RU2013126203A

RU2013126203A - Способ и устройство для получения спиртов

Info

Publication number: RU2013126203A
Application number: RU2013126203/10A
Authority: RU
Inventors: Питер Симпсон Белл; Брайан Хенри КУК; Нил ТЕРНБАЛЛ
Original assignee: Инеос Коммершиал Сервисиз Юк Лимитед
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2014-12-20
Also published as: AU2011328344A1; AU2011328344B2; CN103189515B; EP2638171A1; EP2638171B1; WO2012062631A1; RU2577987C2; US20130252299A1; CN103189515A; NZ610418A; EP2450449A1; CA2815287A1; CA2815287C

Abstract

1. Способ получения COспиртов из метансодержащего сырья, включающий следующие стадии:а)необязательно, осуществление в предварительном риформере реакции метансодержащего сырья,если оно содержит значительное количество Салканов и других засоряющих катализаторы риформинга компонентов, например, рециркулирующих молекул оксигенатов, таких как спирты и органические кислоты, в присутствии пара при молекулярном отношении пара плюс СОк метану, составляющем менее 5:1;б) осуществление риформинга по меньшей мере части метансодержащего сырья в первом риформере с получением первого потока продукта, включающего CO, Hи CO;в) осуществление процесса риформинга по меньшей мере части первого потока продукта и/или части метансодержащего сырья во втором риформере в присутствии пара и кислорода с получением второго потока продукта, включающего CO, Hи CO;г) осуществление процесса бактериальной ферментации с использованием ацетогенных анаэробных бактерий первого и второго потоков продукта в ферментере с получением третьего потока продукта, включающего водный раствор по меньшей мере одного Cспирта, питательные вещества и промежуточные продукты реакции, а также четвертого потока продукта, включающего CO, Hи CO;д) возврат по меньшей мере части четвертого потока продукта в метансодержащее сырье;е) выделение по меньшей мере части по меньшей мере одного С+спирта из третьего потока продукта с получением пятого потока продукта;ж) охлаждение по меньшей мере части пятого потока продукта; из) возврат по меньшей мере части охлажденного пятого потока продукта в ферментер.2. Способ по п.1, дополнительно включающий стадиюа) осуществления в предва�

Claims

1. Способ получения CO₂₊ спиртов из метансодержащего сырья, включающий следующие стадии:

а)необязательно, осуществление в предварительном риформере реакции метансодержащего сырья,если оно содержит значительное количество С₂₊алканов и других засоряющих катализаторы риформинга компонентов, например, рециркулирующих молекул оксигенатов, таких как спирты и органические кислоты, в присутствии пара при молекулярном отношении пара плюс СО₂к метану, составляющем менее 5:1;

б) осуществление риформинга по меньшей мере части метансодержащего сырья в первом риформере с получением первого потока продукта, включающего CO, H₂ и CO₂;

в) осуществление процесса риформинга по меньшей мере части первого потока продукта и/или части метансодержащего сырья во втором риформере в присутствии пара и кислорода с получением второго потока продукта, включающего CO, H₂ и CO₂;

г) осуществление процесса бактериальной ферментации с использованием ацетогенных анаэробных бактерий первого и второго потоков продукта в ферментере с получением третьего потока продукта, включающего водный раствор по меньшей мере одного C₂₊ спирта, питательные вещества и промежуточные продукты реакции, а также четвертого потока продукта, включающего CO, H₂ и CO₂;

д) возврат по меньшей мере части четвертого потока продукта в метансодержащее сырье;

е) выделение по меньшей мере части по меньшей мере одного С₂+спирта из третьего потока продукта с получением пятого потока продукта;

ж) охлаждение по меньшей мере части пятого потока продукта; и

з) возврат по меньшей мере части охлажденного пятого потока продукта в ферментер.

2. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию

а) осуществления в предварительном риформере реакции части метансодержащего сырья в присутствии пара при молярном отношении пар +CO₂ к метану, составляющем менее 5:1.

3. Способ по п.1, в котором бактерии относятся по меньшей мере к одному из следующих видов: Acetogenium kivui, Acetobacterium woodii, Acetoanaerobium noterae, Clostridium aceticum, Butyribacterium methylotrophicum, Clostridium acetobutylicum, Clostridium thermoaceticum, Eubacterium limosum, Peptostreptococcus productus, Clostridium ljungdahlii, Clostridium carboxydivorans, Clostridium ragsdalei и Clostridium autoethanogenum.

4. Способ по п.1, в котором стадия б) представляет собой процесс парового риформинга, первый риформер представляет собой паровой риформер и по меньшей мере часть первого потока продукта подвергают стадии в).

5. Способ по п.1, в котором часть H₂ в составе четвертого потока продукта выделяют и используют в качестве топлива для обогрева парового риформера.

6. Способ по п.1, в котором по меньшей мере часть метансодержащего сырья подвергают гидродесульфирующей обработке.

7. Способ по п.6, в котором часть H₂ в составе четвертого потока продукта выделяют и используют при гидродесульфирующей обработке.

8. Способ по п.1, в котором выделяют часть воды из потока продукта риформера, охлаждают ее до температуры менее 50°C, необязательно обрабатывают и используют в качестве совместно подаваемого сырья ферментера.

9. Способ по п.1, в котором выделяют по меньшей мере часть воды из потока продуктов риформера и используют ее в качестве совместно подаваемого сырья установки парциального испарения воды с целью насыщения сырьевого природного газа водой для достижения требуемого отношения пара к метану.

10. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один C₂₊ спирт подвергают процессу дистилляции, включающему подачу части по меньшей мере одного C₂₊ спирта в первую дистилляционную колонну, работающую при первом значении давления, а также во вторую дистилляционную колонну, работающую при втором значении давления, которое ниже, чем первое значение давления.

11. Способ по п.10, в котором начальный поток продукта из второго риформера подвергают стадии выделения тепла, в ходе которой образуется пар, по меньшей мере часть которого используют для удовлетворения потребности в тепле ребойлера первой колонны для дистилляции этанола.

12. Способ по п.10, в котором по меньшей мере часть материала, выходящего в качестве легкой фракции из первой дистилляционной колонны, применяют в качестве источника тепла второй дистилляционной колонны.

13. Способ по п.1, в котором по меньшей мере часть метансодержащего сырья подвергают риформингу с пассивацией серой.

14. Способ по п.1, в котором как стадия риформинга, так и стадия ферментации работают при давлении в диапазоне от 2 до 20 бар (отн.).

15. Способ по п.10, в котором C₃ и высшие спирты, выделенные на стадии дистилляции C₂₊ спиртов, по меньшей мере частично возвращают в предварительный риформер через водный сатуратор для газообразного сырья риформера.

16. Способ по п.1, в котором тепло, выделенное из топочных газов первого риформера, используют для предварительного нагревания сырья гидродесульфирования, предварительного нагревания газообразного сырья первого риформера, а также для перегревания пара, полученного в процессе, с целью пропускания через паровую турбину, что позволяет получить электроэнергию для процесса.

17. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стадию г) осуществляют в нескольких ферментерах.

18. Способ по п.1, в котором первый риформер включает несколько риформеров, расположенных последовательно, или параллельно, или частично последовательно, частично параллельно, и/или второй риформер включает несколько риформеров, расположенных последовательно, или параллельно, или частично последовательно, частично параллельно.

19. Оборудование для получения C₂₊ спиртов из метансодержащего сырья, включающее следующие элементы:

а) необязательно предварительный риформер для превращения C₂₊ алканов, присутствующих в метансодержащем сырье и подвергающихся рециркуляции молекул оксигенатов в присутствии пара при молярном отношении пара плюс CO₂ к метану, составляющем менее 5:1;

б) первый риформер для осуществления риформинга по меньшей мере части метансодержащего сырья и по меньшей мере части потока, выходящего из необязательно используемого предварительного риформера, необязательно, в присутствии пара при молярном отношении пар +CO₂ к метану, составляющем менее 5:1, с получением первого потока продукта, включающего CO, H₂ и CO₂;

в) второй риформер для осуществления процесса риформинга по меньшей мере части первого потока продукта и/или части метансодержащего сырья в присутствии пара и кислорода с получением второго потока продукта, включающего CO, H₂ и CO₂;

г) ферментер для осуществления процесса бактериальной ферментации потоков продукта с получением третьего потока продукта, включающего водный раствор по меньшей мере одного C₂₊ спирта, питательные вещества и промежуточные продукты реакции, а также четвертого потока продукта, включающего CO, H₂ и CO₂; предпочтительно, степень превращения CO составляет по меньшей мере 60%;

д) средства для осуществления возврата по меньшей мере части четвертого потока продукта в метансодержащее сырье;

е) средства для выделения по меньшей мере части по меньшей мере одного C₂₊ спирта из третьего потока продукта с получением пятого потока продукта;

ж) средства для охлаждения по меньшей мере части пятого потока продукта и

з) средства для осуществления возврата по меньшей мере части охлажденного пятого потока продукта в ферментер.

20. Способ получения топлива для моторизованного транспорта, включающий следующие стадии:

I) осуществление комбинированного риформинга природного газа,

II) осуществление ферментации продуктов комбинированного риформинга с помощью анаэробных ацетогенных бактерий с получением продукта, включающего по меньшей мере один C₂₊спирт,

III) выделение по меньшей мере части по меньшей мере одного C₂₊спирта,

и

IV) сушка, например, с помощью молекулярных сит выделенного по меньшей мере одного C₂₊спирта.