剤としてスクラバー134に返る。その間に、ホルムアルデヒド留出物の流れ16は、フラッシュドラム132からの蒸気の流れ7と結合され、ホルムアルデヒド、メタノールおよび二酸化炭素の混合物を形成する。
The rectification column is used to separate carbon dioxide (non-key component) and formaldehyde (light key component) from methanol (heavy key component) and water (non-key component). A full methanol stream 14 enters the rectification column and is separated into a
スクラバー134によって回収されたホルムアルデヒド、水、メタノールおよびCO2は、ホルムアルデヒド精留塔138へ渡される。カラム138はメタノール−水流れからホルムアルデヒドとCO2を回収する。少量のメタノールは生成されたメタノールと一緒にされ、スクラバー134に入り、炭化水素流れからCO2とホルムアルデヒドの追加の量を回収する。
Formaldehyde, water, methanol and CO 2 recovered by the
遊離または非水性のホルムアルデヒドは、等圧のコンデンサー122の操作によって気相に残ることを許される。液体のメタノール生成物流れまたは未精製液体は、ホルムアルデヒドがガスの流れに残ることを許容することにより、メタノール、エタノールおよび水を含む。この場合、等圧のコンデンサー122を出る液体の流れは、プロセスのホルムアルデヒド精留部分を回避し、任意にフラッシュドラム132を通った後にメタノール精留塔に入ることができる。
Free or non-aqueous formaldehyde is allowed to remain in the gas phase by operation of the
図2および3は、それぞれ冷却のない場合とある場合の、反応系内の酸素、ホルムアルデヒドおよびメタノールの濃度を示す図である。 2 and 3 are diagrams showing the concentrations of oxygen, formaldehyde, and methanol in the reaction system when there is no cooling and when there is no cooling, respectively.
図2からわかるように、ほぼ2秒後に酸素は完全に燃焼する。この瞬間、反応温度はその最大に達する。この瞬間、反応温度はその最大に達する。そして反応混合物中において、メタノールおよびホルムアルデヒドはそれぞれの比率で生産される。反応の終わりにおいてより安定した生成物としてのメタノールは、その最大の濃度に達して、実際に安定を維持する。ホルムアルデヒドはそれほど安定していない。したがって、温度上昇とともに(酸素が完全に燃焼するまで温度は増加する)、その濃度は多少低下する。 As can be seen from FIG. 2, oxygen burns completely after approximately 2 seconds. At this moment, the reaction temperature reaches its maximum. At this moment, the reaction temperature reaches its maximum. In the reaction mixture, methanol and formaldehyde are produced in respective proportions. Methanol as a more stable product at the end of the reaction reaches its maximum concentration and in fact remains stable. Formaldehyde is not very stable. Therefore, as the temperature rises (the temperature increases until the oxygen is completely combusted), its concentration decreases somewhat.
図3に示された冷却のある反応では、メタノールとホルムアルデヒドの形成が完成する時に冷ガスが導入され、反応の最終期間の温度は低減され、その結果、ホルムアルデヒドの分解が禁止される。 In the reaction with cooling shown in FIG. 3, cold gas is introduced when the formation of methanol and formaldehyde is completed, the temperature of the final period of the reaction is reduced, and as a result, decomposition of formaldehyde is prohibited.
図4は、システムの酸素化物の収率を、リサイクルされる炭化水素ガスのリサイクル比率の関数として示す図である。97%のCH4および1%のN2を含むミシガン アントリムガスを使用したグラフが示される。この点では、グラフは、同じ入力流れを使用する製品収量の顕著な増加と、資本費用の小さな増加を示す。システムが効率的に圧力を管理し、プロセスエネルギー使用法を統合するとともに、エネルギー必要量は最小限にされ、それにより、全体としてのプロセスの経済性を向上させる。 FIG. 4 shows the oxygenate yield of the system as a function of the recycled hydrocarbon gas recycle rate. A graph using Michigan Antrim gas containing 97% CH 4 and 1% N 2 is shown. In this regard, the graph shows a significant increase in product yield using the same input stream, a small increase in capital costs. As the system efficiently manages pressure and integrates process energy usage, energy requirements are minimized, thereby improving overall process economics.
図5は異なるメタンからのメタノールへのプラント150を示す。プラント150は、ガスおよび石油田152、あるいはガス田154のいずれかから放出されているガスからのメタンを処理するように配置される。好ましくは井戸穴のすぐ近くに位置するプラント150は、ガス加工プラント156、液体加工プラント158、および酸素生成プラント160から一般に作られる。さらに、排水処理プラント162とユーティリティプラント164がプラント150に併設される。
FIG. 5 shows a plant 150 from different methane to methanol. Plant 150 is arranged to process methane from gas and gas released from either
図6の中で示されるように、任意の酸素生成プラント160を、反応器100の中での炭化水素流れの部分酸化の規制を助けるために使用できる。酸素生成プラント160は、熱交換器163と組み合わされたコンプレッサー161を有し、複数のアブソーバー165への注入のために圧縮酸素を調製するために機能する。アブソーバーを通り抜けた後に、生成された酸素流れは圧縮され、反応器100に直接進められる。
As shown in FIG. 6, any
図7を参照すると、プラント156のガス処理部分は一般に上記のように機能する(図1Aおよび1Bを参照)。この点では、ガス処理プラント156は、清浄な入力炭化水素流れ174の圧力を上げるためにコンプレッサー170および172を有する。その後、この流れ174は分割され、反応器100中の酸素と反応し、上記のように部分的にメタンを酸化する。反応時間および反応器内の温度および圧力のようなパラメーターは、反応器100の中で生産されるCO2、H2O、ホルムアルデヒドおよびメタノールの量を選択的にコントロールするために調節できる。その後、反応器からの反応生成物176は液体の処理プラント158へ移される。
Referring to FIG. 7, the gas processing portion of plant 156 generally functions as described above (see FIGS. 1A and 1B). In this regard, the gas processing plant 156 has
図8の中で示されるように、液体の処理プラント158は一般に上記のように機能し、反応生成物流れ176からメタノールとホルムアルデヒドを分離する。上記に詳細に記述されるように反応生成物流れの構成成分を分離するために使用される、蒸留器、ブレンダーおよびフラッシュドラムが示される。特に、メタノールであり、また所望の場合にはホルムアルデヒドである反応生成物流れからCO2が取り除かれる。スクラバー134(図5を参照)は、CO2の蓄積を防ぎ、ホルムアルデヒドの物理的な捕獲を許可する。炭化水素ガスリサイクルループ135からホルムアルデヒドおよびCO2を物理的に吸収するために、スクラバー134はメタノールと水の混合物を利用する。冷凍なしで十分に作動できるスクラバー134の効率化は、リサイクルループ135の高い運転圧により可能になる。これは、従来の吸収法によって利用された極低温と相対するものである。ガスはある量のホルムアルデヒドおよびCO2を有する「汚い」ガスとしてスクラバー134に入る。これらの成分は単に比較的低い濃度で存在し、したがってメタノール吸収剤の負荷は比較的小さい。
As shown in FIG. 8, the
上記のように、反応器のアウトプットは選択的に調整され、プラント156のガスプロセス部分によって生産されるホルムアルデヒドの量を最小限にすることが企図される。CO2は排出されることができるが、反応生成物からのCO2は、井戸から所定距離離れた地中に射出して、井戸の産出量を増加させることも企図される。この点では、CO2は、地中の圧力の増加を許容して井戸のガスまたは石油の産出量を増加させるために、井戸からの任意の適当な距離に射出されることが企図される。さらに、CO2は、ガスまたはガスと石油の産出井の産出量を増加させるために、井戸穴の開口部に、あるいは開口部に近い領域に射出されることができる。 As noted above, it is contemplated that the reactor output is selectively adjusted to minimize the amount of formaldehyde produced by the gas process portion of the plant 156. Although CO 2 can be exhausted, it is also contemplated that CO 2 from the reaction product will be injected into the ground a predetermined distance away from the well to increase the yield of the well. In this regard, it is contemplated that the CO 2 is injected at any suitable distance from the well in order to allow an increase in underground pressure and increase the production of well gas or oil. Furthermore, CO 2 can be injected into the opening of the well hole or in a region close to the opening to increase the output of the gas or gas and oil output well.
陸上プラントとして例示されたが、プラント100はオフショア油田掘削装置に関して設けられることも企図される。この点では、プラント100はオフショア掘削装置上にあるか、あるいは掘削装置からの所定の短かい距離にある、たとえば浮揚性のプラットフォーム上のオフショア掘削装置に隣接して存在することができる。オフショア掘削装置(それは天然ガスを生産している)の場合には、メタン含有炭化水素流れから変換されたメタノールは、メタン含有炭化水素流れの第二の部分に射出され、オフショア油井から陸地への炭化水素流れのフローを改善する。このメタノールは配管内の水化物の形成を低減するために射出される。その後、天然ガスに伴うメタノールは、流れが海岸に到着した後、炭化水素を含む流れから取り除かれる。
Although illustrated as an onshore plant, it is also contemplated that the
他の反応生成物、すなわちCO2、水あるいはメタノールの任意のものが、プラットフォームあるいは陸地の井戸を囲む、炭化水素含有地中形成物に直接射出されることができる。特に、メタノールは天然ガス産出井からの天然ガスの産出量を増加させるために、井戸を囲む水化物構造体内に射出されることができる。 Any other reaction product, ie CO 2 , water or methanol, can be injected directly into the hydrocarbon-containing underground formation surrounding the platform or land well. In particular, methanol can be injected into the hydrate structure surrounding the well to increase the production of natural gas from the natural gas production well.
図5に戻る。CO2は井戸の1つの部分に射出されることができ、一方にメタノールあるいは他の反応生成物は井戸の他の部分に射出されることができる。天然ガスが浜に残される場合、または4%以上の窒素分がある場合には、リサイクルループ中の窒素ビルドアップを管理する設備が提供されることがある。任意の特定の井戸152、154の産出量が少ない場合、短くされたプロセスの単一のプラント100を使用できる。これらの状況では、炭化水素流れの部分酸化に関連する設備および付帯設備の部分のみが、CO2を回収するために井戸の近くで使用される。
Returning to FIG. CO 2 can be injected into one part of the well, while methanol or other reaction products can be injected into the other part of the well. If natural gas is left on the beach, or if there is more than 4% nitrogen, facilities may be provided to manage nitrogen build-up in the recycle loop. If the output of any
回収されたCO2は集められて、排出されるか、地中へ再度射出されることができる。スクラバーによる天然ガスおよび伴うCO2の回収の直後、残りの液体生成物は、廃流出物からのホルムアルデヒド、メタノールおよび水の分離のために井戸サイトから別の位置へ液体の形態で輸送できる。この点では、液体加工の処理プロセス(158)を完了するための集中された液体処理プラントが、残された天然ガスの配置からかなり離れた位置に配置されることが企図される。これは、集中された液体プロセス設備158の使用を許容する。さらに、反応器の条件が商用グレードのホルマリンを含んでいる液体相を生産するように調節できる。
The recovered CO 2 can be collected and discharged or reinjected into the ground. Immediately after the collection of natural gas and associated CO 2 by scrubber, the remaining liquid product, formaldehyde from waste effluent to another location from the well site for methanol and water separation can be transported in liquid form. In this regard, it is contemplated that the centralized liquid processing plant for completing the liquid processing treatment process (158) will be located at a location that is far from the remaining natural gas arrangement. This allows the use of a centralized
上に記述された要素の各々は、他のタイプの用途に有用な応用を見出す場合があり、さらに2あるいはそれ以上の上に記述されたタイプと異なる方法および構造に組み合わされることができることが理解されるであろう。本発明はメタノールを製造するための方法および装置の実施態様として例示されたが、開示されたものに限定されるものではなく、種々の改良および構造上の変更を本発明の範囲を逸脱することなく行うことができる。 It is understood that each of the elements described above may find useful applications for other types of applications and may be combined in different ways and structures than the types described above two or more. Will be done. While the present invention has been illustrated as an embodiment of a method and apparatus for producing methanol, it is not limited to that disclosed, and various modifications and structural changes depart from the scope of the present invention. Can be done without.
さらなる分析をすることなく、先の記載は非常に完全に本発明の要点を明らかにする。第三者は、現在の知識の適用によって、先行技術の見地から、この発明の総括的な態様あるいは特定の態様の本質的特質を適正に構成する特徴を省略せずに、様々な応用に容易に適応させることができる。新規であり、特許として保護されることを求める発明は特許請求の範囲に記載される。
本発明は以下の実施態様を包含する。
実施態様1:以下を含むメタノールの製造方法:
部分酸化反応を使用して、第一のメタン含有ガスをメタノール、CO2、H2O、エタノール、およびホルムアルデヒドに変換すること;
反応生成物からCO2を分離すること;
井戸の産出量を増加させるために、地中に井戸からの予め決定した距離でCO2を射出すること。
実施態様2:反応器への供給物の組成およびプロセスパラメータを調節することにより反応の選択性に影響を及ぼし、生産されるCO2、H2O、およびホルムアルデヒドの量を調節しつつ、第一のメタン含有ガスのメタンの変換が行なわれる、実施態様1記載の方法。
実施態様3:メタンガスをメタノールに変換することが、酸素含有ガスを提供すること;
第一のメタン含有ガスを提供すること、酸素含有ガスをメタン含有ガスと反応させて反応生成物流れを形成すること、および冷却剤を反応生成物流れと直接混合させ、ホルムアルデヒドの酸化の程度を調節し、それによりCO2とH2Oのホルムアルデヒドに対する割合を増加させることを含む、実施態様1記載の方法。
実施態様4:直接冷却剤を混合することが、反応生成物流れへ第二のメタン含有含有ガスを直接混合することを含む、実施態様4記載の方法。
実施態様5:第一および第二のメタン含有ガス流れの少なくとも一部が井戸から得られる、実施態様5記載の方法。
実施態様6:第一および第二のメタン含有ガス流れが井戸から得られる、実施態様5記載の方法。
実施態様7:以下を含むメタノールの製造方法:
炭化水素ガス含有流れを部分的に酸化してCO2を含む反応生成物流れを形成すること;
反応生成物流れからCO2を分離すること;および
井戸から予め決定された距離内の地中にCO2を射出すること。
実施態様8:炭化水素流れがメタンを含む、実施態様7記載の方法。
実施態様9:炭化水素ガスの部分的酸化が、メタン含有流れを酸素含有流れと反応させて反応生成物流れを形成することを含む、実施態様7記載の方法。
実施態様10:反応生成物を規制するために、反応生成物流れからの第二の炭化水素ガスを射出することを更に含む、実施態様9記載の方法。
実施態様11:反応生成物流れがメタノール、ホルムアルデヒド、H2OおよびCO2を含む、実施態様10記載の方法。
実施態様12:反応流れを反応させて、ホルムアルデヒドをCO2およびH2Oに変換することを更に含む、実施態様11記載の方法。
実施態様13:以下を含む、オフショアプラットホームから炭化水素ガスを輸送する方法:
炭化水素ガス含有流れからメタン含有ガスの一部を変換して、メタノール、CO2、H2O、エタノールおよびホルムアルデヒドにすること;
反応生成物からメタノールを分離すること;
メタン含有ガス流れ中にメタノールを射出すること;および
反応生成物からCO2を分離すること。
実施態様14:井戸の産出量を増加するために、井戸からの予め決定された距離で地中にCO2を射出することを更に含む、実施態様13記載の方法。
実施態様15:メタン含有ガスの変換において、部分酸化反応器中で生産されるCO2、H2Oおよびホルムアルデヒドの量が制御される、実施態様13記載の方法。
実施態様16:メタン含有ガスの変換が、複数の反応器を使用して部分的にメタン流れを酸化させることを含み、メタンのパス当たりのメタノールへの変換を増加させて、さらにCO2とH2Oへホルムアルデヒド生成物を酸化させる、実施態様13記載の方法。
実施態様17:メタンガスをメタノールに変換することが、
酸素含有ガスを提供すること;
第一のメタン含有ガスを提供すること、酸素含有ガスとメタン含有ガスを反応させて反応生成物流れを形成すること、および冷却剤と反応生成物流れを直接混合してホルムアルデヒドに対するCO2とH2Oの割合を調節することを更に含む、実施態様13記載の方法。
実施態様18:直接ガスを混合することが、反応生成物流れ中へ第二のメタン含有ガスを直接混合することを含む、実施態様17記載の方法。
実施態様19:第一および第二のメタン含有ガス流れが井戸から得られる、実施態様5記載の方法。
実施態様20:以下を含む、メタノールの製造方法:
炭化水素ガス含有流れを部分的に酸化し、メタノールとCO2を含む反応生成物流れを形成すること;
反応生成物流れからCO2を分離すること;および
井戸から予め決定された距離内の地中にCO2を射出すること。
実施態様21:炭化水素流れがメタンを含み、4%を越える窒素を含む、実施態様20記載の方法。
実施態様22:部分的に炭化水素ガスを酸化することが、メタン含有流れと酸素含有流れを反応させ、複数の反応器内に反応生成物流れを形成し、ホルムアルデヒドの形成を最小限にして0.5%以下にする、実施態様21記載の方法。
実施態様23:反応生成物を規制するために、反応生成物流れからの第二のガスを射出することを更に含む、実施態様22記載の方法。
実施態様24:反応生成物流れがメタノール、ホルムアルデヒド、H2O、エタノールおよびCO2を含む、実施態様23記載の方法。
実施態様25:反応物流れを反応させてホルムアルデヒドをCO2およびH2Oに変換することをさらに含む、実施態様24記載の方法。
実施態様26:以下を含む、オフショア炭化水素産出井からメタン含有炭化水素流れを輸送する方法:
メタン含有炭化水素流れの第一の部分からメタンをメタノールおよび反応生成物に、井戸から予め決定された第一の距離内において変換すること;
反応生成物からメタノールを分離すること;および
メタン含有炭化水素流れの第二の部分にメタノールを射出すること。
実施態様27:反応生成物からCO2を分離することをさらに含む、実施態様26記載の方法。
実施態様28:オフショア炭化水素産出井からの予め決定された第二の距離で、CO2を射出することをさらに含む、実施態様27記載の方法。
実施態様29:反応生成物がH2O、エタノールおよびホルムアルデヒドを含む、実施態様26記載の方法。
実施態様30:反応流れからH2Oを分離し、CO2とH2Oの少なくとも1つを、オフショアの炭化水素産出井からの第三の予め決定された距離で地中に射出することをさらに含む、実施態様29記載の方法。
実施態様31:オフショア炭化水素産出井の井戸ケーシング内にCO2を射出することをさらに含む、実施態様27記載の方法。
実施態様32:メタン含有炭化水素流れからメタノールに変換することが、酸素含有ガスを提供すること;
第一のメタン含有ガスを提供すること、酸素含有ガスとメタン含有ガスを反応させて反応生成物流れを形成すること、および冷却剤を反応生成物流れと反応器内で直接混合して、ホルムアルデヒドの酸化の程度を調節し、それによりCO2とH2Oのホルムアルデヒドに対する割合を増加させる、実施態様26記載の方法。
実施態様33:冷却剤の直接混合が、反応生成物流れ内へ第二のメタン含有ガス流れを直接混合することを含む、実施態様32記載の方法。
実施態様34:第一および第二のメタン含有ガス流れが、オフショア炭化水素産出井から得られる、実施態様33記載の方法。
実施態様35:以下を含む、メタノールの製造方法:
オフショア炭化水素産出井からの炭化水素ガス含有流れの第一の部分を第一のオフショア位置で部分的に酸化し、CO2およびメタノールを含む反応生成物流れを形成すること;
反応生成物流れからCO2を分離すること;
井戸から予め決定された距離内の地中にCO2を射出すること;および
第二のオフショア位置で炭化水素ガス流れの第二の部分内にメタノールを射出すること。
実施態様36:炭化水素ガス含有流れの第一の部分の部分的な酸化が、メタン含有ガス流れと酸素含有流れを反応させて、反応生成物流れを形成することを含む、実施態様35記載の方法。
実施態様37:反応生成物流れの反応生成物を規制するために、反応生成物流れに冷却剤を直接射出することを更に含む、実施態様36記載の方法。
実施態様38:炭化水素ガス含有流れの第一の部分内の窒素の量を規制することを更に含む、実施態様35記載の方法。
実施態様39:井戸穴領域近傍に反応生成物を射出することを更に含む、実施態様35記載の方法。
実施態様40:反応生成物がメタノールを含む、実施態様38記載の方法。
実施態様41:以下を含む、メタノールの製造方法:
炭化水素ガス含有流れを提供すること;
炭化水素含有流れ内の窒素の量を規制すること;
炭化水素含有流れの第一の部分を部分的に酸化し、メタノールおよびCO2を含む反応生成物を形成すること;
生成物流れからCO2を分離すること;および
井戸から予め決定された距離内の地中にCO2を射出すること。
実施態様42:第一の部分の部分的酸化の前に、炭化水素流れから、分子量がプロパンと同じか又は大きな炭化水素成分を除去することを更に含む、実施態様41記載の方法。
実施態様43:反応流れからメタノールを分離することをさらに含む、実施態様42記載の方法。
実施態様44:メタノールを、井戸穴近傍または炭化水素含有ガスの第二の部分の少なくとも1つに射出することを更に含む、実施態様43記載の方法。
実施態様45:炭化水素含有流れ内の窒素の量の規制が、炭化水素含有流れを希釈することである、実施態様42記載の方法。
Without further analysis, the above description very completely clarifies the gist of the present invention. By applying current knowledge, a third party can easily apply to various applications from the viewpoint of the prior art without omitting the features that properly constitute the general aspect of the present invention or the essential characteristics of a specific aspect. Can be adapted to. Inventions that are novel and seek protection as patents are set forth in the following claims.
The present invention includes the following embodiments.
Embodiment 1: A process for producing methanol comprising:
Converting the first methane-containing gas into methanol, CO 2 , H 2 O, ethanol, and formaldehyde using a partial oxidation reaction;
Separating CO 2 from the reaction product;
Inject CO 2 into the ground at a predetermined distance from the well to increase the yield of the well.
Embodiment 2: By adjusting the composition of the feed to the reactor and the process parameters to influence the selectivity of the reaction and adjusting the amount of CO 2 , H 2 O and formaldehyde produced, the first The process according to
Embodiment 3: Converting methane gas to methanol provides an oxygen-containing gas;
Providing a first methane-containing gas; reacting an oxygen-containing gas with the methane-containing gas to form a reaction product stream; and mixing a coolant directly with the reaction product stream to reduce the degree of oxidation of formaldehyde. The method of
Embodiment 4: The method of embodiment 4, wherein mixing the direct coolant comprises mixing the second methane-containing gas directly into the reaction product stream.
Embodiment 5: The method of
Embodiment 6: The method of
Embodiment 7: A process for producing methanol comprising:
Partially oxidizing the hydrocarbon gas-containing stream to form a reaction product stream comprising CO 2 ;
Separating CO 2 from the reaction product stream; and injecting CO 2 into the ground within a predetermined distance from the well.
Embodiment 8: A method according to embodiment 7, wherein the hydrocarbon stream comprises methane.
Embodiment 9: The method of embodiment 7, wherein the partial oxidation of the hydrocarbon gas comprises reacting the methane containing stream with the oxygen containing stream to form a reaction product stream.
Embodiment 10: The method of embodiment 9, further comprising injecting a second hydrocarbon gas from the reaction product stream to regulate the reaction product.
Embodiment 11: A process according to
Embodiment 12: The method of embodiment 11, further comprising reacting the reaction stream to convert formaldehyde to CO 2 and H 2 O.
Embodiment 13: A method of transporting hydrocarbon gas from an offshore platform, comprising:
Converting a portion of the methane-containing gas from the hydrocarbon gas-containing stream to methanol, CO 2 , H 2 O, ethanol and formaldehyde;
Separating methanol from the reaction product;
Injecting methanol into the methane-containing gas stream; and separating CO 2 from the reaction product.
Embodiment 14: The method of embodiment 13, further comprising injecting CO 2 into the ground at a predetermined distance from the well to increase the yield of the well.
Embodiment 15: A process according to embodiment 13, wherein in the conversion of the methane-containing gas, the amount of CO 2 , H 2 O and formaldehyde produced in the partial oxidation reactor is controlled.
Embodiment 16: Conversion of the methane-containing gas comprises partially oxidizing the methane stream using a plurality of reactors, increasing the conversion of methane to methanol per pass, and further adding CO 2 and H to 2 O to oxidize the formaldehyde product, embodiment 13, the method described.
Embodiment 17: Converting methane gas to methanol comprises
Providing an oxygen-containing gas;
Providing a first methane-containing gas; reacting the oxygen-containing gas and the methane-containing gas to form a reaction product stream; and directly mixing the coolant and the reaction product stream to form CO 2 and H for formaldehyde. further comprising, embodiment 13, the method according to adjust the ratio of 2 O.
Embodiment 18: The method of
Embodiment 19: The method of
Embodiment 20: A process for producing methanol comprising:
Partially oxidizing the hydrocarbon gas-containing stream to form a reaction product stream comprising methanol and CO 2 ;
Separating CO 2 from the reaction product stream; and injecting CO 2 into the ground within a predetermined distance from the well.
Embodiment 21: The method of
Embodiment 22: Partially oxidizing hydrocarbon gas reacts a methane-containing stream with an oxygen-containing stream to form a reaction product stream in a plurality of reactors and minimizes the formation of formaldehyde. Embodiment 22. The method of embodiment 21, wherein the method is 5% or less.
Embodiment 23: The method of embodiment 22, further comprising injecting a second gas from the reaction product stream to regulate the reaction product.
Embodiment 24: A method according to embodiment 23, wherein the reaction product stream comprises methanol, formaldehyde, H 2 O, ethanol and CO 2 .
Embodiment 25: The method of
Embodiment 26: A method of transporting a methane-containing hydrocarbon stream from an offshore hydrocarbon production well comprising:
Converting methane from a first portion of the methane-containing hydrocarbon stream to methanol and reaction products within a predetermined first distance from the well;
Separating methanol from the reaction product; and injecting methanol into the second portion of the methane-containing hydrocarbon stream.
Embodiment 27: further comprising, embodiments 26 The method according to separate the CO 2 from the reaction product.
Embodiment 28: The method of embodiment 27, further comprising injecting CO 2 at a predetermined second distance from the offshore hydrocarbon production well.
Embodiment 29: A method according to embodiment 26, wherein the reaction product comprises H 2 O, ethanol and formaldehyde.
Embodiment 30: separating H 2 O from the reaction stream and injecting at least one of CO 2 and H 2 O into the ground at a third predetermined distance from the offshore hydrocarbon production well. 30. The method of embodiment 29, further comprising:
Embodiment 31: The method of embodiment 27, further comprising injecting CO 2 into a well casing of an offshore hydrocarbon production well.
Embodiment 32: Converting the methane-containing hydrocarbon stream to methanol provides an oxygen-containing gas;
Providing a first methane-containing gas, reacting the oxygen-containing gas and the methane-containing gas to form a reaction product stream, and mixing the coolant directly with the reaction product stream in the reactor to formaldehyde 27. The method of embodiment 26, wherein the degree of oxidation of is adjusted, thereby increasing the ratio of CO 2 and H 2 O to formaldehyde.
Embodiment 33: The method of embodiment 32, wherein the direct mixing of the coolant comprises mixing the second methane-containing gas stream directly into the reaction product stream.
Embodiment 34: The method of embodiment 33, wherein the first and second methane-containing gas streams are obtained from offshore hydrocarbon production wells.
Embodiment 35: A process for producing methanol comprising:
Partially oxidizing a first portion of a hydrocarbon gas-containing stream from an offshore hydrocarbon production well at a first offshore location to form a reaction product stream comprising CO 2 and methanol;
Separating CO 2 from the reaction product stream;
Injecting CO 2 into the ground within a predetermined distance from the well; and injecting methanol into the second portion of the hydrocarbon gas stream at a second offshore location.
Embodiment 36: The
Embodiment 37: The method of embodiment 36, further comprising injecting coolant directly into the reaction product stream to regulate the reaction products in the reaction product stream.
Embodiment 38: The method of
Embodiment 39: A method according to
Embodiment 40: A method according to embodiment 38, wherein the reaction product comprises methanol.
Embodiment 41: A process for producing methanol comprising:
Providing a hydrocarbon gas-containing stream;
Regulating the amount of nitrogen in the hydrocarbon-containing stream;
Partially oxidizing the first portion of the hydrocarbon-containing stream to form a reaction product comprising methanol and CO 2 ;
Separating CO 2 from the product stream; and injecting CO 2 into the ground within a predetermined distance from the well.
Embodiment 42: The method of embodiment 41, further comprising removing from the hydrocarbon stream a hydrocarbon component having a molecular weight equal to or greater than propane prior to partial oxidation of the first portion.
Embodiment 43: A method according to embodiment 42, further comprising separating methanol from the reaction stream.
Embodiment 44: The method of embodiment 43, further comprising injecting methanol into at least one of the second portion of the well-containing or hydrocarbon-containing gas.
Embodiment 45: A method according to embodiment 42, wherein the regulation of the amount of nitrogen in the hydrocarbon-containing stream is to dilute the hydrocarbon-containing stream.
Claims (1)
反応器へ酸素含有ガスを供給すること;Supplying oxygen-containing gas to the reactor;
酸素含有ガスの酸素により加熱した炭化水素含有ガスの酸化を反応器内で行うこと;および、Oxidizing the hydrocarbon-containing gas heated by oxygen of the oxygen-containing gas in the reactor; and
反応器内へ冷たい炭化水素含有ガスを、メタノールとホルムアルデヒドの形成が完成した段階で反応器内へ供給し、反応器内のガスの温度を少なくとも30℃低下させ、それによりメタノールとホルムアルデヒドを含む生成物流れを提供することを含むメタノールの製造方法であって、A cold hydrocarbon-containing gas is fed into the reactor when the formation of methanol and formaldehyde is complete, reducing the temperature of the gas in the reactor by at least 30 ° C., thereby producing methanol and formaldehyde A method for producing methanol comprising providing a material flow comprising:
反応生成物からCO CO from the reaction product 22 を分離し、得られたCOAnd CO obtained 22 を、井戸のガス産出量を増加させるために、井戸からの予め決定した距離の場所で地中に射出することをさらに含む、メタノールの製造方法。Injecting into the ground at a predetermined distance from the well to increase the gas output of the well.
Applications Claiming Priority (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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