制备甲醇的方法与流程

文档序号:24725236发布日期:2021-04-16 15:53阅读:1066来源:国知局
制备甲醇的方法
1.本申请涉及由合成气(由二氧化碳和氢气组成)制备甲醇。更具体而言,本发明在根据以下反应催化制备甲醇中利用水电解用于制备氢气和从例如废气或烟道气回收二氧化碳:meoh生产中的氢气通常提供于通过蒸汽重整生成的合成气中。氢气也可通过水电解来产生,并且产物氢气与碳原料混合以经合成催化剂生产甲醇。
2.为了通过电解生成氢气,需要大量的电,并且一部分电因效率而作为余热损失。热通常被冷却介质去除并损失。为了提高其中使用电解的设备的总效率,必须要利用余热。
3.在使用来自电解的余热时的问题是,热在传热介质中以相对低的温度被回收,并且必须被提高以便可用于在工艺单元中传热。
4.我们发现当在具有循环传热介质和间接热交换器的加热回路中布置具有压缩机的热泵时,低温热可在传热介质中提高并且随后可用于其中要求低值热的工艺中。
5.在本发明的方法中,在具有循环传热介质的回路中安装热泵,以在其中使用蒸汽的甲醇蒸馏中利用来自水电解的余热。这将降低对所产生蒸汽的要求。
6.因此,本发明提供了一种制备甲醇产品的方法,该方法包括以下步骤:a)提供基本上由二氧化碳组成的第一工艺料流;b)通过在电解单元中电解水,提供由氢气组成的第二工艺料流;c)以获得具有介于2.5与3.5之间的h2与co2摩尔比的甲醇合成气的量混合第一和第二工艺料流;d)在至少一个甲醇反应器中将甲醇合成气催化转化成粗甲醇;e)在蒸馏单元中纯化粗甲醇;并且回收在步骤(b)中的电解单元中生成的余热,这是通过经由与余热间接热交换将余热传递至循环传热介质以及通过经加热的传热介质与用于蒸馏粗甲醇的蒸汽间接热交换来进行的,其中经加热的传递介质在与蒸汽间接热交换的上游被压缩。
7.本发明的必要特征是持有循环传热介质和压缩机、热交换器和闪蒸装置的加热回路。
8.由此工艺中的总能量消耗减少,因为运行压缩机所需的功率低于来自利用的热的功率。
9.合适的传热介质具有低于在闪蒸下游给定压力下从电解单元传递的余热中的温度、且高于在压缩机的排出侧处的压力下甲醇蒸馏单元中热交换器的加热表面的沸点。
10.当运行根据本发明的方法时,传热介质以其气态被压缩机加压并循环经过回路。在压缩机的排出侧上,通过与甲醇蒸馏单元中使用的蒸汽热交换而使热且经加压的汽化传热介质在热交换器中冷却,并且冷凝成经加压的液体。然后,冷凝的传热介质通过例如膨胀阀的降压装置而闪蒸。然后,低压液态传热介质进入间接热交换器、蒸发器,在该处蒸发的传热介质吸收热。然后,传热介质返回至压缩机并且重复该循环。
11.除了将来自水电解的余热传递至粗甲醇的纯化以外,其它方法步骤是本领域常规
且已知的。
12.在本发明的一个实施方案中,蒸馏单元包括两个或更多个串联运行的蒸馏塔。
13.在另一个实施方案中,电解单元中电解的水的至少一部分是从甲醇蒸馏单元取出的蒸馏水。
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