专利名称：用于生产甲醇的联合转化方法
用于生产甲醇的联合转化方法
技术领域：
本发明涉及用于由脱硫的烃原料制备合成气混合物(尤其是适于生产甲醇的合成气混合物)的联合转化方法，其中使用不同转化反应器的组合。本发明进一步涉及包括该联合转化方法的用于由烃原料制备甲醇的方法。
这种联合转化方法是从公开专利US 6100303中已知的。在该文件中，描述了随后用于生产甲醇的合成气的制备方法，其中使用3个不同转化反应器的组合转化由具有3-4 的H/C原子比的烃气体构成的脱硫原料气(例如主要由甲烷构成的天然气)。首先将该原料与蒸汽混合，然后进料到燃烧型(也称作燃烧)蒸汽甲烷转化反应器(蒸汽甲烷转化器，后文缩写为SMR)和用该工艺中其他地方产生的热气体加热的热交换型蒸汽转化反应器(也称作气体加热转化器，缩写为GHR)，这两个反应器是并联设置操作的。将SMR和GHR的排出气体混合并与氧气一起进料到二次转化装置，其中除了与蒸汽进一步反应之外，该气体在基本上绝热的条件下经过催化部分氧化反应。该转化反应器也称作自热转化器(缩写为 ATR)，因为放热反应产生的余热用于为吸热的蒸汽转化反应供热。通过燃烧烃原料气体和合成气吹扫气的一部分加热该SMR装置。该原料气体到该SMR和GHR装置的进料比能够从 1-3变化至3-1。
近几十年，已经开发了多种工艺以制备作为化学工业中最重要的原料之一的合成气体(也简单称作合成气)。合成气是包含氢气(H2)和一氧化碳(CO)的气态混合物， 其可以进一步包含其他气体组分，例如二氧化碳(CO2)、水(H2O)、甲烷(CH4)和氮气(N2)。 天然气和(轻质)烃是用于制备合成气体的主要原料。合成气成功用作合成燃料而且也用于多种化学工艺中，例如甲醇或氨的合成、费托类型的和其他烯烃合成、加氢醛化 (hydroformulation)或羰基化反应(羰基合成工艺)、在炼钢中还原铁氧化物等。该合成气的组成以及因此其对后续应用(例如生产甲醇)的适用性主要是由其氢气和一氧化碳含量所表征的；通常表示为所谓的化学计量数(SN)，其定义为
SN = ([H2] - [CO2]) / ([CO] + [C02])
其中组分浓度以vo 1 %或mo 1 %表示。
该SN值高度取决于用于制备合成气的转化方法技术。例如P. F. van den Oosterkamp 在“Encyclopedia of Catalysis，，(John Wiley & Sons ;posted on-line 2002/12/13，可获自 DOI :10. 1002/0471227617. eocl96) ^ "Synthesis Gas Generation hdustrial ”章节中给出了不同技术及其优点和局限性的概况。
用于由甲烷原料制备合成气的常规技术是在高温下与水(蒸汽)的反应，通常称作烃蒸汽转化。
如果在转化方法中使用富含高级烃(例如石脑油)的原料，那么该原料首先需要在所谓预转化步骤中处理，以将该原料中的重质烃转化为甲烷、氢气和碳的氧化物。这种高级烃在蒸汽转化中比甲烷的活性更高，如果存在于原料中，将会导致碳的形成并由此导致蒸汽转化中所用催化剂的失活。在该预转化器中，同时发生几种反应；最重要的是烃蒸汽转化(1)、水煤气变换( 和甲烷化C3)反应，其分别能够示为
权利要求
1.用于由脱硫的气态烃原料制备合成气混合物的联合转化方法，其中将该原料分成第一原料流和第二原料流，将该第一原料流与蒸汽混合并进料到串联操作的气体加热转化器 (GHR)和蒸汽甲烷转化器(SMR)，将该第二原料流与来自该SMR的转化气混合并与氧气一起进料到非催化部分氧化转化器(POX)。
2.权利要求1的方法，其中该烃原料是含至少SOmol%甲烷的富甲烷原料。
3.权利要求1或2的方法，其中该第一原料流构成该原料的45-50vOl%，且该第一原料流与蒸汽以2. 3-2. 7的蒸汽/碳比例混合。
4.权利要求1-3中任一项的方法，其中将与蒸汽混合的该第一原料流预加热到 500-550°C然后进料到该GHR。
5.权利要求1-4中任一项的方法，其中来自该GHR的部分转化气具有625-675°C的温度，然后将其进料到该SMR。
6.权利要求1-5中任一项的方法，其中将来自该SMR的所有转化气与该第二原料流混合。
7.权利要求1-6中任一项的方法，其包括一个GHR、一个SMR和一个POX单元。
8.权利要求1-7中任一项的方法，其中所得到的合成气混合物具有2.0-2. 2的化学计量数。
9.用于由烃原料制备甲醇的方法，包括权利要求1-8中任一项的联合转化方法。
全文摘要
本发明涉及用于由脱硫的气态烃原料制备合成气的联合转化方法，其中将该原料分成第一原料流和第二原料流，将该第一原料流与蒸汽混合并进料到串联操作的气体加热转化器(GHR)和蒸汽甲烷转化器(SMR)，将该第二原料流与来自SMR的转化气体混合并与氧气一起进料到非催化部分氧化转化器(POX)。本发明的方法能够在单线中以非常高的生产量制备具有可调节组成的合成气。该工艺特别可以用技术和经济上可行的转化设备设计生产量超过10000mtpd的甲烷到甲醇的生产装置且可以表现出高的原料和能量效率。本发明进一步涉及用于由烃原料制备甲醇的集成方法，其包括所述联合转化方法。
文档编号C01B3/38GK102498060SQ201080035952
公开日2012年6月13日 申请日期2010年8月10日 优先权日2009年8月14日
发明者A·艾尔-奴泰非, I·阿米德, M·巴什尔 申请人:沙特基础工业公司