Установка получения метанола из углеводородного сырья


 


Владельцы патента RU 2619101:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к установке синтеза метанола, которая может быть использована в химической или газовой промышленности. Установка включает блок получения синтез-газа и по меньшей мере два узла синтеза метанола, каждый из которых содержит устройство для охлаждения, сепарации, рекуперационного нагрева синтез-газа и охлаждаемый каталитический реактор, а также устройство для охлаждения и сепарации отходящего газа, оснащенное линией подачи отходящего газа на сжигание. При этом в качестве каталитических реакторов установлены реакторы, охлаждаемые смесью воды и сырья, в качестве устройств для охлаждения, сепарации и рекуперационного нагрева установлены дефлегматоры, оснащенные по меньшей мере двумя тепломассообменными секциями, а в качестве устройства для охлаждения и сепарации отходящего газа установлен дефлегматор, оснащенный по меньшей мере одной тепломассообменной секцией, на линии подачи отходящего газа установлен абсорбер, оснащенный линией ввода циркулирующего сырого метанола в качестве абсорбента, на которой установлены рекуперационный теплообменник и холодильник, линией вывода сырого метанола, насыщенного углекислым газом, в среднюю часть дефлегматора, установленного после первого реактора, на которой установлен рекуперационный теплообменник, и соединенный с блоком получения синтез-газа линией подачи очищенного отходящего газа в качестве топлива. Предлагаемая установка позволяет получить метанол с высоким выходом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к установкам для получения метанола из углеводородного сырья и может быть использовано в химической и газовой промышленности.

Известно улавливание СO2 в процессе синтеза метанола [RU 2538598, опубл. 10.01.2015 г., МПК С07С 31/04, С07С 29/151, B01J 19/24], которое осуществляют на установке, включающей блок получения синтез-газа из углеводородного сырья в составе устройства для конверсии, охладителя и компрессора синтез-газа, а также компрессора углекислого газа, и блок синтеза метанола, состоящий из контура синтеза метанола, а также секции выделения водорода из отходящего газа и сепаратора сырого метанола, оснащенного линией подачи углекислого газа (газа сепарации) в компрессор.

Основным недостатком известной установки являются высокие энергозатраты из-за наличия компрессора для рециркуляции углекислого газа, получаемого в сепараторе при низком давлении.

Наиболее близок по технической сущности к заявляемому изобретению способ получения метанола (варианты) [RU 2252209, опубл. 20.05.2005 г., МПК С07С 31/04, С07С 29/151, С01В 3/38], осуществляемый на установке, которая состоит из блока получения синтез-газа из углеводородного сырья и блока синтеза метанола, включающего один или два узла синтеза метанола, каждый из которых содержит устройство для охлаждения, сепарации, рекуперационного нагрева синтез-газа и охлаждаемый водой каталитический реактор, оснащенный линией вывода пара с расположенным на ней сепаратором, оборудованным линией вывода избыточного пара, а также устройство для охлаждения и сепарации отходящего газа, оснащенное линиями подачи отходящего газа на сжигание и на вывод с установки.

Основным недостатком данной установки является низкой выход метанола из-за расходования тепла реакции синтеза на производство избыточного водяного пара и соответствующего увеличения расхода углеводородного сырья в качестве топлива в блоке получения синтез-газа, а также из-за потерь углекислого газа - одного из реагентов синтеза метанола - с выводимыми с установки водным конденсатом, сырым метанолом и отходящим газом.

Задача изобретения - повышение выхода метанола.

Техническим результатом является повышение выхода метанола за счет установки каталитических реакторов, охлаждаемых смесью воды и сырья, а также за счет предотвращения потерь углекислого газа путем оснащения установки дефлегматорами в качестве устройств для охлаждения, сепарации и рекуперационного нагрева и устройства охлаждения и сепарации отходящего газа, а также путем размещения на линии вывода отходящего газа абсорбера для поглощения углекислого газа циркулирующим сырым метанолом.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блок получения синтез-газа, узлы синтеза метанола, в составе устройства для охлаждения, сепарации, рекуперационного нагрева синтез-газа и охлаждаемого каталитического реактора, а также устройство для охлаждения и сепарации отходящего газа, оснащенное линией подачи отходящего газа на сжигание, особенностью является то, что в качестве каталитических реакторов установлены реакторы, охлаждаемые смесью воды и сырья, в качестве устройств для охлаждения, сепарации и рекуперационного нагрева установлены дефлегматоры, оснащенные по меньшей мере двумя тепломассообменными секциями, а в качестве устройства для охлаждения и сепарации отходящего газа установлен дефлегматор, оснащенный по меньшей мере одной тепломассообменной секцией, при этом на линии подачи отходящего газа установлен абсорбер, оснащенный линией ввода циркулирующего сырого метанола в качестве абсорбента, на которой установлены рекуперационный теплообменник и холодильник, линией вывода сырого метанола, насыщенного углекислым газом, в среднюю часть дефлегматора, установленного после первого реактора, на которой установлен рекуперационный теплообменник, и соединенный с блоком получения синтез-газа линией подачи очищенного отходящего газа в качестве топлива.

В качестве дефлегматоров могут быть использованы, например, вертикальные аппараты трубчатого типа, в межтрубное пространстве тепломассообменных секций которых подают хладагент, а в трубном пространстве осуществляют охлаждение синтез-газа в условиях дефлегмации, аналогичные, например, аппарату согласно [RU 2532057, опубл. 27.10.2014 г., МПК F25D 1/00, B01D 53/14, C10G 5/06].

При избытке топлива теплотворная способность отходящего газа, содержащего после очистки от углекислого газа преимущественно метан и водород, может быть уменьшена путем установки на линии подачи части отходящего газа узла выделения метана, например, абсорбционно-десорбционного типа, оснащенного линиями подачи концентрата метана в блок получения синтез-газа, а концентрата водорода - в линию подачи синтез-газа в реактор синтеза метанола, что увеличивает выход метанола.

Установка реакторов, охлаждаемых смесью воды и сырья, позволяет полностью утилизировать низкопотенциальное тепло, выделяющееся при синтезе метанола, получить при этом смесь водяного пара и сырья при давлении процесса конверсии углеводородного сырья в блоке получения синтез-газа, исключить образование избыточного пара, за счет чего уменьшить расход углеводородного сырья на сжигание в блоке получения синтез-газа и, соответственно, увеличить выход метанола.

Установка дефлегматоров в качестве устройств для охлаждения, сепарации и рекуперационного нагрева (дефлегматоры, оснащенные по меньшей мере двумя тепломассообменными секциями), а также в качестве устройства для охлаждения и сепарации отходящего газа обеспечивает получение водного конденсата и сырого метанола, практически не содержащих растворенного углекислого газа, что предотвращает его потери и повышает выход метанола. Удаление растворенного углекислого газа происходит за счет отдувки горячим синтез-газом, поступающим в низ дефлегматоров противотоком к флегме водного конденсата и сырого метанола, углекислый газ при этом концентрируется в синтез-газе, поступающем на синтез метанола, и в отходящем газе.

Установка абсорбера на линии подачи отходящего газа для поглощения углекислого газа циркулирующим сырым метанолом позволяет исключить потери с отходящим газом углекислого газа и направить его в составе сырого метанола, насыщенного углекислым газом, в дефлегматор, установленный после первого реактора, где отдуть синтез-газом и направить на синтез метанола, за счет чего повысить выход последнего.

Предлагаемая установка включает блок получения синтез-газа в составе узла конверсии 1 и узла подготовки воды 2, а также блок синтеза метанола в составе двух (условно) охлаждаемых каталитических реакторов 3 и 4 с двухсекционными дефлегматорами 5 и 6 на входе, дефлегматора отходящего газа 7, абсорбера 8, рекуперационного теплообменника 9 и холодильника 10, оснащенных линиями подачи углеводородного сырья 11, балансовой воды 12, вывода балансового сырого метанола 13, а также технологическими линиями 14-30.

При работе установки углеводородное сырье, подаваемое по линии 11, смешивают с подготовленной водой, подаваемой по линии 14 из узла 2, в который по линии 12 подают балансовую воду, а по линии 15 - водный конденсат, разделяют на три части и по линиям 16-18 подают, соответственно, в устройства охлаждения реакторов 3, 4 и тепломассообменный блок дефлегматора 7, а полученную пароводяную сырьевую смесь по линии 19 направляют в блок получения синтез-газа 1, в который также в качестве топлива по линии 20 подают отходящий газ, очищенный от углекислого газа. Из блока 1 по линии 21 синтез-газ подают в нижнюю часть дефлегматора 5, с низа которого выводят водный конденсат, практически не содержащий растворенного углекислого газа, а с верха, по линии 22 - охлажденный осушенный синтез-газ, который нагревают в нижней тепломассообменной секции дефлегматора 5 и направляют в реактор 3. Полученный катализат, содержащий пары метанола, по линии 23 подают в нижнюю часть дефлегматора 6, в среднюю часть которого по линии 24 подают сырой метанол, насыщенный углекислым газом, предварительно нагретый в рекуперационном теплообменнике 9. С низа дефлегматора 6 по линии 25 выводят сырой метанол, практически не содержащий растворенного углекислого газа, а с верха, по линии 26 - непрореагировавший синтез-газ, который нагревают в нижней тепломассообменной секции дефлегматора 6 и направляют в реактор 4. Полученный катализат, содержащий пары метанола, по линии 27 подают в дефлегматор 7, из которого сырой метанол, практически не содержащий растворенного углекислого газа, по линии 28 подают в линию 25, которую затем разделяют на линии вывода балансового метанола 13 и подачи циркулирующего метанола 29. Отходящий газ по линии 30 подают в абсорбер 8, где очищают от углекислого газа абсорбцией циркулирующим сырым метанолом, подаваемым по линии 29 после охлаждения в рекуперационном теплообменнике 9 и холодильнике 10. Очищенный отходящий газ по линии 20 подают в блок 1 в качестве топлива.

При избытке топлива по меньшей мере часть отходящего газа может быть из линии 20 подана в узел 31 выделения метана, например, абсорбцией углеводородным растворителем, из которого концентрат метана по линии 32 подают в качестве компонента сырья в блок 1, а концентрат водорода по линии 33 подают в линию подачи синтез-газа в один из реакторов синтеза метанола (условно показана подача в линию 22). Дополнительные устройство и линии показаны пунктиром.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет повысить выход метанола и может быть использована в промышленности.

1. Установка синтеза метанола, включающая блок получения синтез-газа и по меньшей мере два узла синтеза метанола, каждый из которых содержит устройство для охлаждения, сепарации, рекуперационного нагрева синтез-газа и охлаждаемый каталитический реактор, а также устройство для охлаждения и сепарации отходящего газа, оснащенное линией подачи отходящего газа на сжигание, отличающаяся тем, что в качестве каталитических реакторов установлены реакторы, охлаждаемые смесью воды и сырья, в качестве устройств для охлаждения, сепарации и рекуперационного нагрева установлены дефлегматоры, оснащенные по меньшей мере двумя тепломассообменными секциями, а в качестве устройства для охлаждения и сепарации отходящего газа установлен дефлегматор, оснащенный по меньшей мере одной тепломассообменной секцией, при этом на линии подачи отходящего газа установлен абсорбер, оснащенный линией ввода циркулирующего сырого метанола в качестве абсорбента, на которой установлены рекуперационный теплообменник и холодильник, линией вывода сырого метанола, насыщенного углекислым газом, в среднюю часть дефлегматора, установленного после первого реактора, на которой установлен рекуперационный теплообменник, и соединенный с блоком получения синтез-газа линией подачи очищенного отходящего газа в качестве топлива.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что часть очищенного отходящего газа подают в узел выделения метана, оснащенный линиями подачи концентрата метана в блок получения синтез-газа, а концентрата водорода - в линию подачи синтез-газа в реактор синтеза метанола.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к установке синтеза метанола, которая включает расположенные на линии подачи синтез-газа узлы синтеза метанола, состоящие каждый из устройства для охлаждения, сепарации, рекуперационного нагрева синтез-газа и охлаждаемого каталитического реактора, а также устройство для охлаждения и сепарации отходящего газа, оснащенное линией подачи отходящего газа.

Изобретение может быть использовано в газовой отрасли для создания установок комплексной подготовки газа. Предложенная установка включает блоки сепарации (1), комплексной подготовки газа сепарации (2) и стабилизации газового конденсата (3), блок каталитической переработки легкой углеводородной фракции, включающий узлы паровой конверсии (4), синтеза метанола (5), подготовки воды (6), охлаждения и осушки синтез-газа (7), выделения метанола (8) и абсорбции (9).

Изобретение относится к способу получения метанола и углеводородов бензинового ряда (УБР) из синтез-газа. Способ проводят в каскаде из трех и более проточных каталитических реакторов (ПКР), при этом синтез-газ (СГ) с первоначальным соотношением водород-оксид углерода 1,5≤Н2:СО≤2, последовательно пропускают через первые по ходу ПКР с катализатором синтеза метанола с выделением метанола в качестве целевого продукта, затем остаточный после синтеза метанола поток СГ с соотношением водород-оксид углерода Н2:СО≥1 направляют в ПКР с бифункциональным катализатором синтеза диметилового эфира (ДМЭ), а полученный ДМЭ направляют в ПКР синтеза УБР с последующим выделением УБР и отходов, направляемых на утилизацию.
Изобретение относится к области технологии подготовки природного и попутного газа, к транспорту и переработке газа и может быть использовано в газовой, нефтяной и газоперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к способу организации производства метанола, содержащему две стадии, которые проводят при одинаковом уровне давления в проточном режиме. Первая стадия относится к стадии получения синтез-газа, включающей использование первой смеси, которая содержит кислород, второй смеси, которая содержит углеводородное газовое сырье и водяной пар, риформера, который предназначен для конверсии углеводородного газового сырья в синтез-газ, хотя бы одного теплообменного устройства, нагрев второй смеси, подачу первой смеси и второй смеси в риформер, проведение в риформере с использованием катализатора реакции конверсии углеводородного газового сырья, вывод из риформера третьей смеси, которая содержит конвертированный газ.

Изобретение относится к способу производства метанола и к установке для его осуществления. В предлагаемом способе последовательно осуществляют: перемешивание раздельно подаваемых исходных реагентов в виде последовательно сжатого и нагретого углеводородсодержащего газа и сжатого кислородсодержащего газа, газофазное окисление углеводородсодержащего газа при повышенной температуре и давлении до 10 МПа, последующее охлаждение реакционной смеси в сформированных соответственно смесительной, реакционной зоне и зоне охлаждения, а затем полученную смесь, содержащую метанол, охлаждают, отделяют метанол, а отходящие газы направляют в исходный углеводородсодержащий газ или на утилизацию.

Изобретение относится к способу синтеза метанола в изотермических реакторах. Способ включает получение питающего потока свежего газа при риформинге или газификации, подачу свежего газа в замкнутую систему синтеза, конверсию свежего газа в метанол в каталитической среде, при этом тепло напрямую отводят из каталитической среды, в результате среда является изотермической, конденсацию метанола, при этом получают жидкий метанол-сырец и рециркулирующий газ, который направляют в рециркуляционную систему в замкнутой системе синтеза, причем каталитическая среда включает множество изотермических каталитических слоев, часть питающего потока свежего газа смешивают с рециркулирующим газом, при этом получают газообразную смесь свежего газа и рециркулирующего газа и часть газообразной смеси направляют между первым и вторым каталитическим слоем среды, газообразную смесь свежего газа и рециркулирующего газа смешивают с потоком, выходящим из первого каталитического слоя, при этом получают питающий поток второго каталитического слоя.
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к процессам использования и переработки попутных нефтяных и природных газов с повышенным содержанием гомологов метана в химические продукты.
Изобретение относится к способу синтеза метанола, включающему следующие стадии: (i) проведение в реакционном контуре реакции технологического газа, содержащего водород, диоксид углерода и монооксид углерода, над катализатором, с получением газа-продукта, (ii) конденсация метанола, воды и побочно образующихся оксигенатов из газа-продукта, (iii) возврат непрореагировавших газов в реакционный контур, где катализатор включает таблетки, полученные путем прессования из восстановленного и пассивированного порошкообразного катализатора, где указанный порошок содержит медь в диапазоне 15-70% вес., оксид цинка, причем весовое отношение Cu:Zn в пересчете на оксид находится в диапазоне от 2:1 до 3,5:1, оксид алюминия в диапазоне 5-60% вес.

Изобретение относится к установке синтеза метанола, которая включает расположенные на линии подачи синтез-газа узлы синтеза метанола, состоящие каждый из устройства для охлаждения, сепарации, рекуперационного нагрева синтез-газа и охлаждаемого каталитического реактора, а также устройство для охлаждения и сепарации отходящего газа, оснащенное линией подачи отходящего газа.

Изобретение относится к способу получения метанола и углеводородов бензинового ряда (УБР) из синтез-газа. Способ проводят в каскаде из трех и более проточных каталитических реакторов (ПКР), при этом синтез-газ (СГ) с первоначальным соотношением водород-оксид углерода 1,5≤Н2:СО≤2, последовательно пропускают через первые по ходу ПКР с катализатором синтеза метанола с выделением метанола в качестве целевого продукта, затем остаточный после синтеза метанола поток СГ с соотношением водород-оксид углерода Н2:СО≥1 направляют в ПКР с бифункциональным катализатором синтеза диметилового эфира (ДМЭ), а полученный ДМЭ направляют в ПКР синтеза УБР с последующим выделением УБР и отходов, направляемых на утилизацию.

Изобретение относится к способу и системе для извлечения диоксида углерода на установке для синтеза метанола из углеводородного газа или синтеза бензина из углеводородного газа через метанол.

Изобретение относится к способу организации производства метанола, содержащему две стадии, которые проводят при одинаковом уровне давления в проточном режиме. Первая стадия относится к стадии получения синтез-газа, включающей использование первой смеси, которая содержит кислород, второй смеси, которая содержит углеводородное газовое сырье и водяной пар, риформера, который предназначен для конверсии углеводородного газового сырья в синтез-газ, хотя бы одного теплообменного устройства, нагрев второй смеси, подачу первой смеси и второй смеси в риформер, проведение в риформере с использованием катализатора реакции конверсии углеводородного газового сырья, вывод из риформера третьей смеси, которая содержит конвертированный газ.

Настоящее изобретение относится к способу получения метанола, включающему следующие стадии: а) конверсия углеводородного сырья на стадии процесса конверсии для получения свежего синтез-газа, содержащего оксиды углерода и водород; б) реакция между компонентами свежего синтез-газа в контуре синтеза метанола для получения сырого метанола; в) обработка сырого метанола для получения метанола с требуемой степенью чистоты; отличающемуся, тем что он дополнительно включает следующие стадии: г) улавливание по меньшей мере одного потока с высоким содержанием CO2 при обработке сырого метанола и д) рециркуляция этого по меньшей мере одного потока с высоким содержанием CO2 в виде входящего потока для процесса конверсии.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ одновременного получения потока водорода А, подходящего для получения продукта А; обогащенного водородом потока синтез-газа Б, подходящего для получения продукта Б; обедненного водородом потока синтез-газа В, подходящего для получения продукта В; и, необязательно, потока монооксида углерода Г, подходящего для получения продукта Г, из единого потока синтез-газа X, характеризуется тем, что единый поток синтез-газа Х имеет оптимизированное для производства продукта В молярное отношение синтез-газа, определяемое как отношение Н2/CO.

Изобретение относится к области химической промышленности, а именно к способу получения метанола. Способ реализуется путем контактирования питающего потока, обогащенного водородом и монооксидом углерода, с катализатором синтеза метанола.

В изобретении описан способ синтеза метанола, в котором осуществляют конверсию содержащего углеводороды сырья, получая свежий синтез-газ (1), содержащий оксиды углерода и водород, а также реакцию между компонентами свежего синтез-газа в контуре синтеза (10), получая сырой метанол, и в котором продувочный газ (20), содержащий водород, отводят из контура синтеза.

Изобретение относится к способу и установке для производства метанола из газа газовых и газоконденсатных месторождений через синтез-газ с использованием избыточного тепла основного процесса для регенерации метанола из водно-метанольного раствора, возвращаемого после ингибирования гидратообразования в системе сбора, подготовки и дальнейшего транспорта газа установки комплексной подготовки газа (УКПГ).

Изобретение относится к установке синтеза метанола, которая включает расположенные на линии подачи синтез-газа узлы синтеза метанола, состоящие каждый из устройства для охлаждения, сепарации, рекуперационного нагрева синтез-газа и охлаждаемого каталитического реактора, а также устройство для охлаждения и сепарации отходящего газа, оснащенное линией подачи отходящего газа.
Наверх