Интегрированный способ совместного получения метанола и диметилового эфира из синтез-газа, содержащего азот
Номер патента: 12491
Опубликовано: 30.10.2009
Авторы: Тан Чуньхуа, Хоу Шоуфу, Ли Веньчжао, Ге Цинцзи, Сюй Хеньгон
Формула / Реферат
1. Способ совместного получения метанола и диметилового эфира (ДМЭ) из синтез-газа, содержащего N2, который включает две стадии и отличается тем, что синтез-газ, содержащий N2, превращается в метанол на первой стадии, а не прореагировавший на первой стадии синтез-газ, содержащий N2, превращается в ДМЭ на второй стадии.
2. Способ по п.1, в котором большая часть синтез-газа превращается в метанол на первой стадии, которую осуществляют в одном реакторе, или в двух соединенных последовательно реакторах, или в многоступенчатых сериях реакторов.
3. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором не прореагировавший синтез-газ после стадии 1 превращается в ДМЭ на второй стадии в отдельном реакторе.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором условия реакции при осуществлении процесса совместного получения метанола и ДМЭ включают температуры реакции от 190 до 290шС, давление от 3,0 до 8,0 МПа и массовую часовую объемную скорость подачи синтез-газа от 500 до 2000 ч-1.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором синтез-газ, содержащий N2, получают в объединенном процессе каталитического парциального окисления воздуха и парового риформинга природного газа.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором синтез-газ, содержащий N2, получают в объединенном процессе каталитического парциального окисления обогащенного кислородом воздуха и парового риформинга природного газа.
7. Способ по любому из пп.1-4, в котором синтез-газ, содержащий N2, получают в объединенном процессе каталитического парциального окисления воздуха и риформинга природного газа СО2.
8. Способ по п.7, в котором синтез-газ, содержащий N2, получают в соединенном процессе каталитического парциального окисления обогащенного кислородом воздуха и риформинга природного газа СО2.
9. Способ по любому из пп.1-4, в котором синтез-газ, содержащий N2, получают в соединенном процессе каталитического парциального окисления воздуха, парового риформинга и СО2-риформинга природного газа.
10. Способ по п.9, в котором синтез-газ, содержащий N2, получают в соединенном процессе каталитического парциального окисления обогащенного кислородом воздуха, парового риформинга и СО2-риформинга природного газа.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на стадии получения метанола мольное содержание N2 в синтез-газе составляет от 10 до 50 мол.% и предпочтительно от 20 до 40 мол.%.
12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на стадии получения ДМЭ мольное содержание N2 в синтез-газе составляет от 18 до 67 мол.% и предпочтительно от 33 до 57 мол.%.
13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором от 20 до 60% синтез-газа превращается в метанол на первой стадии.
Текст
012491 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к новым способам совместного получения метанола и диметилового эфира (ДМЭ) из синтез-газа, содержащего азот (N2). Настоящее изобретение, кроме того, относится к новому способу совместного получения метанола и диметилового эфира (ДМЭ) из синтез-газа, содержащего N2, в котором указанный способ включает две стадии и отличается тем, что синтез-газ, содержащий N2, превращают в метанол на первой стадии, а затем на второй стадии непрореагировавший содержащий N2 синтез-газ из первой стадии превращают в ДМЭ. При использовании названного интегрированного процесса, включающего двухстадийную реакцию, общая конверсия CO за один проход неожиданно достигает высокой величины в 90%. Предпосылки создания изобретения Метанол представляет собой важное химическое сырье. В настоящее время глобальное потребление метанола составляет примерно 27 миллионов тонн в год. Основные направления применения метанола включают производство уксусной кислоты, формальдегида и метил-трет-бутилового эфира. На долю последнего, который является кислородсодержащей присадкой к бензину, приходится примерно треть общего количества используемого метанола. Мировая потребность в метаноле согласно прогнозам увеличится в пять раз в течение следующего десятилетия, по мере того как новые потенциальные направления использования метанола будут внедряться в практику. Эти применения включают конверсию метанола в бензин, конверсию метанола в легкие олефины, применение метанола для производства энергии и применение метанола в автомобилях, работающих на топливных элементах. В общем виде синтез метанола основывается на равновесных реакциях синтез-газа, а именно реакциях (1) и (2) Прямые реакции (1) и (2) являются экзотермическими, т.е. они приводят к суммарному выделению тепла. Кроме того, в прямых реакциях (1) и (2) происходит уменьшение объема, поскольку объем продукта - метанола - в виде газа меньше, чем объем сырья (газа), использованного для получения метанола. Следовательно, для получения максимального выхода метанола, т.е. для того, чтобы сдвинуть равновесие реакций (1) и (2) вправо и получить высокую степень превращения, необходимо снижать температуры и увеличивать давление. До настоящего времени типичный реактор для получения метанола позволяет превратить всего от примерно 20 до 60% подаваемого в реактор синтез-газа за один проход. Чтобы достичь более высоких степеней превращения, непрореагировавший синтез-газ отделяют от продукта метанола - и снова подают в реактор или направляют во второй реактор для получения дополнительных количеств метанола. Обычно в синтезе метанола применяют катализаторы на основе меди, условия их применения следующие: температура 210-250 С, давление 2,0-5,0 МПа. ДМЭ (диметиловый эфир) привлекает значительное внимание как альтернативное дизельное топливо, поскольку при его использовании эмиссия NOx низкая, а эмиссия сажи близка к нулю. Обычно ДМЭ получают дегидратированием метанола, этот процесс характеризуется малым масштабом и высокими производственными затратами, следовательно, более экономичный подход подразумевает синтез ДМЭ в одну стадию на гибридных катализаторах (катализатор синтеза метанола и твердый кислотный катализатор). Процесс прямого синтеза включает в основном следующие реакции: Приведенные выше реакции показывают, что в процессе синтеза ДМЭ генерируется гораздо больше тепла, чем при синтезе метанола. В настоящее время во многих статьях сообщается об исследованиях процесса, реактора и получения катализаторов превращения синтез-газа в ДМЭ. Корпорация Topsoe разработала процесс превращения синтез-газа в ДМЭ, в котором используются ресурсы природного газа, в этом интегрированном процессе используются процесс автотермического риформинга (АТР) для получения синтез-газа и процесс получения ДМЭ в реакторе с неподвижным слоем, причем условия получения ДМЭ следующие: давление 4,2 МПа и температура 240-290 С; сырье - синтез-газ подвергают рециклированию. Пилотная установка мощностью в 50 кг ДМЭ в день была построена в 1995 г. Корпорация Air Product и корпорацияNKK разработали процесс превращения синтез-газа в ДМЭ, который основан на ресурсах метана из угольных пластов. Корпорация Air Product завершила эксперимент по получению 4 т/день ДМЭ в 1991 г. созданием жидкофазного процесса получения ДМЭ (LPDME). В процессе синтеза ДМЭ по методу NKK используется процесс АТР и процесс в барботажном реакторе с кипящим слоем катализатора, проект запуска пилотной установки по производству 5 т ДМЭ в год завершен в 2001 г. Поскольку ДМЭ применяют в качестве топлива, снижение производственных затрат при получении ДМЭ все еще остается основной целью при разработке процесса превращения синтез-газа в ДМЭ. Стоимость сырья напрямую воздействует на производимый ДМЭ; следовательно, развитие дешевого способа получения синтез-газа и интегрированного способа превращения метана в ДМЭ представляет собой основное направление в-1 012491 исследованиях способов получения ДМЭ. В настоящее время диметиловый эфир в основном применяют в качестве сжатого газа в аэрозольных баллонах. Он также широко признан как потенциальный заменитель сжиженного нефтяного газа и дизельного топлива. Кроме того, ДМЭ можно также применять как сырье для получения легких алкенов. Известно, что вследствие термодинамических затруднений конверсия CO в синтезе метанола низкая по сравнению с синтезом ДМЭ, в котором можно достичь более чем 90%-го превращения за один проход. Чтобы предотвратить спекание катализатора в реакторах с неподвижным слоем при протекании сильно экзотермической реакции синтеза ДМЭ, конверсию CO нужно поддерживать на низком уровне и проводить рециклирование непрореагировавшего сырья, что приводит к значительным затратам энергии на сжатие газа. Хотя барботажные реакторы с кипящим слоем более эффективны в отношении теплообмена катализатора и в них благодаря увеличенной теплоемкости и хорошей диатермичности жидкой среды (например, парафина) можно достичь изотермических условий работы, снижению конверсии CO способствует повышенная устойчивость к массопереносу реагирующего газа к поверхности катализатора. К тому же синтез-газ в настоящее время в промышленности в основном получают при паровом риформинге природного газа по следующей реакции: Это очень энергозатратный процесс, поскольку протекающая реакция является сильно эндотермичной, а продуктом является обогащенный водородом синтез-газ, в котором соотношение Н 2/CO выше величины 3, характерной для промышленного процесса, и эта величина не соответствует по стехиометрии процессу прямого получения на второй стадии метанола и ДМЭ. С другой стороны, каталитическое парциальное окисление метана в синтез-газ (ПОМ) привлекает большое внимание, начиная с 1990-х, поскольку процесс включает слабо экзотермическую реакцию В получаемом по этой реакции синтез-газе соотношение Н 2/CO=2/1, и эта стехиометрия подходит для синтеза метанола и ДМЭ. Однако процесс ПОМ требует чистого кислорода, что значительно увеличивает капитальные затраты на оборудование для разделения воздуха и получения кислорода. Если использовать для проведения реакции ПОМ вместо чистого кислорода воздух или обогащенный кислородом воздух (так называемый воздушный ПОМ) и одновременно объединить процесс ПОМ с паровым риформингом и/или CO2 риформингом, можно не только экономичным путем получать синтезгаз, но и более эффективно использовать получаемое в реакции тепло путем объединения экзотермической реакции ПОМ и эндотермического парового риформинга и/или CO2 риформинга. Дополнительным преимуществом является тот факт, что образующийся синтез-газ имеет правильное соотношение Н 2/CO для получения метанола и ДМЭ. При использовании воздуха или обогащенного кислородом воздуха вместо чистого кислорода в процессе ПОМ образуется синтез-газ, содержащий азот. Из-за низкой конверсии CO за один проход в синтезе метанола питающий газ необходимо подвергать рециркуляции, что увеличивает капитальные затраты и затраты энергии на сжатие газа. Хотя при синтезе ДМЭ из синтез-газа, содержащего азот,можно достигнуть 90%-ной конверсии CO за один проход, рециркуляция сырья все равно необходима,поскольку конверсию CO следует поддерживать низкой, для предотвращения спекания катализатора за счет тепла, выделяющегося при сильно экзотермической реакции. Следовательно, ключевым вопросом в синтезе ДМЭ остается задача улучшения эффективности отвода тепла от названной экзотермической реакции при поддержании высокой конверсии CO за один проход. Краткое изложение сущности изобретения Задачей настоящего изобретения является разработка интегрированного процесса совместного получения метанола и ДМЭ из дешевого синтез-газа, содержащего азот, который не только предотвращает ограничения в теплоотводе от сильно экзотермической реакции, но также поддерживает высокую конверсию CO за один проход. Таким образом, настоящее изобретение включает способ совместного получения метанола и диметилового эфира (ДМЭ) из синтез-газа, содержащего N2, указанный процесс включает две стадии, отличающиеся тем, что синтез-газ, содержащий N2, превращается в метанол на первой стадии, а не прореагировавший после первой стадии синтез-газ, содержащий N2, превращается затем в ДМЭ на второй стадии. В соответствии с особенно предпочтительным вариантом настоящего изобретения большая часть синтез-газа превращается в метанол на первой стадии; эту первую стадию осуществляют предпочтительно или в одном реакторе, или в последовательно соединенных реакторах, или в многостадийных сериях реакторов. Не превращенный синтез-газ после первой стадии превращается затем в ДМЭ на второй стадии процесса в другом реакторе. При использовании способа по настоящему изобретению неожиданно достигается высокая общая конверсия CO за один проход - 90%.-2 012491 Краткое описание чертежей Новый интегрированный процесс по настоящему изобретению схематически представлен на чертежах. На фиг. 1 показана схема предпочтительного варианта интегрированного процесса по настоящему изобретению для совместного получения метанола и ДМЭ из синтез-газа, содержащего N2. На фиг. 2 приведен график, представляющий зависимость степени превращения CO от времени реакции в предпочтительном варианте интегрированного процесса по настоящему изобретению для совместного получения метанола и ДМЭ из синтез-газа, содержащего N2. Подробное описание сущности изобретения При использовании этого нового способа смягчается основная проблема - спекание катализатора. Происходит это потому, что большая часть синтез-газа превращается в метанол на первой стадии процесса, а оставшийся синтез-газ, который применяется на второй стадии, т.е. для синтеза ДМЭ, дополнительно разбавляют N2, что не приводит к серьезным ограничениям в теплопереносе. Высокая общая конверсия CO за один проход (приблизительно 90%) показывает, что больше не требуется проводить рециркуляцию питающего газа, следовательно, сокращаются капитальные затраты на компрессорное оборудование для сжатия рециркулирующего синтез-газа и на энергию сжатия. Кроме того, отрицательное влияние N2 можно не учитывать. В принципе, любой вид катализатора для конверсии синтез-газа в метанол и/или ДМЭ можно применять в интегрированном процессе по настоящему изобретению. Для хорошо известных катализаторов,применяемых для превращения синтез-газа в метанол и/или ДМЭ, используют следующие условия реакции: температура от 190 до 290 С, давление от 3,0 до 8,0 МПа, скорость подачи от 200 до 2000 ч-1. Температуры и давления, выходящие за установленные пределы, также не исключаются, однако они не попадают в особенно предпочтительные варианты данного изобретения. Настоящее изобретение будет далее описано с использованием следующих примеров. Если не указано иное, проценты (%) в настоящем изобретении означают мольные проценты. Примеры Пример 1. Синтез метанола проводили в двух последовательно расположенных реакторах, а затем синтезировали ДМЭ в следующем реакторе. 1,5 г катализатора Cu/ZnO/Al2O3, полученного методом совместного осаждения при атомном соотношении Cu:Zn:Al=2:1:0,2, загружали в каждый из соединенных последовательно реакторов, а в реактор для синтеза ДМЭ загружали 3,0 г приготовленного методом совместного осаждения-седиментации при массовом отношении Cu/ZnO/Al2O3:HZSM-5=3/1 катализатораCu/ZnO/Al2O3+HZSM-5 (полученного в Университете Нанкай). Катализаторы восстанавливали при 210 С в течение 4 ч после повышения температуры от комнатной до 210 С со скоростью 1 С/мин в потоке газа 5% Н 2-Ar. Затем подачу этой газовой смеси отключали и включали подачу синтез-газа, содержащего N2(H2/CO=2, дополнено 25% N2) и проводили реакцию синтеза метанола/ДМЭ при 4,0 МПа, 1000 ч-1 и температуре 205 С (в реакторах синтеза метанола) и 210 С (в реакторе синтеза ДМЭ). Результаты эксперимента показывают, что при синтезе метанола в последовательно соединенных реакторах достигается степень превращения CO, составляющая 55%, и таким образом общая степень превращения CO за один проход достигает 90% для синтеза метанола/ДМЭ в соответствии с описанным в настоящем изобретении интегрированным способом. Пример 2. Условия проведения реакции были теми же, как и в примере 1, за исключением того, что давление реакции составляло 5,0 МПа, а подаваемый в реактор газ включал 0,60% СН 4, 7,13% CO2, 20,02% CO,41,51% Н 2 и 30,73% N2; все эти вещества являются продуктами реакции между СН 4, Н 2 О, воздухом и CO2(молярное отношение 1:0,8:2,4:0,4) при 850 С и 0,8 МПа. Результаты эксперимента показывают, что степень превращения CO в синтезе метанола составляла 54%, а общая степень превращения CO за один проход достигала 90% в синтезе метанола/ДМЭ в соответствии с приведенным интегрированным способом. Если синтез ДМЭ проводили при 215 С, общая степень превращения CO за один проход, как было показано, увеличивалась до 94% для синтеза метанола/ДМЭ. Пример 3. Условия проведения реакции были теми же, как и в примере 1, за исключением того, что давление реакции составляло 5,0 МПа, для синтеза ДМЭ был использован катализатор, включающийCu/ZnO/ZrO2+HUSY(произведен в Университете Нанкай), полученный методом совместного осажденияседиментации при атомном соотношенииCu/ZnO/ZrO2:HUSY=3:1, а подаваемый в реактор газ включал 0,60% CH4, 7,13% CO2, 20,02% CO, 41,51% Н 2 и 30,73% N2; все эти вещества являются продуктами реакции между CH4, H2O, воздухом и CO2 (молярное отношение 1:0,8:2,4:0,4) при 850 С и 0,8 МПа. В синтезе метанола степень превращения CO составляла 55%, а общая конверсия CO за один проход могла достигать 92% в синтезе метанола/ДМЭ в соответствии с данным интегрированным способом.-3 012491 Пример 4. Условия проведения реакции были теми же, как и в примере 1, за исключением следующих условий: давление 5,0 МПа, катализатор, включающий Cu/ZnO/ZrO2+Al2O3+HZSM-5, полученный методом совместного осаждения-седиментации при атомном соотношении Cu:Zn:Zr=2,3:1:0,2 и массовом отношении Cu/ZnO/ZrO2:(Al2O3+HZSM-5)=3:1 (20 мас.% Al2O3/(Al2O3+HZSM-5), Al2O3 закупали в ShandongAlumina Corporation, a HZSM-5 получен в Университете Нанкай), применяли для синтеза ДМЭ, а подаваемый в реактор газ включал 0,60% СН 4, 7,13% CO2, 20,02% CO, 41,51% Н 2 и 30,73% N2; все эти вещества являются продуктами реакции между CH4, H2O, воздухом и CO2 (молярное отношение 1:0,8:2,4:0,4) при 850 С и 0,8 МПа. Результаты эксперимента показали, что в синтезе метанола конверсия CO составляла 54%, а общая конверсия CO за один проход в синтезе метанола/ДМЭ в соответствии с интегрированным способом по данному изобретению составляла 89%. Пример 5. Условия проведения реакции были теми же, как и в примере 1, за исключением того, что подаваемый в реактор газ включал 0,86% СН 4, 9,11% CO2, 22,8% CO, 44,5% Н 2 и 22,8% N2; все эти вещества являются продуктами реакции между СН 4, Н 2 О, обогащенным кислородом воздухом и CO2 (молярное отношение 1:0,8:1,47:0,4) при 850 С и 0,8 МПа. Результаты эксперимента показали, что в синтезе метанола конверсия CO составляла 54%, а общая конверсия CO за один проход в синтезе метанола/ДМЭ в соответствии с интегрированным способом по данному изобретению составляла 90%. Пример 6. Условия проведения реакции были теми же, как и в примере 1, за исключением того, что подаваемый в реактор газ включал 1,08% СН 4, 5,84% CO2, 17,6% CO, 51,7% Н 2 и 23,8% N2; все эти вещества являются продуктами реакции между СН 4, Н 2 О и обогащенным кислородом воздухом (молярное отношение 1:0,8:1,47) при 850 С и 0,8 МПа. Результаты эксперимента показали, что в синтезе метанола конверсия CO составляла 56%, а общая конверсия CO за один проход в синтезе метанола/ДМЭ в соответствии с интегрированным способом по данному изобретению составляла 94%. Пример 7. Условия проведения реакции были теми же, как и в примере 1, за исключением того, что подаваемый в реактор газ включал 0,66% СН 4, 4,69% CO2, 14,5% CO, 42,4% Н 2 и 37,7% N2; все эти вещества являются продуктами реакции между CH2, Н 2 О и воздухом (молярное отношение 1:0,8:2,4) при 850 С и 0,8 МПа. Результаты эксперимента показали, что в синтезе метанола конверсия CO составляла 56%, а общая конверсия CO за один проход в синтезе метанола/ДМЭ в соответствии с интегрированным способом по данному изобретению составляла 94%. Пример 8. Один реактор использовали для синтеза метанола, а следующий реактор использовали для синтеза ДМЭ. 2 г катализатора синтеза метанола Cu/ZnO/Al2O3 (состав такой же, как в примере 1), и 2 г катализатора синтеза ДМЭ Cu/ZnO/Al2O3+HZSM-5 (состав такой же, как в примере 1) загружали в каждый из соответствующих реакторов. Затем катализаторы нагревали от комнатной температуры до 210 С со скоростью 1 С/мин в потоке газа 5% Н 2-Ar, а затем восстанавливали при 210 С в течение 4 ч. Затем подачу смеси водорода с аргоном выключали и включали подачу синтез-газа, содержавшего N2, и осуществляли реакцию синтеза метанола/ДМЭ при 215 С, 5,0 МПа, 1000 ч-1, подаваемый в реактор газ состоял из 0,60% СН 4, 7,13% CO2, 20,02% CO, 41,51% Н 2 и 30,73% N2; все эти вещества являются продуктами реакции между СН 4, Н 2 О, воздухом и CO2 (молярное отношение 1:0,8:2,4:0,4) при 850 С и 0,8 МПа. Результаты эксперимента показали, что в синтезе метанола конверсия CO составляла 50%, а общая конверсия CO за один проход в синтезе метанола/ДМЭ в соответствии с интегрированным способом по данному изобретению составляла 90%. Пример 9. Условия реакции были такими же, как использованные в примере 8, за исключением того, что газ,подаваемый в реактор, содержал 0,66% СН 4, 4,69% CO2, 14,5% CO, 42,4% Н 2 и 37,7% N2; все эти вещества являются продуктами реакции между СН 4, Н 2 О и воздухом (молярное отношение 1:0,8:2,4) при 850 С и 0,8 МПа. Результаты эксперимента показали, что в синтезе метанола конверсия CO составляла 55%, а общая конверсия CO за один проход в синтезе метанола/ДМЭ в соответствии с интегрированным способом по данному изобретению составляла 94%. Пример 10. Метанол синтезировали в двух последовательно соединенных реакторах, а ДМЭ синтезировали в расположенном последовательно реакторе. 1,5 г катализатора Cu/ZnO/Al2O3 (состав такой же, как в примере 1) использовали для синтеза метанола и загружали в каждый из соединенных последовательно реакторов, и 3,0 г катализатора Cu/ZnO/Al2O3+HZSM-5+Al2O3 синтеза ДМЭ, полученного методом совместного осаждения-седиментации при атомном отношении Cu/Zn/Al=2:1:0,2 и массовом отношенииCu/ZnO/Al2O3:(Al2O3+HZSM-5)=3:1 (20 мас.% Al2O3/(Al2O3+HZSM-5), Al2O3 закупали в Shandong Alumina Corporation, a HZSM-5 получен в Университете Нанкай), загружали в реактор синтеза ДМЭ. Катализаторы нагревали от комнатной температуры до 210 С, скорость нагрева составляла 1 С/мин, в токе-4 012491 газа состава 5% H2-Ar, а затем восстанавливали при этой температуре в течение 4 ч. Затем подачу этой газовой смеси отключали, включали подачу синтез-газа, содержащего N2, и проводили реакцию синтеза метанола/ДМЭ при 5,0 МПа, 1000 ч-1. Подаваемый в реактор газ включал 0,60% СН 4, 7,13% CO2, 20,02%CO, 41,51% Н 2 и 30,73% N2; все эти вещества являются продуктами реакции между СН 4, Н 2 О, воздухом иCO2 (молярное отношение 1:0,8:2,4:0,4) при 850 С и 0,8 МПа. Результаты эксперимента показали, что в синтезе метанола конверсия CO составляла 58%, а общая конверсия CO за один проход в синтезе метанола/ДМЭ составляла 88% и сохранялась постоянной в интегрированном процессе на протяжении 500 ч работы (см. фиг. 2). Пример 11. Метанол синтезировали в двух последовательно соединенных реакторах, ДМЭ синтезировали затем в последовательно соединенном реакторе. 1,5 г катализатора Cu/ZnO/Al2O3 (состав такой же, как в примере 1) использовали для синтеза метанола и загружали в каждый из соединенных последовательно реакторов, и 3,0 г катализатора Cu/ZnO/Al2O3+HZSM-5+Al2O3 (состав такой же, как в примере 10) загружали в реактор синтеза ДМЭ. Катализаторы нагревали от комнатной температуры до 210 С, скорость нагрева составляла 1 С/мин, в токе газа состава 5% Н 2-Ar, а затем восстанавливали при этой температуре в течение 4 ч. Затем подачу этой газовой смеси отключали, включали подачу синтез-газа, содержащего N2,и проводили реакцию синтеза метанола/ДМЭ при 5,0 МПа, 1000 ч-1. Подаваемый в реактор газ включал 0,50% СН 4, 8,41% CO2, 17,71% CO, 35,89% Н 2 и 37,14% N2; все эти вещества являются продуктами реакции между CH4, Н 2 О, воздухом и CO2 (молярное отношение 1:0,8:2,4:0,3) при 850 С и 0,8 МПа. Результаты эксперимента показали, что в синтезе метанола конверсия CO составляла 56%, а общая конверсия CO за один проход в синтезе метанола/ДМЭ составляла 86% и сохранялась постоянной в интегрированном процессе на протяжении 2000 ч непрерывной работы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ совместного получения метанола и диметилового эфира (ДМЭ) из синтез-газа, содержащего N2, который включает две стадии и отличается тем, что синтез-газ, содержащий N2, превращается в метанол на первой стадии, а не прореагировавший на первой стадии синтез-газ, содержащий N2, превращается в ДМЭ на второй стадии. 2. Способ по п.1, в котором большая часть синтез-газа превращается в метанол на первой стадии,которую осуществляют в одном реакторе, или в двух соединенных последовательно реакторах, или в многоступенчатых сериях реакторов. 3. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором не прореагировавший синтез-газ после стадии 1 превращается в ДМЭ на второй стадии в отдельном реакторе. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором условия реакции при осуществлении процесса совместного получения метанола и ДМЭ включают температуры реакции от 190 до 290 С, давление от 3,0 до 8,0 МПа и массовую часовую объемную скорость подачи синтез-газа от 500 до 2000 ч-1. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором синтез-газ, содержащий N2, получают в объединенном процессе каталитического парциального окисления воздуха и парового риформинга природного газа. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором синтез-газ, содержащий N2, получают в объединенном процессе каталитического парциального окисления обогащенного кислородом воздуха и парового риформинга природного газа. 7. Способ по любому из пп.1-4, в котором синтез-газ, содержащий N2, получают в объединенном процессе каталитического парциального окисления воздуха и риформинга природного газа CO2. 8. Способ по п.7, в котором синтез-газ, содержащий N2, получают в соединенном процессе каталитического парциального окисления обогащенного кислородом воздуха и риформинга природного газаCO2. 9. Способ по любому из пп.1-4, в котором синтез-газ, содержащий N2, получают в соединенном процессе каталитического парциального окисления воздуха, парового риформинга и CO2-риформинга природного газа. 10. Способ по п.9, в котором синтез-газ, содержащий N2, получают в соединенном процессе каталитического парциального окисления обогащенного кислородом воздуха, парового риформинга и CO2 риформинга природного газа. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на стадии получения метанола мольное содержание N2 в синтез-газе составляет от 10 до 50 мол.% и предпочтительно от 20 до 40 мол.%. 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на стадии получения ДМЭ мольное содержание N2 в синтез-газе составляет от 18 до 67 мол.% и предпочтительно от 33 до 57 мол.%. 13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором от 20 до 60% синтез-газа превращается в метанол на первой стадии.
МПК / Метки
МПК: C07C 41/01, C07C 27/06, C07C 31/04, C07C 29/151
Метки: синтез-газа, содержащего, интегрированный, совместного, метанола, способ, диметилового, эфира, получения, азот
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/7-12491-integrirovannyjj-sposob-sovmestnogo-polucheniya-metanola-i-dimetilovogo-efira-iz-sintez-gaza-soderzhashhego-azot.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Интегрированный способ совместного получения метанола и диметилового эфира из синтез-газа, содержащего азот</a>
Предыдущий патент: Система и способ управления основным блоком и множеством вспомогательных блоков
Следующий патент: Фильтрующий материал и способ его получения, фильтр и способ фильтрования
Случайный патент: Твердая фармацевтическая композиция, содержащая амлодипин и лозартан, и способ ее получения