[发明专利]在没有二氧化碳排放下由合成气制备甲醇的方法

权利要求书

1.一种通过如下步骤制备甲醇的方法：

(a)在合成气生产单元(A)中由含碳原料(I)生产包含一氧化碳、二氧化碳和氢气的合成气(II)，

(b)将来自步骤(a)的合成气(II)供入甲醇合成单元(B)中并在150-300℃的温度和5-10MPa abs的压力下在甲醇合成催化剂存在下将其转化成含有甲醇、水、一氧化碳、二氧化碳、氢气、二甲醚和甲烷的反应混合物，从所述反应混合物冷凝出富含甲醇和水的粗甲醇料流(III)，并将粗甲醇料流(III)以及包含一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷的气体料流(IV)从甲醇合成单元(B)排出，

(c)将来自步骤(b)的粗甲醇料流(III)在膨胀单元(C)中膨胀至0.1-2MPa abs的压力，并得到包含二氧化碳和甲烷的膨胀气体(V)以及富含甲醇和水的脱气粗甲醇料流(VI)，

(d)通过蒸馏在蒸馏设备(D)中将包含二氧化碳和二甲醚的低沸物料流(VII)与来自步骤(c)的脱气粗甲醇料流(VI)分离，并得到富含甲醇和水的底部料流(VIII)，以及

(e)在另一蒸馏设备(E)中将含水高沸物料流(IX)与来自步骤(d)的底部料流(VIII)分离，并通过蒸馏以料流(X)得到甲醇，

包括：

(f)将料流(IV)中以及两种料流(V)和(VII)中的至少一种中的有价值组分一氧化碳、二氧化碳、二甲醚和甲烷供入燃烧单元(F)中并在供入氧气含量为30-100体积％的含氧气体(XI)下在其中燃烧它们，形成含二氧化碳的烟道气(XII)，

(g)在二氧化碳回收单元(G)中将富含二氧化碳的料流(XIV)与来自步骤(f)的含二氧化碳的烟道气(XII)分离，形成废气料流(XIII)，以及

(h)将来自步骤(g)的在二氧化碳回收单元(G)中分离出的富含二氧化碳的料流(XIV)再循环到步骤(a)的合成气生产单元(A)和/或步骤(b)的甲醇合成单元(B)中。

2.根据权利要求1的方法，其中步骤(a)中所用含烃原料(I)是天然气、沼气、煤、木材、塑料、矿物油、生物萘或来自矿物油或天然气加工、来自化学生产方法、来自可再生原料或来自塑料再循环的含烃料流。

3.根据权利要求1或2的方法，其中将含甲烷原料用于步骤(a)中并且所述合成气(II)通过蒸汽重整、自热重整、蒸汽重整和自热重整的组合或部分氧化生产。

4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中所述合成气(II)包含甲烷。

5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中在步骤(b)中的甲醇合成单元(B)中将含铜和锌的非均相催化剂用作甲醇合成催化剂。

6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其中所述在步骤(b)中的甲醇合成单元(B)包括压缩合成气(II)的压缩机、转化合成气(II)的反应器、冷凝出粗甲醇料流(III)的冷凝器和将未冷凝气体再循环到所述反应器中的管道。

7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中在步骤(f)中将料流(IV)、(V)和(VII)中的有价值组分一氧化碳、二氧化碳、二甲醚和甲烷供入燃烧单元(F)中。

8.根据权利要求1-7中任一项的方法，其中对步骤(f)中的燃烧单元(F)供应氧气含量为90-100体积％的含氧气体(XI)。

9.根据权利要求1-8中任一项的方法，其中步骤(f)中的燃烧单元(F)包括燃烧室和冷凝器，水在所述冷凝器中从所述燃烧室中得到的燃烧气体冷凝出来并作为料流(XV)从燃烧单元(F)输出并且剩余气体料流构成含二氧化碳的烟道气(XII)。

10.根据权利要求1-9中任一项的方法，其中在步骤(g)中的二氧化碳回收单元(G)中将二氧化碳在吸收器中由含二氧化碳的烟道气(XII)吸收到碱性溶剂中，形成废气料流(XIII)，富含二氧化碳的料流(XIV)在解吸器中由所述负载有二氧化碳的溶剂释放并且将所述贫二氧化碳溶剂返回所述吸收器中。