Способ подготовки природного газа с получением метанола
Изобретение относится к области химии и может быть использовано в процессе подготовки природного газа в производстве метанола. Осуществляют отбор газа под давлением 5,0-7,0 МПа из магистрального трубопровода, дросселируют до давления 3,0-4,5 МПа, после чего отбирают 15-25% газа, дросселируют его до давления 0,4-1,2 МПа и используют данный газ в качестве топлива, а основной поток газа с давлением 3,0-4,5 МПа направляют в подогреватель для нагревания газа в подогревателе. Подогретый газ обессеривают, подвергают каталитической конверсии с получением конвертированного газа, утилизируют тепло конвертированного газа, компремируют его, проводят синтез метанола с циркуляцией непрореагировавшего газа и рекуперацией тепла последнего, отделяют сконденсированный метанол. В газ перед каталитической конверсией либо после нее вводят диоксид углерода. Изобретение позволяет использовать газ из магистральных трубопроводов с давлением более 5 МПа для процесса синтеза метанола. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к процессам подготовки природного газа в производстве метанола, применяемым на крупнотоннажных агрегатах, и может быть использовано в химической, нефтехимической, газовой и смежных отраслях промышленности.
Известен [RU №2117520, кл. B01D 53/00, С07С 27/26, С07С 29/92] способ переработки природного газа с получением метанола, включающий отбор природного газа под давлением, нагревание, обессеривание газа, каталитическую паровую конверсию с получением конвертированного газа, утилизацию тепла, компремирование газа, синтез метанола с циркуляцией непрореагировавшего газа, рекуперацию тепла последнего с дальнейшим охлаждением в аппарате воздушного охлаждения и в холодильнике оборотной воды, отделение сконденсированного метанола, причем исходный природный газ под давлением 30-45 атм делят на два потока в соотношении (75-85):(25-15), первый основной технологический поток направляют на нагревание в межтрубное пространство рекуперативного теплообменника высокого давления теплом циркуляционного газа с температурой 105-110°С, а второй поток после дросселирования и нагревания в метанольном нагревателе до температуры 50-60°С используют в качестве топливного газа.
Практическая реализация данного изобретения затруднена из-за того, что давление природного газа в магистральных трубопроводах сегодня увеличено до 5,0-7,0 МПа, что существенно превышает давление газа, подаваемого в процесс риформинга агрегатов метанола. Это значит, что газ указанных параметров не может быть использован для прямой подачи на технологию без предварительного редуцирования, как это предусмотрено в известном техническом решении.
Наиболее близким по технической сущности является способ переработки природного газа, описанный в [RU № 92124387, кл. B01D 53/00, С07С 27/26, С07С 29/92]. Он включает отбор природного газа под давлением, нагревание, обессеривание газа, каталитическую паровую конверсию с получением конвертированного газа, утилизацию тепла, компремирование газа, синтез метанола с циркуляцией непрореагировавшего газа, рекуперацию тепла последнего с дальнейшим охлаждением в аппарате воздушного охлаждения и в холодильнике оборотной воды, отделение сконденсированного метанола, причем исходный природный газ под давлением 30-45 атм нагревают до 50°С в трубном пространстве рекуперативного теплообменника высокого давления теплом циркуляционного газа с температурой 105-110°С и делят на два потока в соотношении (75-85):(25-15), первый из которых используется на технологию, а второй после дросселирования - на сжигание.
Для данного способа характерны те же недостатки, что и в ранее рассмотренном случае.
Технической задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование технологической схемы подготовки природного газа для процесса синтеза метанола, позволяющей использовать газ с магистральных трубопроводов давлением более 5,0 МПа и осуществлять пароуглекислотную конверсию.
Поставленная задача достигается тем, что природный газ из магистрального трубопровода дросселируют до давления 3,0-4,5 МПа, после чего отбирают 15-25% газа, дросселируют его до давления 0,4-1,2 МПа и используют данный газ в качестве топлива, а основной поток через подогреватель направляют на каталитическую конверсию.
Сущностью предлагаемого изобретения является способ подготовки природного газа с получением метанола, включающий отбор газа под давлением из магистрального трубопровода, его нагревание в подогревателе, обессеривание, каталитическую конверсию с получением конвертированного газа, утилизацию тепла конвертированного газа, компремирование его, синтез метанола с циркуляцией непрореагировавшего газа и рекуперацией тепла последнего, отделение сконденсированного метанола, причем газ из магистрального трубопровода отбирают с давлением 5,0-7,0 МПа, дросселируют до давления 3,0-4,5 МПа, после чего отбирают 15-25% газа, дросселируют его до давления 0,4-1,2 МПа и используют данный газ в качестве топлива, а основной поток газа с давлением 3,0-4,5 МПа направляют в подогреватель для нагревания газа с вводом в газ перед каталитической конверсией либо после нее диоксида углерода.
Схема подготовки природного газа с получением метанола представлена на чертеже.
Пример.
Природный газ из магистрального газопровода 1 под давлением 5,0-7,0 МПа дросселируется через устройство 2 до давления 3,0-4,5 МПа и делится распределителем 3 на две части в соотношении (85-75):(15-25). Основной технологический поток направляется в подогреватель 5, проходит стадию сероочистки и гидрирования в аппарате 6 с преобразованием сернистых соединений в сероводород и последующим его поглощением в адсорбере 7.
Технологической схемой предусмотрена возможность осуществления как паровой, так и пароуглекислотной конверсии. Последняя достигается с помощью компрессора диоксида углерода 8, подающего углекислый газ в газовый поток перед печью риформинга либо после нее. Это позволяет повысить производительность метанольного агрегата и снизить расходные нормы потребления природного газа.
Конвертированный газ после реакционных труб печи риформинга 9 проходит стадию утилизации тепла 10 с целью снижения его температуры. Тепло конвертированного газа используется на производство пара, на подогрев питательной воды котлов, в отделении ректификации. Сухой конвертированный газ сжимается центробежным компрессором синтез-газа 11, нагревается в рекуперативном теплообменнике 12 до 234-250°С и поступает в реактор горизонтального типа 13, снабженный встроенным теплообменником 14 и двумя котлами утилизаторами (на схеме не показаны), предварительно смешиваясь перед входом в аппарат с потоком циркуляционного газа.
Процесс осуществляется при температуре 240-265°С и давлении 8,0-9,0 МПа.
Полученный метанол конденсируется в сепараторе 17 в результате последовательного охлаждения циркуляционного газа в теплообменнике 12, аппарате воздушного охлаждения 15 и теплообменнике оборотной воды 16 и выводится из цикла синтеза, обеспечивая непрерывность работы системы, а циркуляционный газ после отделения из него метилового спирта возвращается в контур синтеза компрессором 11.
Второй поток природного газа дросселируется с помощью устройства 4 до давления 0,4-1,2 МПа и используется в производстве тепла путем его сжигания.
Из описания и формулы изобретения видно, что по сравнению с известным техническим решением предлагаемая схема имеет ряд преимуществ, в ней предусмотрена возможность реализации как паровой, так и пароуглекислотной конверсии. Кроме того, она позволяет использовать газ с магистрального трубопровода с давлением выше 5 МПа, что не предусмотрено прототипом.
1. Способ подготовки природного газа с получением метанола, включающий отбор газа под давлением из магистрального трубопровода, его нагревание в подогревателе, обессеривание, каталитическую конверсию с получением конвертированного газа, утилизацию тепла конвертированного газа, компремирование его, синтез метанола с циркуляцией непрореагировавшего газа и рекуперацией тепла последнего, отделение сконденсированного метанола, отличающийся тем, что газ из магистрального трубопровода отбирают с давлением 5,0-7,0 МПа, дросселируют до давления 3,0-4,5 МПа, после чего отбирают 15-25% газа, дросселируют его до давления 0,4-1,2 МПа и используют данный газ в качестве топлива, а основной поток газа с давлением 3,0-4,5 МПа направляют в подогреватель для нагревания газа.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в газ перед каталитической конверсией либо после нее вводят диоксид углерода.
