EA024553B1 - Совместное получение метанола и мочевины - Google Patents

Совместное получение метанола и мочевины Download PDF

Info

Publication number
EA024553B1
EA024553B1 EA201491322A EA201491322A EA024553B1 EA 024553 B1 EA024553 B1 EA 024553B1 EA 201491322 A EA201491322 A EA 201491322A EA 201491322 A EA201491322 A EA 201491322A EA 024553 B1 EA024553 B1 EA 024553B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
methanol
synthesis
carbon dioxide
synthesis gas
reforming
Prior art date
Application number
EA201491322A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201491322A1 (ru
Inventor
Пер Юль Даль
Original Assignee
Хальдор Топсёэ А/С
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хальдор Топсёэ А/С filed Critical Хальдор Топсёэ А/С
Publication of EA201491322A1 publication Critical patent/EA201491322A1/ru
Publication of EA024553B1 publication Critical patent/EA024553B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C273/00—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C273/02—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds
    • C07C273/10—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds combined with the synthesis of ammonia
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/025—Preparation or purification of gas mixtures for ammonia synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/382—Multi-step processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/48—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
    • C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
    • C01C1/0488—Processes integrated with preparations of other compounds, e.g. methanol, urea or with processes for power generation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C273/00—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C273/02—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds
    • C07C273/04—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds from carbon dioxide and ammonia
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/1516—Multisteps
    • C07C29/1518—Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0238—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a carbon dioxide reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0244—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being an autothermal reforming step, e.g. secondary reforming processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0415—Purification by absorption in liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/061—Methanol production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/068—Ammonia synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/82—Several process steps of C01B2203/02 - C01B2203/08 integrated into a single apparatus

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

Способ совместного получения метанола и мочевины из углеводородного сырья, при котором не происходит выбросов больших количеств диоксида углерода в атмосферу.

Description

Настоящее изобретение относится к способу совместного получения метанола и мочевины из углеводородного сырья. В частности, настоящее изобретение относится к последовательному однократному (с одним прохождением цикла) способу получения метанола и мочевины из сырья, содержащего углеводороды, путем первичного и вторичного риформинга, с промежуточным образованием метанола и аммиака и конверсией аммиака в мочевинный продукт с использованием одиночной технологической линии со значительно уменьшенным получением избыточного диоксида углерода и водорода.
Получение мочевины путем конверсии аммиака и диоксида углерода является известным способом, который традиционно используют в промышленности.
Из документа №0 2011/020618 известен способ совместного получения метанола, аммиака и мочевины из синтез-газа путем способа, в котором используют установку разделения воздуха, причем получение метанола происходит при отсутствии азота.
Также из заявки на патент США № 2010/0133472 известен способ совместного получения метанола и аммиака из синтез-газа с уменьшенным получением избыточного диоксида углерода и водорода.
Общей целью настоящего изобретения является предоставление способа совместного получения метанола и мочевины со значительно уменьшенным получением избыточного диоксида углерода и водорода из углеводородного сырья.
Термин значительно уменьшенное получение избыточного диоксида углерода и водорода означает то, что конверсия углеводородного сырья в синтез-газ происходит при таких условиях, чтобы в результате было получено в значительной степени стехиометрическое количество синтез-газа для получения метанола и мочевины, вследствие чего выделяются такие количества углекислого газа и водорода, которые необходимы только для очистки инертных газов от совместного получения метанола и мочевины.
Общая цель настоящего изобретения достигается при получении синтез-газа на этапе комбинированного парового углекислотного первичного углеводородного риформинга и втором этапе вторичного риформинга с воздухом, обогащенным кислородом.
Таким образом, изобретение предоставляет способ совместного получения метанола и мочевины из углеводородного сырья, включающий следующие последовательные этапы:
(a) получение синтез-газа, содержащего водород, монооксид углерода и диоксид углерода и азот, путем парового риформинга углеводородного сырья на этапе первичного риформинга, а затем на этапе вторичного риформинга;
(b) частичная паровая конверсия синтез-газа, полученного на этапе (а);
(c) удаление по меньшей мере части диоксида углерода из синтез-газа, полученного на этапе (Ь);
(Б) каталитическая конверсия монооксида углерода, диоксида углерода и водорода в синтез-газе, полученном на этапе (с), на этапе однократного синтеза метанола и извлечение потока, содержащего метанол, и газообразного потока, содержащего азот, водород и непрореагировавшие монооксид углерода и диоксид углерода;
(е) каталитическая метанация газообразного потока, полученного на этапе (Б), для удаления непрореагировавшего монооксида углерода и диоксида углерода;
(ί) каталитическая конверсия азота и водорода, содержащихся в газообразном потоке, полученном на этапе (е), на этапе синтеза аммиака и извлечение потока, содержащего аммиак; и (д) прохождение по меньшей мере части потока, содержащего аммиак, через этап синтеза мочевины и конверсия аммиака, содержащегося в потоке, в мочевинный продукт с помощью реакции по меньшей мере с частью диоксида углерода, удаленного из синтез-газа на этапе (с), причем часть диоксида углерода, полученного на этапе (с), подают на этап первичного риформинга (а), и/или вторичный риформинг на этапе (а) осуществляют с использованием воздуха, обогащенного кислородом.
При использовании по тексту настоящего документа термин частичная паровая конверсия синтезгаза означает, что часть синтез-газа не подвергается паровой конверсии и соединяется с синтез-газом, повергшимся паровой конверсии, после реакции.
При использовании по тексту настоящего документа термин этап первичного риформинга означает риформинг, который проводят в обычной установке для парового риформинга метана (ПРМ), т.е. в трубчатом риформере, в котором для эндотермического риформинга необходим нагрев теплотой излучения из камер сгорания, таких как камеры сгорания, установленные вдоль стен трубчатого риформера.
Также при использовании по тексту настоящего документа термин этап вторичного риформинга означает, что риформинг проводят в автотермическом риформере или в реакторе каталитического частичного окисления.
Также при использовании по тексту настоящего документа выражение этап однократного синтеза метанола означает, что метанол получают по меньшей мере в одном каталитическом реакторе, который функционирует по конфигурации с однократным проходом, т.е. без значительной рециркуляции (не более 5%) объемного расхода любого газа, полученного путем синтеза метанола, по меньшей мере в один реактор синтеза метанола на этапе синтеза метанола, в частности газового потока, содержащего водород и непрореагировавшие оксиды углерода.
- 1 024553
Пригодные для использования в настоящем изобретении виды углеводородного сырья включают метан, природный газ, нефтепродукты и высшие углеводороды.
Предпочтительно углеводородное сырье содержит метан, например в виде природного газа, сжиженного природного газа (СПГ) или заменителя природного газа (ЗПГ).
При использовании нефтепродуктов и высших углеводородов предпочтительно подвергать эти виды сырья предварительному риформингу до этапа первичного риформинга. Тем не менее, предварительному риформингу могут подвергаться все типы углеводородного сырья.
Настоящее изобретение позволяет непосредственно использовать реакции, управляющие риформингом, синтезом метанола, синтезом аммиака и синтезом мочевины, таким образом, что метанол и мочевина могут быть совместно получены без выбросов в атмосферу диоксида углерода, полученного из синтез-газа, прошедшего вторичный риформинг.
В соответствии со способом по настоящему изобретению количество диоксида углерода и монооксида углерода в синтез-газе, полученном на этапе (Ь), с вычетом количества диоксида углерода, которое подают на этап (а) с этапа (с), соответствует стехиометрическому количеству, необходимому для реакции синтеза метанола и синтеза мочевины:
СО + 2 Н2 = СНзОН
СО2 + 3 Н2 = СНзОН + Н2О
2ΝΗ3 + СО2 = (ЧН2)2СО + Н20
В то же время количество водорода и азота в синтез-газе, полученном на этапе (а), соответствует стехиометрическим количествам, необходимым для вышеуказанных реакций синтеза метанола и синтеза аммиака
2Ν2 + ЗН2 = 2ΝΗ3
Это означает, что молярное содержание Н2, СО, СО2 в синтез-газе, полученном на этапе (Ь), соответствует следующей формуле:
М(Н2) = 3*Μ(Ν2) + 2*М(СО) + 3*(М(СО2)-М(Н2)-КЕС) где КБС - молярный расход СО2, который подается с этапа (с) на этап (а). Это достигается при контроле реакций первичного парового риформинга
СН4 + Н2О = СО + ЗН2,и СН4 + 2Н2О = СО2 + 4Н2 и/или частичного окисления с воздухом, обогащенным кислородом, на этапе вторичного парового риформинга
СН4+ 1/2О2 = СО + 2Н2 и реакции паровой конверсии
Для поддержания необходимых количеств монооксида углерода, диоксида углерода и водорода в конечном синтез-газе определенное количество диоксида углерода из данного газа может подаваться на этап первичного риформинга для подавления паровой конверсии для того, чтобы избежать получения избыточных количеств водорода и диоксида углерода, использующихся в синтезе метанола, аммиака и мочевины.
Вторичный риформинг осуществляют в риформере вторичного риформинга или в автотермическом риформере с использованием воздуха, обогащенного кислородом, для получения количества азота, необходимого реакции синтеза аммиака, а также необходимых количеств монооксида углерода, диоксида углерода и водорода для синтеза метанола вместе с необходимым количеством диоксида углерода для подачи диоксида углерода в первичный риформер и конверсии аммиака в мочевину.
Конечный контроль отношения монооксида углерода и диоксида углерода для того, чтобы количество азота, монооксида углерода, диоксида углерода и водорода соответствовало количеству, необходимому для синтеза метанола и аммиака, вместе с количеством диоксида углерода, необходимым для подачи диоксида углерода в первичный риформер и конверсии аммиака в мочевину, достигается путем паровой конверсии части синтез-газа до отвода диоксида углерода с этапа (с).
С помощью вышеуказанных мер конечное молярное отношение содержащихся в синтез-газе монооксида углерода, диоксида углерода, водорода и азота в значительной степени соответствует стехиометрическим количествам при синтезе метанола и синтезе аммиака, а также необходимому количеству диоксида углерода для использования при синтезе мочевины и, в некоторых случаях, для использования на этапе первичного риформинга.
Таким образом, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения молярное содержание Н2, СО, СО2 и Ν2 в синтез-газе, полученном на этапе (Ь) в результате частичной паровой конверсии синтез-газа, соответствует следующей формуле I в пределах 10% погрешности:
I: М(Н2) = 3*Μ(Ν2) + 2*М(СО) + 3*(Μ(ΟΟ2)-Μ(Ν2)-ΚΕΟ) где К ЕС - молярный расход СО2, который подают с этапа (с) на этап (а).
Формулу I получают путем подачи диоксида углерода, полученного на этапе (с), на этап первично- 2 024553 го риформинга (а) и/или путем осуществления вторичного риформинга на этапе (а) с использованием воздуха, обогащенного кислородом, и/или путем частичной паровой конверсии синтез-газа, полученного на этапе (а).
Способ по настоящему изобретению безвреден для окружающей среды, так как в окружающую среду не производится выбросов СО2, удаленного из синтез-газа, полученного в результате вторичного риформинга. Практически весь моноксид углерода (и диоксид углерода), полученный в данном способе, используют для синтеза метанола и мочевины, за исключением небольших количеств диоксида углерода, которые выбрасываются в атмосферу в продувочном газе.
Удаление диоксида углерода из синтез-газа, полученного в результате вторичного риформинга, может осуществляться с использованием любых традиционных способов физической или химической очистки, известных специалистам.
Предпочтительно диоксид углерода удаляют с применением процесса Бенфилд, известного специалистам, который обеспечивает простой способ извлечения абсорбированного диоксида углерода, который используют в синтезе мочевины и, при необходимости, может быть возвращен на этап первичного риформинга, как было описано выше.
Этап синтеза метанола предпочтительно проводят общепринятыми способами путем прохождения синтез-газа при высоком давлении и температурах, например 60-150 бар и 150-300°С через по меньшей мере один реактор синтеза метанола, содержащий по меньшей мере один неподвижный слой катализатора синтеза метанола. Особенно предпочтительный реактор синтеза метанола представляет собой реактор с неподвижным слоем, охлаждаемый подходящим охлаждающим агентом, таким как кипящая вода, например кипящий водяной реактор (В\УР). В соответствии с особым вариантом осуществления изобретения стадию синтеза метанола на этапе (й) проводят путем прохождения синтез-газа через один или несколько кипящих водяных реакторов, расположенных последовательно, а затем через адиабатический реактор с неподвижным слоем. Предпочтительно один или несколько кипящих водяных реакторов представляют собой одиночный реактор типа реактора для конденсации метанола, который под одним корпусом содержит неподвижный слой частиц катализатора синтеза метанола, а также охлаждающее устройство, приспособленное для непрямого охлаждения синтез-газа метанола, с охлаждающим агентом, который предпочтительно функционирует при давлении в диапазоне 90-150 бар, более предпочтительно 110130 бар, как описано в наших заявках на патент Дании РА 2008 00261 и РА 2008 00260, зарегистрированных 25 февраля 2008 г. Использование реактора синтеза метанола согласно данным заявкам обеспечивает функционирование при намного более высоком давлении, чем у обычных кипящих реакторов, которое обычно составляет около 80-90 бар. В дополнение, это позволяет использовать один реактор, чем два обычных реактора с кипящей водой, значительно сокращая расходы на производство. Более того, так как рабочее давление на этапе синтеза метанола может сохраняться на уровне 120 бар или выше, может быть получена значительная экономия с точки зрения объема оборудования и общей суммы капиталовложений, так как синтез метанола предпочтительно проводят при высоком давлении.
Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает функционирование секции синтеза метанола и аммиака при аналогичном давлении, например 130 бар, что предполагает упрощенный процесс со значительной экономией средств с точки зрения объема оборудования. Однако также существует возможность функционирования с двумя различными уровнями рабочего давления, например 80-90 бар на этапе синтеза метанола и 130 бар на этапе синтеза аммиака, что предполагает энергосбережение на этапе синтеза метанола.
На этапе (й) поток, содержащий метанол, предпочтительно представляет собой жидкий поток. Данный поток получают путем охлаждения и конденсации синтез-газа из реакторов синтеза метанола. Таким образом, способ по настоящему изобретению может также включать охлаждение синтез-газа, удаленного из каждого реактора синтеза метанола, для конденсации метанола и прохождение газа через сепаратор с удалением из сепаратора нижней фракции, содержащей сырой метанол, с удалением верхней фракции, содержащей синтез-газ, который затем подается в реактор синтеза метанола, с образованием одиночного жидкого потока, содержащего метанол, путем объединения нижних фракций из сепараторов каждого реактора, содержащих сырой метанол.
Необходимо понимать, что термин реактор синтеза метанола при использовании в настоящем документе означает адиабатические реакторы с неподвижным слоем, а также охлаждаемые реакторы, такие как кипящие водяные реакторы и реакторы типа реактора для конденсации метанола, который под одним корпусом содержит неподвижный слой частиц катализатора синтеза метанола, а также охлаждающее устройство, приспособленное для непрямого охлаждения синтез-газа метанола, с охлаждающим агентом, адиабатические реакторы с неподвижным слоем.
На этапе (е) осуществляют каталитическую метанацию для конверсии монооксида углерода в метан по меньшей мере в одном реакторе метанации, который является предпочтительно адиабатическим реактором, содержащим неподвижный слой катализатора метанации.
На этапе (Т) синтез-газ аммиака, полученный на этапе метанации, содержащий водород и азот в правильном соотношении (Η2:Ν2, молярное отношение 3:1), при необходимости, проходит через компрессор для получения необходимого давления синтеза аммиака, например в диапазоне 120-200 бар,
- 3 024553 предпочтительно около 130 бар. Затем обычным способом получают аммиак посредством контура синтеза аммиака, включающего по меньшей мере один конвертер аммиака, содержащий по меньшей мере один неподвижный слой катализатора синтеза аммиака с межслойным охлаждением. Из потока, содержащего аммиак, можно выделить аммиак в жидком виде путем конденсации и последующей сепарации. Предпочтительно на этапе синтеза аммиака получают поток выделяющихся газов, содержащий водород, азот и метан, а также поток, богатый водородом (> 90 об.% Н2). Данные потоки могут, например, быть получены в блоке получения продувочного газа. Предпочтительно данный поток водорода добавляют на этап синтеза метанола (этап (с)), например, путем объединения с метаноловым синтез-газом. Подача данного потока, богатого водородом, на этап синтеза метанола обеспечивает более высокую эффективность способа, так как водород подходящим образом используют в синтезе метанола и последующем синтезе аммиака вместо того, чтобы просто использоваться в качестве топлива.
Для улучшения энергоэффективности способа поток выделяющихся газов, содержащий водород, азот и метан, полученный на этапе (е), возвращают на этап (а), т.е. его возвращают в виде топлива из выделяющихся газов в секцию риформинга установки, в частности на этап первичного риформинга.
Затем осуществляют конверсию аммиака, полученного на этапе синтеза аммиака, в мочевинный продукт с помощью реакции с диоксидом углерода, полученном на этапе (с) в соответствии с описанием выше.
В соответствии с изобретением часть аммиака может быть получена в виде аммиачного продукта, в результате чего формула I изменяется следующим образом:
II: М(Н2) = 3*Μ(Ν2) + 2*М(СО) + 3*(Μ(002)-Μ(Ν2)+2*Ρ-ΚΕ€) где Р - это молярный аммиачный продукт, полученный на этапе (Г).

Claims (10)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ совместного получения метанола и мочевины из углеводородного сырья, включающий следующие последовательные этапы:
    (a) получение синтез-газа, содержащего водород, монооксид углерода, диоксид углерода и азот, путем парового риформинга углеводородного сырья на этапе первичного риформинга, а затем на этапе вторичного риформинга;
    (b) частичная паровая конверсия синтез-газа, полученного на этапе (а);
    (c) удаление по меньшей мере части диоксида углерода из синтез-газа, полученного на этапе (Ь);
    (ά) каталитическая конверсия монооксида углерода, диоксида углерода и водорода в синтез-газе, полученном на этапе (с), на этапе однократного синтеза метанола и извлечение потока, содержащего метанол, и газообразного потока, содержащего азот, водород и непрореагировавшие монооксид углерода и диоксид углерода;
    (е) каталитическая метанация газообразного потока, полученного на этапе (ά), для удаления непрореагировавшего монооксида углерода и диоксида углерода;
    (Г) каталитическая конверсия азота и водорода, содержащихся в газообразном потоке, полученном на этапе (е), на этапе синтеза аммиака и извлечение потока, содержащего аммиак; и (д) прохождение по меньшей мере части потока, содержащего аммиак, через этап синтеза мочевины и конверсия аммиака, содержащегося в потоке, в мочевинный продукт с помощью реакции по меньшей мере с частью диоксида углерода, удаленного из синтез-газа на этапе (с), отличающийся тем, что вторичный риформинг на этапе (а) осуществляют с использованием воздуха, обогащенного кислородом.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что молярное содержание Н2, СО, СО2 и Ν2 в синтез-газе, полученном на этапе (Ь) в результате частичной паровой конверсии синтез-газа, соответствует следующей формуле I в пределах 10% погрешности:
    I: М(Н2) = 3*Μ(Ν2) + 2*М(СО) + 3*(М(СО2)-М№)-КЕС), где КЕС - молярный расход СО2, который подают с этапа (с) на этап (д).
  3. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что углеводородное сырье представляет собой природный газ, заменитель природного газа (ЗПГ), нефтепродукты и высшие углеводороды.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что диоксид углерода подают на этап первичного риформинга (а) в таком количестве, чтобы молярное отношение диоксида углерода к метану составляло до 0,43.
  5. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что этап вторичного риформинга осуществляют с использованием воздуха, обогащенного кислородом, причем в воздухе, обогащенном кислородом, амбиентное содержание кислорода составляет до 99,5% чистого кислорода.
  6. 6. Способ по любому из пп.1 или 5, отличающийся тем, что стадию синтеза метанола на этапе (ά) проводят путем прохождения синтез-газа через один или несколько кипящих водяных реакторов, расположенных последовательно, а затем через адиабатический реактор с неподвижным слоем.
  7. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что один или несколько кипящих водяных реакторов представляют собой одиночный реактор типа реактора для конденсации метанола, который под одним корпу- 4 024553 сом содержит неподвижный слой частиц катализатора синтеза метанола, а также охлаждающее устройство, приспособленное для непрямого охлаждения синтез-газа метанола, с охлаждающим агентом.
  8. 8. Способ по п.6 или 7, дополнительно включающий охлаждение синтез-газа, удаленного из каждого реактора синтеза метанола, для конденсации метанола и прохождение газа через сепаратор с удалением из сепаратора нижней фракции, содержащей сырой метанол, с удалением верхней фракции, содержащей синтез-газ, который затем подается в реактор синтеза метанола, с образованием одиночного жидкого потока, содержащего метанол, путем объединения нижних фракций из сепараторов каждого реактора, содержащих сырой метанол.
  9. 9. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что поток выделяющихся на стадии (ί) газов, содержащий водород, азот и метан, используют в качестве топлива для нагрева на стадии первичного риформинга на этапе (а).
  10. 10. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что углеводородное сырье до этапа (а) подвергают предварительному риформингу.
EA201491322A 2012-01-04 2012-12-21 Совместное получение метанола и мочевины EA024553B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA201200008 2012-01-04
PCT/EP2012/076667 WO2013102589A1 (en) 2012-01-04 2012-12-21 Co-production of methanol and urea

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201491322A1 EA201491322A1 (ru) 2014-12-30
EA024553B1 true EA024553B1 (ru) 2016-09-30

Family

ID=47563365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201491322A EA024553B1 (ru) 2012-01-04 2012-12-21 Совместное получение метанола и мочевины

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9085513B2 (ru)
KR (1) KR102027913B1 (ru)
CN (1) CN104024149B (ru)
AP (1) AP2014007727A0 (ru)
AR (1) AR089633A1 (ru)
BR (1) BR112014016436B1 (ru)
CA (1) CA2860386C (ru)
EA (1) EA024553B1 (ru)
IN (1) IN2014CN04954A (ru)
WO (1) WO2013102589A1 (ru)
ZA (1) ZA201404424B (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA201791153A1 (ru) * 2014-11-25 2017-11-30 Хальдор Топсёэ А/С Способ получения синтез-газа посредством рециркуляции газообразных продуктов горения
GB201502894D0 (en) * 2015-02-20 2015-04-08 Johnson Matthey Plc Process
GB201502893D0 (en) * 2015-02-20 2015-04-08 Johnson Matthey Plc Process
DE102015015310A1 (de) * 2015-11-26 2017-06-14 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Kohlendioxidabtrennung aus Synthesegas
GB201522396D0 (en) 2015-12-18 2016-02-03 Johnson Matthey Plc Process
GB201705487D0 (en) 2017-04-05 2017-05-17 Johnson Matthey Plc Process
WO2019020513A1 (en) 2017-07-25 2019-01-31 Haldor Topsøe A/S METHOD OF PREPARING A SYNTHESIS GAS
AU2018308587B2 (en) 2017-07-25 2023-12-07 Haldor Topsøe A/S Method for the preparation of ammonia synthesis gas
US11124424B2 (en) * 2017-07-25 2021-09-21 Haldor Topsoe A/S Process for the co-production of methanol and ammonia in parallel
EA202090367A1 (ru) * 2018-07-06 2020-05-21 Хальдор Топсёэ А/С Способ получения синтез-газа
CA3127050A1 (en) 2019-01-21 2020-07-30 Eni S.P.A. Methanol production process with higher carbon utilization by co2 recycle
WO2020187583A1 (en) * 2019-03-15 2020-09-24 Haldor Topsøe A/S Process for the production of urea formaldehyde concentrate
CN113544118A (zh) * 2019-03-15 2021-10-22 托普索公司 生产脲甲醛浓缩物的方法
KR20220148838A (ko) * 2020-02-28 2022-11-07 토프쉐 에이/에스 메탄올, 암모니아 및 요소의 동시 생성

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020098132A1 (en) * 2001-01-22 2002-07-25 Vidalin Kenneth Ebenes Bimodal hydrogen manufacture
US20070299144A1 (en) * 2004-03-22 2007-12-27 William Davey Coproduction Of Methanol And Ammonia From Natural Gas
WO2011020618A1 (en) * 2009-08-20 2011-02-24 Saudi Basic Industries Corporation Process for methanol and ammonia co-production

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4168210B2 (ja) 1998-08-14 2008-10-22 三菱瓦斯化学株式会社 メタノール・アンモニア併産方法
EP2192082B1 (en) 2008-11-28 2013-07-03 Haldor Topsoe A/S Co-production of methanol and ammonia
JP5355062B2 (ja) 2008-12-15 2013-11-27 東洋エンジニアリング株式会社 メタノール及びアンモニアの併産方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020098132A1 (en) * 2001-01-22 2002-07-25 Vidalin Kenneth Ebenes Bimodal hydrogen manufacture
US20070299144A1 (en) * 2004-03-22 2007-12-27 William Davey Coproduction Of Methanol And Ammonia From Natural Gas
WO2011020618A1 (en) * 2009-08-20 2011-02-24 Saudi Basic Industries Corporation Process for methanol and ammonia co-production

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140111677A (ko) 2014-09-19
CA2860386A1 (en) 2013-07-11
BR112014016436B1 (pt) 2021-04-20
WO2013102589A1 (en) 2013-07-11
CN104024149A (zh) 2014-09-03
US20140357736A1 (en) 2014-12-04
CA2860386C (en) 2020-04-28
AR089633A1 (es) 2014-09-03
CN104024149B (zh) 2017-05-31
ZA201404424B (en) 2015-12-23
EA201491322A1 (ru) 2014-12-30
KR102027913B1 (ko) 2019-10-02
AP2014007727A0 (en) 2014-06-30
US9085513B2 (en) 2015-07-21
AU2012364340A1 (en) 2014-07-24
IN2014CN04954A (ru) 2015-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA024553B1 (ru) Совместное получение метанола и мочевины
JP5633980B2 (ja) メタノールおよびアンモニアの同時製造のためのプロセス
RU2534092C2 (ru) Способ совместного производства метанола и аммиака из исходного углеводородного сырья
JP5677659B2 (ja) 一体化ガス精製装置
CN107428650B (zh) 用于生产甲醛的方法
CN107250106B (zh) 用于生产甲醛稳定化的尿素的整合方法
UA127220C2 (uk) Спосіб спільного виробництва метанолу та аміаку
CN105820036B (zh) 使用部分氧化生产甲醇的方法和***
EA027871B1 (ru) Способ получения аммиака и мочевины
EA008283B1 (ru) Интегрированный способ производства уксусной кислоты и метанола
EA039782B1 (ru) Способ получения синтез-газа для производства аммиака
UA119697C2 (uk) Спосіб одержання аміаку
CN110177772B (zh) 甲醇、氨和尿素的联合生产
EA036440B1 (ru) Способ получения стабилизированной формальдегидом мочевины
EA021500B1 (ru) Совместное производство метанола и аммиака
US20170349838A1 (en) Process for producing synthetic liquid hydrocarbons from natural gas
WO2023170389A1 (en) Process for producing hydrogen and method of retrofitting a hydrogen production unit
JP5384798B2 (ja) 製鉄所副生ガスからの液化貯蔵可能な燃料の製造方法
US20230219815A1 (en) System network and method for operating a system network of this type for producing higher alcohols
US11873268B2 (en) Process for the production of urea formaldehyde concentrate
AU2012364340B2 (en) Co-production of methanol and urea
WO2023194270A1 (en) Revamp process for an ammonia and methanol co-production plant
US20230073089A1 (en) Co-production of methanol, ammonia and urea
JP2021138912A (ja) 燃料ガスの製造方法
JP2021138927A (ja) 燃料ガスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM

TK4A Corrections in published eurasian patents