[发明专利]并联反应器中制备甲醇的方法

说明书

本发明提供一种用于制备甲醇的方法，包括以下步骤：(a)使碳氧化物和氢在第一甲醇反应器中在甲醇催化剂的存在下反应以获得含甲醇的第一流出物；(b)将未转化的合成气引入第二甲醇反应器并使该未转化的合成气在该第二甲醇反应器中在甲醇催化剂的存在下反应以获得含甲醇的第二流出物，所述第一甲醇反应器和所述第二甲醇反应器并联连接；(c)使所述第一流出物和所述第二流出物合并，以及(d)使该合并的流出物冷却，并将该合并的和冷却的流出物分离为含甲醇的液体相和未转化的合成气，第一甲醇反应器中的甲醇催化剂通过沸水间接冷却，并且在转化为第二流出物之前，所述第二甲醇反应器中的甲醇催化剂通过未转化的合成气直接或间接冷却。

本申请是申请日为2014年05月15日，申请号为201480032837.2，发明名称为“并联反应器中制备甲醇的方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种在并联反应器中制备甲醇的新方法。

背景技术

很久以来，本领域人员已知通过使含有氢和碳氧化物的合成气催化转化来制备甲醇的方法。制备甲醇的单步法(single-stage method)例如描述在Ullman’s Encyclopediaof Industrial Chemistry中(第6版(1998)，“甲醇”章节，子章节5.2“合成”)。

US 5,827,901描述了从含有氢和碳氧化物的合成气制备甲醇的方法，其中合成气通过提供有催化剂的第一合成反应器，然后通过也提供有用合成气冷却的催化剂的第二合成反应器。两个反应器串联连接。

另一种从含有氢和碳氧化物的合成气制备甲醇的方法描述于US2011/0178188中。合成气体通过第一水冷却的反应器，其中部分碳氧化物被催化转化为甲醇。将所得的合成气与甲醇蒸汽的混合物引导至与第一反应器串联连接的气体冷却的第二反应器，其中另一部分碳氧化物被转化为甲醇。在从合成气分离甲醇之后，气体被再循环至第一反应器。

US 2011/0065966中描述了与上述方法非常类似的并且也使用串联连接的反应器的甲醇制备方法。为了达到最高的甲醇产率(即使使用老化的催化剂)，再循环合成气的部分气流被引导通过第一反应器并被直接引入到第二反应器中。

WO2011/101081A1描述了通过具有多个串行合成阶段的催化工艺制备甲醇的方法，其中基于反应温度和/或合成气中的一氧化碳浓度而测量的反应条件的苛刻度在流动方向上从第一反应阶段至最后反应阶段降低。第一反应阶段使用活性低但长期稳定性高的第一催化剂，而最后的反应阶段使用活性高但是长期稳定性低的第二催化剂。

DE 40 04 862 C2描述了使用至少两个甲醇合成反应器的甲醇合成方法，该反应器两者均为(或所有都是)多床反应器。这些反应器(其可以被布置为串联或并联)都以相同的进料流和模式供料，而在本发明中，第一反应器以新鲜合成气或新鲜合成气与再循环气体的混合物供料。该DE公布中描述的发明目的是实现改善的反应条件，尤其包括对反应器的优化，其导致反应器体积的节省。

最后，日本公布的申请号S51-131813描述了用于甲醇生产的方法，其包括首先将包含碳氧化物和氢的原料气体引入至非循环式反应器以使所述气体部分反应的步骤，以及随后将出口气体中含有的未反应气体从非循环式反应器引入至循环式反应器以使所述出口气体反应的步骤。从附图中看出该非循环式反应器和循环式反应器似乎是串联的。

发明内容

在标准的甲醇合成环(methanol synthesis loop)中，使用沸水反应器(BWR)以使新鲜合成气(来自重整器/气化器单元，以下称为补充气体)与再循环气体(即未转化的合成气)的混合物转化。

由于沸水反应器是昂贵的，人们已作出许多努力，以使甲醇设备中的反应器尺寸最小化或甚至用更便宜的反应器如气体冷却反应器(GCR)代替。