[发明专利]废气排放控制系统

说明书

本发明公开了一种用于生产甲醛的方法。所述方法包括将包含甲醇的进料流进料到反应器中；使用混合氧化物催化剂在所述反应器中将所述甲醇转化成甲醛以产生包含甲醛的工艺流；从所述工艺流中分离甲醛以形成包含甲醛的产物流，以及废气流；将所述废气流的至少一部分进料到蒸汽冷凝器中以升高所述废气流的所述至少一部分的温度以形成受热的废气流；以及将所述受热的废气流进料到催化燃烧床，以催化燃烧所述受热的废气流的组分以形成经燃烧的废气流。

技术领域

本发明涉及一种用于催化燃烧工艺废气流的组分的排放控制系统。特别地但不是唯一地，本发明涉及一种在用于生产例如作为福尔马林或UFC的甲醛的工艺中使用的排放控制系统。本发明还涉及一种用于生产例如作为福尔马林或UFC的甲醛的方法。

背景技术

甲醛可通过甲醇的催化氧化脱氢来生产。用于进行此类生产的工艺是已知的，例如从WO9632189或US2504402中获知。催化剂通常包括包含钼和铁氧化物的所谓的“混合氧化物”催化剂。一种众所周知的用于生产甲醛的工艺是由Johnson Matthey提供的Formox工艺。Formox工艺涉及在混合氧化物催化剂上对甲醇进行催化氧化脱氢。Formox工艺示于图1中。将甲醇与空气混合、汽化并作为进料流进料到反应器中，在那里甲醇被转化成甲醛。离开反应器的工艺流被送入吸收器，并且甲醛从工艺流中被移除并且在吸收器的底部在产物流中通常作为福尔马林或UFC离开。来自吸收器顶部的废气流中的一部分被进料到排放控制单元(其余部分例如被再循环)，在那里有害组分(诸如一氧化碳、DME和甲醇)被催化燃烧以产生可经由烟囱排出的经燃烧的废气流。在本设计中，经燃烧的废气流用于将进入排放控制系统的废气流预热到催化燃烧所需的点火温度。本排放控制系统提供了优于没有这种系统的工艺的显著优点，但希望试图进一步改进该系统以便降低资本成本和减小压降。这尤其是因为排放控制系统可被改装到现有工艺上以提高它们的排放标准。

本发明试图提供一种用于生产甲醛的改进的排放控制系统和方法。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于生产甲醛的方法，该方法包括：

将包含甲醇的进料流进料到反应器中；

使用混合氧化物催化剂在反应器中将甲醇转化成甲醛以产生包含甲醛的工艺流；

从工艺流中分离甲醛以形成包含甲醛的产物流，以及废气流；

将废气流的至少一部分进料到蒸汽冷凝器中以升高废气流的该至少一部分的温度以形成受热的废气流；以及

将受热的废气流进料到催化燃烧床，以催化燃烧受热的废气流的组分以形成经燃烧的废气流。

通过将废气流进料到蒸汽冷凝器中以升高废气流的温度，可控制受热的废气流在被进料到催化剂床时的温度，以便保持进入催化剂床的受热的废气流的恒定温度。该控制比现有技术系统更简单，在现有技术系统中，经燃烧的废气流用于加热进入的废气流，因为可独立地控制蒸汽。例如，为了保持进入催化剂床的一定温度，可使用具有最小所需蒸汽压力的最小所需量的蒸汽。例如，14.6barg的蒸汽压力对应于200℃的蒸汽温度，并且22.2barg的蒸汽压力对应于220℃的蒸汽温度。在示例性工艺中，催化剂床包括催化剂，该催化剂包括购自Johnson Matthey Formox并且在12barg蒸汽压力下操作的PPd和PPt催化剂。该压力有利地对应于来自典型工厂的最小输出蒸汽压力。该蒸汽温度将通常需要超过催化剂床的入口温度一定的温差以允许有效的热交换。因此，在一些实施方案中，优选将压力为10至25barg、优选15至25barg并且最优选17至20barg的蒸汽进料到蒸汽冷凝器中。此类蒸汽压力可有效地加热废气流。蒸汽冷凝物可被收集和再利用。在废气穿过蒸汽冷凝器时，蒸汽冷凝器中的有效热传递也可允许较低的压降。减小压降在提供具有成本和能量效益的工艺中可能是有利的，因为压缩进入该工艺的气体所需的能量以及该能量的成本可能是巨大的。优选地，蒸汽冷凝器和催化剂床容纳在单个容器内。此类布置减少了连接管路的需要，并且因此可进一步减少系统的压降。