УСТАНОВКА ПРОМЫСЛОВОГО ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА И СПОСОБ ЕЕ РАБОТЫ Российский патент 2020 года по МПК C07C29/151 C01B3/34 B01D3/00 C02F1/00 C07C31/04 

Изобретение относится к установкам синтеза метанола, в частности из низконапорных тяжелых углеводородных газов в промысловых условиях, и может быть использовано в газовой отрасли.

Известно улавливание СО₂ в процессе синтеза метанола [RU 2538598, опубл. 10.01.2015 г., МПК С07С 31/04, С07С 29/151, B01J 19/24], которое осуществляют на установке синтеза метанола, включающей блок получения синтез-газа из углеводородного сырья в составе устройства для конверсии, охладителя и компрессоров синтез-газа и углекислого газа, а также блок синтеза метанола, состоящий из контура синтеза метанола, секции выделения водорода из отходящего газа и сепаратора сырого метанола, оснащенного линией подачи углекислого газа в компрессор.

Основным недостатком известной установки является высокие энергозатраты из-за наличия компрессора для рециркуляции углекислого газа, получаемого в сепараторе сырого метанола при низком давлении.

Наиболее близок по технической сущности к заявляемому изобретению способ получения метанола (варианты) [RU 2252209, опубл. 20.05.2005 г., МПК С07С 31/04, С07С 29/151, С01В 3/38], осуществляемый на установке, оснащенной линиями вывода водяного пара, водного конденсата и сырого метанола, включающей блок получения синтез-газа/синтеза метанола с узлом осушки синтез-газа, одним или двумя узлами синтеза, оборудованными охлаждаемыми водой каталитическими реакторами с рекуперационными теплообменниками и соединенными линией катализата с устройством для выделения метанола в составе холодильника и сепаратора.

Недостатками данной установки являются низкий выход метанола вследствие потерь углекислого газа - одного из реагентов синтеза, растворяющегося в сыром метаноле, и низкая концентрации метанола, не превышающая 80% мол., что требует его дополнительной очистки.

Задача изобретения - повышение выхода и качества метанола.

Техническим результатом является выхода и качества метанола за счет предотвращения потерь углекислого газа и повышения концентрации метанола путем размещения двухсекционного дефлегматора с полуглухой тарелкой в качестве устройства для выделения метанола.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей блок получения синтез-газа/синтеза метанола с по меньшей мере одним узлом синтеза, соединенным линией катализата с устройством для выделения метанола, особенностью является то, что блок получения синтез-газа/синтеза метанола оснащен линией подачи факельного газа, в качестве устройства для выделения метанола установлен дефлегматор, состоящий из охлаждаемой дефлегматорной секции с линией вывода отходящего газа, соединенной с блоком получения синтез-газа/синтеза метанола, и нагреваемой отпарной секции с линией вывода водно-метанольного раствора в линию подачи факельного газа, между которыми расположена полуглухая тарелка с переливом и линией вывода метанола, кроме того, установка содержит блок подготовки воды, оснащенный линиями подачи воды, подачи водного конденсата из блока получения синтез-газа/синтеза метанола и подачи деионизата в линию подачи факельного газа.

Предлагаемая установка может быть соединена с установкой комплексной подготовки газа линиями подачи факельного газа, метанола и отходящего газа, на линии катализата может быть размещен холодильник, в дефлегматоре между полуглухой тарелкой и примыканием линии катализата - контактная секция, например, насадочная, а линия вывода метанола может быть дополнительно соединена с кустами скважин.

В качестве дефлегматора используют, например, вертикальный аппарат, в межтрубное пространстве секций которого подают хладоагент или теплоноситель, а в трубном пространстве осуществляют дефлегмацию катализата или отпарку метанола из водно-метанольного раствора. В качестве остальных элементов установки могут быть использованы любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Установка двухсекционного дефлегматора с полуглухой тарелкой позволяет снизить содержание углекислого газа и воды в метаноле, за счет чего повысить качество последнего, а также уменьшить потери углекислого газа и за счет этого увеличить выход метанола.

Предлагаемая установка включает блок получения синтез-газа/синтеза метанола 1, блок подготовки воды 2, а также дефлегматор 3.

При работе установки факельный газ, подаваемый по линии 4, смешивают с деионизатом, поступающим по линии 5 из блока 2, в который по линии 6 подают балансовое количество воды, а по линии 7 из блока 1 - водный конденсат, а также с водно-метанольном раствором, поступающим по линии 8 из низа дефлегматора 3, и направляют в блок 1, в который по линии 9 с верха дефлегматора 3 возвращают по меньшей мере часть отходящего газа. В блоке 1 смесь нагревают, конвертируют с получением синтез-газа, который осушают и превращают в катализат, подаваемый по линии 10 в дефлегматор 3 между полуглухой тарелкой 11 и отпарной секцией 12. С тарелки 11 по линии 13 выводят метанол, из верха дефлегматорной секции 14 по линии 15 выводят отходящий газ, по меньшей мере часть которого направляют в линию 9. При этом метанол имеет концентрацию не ниже 90% мол. (95% масс.) и содержит не более 0,7% мол. растворенного углекислого газа.

Установка может быть соединена с установкой комплексной подготовки газа 16 линиями подачи факельного газа 4, метанола в качестве ингибитора гидратообразования 13 и отходящего газа в качестве топлива и/или компонента товарного газа 15. При необходимости на линии 10 может быть размещен холодильник 17, в дефлегматоре между полуглухой тарелкой и примыканием линии катализата может быть установлена контактная секция 18, а линия подачи метанола 13 может быть соединена линией 19 с кустами скважин на промысле (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемая установка позволяет повысить выход и качество метанола и может быть использована в промышленности.

Настоящее изобретение относится к установке промыслового получения метанола, включающей блок получения синтез-газа/синтеза метанола с по меньшей мере одним узлом синтеза, соединенным линией катализата с устройством для выделения метанола. При этом блок получения синтез-газа/синтеза метанола оснащен линией подачи факельного газа, в качестве устройства для выделения метанола установлен дефлегматор, состоящий из охлаждаемой дефлегматорной секции с линией вывода отходящего газа, соединенной с блоком получения синтез-газа/синтеза метанола, и нагреваемой отпарной секции с линией вывода водно-метанольного раствора в линию подачи факельного газа, между которыми расположена полуглухая тарелка с переливом и линией вывода метанола, кроме того, установка содержит блок подготовки воды, оснащенный линиями подачи воды, подачи водного конденсата из блока получения синтез-газа/синтеза метанола и подачи деионизата в линию подачи факельного газа. Также изобретение относится к способу работы заявленной установки. Технический результат - повышение выхода и качества метанола. 2 н. и 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Установка промыслового получения метанола, включающая блок получения синтез-газа/синтеза метанола с по меньшей мере одним узлом синтеза, соединенным линией катализата с устройством для выделения метанола, отличающаяся тем, что блок получения синтез-газа/синтеза метанола оснащен линией подачи факельного газа, в качестве устройства для выделения метанола установлен дефлегматор, состоящий из охлаждаемой дефлегматорной секции с линией вывода отходящего газа, соединенной с блоком получения синтез-газа/синтеза метанола, и нагреваемой отпарной секции с линией вывода водно-метанольного раствора в линию подачи факельного газа, между которыми расположена полуглухая тарелка с переливом и линией вывода метанола, кроме того, установка содержит блок подготовки воды, оснащенный линиями подачи воды, подачи водного конденсата из блока получения синтез-газа/синтеза метанола и подачи деионизата в линию подачи факельного газа.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что на линии катализата размещен холодильник.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в дефлегматоре между полуглухой тарелкой и примыканием линии катализата установлена контактная секция.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что линия подачи метанола соединена с кустами скважин.

5. Способ работы установки промыслового получения метанола, включающий смешение факельного газа с деионизатом, полученным в блоке подготовки воды, и водно-метанольным раствором, подачу смеси в блок получения синтез-газа/синтеза метанола, где осуществляют ее нагрев, конвертирование с получением синтез-газа, осушаемого с получением водного конденсата и превращаемого в катализат, содержащий метанол, который направляют в среднюю часть дефлегматора с охлаждаемой дефлегматорной секцией ниже полуглухой тарелки с переливом, при этом с низа нагреваемой отпарной секции дефлегматора выводят водно-метанольный раствор, с полуглухой тарелки - метанол, а с верха - отходящий газ, по меньшей мере часть которого возвращают в блок получения синтез-газа/синтеза метанола.