專利名稱：用烴再循環(huán)生產(chǎn)甲醇的方法及裝置的制作方法
用烴再循環(huán)生產(chǎn)甲醇的方法及裝置
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)甲醇的方法和裝置。
將甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇的方法和裝是已經(jīng)的。將曱烷汽相轉(zhuǎn)化為合成氣
(CO和H2的混合物)，接著將它催化轉(zhuǎn)化為曱醇是已知的，例如在Karavaev M.M., Leonov B.E.等人的"Technology of Synthetic Methanol" , Moscow, "Chemistry" 1984, pages 72-125所公開的。然而，為了實現(xiàn)此過程，需 要提供復(fù)雜的裝備、滿足純化氣體的高要求、消耗大量的能量來獲得合成 氣并用于對其凈化、以及此過程具有相當(dāng)多的間歇階段。而且，對于生產(chǎn) 量少于2000噸/天的中小企業(yè)來說，這并非有效。
俄羅斯專利第2,162,460號包括含烴氣體源、用于壓縮和加熱氣體的 壓縮機和加熱器、帶壓縮機的含氧氣體源。其進一步包括具有交替的混合 區(qū)和反應(yīng)區(qū)的連續(xù)設(shè)置的反應(yīng)器以及將含烴氣體供給到反應(yīng)器的第 一混 合區(qū)內(nèi)和將含氧氣體供給到每個混合區(qū)內(nèi)的設(shè)備、用于由加熱的含烴氣體 進入加熱器內(nèi)而冷的含烴氣體流穿過壁冷卻反應(yīng)混合物的回?zé)崾綗峤粨Q 器、冷卻器-冷凝器、用于分離廢氣和液體產(chǎn)物以及隨后的分離甲醇的部分 冷凝器、用于將廢氣供給到初始的含烴氣體內(nèi)的管道、以及用于將廢的含 氧產(chǎn)物供給到反應(yīng)器的第 一 混合區(qū)內(nèi)的管道。
然而，在這個裝置中，因為熱交換器固有的限制，不可能使含烴氣體 的高度放熱的氧化反應(yīng)的熱快速排放。這導(dǎo)致必須減少所供給的含烴氣體 的量，且進一步降低了含烴氣體的轉(zhuǎn)化程度。而且，即使采用氧作為氧化 劑，由于含烴氣體內(nèi)一氧化碳濃度的迅速增加，不可能提供含烴氣體的有 效再循環(huán)。大部分的供給氧因CO氧化為C02而被消耗，這另外降低了初 始的含烴氣體的轉(zhuǎn)化程度，且使得所述反應(yīng)混合物進一步過熱。該裝置還 需要燃燒額外量的初始含烴氣體，以便提供液體產(chǎn)物的蒸氣精餾階段。由于在每個反應(yīng)器后需要冷卻氣體-液體混合物，以用于在下一個反應(yīng)器之前
分離液體產(chǎn)物并隨后加熱，因而該裝置實質(zhì)上是復(fù)雜的，增加了部件的凝:
目，并且浪費了額外的能量。
在專利文獻RU2,200,731中公開了另外一種用于生產(chǎn)甲醇的方法和裝 置，其中壓縮的加熱的含烴氣體和壓縮的含氧氣體被引入連續(xù)設(shè)置的反應(yīng) 器的混合區(qū)內(nèi)，并通過用冷凝水冷卻反應(yīng)混合物，由可控的熱敏傳感器實 現(xiàn)反應(yīng)，以便獲得蒸汽，且通過用于液體產(chǎn)物精餾階段的逸出蒸汽的參教: 調(diào)節(jié)反應(yīng)混合物的冷卻程度。
其他專利文獻，如美國專利No.2,196,188; No.2,722,553; No.4,152,407; No.4,243,613; No.4,530,826; No.5,177,279; No.5,959,168以及國際公開號 WO 96/06901還公開了用于轉(zhuǎn)化烴的解決方案。
相信，可以進一步改善現(xiàn)有的用于生產(chǎn)甲醇的方法和裝置。
概述
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于生產(chǎn)曱醇的方法和裝置，其是現(xiàn) 有方法和裝置的進一步改善。
本教導(dǎo)內(nèi)容的另 一個特征是提供一種用于生產(chǎn)甲醇的方法和裝置，其 可用于最低限度處理的氣體和氣體冷凝沉積物，且還可用于任何氣體用 戶，如發(fā)電廠、氣體分配站和氣體調(diào)壓站(gas reducing station),化學(xué)生 產(chǎn)設(shè)施等等，或小型甲烷生產(chǎn)者(即，煤礦、石油生產(chǎn)(燃燒(flare))、填 埋場、農(nóng)場)。
與這些目的和在下文將變得明顯的其他目的保持一致，簡短地陳述， 本發(fā)明的一個特征在于生產(chǎn)曱醇的方法，其包括以下步驟將含烴氣體流 供給到反應(yīng)器內(nèi)，將含氧氣體供給到反應(yīng)器內(nèi)；通過含氧氣體的氧，在反 應(yīng)器內(nèi)進行含烴氣體的氧化；以及，在除去雜質(zhì)和反應(yīng)產(chǎn)物后，將未反應(yīng) 的烴氣再循環(huán)入含烴氣體流內(nèi)，以用于進一步的反應(yīng)。
本教導(dǎo)內(nèi)容的另 一個特征是一種用于生產(chǎn)曱醇的裝置，其具有用于4妻 收并使含烴氣體流和含氧氣體反應(yīng)的反應(yīng)器，以通過所述含氧氣體的氧來
在所述反應(yīng)器內(nèi)實現(xiàn)加熱的含烴氣體的氧化。所述裝置還具有用于將冷的 含烴氣體供給到所述反應(yīng)器內(nèi)以便在所述反應(yīng)的后面階段與所述加熱的 含烴氣體和所述含氧氣體的混合物直接混合來抑制甲醛分解的設(shè)備。之
后，處理未反應(yīng)的烴氣，以除去產(chǎn)物和污染物，然后再循環(huán)回到含烴氣體 流中。
如可以看到的，依照本教導(dǎo)內(nèi)容，加熱的含烴氣體流和含氧氣體被供 給到反應(yīng)區(qū)內(nèi)或反應(yīng)器內(nèi)，其中在反應(yīng)區(qū)內(nèi)，在高溫和高壓下實現(xiàn)含烴氣 體的氣相氧化。反應(yīng)混合物先一皮冷卻，再被分離成廢氣和液體產(chǎn)物。廢氣 被洗滌，以除去C02，并返回到加熱的含烴氣體流。將冷的含烴氣體供給
到反應(yīng)器的調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)，以便降低反應(yīng)溫度，例如降低30°C-90°C,并因此
提供生產(chǎn)，并使產(chǎn)物比重新分配，以生產(chǎn)相應(yīng)量的甲醇和曱醛。
依照本教導(dǎo)內(nèi)容，在部分冷凝器內(nèi)冷卻反應(yīng)混合物期間，熱被傳遞到 供給到甲醛精餾塔內(nèi)的輸入流中，用于實現(xiàn)曱醛的精餾和主要洗滌器溶 劑、甲醇的同時再生。在部分冷凝器內(nèi)，干氣從包括曱醇、乙醇和水的^
(rawliquid)中分離。粗液通過閃蒸罐被供給到精餾塔中。塔頂部的溫 度是在大約70。C和大約75。C之間，塔中的壓力，例如可達0.2MPa。最終 產(chǎn)物被供給，以儲存或進一步處理。干氣被洗滌，以除去C02和甲醛，然 后以烴輸入流返回到反應(yīng)器。
反應(yīng)混合物在反應(yīng)器中存在的時間約1.2秒。導(dǎo)入周期大約占這個時 間的70%，此后混合物的溫度顯著增加。在反應(yīng)氣體中，由于曱醇的高度 穩(wěn)定性和選擇性，其含量是大約40%，而由于甲醛的低穩(wěn)定性和選擇性， 其含量是大約4%。為了使最終產(chǎn)物中的甲醛部分增加到8-13%,在導(dǎo)入 周期之后(在甲趁已經(jīng)形成之后)，在反應(yīng)的0.7-1.4秒，由于將冷的含烴氣 體注入調(diào)節(jié)區(qū)而使反應(yīng)溫度降低了 30°C-90°C。
當(dāng)反應(yīng)溫度從370°C變化到450。C時，醛的含量從5%增加到13%，而 有機酸的含量從0.5%增加到0.7%。使用初始氣體混合物中2-2.8%的氧濃 度，維持了相對于液體有機產(chǎn)物，包括曱醇和曱醛接近最大值的選擇能力。
在所附的權(quán)利要求中詳細闡明了被認為是本發(fā)明特征的新穎性特征。 然而，當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，從下列具體實施方案的描述中，將更好地理解
本發(fā)明本身，不僅關(guān)于其結(jié)構(gòu)，還有其操作方法連同其額外的目的和優(yōu)勢。 附圖簡述


圖1A和圖1B是示意性地示出依照本教導(dǎo)內(nèi)容用于生產(chǎn)甲醇的裝置的 系統(tǒng)的一見圖2和圖3是例示依照現(xiàn)有技術(shù)和相應(yīng)地依照本發(fā)明，在反應(yīng)期間氧、 甲醛和甲醇的濃度的視圖；以及
圖4表示描述了所述系統(tǒng)的氧化收率隨再循環(huán)比變化的曲線圖。
優(yōu)選實施方案的描述
圖1A和圖1B顯示了依照本發(fā)明用于生產(chǎn)甲醇的裝置，該裝置具有4足 進含烴氣體氣相氧化的反應(yīng)器100。圖1B詳述了反應(yīng)器的輸入和輸出。反 應(yīng)器100具有反應(yīng)區(qū)102，該反應(yīng)區(qū)102設(shè)置有用于引入加熱的含烴氣體 流的設(shè)備104和用于引入含氧氣體的設(shè)備105。如下面詳細地解釋的，含 氧氣體優(yōu)選具有大于80%的氧含量，以便減少由于再循環(huán)過程累積的惰性 氣體。
反應(yīng)器IOO進一步具有調(diào)節(jié)區(qū)108，該調(diào)節(jié)區(qū)108設(shè)置有用于引入冷 的含烴氣體流以在裝置操作期間降低反應(yīng)溫度的任選設(shè)備110。另外，反 應(yīng)器100設(shè)置有用于控制和調(diào)節(jié)相應(yīng)區(qū)的溫度的熱套(thermal pocket )112， 該熱套112設(shè)置有如熱電偶。
所述裝置具有在分離前用于冷卻反應(yīng)混合物的設(shè)備114。此外，部分 冷凝器122結(jié)合氣-液熱交換器，以進一步降低產(chǎn)物的溫度。冷凝器122將 H20和醇從烴-C02混合物中分離。部分冷凝器122優(yōu)選是等壓而非等溫的， 以避免壓力損失。產(chǎn)物流進入，而液體流和氣體流離開冷凝器122。
塊139表示設(shè)計成將污染物和產(chǎn)物從含烴再循環(huán)氣體組分分離的i殳 備。在這方面，設(shè)備139被設(shè)計成將C02從還原產(chǎn)物流中除去。設(shè)備139 可以采取放氣閥(purgevalve)、吸收器、膜分離器或吸附器的形式。i殳想 設(shè)備139可用于用例如放氣閥來調(diào)節(jié)例如N2的其他未反應(yīng)組分的百分凄丈。
在系統(tǒng)祐:設(shè)計成回收曱醛時，氣相還原產(chǎn)物流離開等壓冷凝器122，
并被傳到洗滌器134。洗滌器134防止C02累積，并允許物理法收集甲醛。 洗滌器134可應(yīng)用甲醇和水的混合物從烴氣再循環(huán)回路135中物理吸收甲 醛和C02。由于再循環(huán)回路135的高操作壓力，所以沒有冷卻就足以有效 運轉(zhuǎn)洗滌器134成為可能。這不同于傳統(tǒng)吸收方法所應(yīng)用的低溫學(xué)上的低
溫。可以應(yīng)用的其他可能方法使用例如已知的各種胺物質(zhì)來除去C02和甲醛。
存在些許量的甲醛和C02作為"臟"氣的氣體進入洗滌器134。這些 組分只以相對少的量存在，因此，甲醇吸收劑的作用也是相對小的。為了 實現(xiàn)最小的吸收要求，可以更改甲醇流速或洗滌器塔的操作溫度。如果希 望在非常低的吸收劑流速下運轉(zhuǎn)，則可以應(yīng)用較低溫度，例如0'C。如果 希望在室溫或通過冷卻水能達到的溫度下運轉(zhuǎn)，則可以應(yīng)用高的流速，例
如io倍于ot:時的流速。在任一情況中，富含甲醇的吸收劑流14通過甲
醛蒸餾塔138完全再生。任選地，來自洗滌器134的流14可以通過冷凝 器122,以冷卻產(chǎn)物流，并預(yù)熱再循環(huán)的甲醇以改善甲醛蒸餾塔138的能效。
反應(yīng)器100與用于供給壓縮和加熱的含氧氣體的壓縮機124和加熱器 126連接。未凈化的含烴氣體與來自洗滌器134的凈化的烴氣體混合，并 且使用加熱器136加熱。如果未凈化的烴具有高的C02含量，未凈化的烴 可以在進入洗滌器134之前與來自冷凝器122的還原產(chǎn)物烴流混合，以便 在進入反應(yīng)器之前除去污染物氣體。
所述裝置進一步具有用于精餾甲醇的設(shè)備，所述設(shè)備包括閃蒸罐132、 精餾塔128和容器130，來自設(shè)備的曱醇被供給，以儲存或進一步處理。 這個精餾塔128用于將曱醇(較關(guān)鍵組分)從乙醇(非常關(guān)鍵的組分)和水(非 關(guān)鍵組分)中分離。如前所述，希望非常關(guān)鍵的組分的一部分進入餾出物的 流中(如福爾馬林的商品規(guī)格所指示的)。對于甲醇精餾，通常是99%或更 高的純度，且用多個塔可達到99.999%的純度。流4進入塔，餾出物流5 和底部流8以液相形式離開塔。流8具有少量的乙醇(如果生產(chǎn)超純的曱醇，
也許是曱醇)，且將被用作商用福爾馬林流(流ll)的含水組成的主要成分。 這樣，在剩余物被排放到廢液流之前， 一些乙醇被回收。
被置于塔128和冷凝器122之間的是閃蒸罐132，用于將C02和甲醛 從液體產(chǎn)物流中除去。閃蒸罐132的用途是在進入甲醇精餾塔128前，使
壓力下降到合適的水平，并基本上將任何溶解的氣體，通常是C02和甲醛，
乂人液體產(chǎn)物流除去。
在操作中，將具有例如高達98%含量的甲烷的未凈化的含烴氣體流和 還原的烴產(chǎn)物流從用于制備氣體或任何其它源的設(shè)備供給到加熱器136， 在加熱器136中將它們加熱到溫度430-470°C。然后，將加熱的含烴氣體 供給到反應(yīng)器100的反應(yīng)區(qū)102內(nèi)。通過壓縮機124將具有例如7-8MPa 壓力并具有80%到100%比率，優(yōu)選為90%到95%的氧的壓縮空氣也供給 到反應(yīng)器100的反應(yīng)區(qū)102內(nèi)。在反應(yīng)器100的反應(yīng)區(qū)102內(nèi)發(fā)生氧化反 應(yīng)。如先前所述的，反應(yīng)物總體積的2.0%和3.0%之間的02與加熱的含烴 氣體流反應(yīng)。為了限制系統(tǒng)內(nèi)的N2的量，例如少于30%-40%，或減小清 洗流的必要量以便實現(xiàn)同樣的作用，優(yōu)選地，02流實質(zhì)上是純的，從而限 制進入系統(tǒng)的N2的量。通過引入設(shè)備108，任選的第二冷卻流或換言之是 比反應(yīng)器內(nèi)氣體溫度低的含烴氣體供給到反應(yīng)器100的調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)。所述流 由調(diào)節(jié)設(shè)備120調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)設(shè)備120可形成為已知的氣體供給調(diào)節(jié)設(shè)備、 調(diào)節(jié)閥等。這個冷卻流可以由未凈化的烴流、再循環(huán)的流或上述兩種流的 一部分或其組合組成。調(diào)節(jié)器被設(shè)計成基于系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)冷的含烴氣體的 體積或壓力，上迷系統(tǒng)參數(shù)例如，但不限于系統(tǒng)的壓力、溫度或向下游的 流的反應(yīng)產(chǎn)物百分數(shù)。
依據(jù)所述裝置的預(yù)期操作模式，特別是甲醇或甲醇和曱醛的預(yù)期生 產(chǎn)，如果想要的是只生產(chǎn)甲醇，那么反應(yīng)混合物在反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)，而并不 引入冷的含烴氣體。當(dāng)想要的是生產(chǎn)曱醇和曱醛時，則將冷的含烴氣體引 入。通過引入冷的含烴氣體使反應(yīng)溫度降低，例如降低30。C-90°C，以便 通過減少甲醛分解為C02保持進入分離的混合物內(nèi)的曱醛的含量。
將反應(yīng)混合物供給到熱交換器114內(nèi)，以便將熱從排出反應(yīng)器的反應(yīng) 混合物傳導(dǎo)到反應(yīng)器輸入流中，并在進一步冷卻之后，將反應(yīng)混合物供給
到部分冷凝器122內(nèi)。如所希望的，在可將曱酸之中的至少部分吸入粗液
流內(nèi)的部分冷凝器122中實現(xiàn)將混合物分離成高揮發(fā)性組分和低揮發(fā)性組 分(分別為干氣和粗液)。千氣被送到洗滌器134,而來自冷凝器122的粗液 被供給到閃蒸罐132。
洗滌器134的作用是將C02和甲醛從千氣流中除去。在這點上，洗滌 器134在7MPa-8MPa壓力之間和在大約0。C和大約50。C之間使用H20和
甲醇吸收C02和甲醛。如所希望的， 一旦C02和甲醛被除去，通過在反應(yīng)
器之前或之內(nèi)將還原流與未凈化的含經(jīng)氣體流混合來再循環(huán)烴氣的還原
流。然后，在被如先前所述的熱交換器116和加熱器136加熱之后，將未 凈化的烴和還原流單獨地或合并地在輸入設(shè)備104或輸入設(shè)備110輸入到 反應(yīng)室100內(nèi)。
使用精餾塔將二氧化碳(非關(guān)鍵組分)和甲醛(較關(guān)鍵組分)從曱醇(非常 關(guān)鍵的組分)和水(非關(guān)鍵組分)中分離。富含甲醇蒸汽的流(流14 )進入精 餾塔，并^f皮分離成甲醛餾出物流16和底部流，流15。餾出物流中含有少 量甲醇是期望的，因為曱醇用作生產(chǎn)商用級福爾馬林(6%-15%的醇穩(wěn)定劑、 37%的曱醛、剩余是水)的穩(wěn)定劑。通過允許一部分非常關(guān)鍵的組分進入餾 出物流內(nèi)，更易于實現(xiàn)分離；此外，因為在餾出物內(nèi)的甲醇用于生產(chǎn)福爾
補充流15，以便替換^皮轉(zhuǎn)移到餾出物流，流16中的任何甲醇。合并流31 和流15產(chǎn)生流17,然后，流17返回到洗滌器134，充當(dāng)再生的甲醇吸收 劑。同時，甲醛餾出物，流16和來自閃蒸罐132的蒸汽，流7合并，形 成甲醛、曱醇和二氧化碳的混合物。
由洗滌器134除去的甲醛、水、甲醇和C02被傳到甲醛精餾塔138。 塔138將曱醛和C02從曱醇-水流中除去。少量的曱醇與所生產(chǎn)的甲醇合 并，并被輸入到洗滌器134內(nèi)，以便將額外量的C02和甲酪從還原烴流中 除去。
通過等壓冷凝器122的運轉(zhuǎn)，允許游離甲醛或無水甲膝保留在氣相中。 然后，通過使曱醛保留在氣態(tài)流中，液體曱醇產(chǎn)物流或粗液包含曱醇、乙 醇和水。在該情況下，離開等壓冷凝器122的液流在任選流過閃蒸罐132之后，可以繞過此工藝的甲醛精餾部分，并進入曱醇精餾塔。
圖2和圖3分別示出不進行冷卻和進行冷卻下，反應(yīng)中的氧、曱醛和 曱醇的濃度的圖表。
如可從圖2所見到的，大約2秒之后，氧被完全燃燒。此刻，反應(yīng)溫 度到達其最大值，且按其在反應(yīng)混合物中的比例生成甲醇和甲醛。在反應(yīng) 結(jié)束時，曱醇是比較穩(wěn)定的產(chǎn)物，且在達到其最大濃度之后，曱醇的濃度 基本上保持穩(wěn)定。曱醛不太穩(wěn)定，因此，隨著溫度升高(溫度升高直到氧被 完全燃燒)，其濃度略微降低。
在圖3所示通過引入冷的氣體進行冷卻的反應(yīng)中，當(dāng)完成甲醇和甲醛 的形成時，降低了反應(yīng)后期的溫度，以便抑制甲醛的分解。
圖4表示描述了系統(tǒng)的氧化收率隨再循環(huán)烴氣的再循環(huán)比變化曲線 圖。所示出的是描述了使用具有97%的CH4和1%的N2的Michigan Antrim氣體的曲線圖。在這方面，該曲線圖示出使用同一輸入流，產(chǎn)物收 率顯著增加，而成本幾乎不增加。因為系統(tǒng)有效地管理壓力，并整合了工 藝的能量消耗，所以能量需求被最小化，因此增加了整個系統(tǒng)的經(jīng)濟效果。
應(yīng)該理解，上面所描述的每個元件或者一起的兩個或多個元件也可以 在不同于上面所描述的類型的其他類型的方法和結(jié)構(gòu)中找到有用的應(yīng)用。
盡管已經(jīng)按照用于生產(chǎn)甲醇的方法和裝置所實施的例示和描述了本 發(fā)明，但并非旨在限于所示出的細節(jié)，因為可以進行各種變更和結(jié)構(gòu)改變， 而并不會以任何方式脫離本發(fā)明的主旨。
無需進一步的分析，上述內(nèi)容如此充分地揭示了本發(fā)明的要旨，以致 其他人可以通過應(yīng)用當(dāng)前的知識容易地使其適合于各種應(yīng)用，而不會遺漏 從現(xiàn)有技術(shù)的觀點來看確切地構(gòu)成本發(fā)明的 一般或特定方面的本質(zhì)特征 的特點。在附加權(quán)利要求中闡明新的且希望受到專利證書保護的所要求保 護的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)甲醇的方法，其包括將加熱的第一含烴氣體流供給到反應(yīng)器內(nèi)；將含氧氣體供給到所述反應(yīng)器內(nèi)；通過所述含氧氣體的氧在所述反應(yīng)器內(nèi)進行加熱的含烴氣體流的氧化，以提供包括甲醇和甲醛的產(chǎn)物流；并將熱從所述產(chǎn)物流傳導(dǎo)到所述第一含烴氣體流；將所述甲醇從所述產(chǎn)物流中除去；以及將CO2從所述產(chǎn)物流中除去，以形成包含烴的還原產(chǎn)物流，其中所述第一流包含所述還原產(chǎn)物流的至少一部分。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述氧化是無催化劑的部分氧化。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中將熱從所述產(chǎn)物流傳導(dǎo)到所述含烴 氣體至少部分地加熱所述含烴氣體，此后，所述含烴氣體進一步被加熱， 以提供加熱的第 一含烴氣體流。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述反應(yīng)器下游的熱交換器中將 熱從所述產(chǎn)物流傳導(dǎo)到所述含烴氣體。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述反應(yīng)器的熱交換器部分包括所 述反應(yīng)器的下游部分。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中除去(302是將所述產(chǎn)物流通過洗滌 器、清洗氣流或膜分離器中的至少一個。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述反應(yīng)器中進行的氧化在大約 7MPa和8MPa之間的壓力下進行。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述含氧氣體包含80%和100%之 間的氧。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述含氧氣體包含少于20%的氮。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述反應(yīng)器中進行的氧化在大約43(TC和470'C之間的溫度下進行。
11. 如權(quán)利要求1所定義的方法，其進一步包括將冷的含烴氣體供給 到所述反應(yīng)器內(nèi)。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中將所述冷的含烴氣體供給到所述 反應(yīng)器內(nèi)的所述供給包括在甲醇和曱醛的形成基本上完成或此后的階段 將所述冷的含烴氣體供給到所述反應(yīng)器內(nèi)。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述冷的含烴氣體的所述供給包 括調(diào)節(jié)所述冷的含烴氣體的量，以便影響在所述反應(yīng)器中甲醛分解的程 度。
14. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述冷的含烴氣體比所述加熱的 含烴氣體冷。
15. —種用于生產(chǎn)曱醇的裝置，其包括 反應(yīng)器；第一含烴氣體供給設(shè)備，其用于將第一含爛氣體流供給到所述反應(yīng)器內(nèi)；用于將含氧氣體供給到所述反應(yīng)器內(nèi)的設(shè)備，以便在所述反應(yīng)器內(nèi)進 行所述加熱的含烴氣體與所述含氧氣體的氧的氧化反應(yīng)，以生產(chǎn)包含甲醛 和甲醇的產(chǎn)物流；用于將C02和甲醛從所述產(chǎn)物流除去的設(shè)備；以及其中所述第 一 流包含所述產(chǎn)物流的 一部分。
16. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其進一步包括在所述第一含烴氣體供 給設(shè)備下游的第二含烴氣體供給設(shè)備，所述第二含烴氣體供給設(shè)備用于將 冷的含烴氣體供給到所述反應(yīng)器內(nèi)，以與所述含烴氣體和所述含氧氣體的 混合物直接混合，以生產(chǎn)包含曱醛和甲醇的所述產(chǎn)物流；以及熱交換設(shè)備，其用于將熱從所述產(chǎn)物流傳導(dǎo)到由所迷第 一供給設(shè)備供 給的所述含烴氣體。
17. 如權(quán)利要求16所述的裝置，其進一步包括加熱器，所述加熱器置 于所述熱交換設(shè)備和所述反應(yīng)器設(shè)備之間，用于在所述含烴氣體被供給到 所述反應(yīng)器內(nèi)之前進一 步預(yù)熱所述含烴氣體。
18. 如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述反應(yīng)器的熱交換部分包括所述反應(yīng)器的下游部分。
19. 如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述第二供給設(shè)備設(shè)置在曱醇和 甲醛的形成基本上完成的所述反應(yīng)器的位置。
20. 如權(quán)利要求16所述的裝置，其中控制器基于一個或多個操作參數(shù) 調(diào)節(jié)所述第二供給設(shè)備。
21. 如權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述一個或多個參數(shù)包括溫度。
22. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其進一步包括冷凝器，所述冷凝器冷 凝所述產(chǎn)物流的相對低揮發(fā)性組分，使其從所述產(chǎn)物流的相對高揮發(fā)性組 分分離。
23. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其包括在所述冷凝器下游的甲醛精鎦器。
24. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其包括在所述冷凝器下游的曱醇精餾器。
25. —種用于生產(chǎn)甲醇的裝置，其包括 反應(yīng)器；第一含烴氣體流，其連接到所述反應(yīng)器；含氧氣體的供給，其連接到所述反應(yīng)器，以促進所述加熱的含烴氣體 與所述含氧氣體的氧的氧化反應(yīng)，以生產(chǎn)包含甲醛和曱醇的產(chǎn)物流；第二含烴氣體流，其位于所述第一含烴氣體流的下游，用于將冷的含 烴氣體供給到所述反應(yīng)器內(nèi)，以與所述含烴氣體和所述含氧氣體的混合物 直接混合，以生產(chǎn)包含甲醛和甲醇的產(chǎn)物流；熱交換器，其用于將熱從所述產(chǎn)物流傳導(dǎo)到所迷第一含烴氣體流；將C02從所述產(chǎn)物流中除去而配置的設(shè)備；以及 其中所述第 一流包括所述產(chǎn)物流的一部分。
26. 如權(quán)利要求25所述的裝置，其進一步包括加熱器，所述加熱器置 于所述熱交換器和所述反應(yīng)器之間，用于在所述含烴氣體流進入到所述反 應(yīng)器之前進一步預(yù)熱所述含烴氣體流。
27. 如權(quán)利要求26所述的裝置，其中所述反應(yīng)器的熱交換器包括所述 反應(yīng)器的下游部分。
28. 如權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述第二含烴氣體流被輸入到所 述反應(yīng)器內(nèi)，在此，甲醇和甲醛的形成基本上完成。
29. 如權(quán)利要求25所述的裝置，其中控制器基于一個或多個系統(tǒng)操作 參數(shù)調(diào)節(jié)所述第二含烴氣體流的參數(shù)。
全文摘要
一種生產(chǎn)甲醇的裝置和方法包括使加熱的含烴氣體與含氧氣體在反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)，以提供包含甲醇的產(chǎn)物流；且將熱從產(chǎn)物流傳導(dǎo)到含烴氣體，以加熱含烴氣體。在將甲醇和CO₂從產(chǎn)物流中除去之后，未被處理的烴與含烴氣體混合，用于通過反應(yīng)器再處理。
文檔編號B01J12/00GK101351433SQ200680049500
公開日2009年1月21日 申請日期2006年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者弗拉迪米爾·伊凡諾維奇·維登尼夫, 納森·A·帕拉克 申請人:氣體技術(shù)有限公司