由天然氣生產芳族烴的方法和實施所述方法的加工單元的制作方法
【專利摘要】本發明涉及氣體化學領域，且更具體地涉及用于由天然氣生產芳族烴的方法和裝置，其涉及生產合成氣、將合成氣轉化為甲醇、在催化劑存在下由甲醇生產芳族烴的濃縮物和水、分離水、從水中汽提烴殘余物以及分開所得的芳族烴濃縮物和含氫氣體，后者至少部分地被用于合成氣的生產，以調節其中的H2:CO比率至1.8?2.3:1，并且可以用于生產芳族烴。根據本發明，在用于合成芳族烴的兩個連續連接的反應器中實施在催化劑存在下由甲醇生產芳族烴：在第一低溫等溫反應器中合成芳族烴和脂族烴，以及在第二高溫絕熱反應器中由第一反應器中形成的脂族烴合成芳族烴和脂族烴，以及隨后在芳族烴濃縮物穩定單元中使其穩定。至少一部分含氫氣體被進料到合成氣體生產單元，且被用于利用自熱重整技術來生產合成氣。裝置實施所述方法。所實現的技術效果在于提高了生產芳香族烴濃縮物的效率。
【專利說明】
由天然氣生產芳族輕的方法和實施所述方法的加工單元
技術領域
[0001] 本發明設及氣體化學領域，且更具體地設及用于由天然氣生產芳族控的方法和裝 置，其設及生產合成氣、將合成氣轉化為甲醇、在催化劑存在下由甲醇生產芳族控的濃縮物 和水、分離水、從水中汽提控殘余物W及分開所得的芳族控濃縮物和含氨氣體，后者至少部 分地被用于合成氣的生產，W調節其中的也:〇)比率至1.8-2.3:1，并且可W用于生產芳族 控。
[0002] 應當注意的是，下文中的術語甲醇也用于指甲醇和二甲酸的混合物，因為二甲酸 也在反應器中形成，并且所述合成不僅與甲醇一起進行，而且還與二甲醋一起進行。
[0003] 芳族控，特別是苯、甲苯、乙苯和二甲苯是石油化學工業中大量生產的重要化學產 品。目前，芳族化合物通常由基于原油的起始材料通過包括催化重整和裂解在內的各種方 法生產。然而，人們越來越需要找到芳族控的替代來源，因為基于原油的起始材料的世界供 應減少了。
[0004] 用于生產芳族控的一種可能的替代源是甲燒，它是天然氣和生物氣的基本組分。 由于與運輸大量天然氣有關的問題，因此利用石油提取的大部分天然氣，特別是在偏遠地 方，突然增多起來。因此，將包含在天然氣中的燒控直接轉化為更高分子量的控，如芳族化 合物，是用于升級天然氣的一種特別有吸引力的方法，條件是可W克服伴隨該轉化的技術 困難。
[0005] 用于將甲燒轉化為液體控的多數方法設及首先將甲燒轉化為合成氣，即氨氣和碳 氧化物(C0和/或C〇2)的混合物。合成氣的生產費用高且能耗大。然而，設及同時生產合成氣 的用于生產芳族化合物的方法是特別有吸引力的，因為合成氣可能具有很高的價值。合成 氣具有很高的潛在價值，因為它可W在隨后的反應中用于形成甲醇、高級醇、乙酸、氨、丙 酬、乙醒、環氧乙燒、乙二醇、二甲酸、W及具有直鏈燒控和/或締控的汽油。生產運樣眾多種 類的產品是優選的，因為運些化學品的價值高于甲燒并且它們更容易運輸W供出售。
【背景技術】
[0006] 本發明首先設及由天然氣生產芳族控濃縮物的方法，其設及生產合成氣、將合成 氣轉化為甲醇、在催化劑存在下由甲醇生產芳族控濃縮物和水、分離水、從水中汽提控殘余 物W及分開所得的芳族控濃縮物和含氨氣體，后者至少部分地被用于生產合成氣，W調節 其中的也:C0比率至1.8-2.3:1。
[0007]該方法描述于2009年公開的俄羅斯專利第2362760號中。
[000引該方法在技術本質和要實現的技術結果方面是最接近的，并且被選擇作為所提出 的本發明的現有技術。
[0009] 該現有技術的缺點是在生產芳族控的濃縮物方面的低效率。出現運種情況是由于 大量產物作為副產物而損失掉的事實。
[0010] 本發明作為方法的公開內容
[0011] 依賴于運種原始觀察的結果，本發明的主要的目的是提供用于由天然氣生產芳族 控的方法，其使得能夠克服上述缺點中的至少一個。
[0012] 為了實現運一目的，在用于合成芳族控的兩個連續連接的反應器中在催化劑存在 下進行由甲醇生產芳族控:在第一低溫等溫反應器中合成芳族控和脂族控，W及在第二高 溫絕熱反應器中由第一反應器中形成的脂族控合成芳族控和脂族控，W及在穩定單元中使 所述芳族控濃縮物隨后穩定。至少一部分含氨氣體被用于生產合成氣，其中使用利用預重 整單元的自熱重整技術或使用氧氣或氧氣-空氣混合物作為氧化劑的非催化部分氧化，根 據W下關系來調節其中的比率：化2的MF-(X)2的MF)/(C0的MF+0)2的MF)>2,其中MF表示合成 氣中組分的摩爾分數。
[0013] 運一優點使得可W由于W下事實而改進在生產芳族控濃縮物方面的效率:在用于 合成芳族控和脂族控的第二反應器中另外加工在用于合成芳族控的第一反應器中生產的 脂族控，其中在較高的溫度下實施該處理過程。使用一部分含氨氣體來生產合成氣將使得 能夠提供作為中間原料成分的甲醇的收率的增加、W及因此芳族控收率的增加的可能性。 [0014]本發明包括一種變體，其中通過加熱外部媒介物(external agent)而使用于合成 芳族控和脂族控的第一反應器的反應區熱穩定，其中，通過在安裝在甲醇合成單元和用于 合成芳族控和脂族控的第一低溫等溫反應器之間的甲醇蒸發器中蒸發甲醇而從所述外部 媒介物中去除熱量。
[0015] 運一優點使得能夠冷卻用于合成芳族控和脂族控的第一低溫等溫反應器。
[0016] 本發明包括一種變體，其中將要在分離單元中從轉化產物中去除的輕質脂族控至 少部分地被進料到用于合成芳族控和脂族控的第一低溫等溫反應器的反應區和/或用于合 成芳族控和脂族控的第二高溫絕熱反應器的反應區，運提供了芳族控濃縮物的收率的增 加。
[0017] 運一優點使得能夠另外增加芳族控濃縮物的有用收率，從而由于其再循環而降低 了將要從排放氣中去除的輕質脂族控的量。
[0018] 本發明包括一種變體，其中使用基于具有Si化/Ab化= 25-100的五元高娃沸石型 結晶侶娃酸鹽的催化劑作為用于合成芳族控和脂族控的第一低溫等溫反應器的催化劑，其 包含0.05-0.1重量％的氧化鋼，其中在W重量百分數計的W下比率的組分中另外包含氧化 鋒、稀±元素氧化物和粘結組分： 氧化辭： 0.5-3.0, 稀上元素氧化物：0.1-5.0，
[0019] 氧'化鞋Γ: 0.05-2.5， 結晶鉛珪酸鹽:紛-70，和 轉結劑： 余量。
[0020] 運一優點使得能夠改進催化劑的性能，尤其是增強顆粒的機械強度和增強其氧化 再生的能力。
[0021] 本發明包括一種變體，其中使用基于具有Si化/Ab化= 25-120的五元高娃沸石型 結晶侶娃酸鹽的催化劑作為用于合成芳族控和脂族控的第二高溫絕熱反應器的催化劑，其 包含0.05-0.1重量％氧化鋼，其中在W重量百分數計的W下比率的組分中另外包含氧化 鋒、氧化鋼、稀±元素氧化物和粘結組分： 氣化辭: 0.5-3.0, 氣化鋼: 0.12-0.30, 稀上元素氧化物：0.1-3.0，
[0022] 氣化鉆: 0.05-2.5, 結晶據娃酸鹽： 63.0-70.0，和 粗結劑： 余量，
[0023] 其中稀±元素氧化物的組成是： 氣化飾Ce〇2: 3.0, 氣化鞠 La，0,: 65.0，
[0024] 氣化鐵 Nd2〇3: 21.0, 氣化錯化Oil: 余量。
[0025] 運一優點使得能夠改進催化劑的性能，尤其是增強顆粒的機械強度和增強其氧化 再生的能力。
[0026] 存在一種本發明的變體:其中在必需時，將合成和分離芳族控濃縮物的過程中生 產的含氨氣體用于氨化含硫化合物的工藝中，所述含硫化合物的去除優選使用氨化為硫化 氨的步驟進行。
[0027] 運一優點使得能夠在用于氨化含硫化合物的工藝中再次使用用于分離轉化產物 的單元中生產的含氨氣體。
[0028] 本發明包括一種變體，其中，與含硫化合物氨化為硫化氨一起，在一個反應器中， 包含在所生產的含氨氣體中的締控被氨化。
[0029] 運一優點使得能夠防止在硫化氨化學吸附劑的表面上W及預重整催化劑的表面 上形成含碳沉積物，并且提供了使組分組合物穩定和降低要轉化為合成氣的蒸汽-氣體混 合物中的蒸汽/碳比率的機會。
[0030] 所提出的本發明的重要特征的組合不是從具有類似目的的方法的現有技術中得 知的，其使得能夠得出作為一種方法的本發明滿足新穎性標準的結論。
[0031] 加工單元的現有技術
[0032] 本發明的另一方面設及用于由天然氣生產芳族控濃縮物的加工單元，其包括W下 連續連接的要件：用于生產合成氣的單元、用于生產甲醇的單元、用于生產芳族控濃縮物的 單元，和用于將轉化產物分離為反應水、排出的含氨氣體、輕質脂族控級分W及穩定的芳族 控濃縮物的單元，所述分離轉化產物的單元連接到用于生產合成氣的單元。
[0033] 該加工單元描述于2009年公開的俄羅斯專利號2362760中。
[0034] 該加工單元在技術本質和要實現的技術結果方面是最接近的，并且被選擇作為所 提出的本發明的現有技術。
[0035] 該現有技術的缺點是在生產芳族控的濃縮物方面的低效率。出現運種情況是基于 大量產物被作為副產物而損失的事實。 陳]本發明作為加工單元的公開內容
[0037] 本發明的主要目的是提供用于由天然氣生產芳族控濃縮物的加工單元，其包括W 下連續連接的要件：用于生產合成氣的單元、用于生產甲醇的單元、用于生產芳族控濃縮物 的單元和用于將轉化產物分離為反應水、排出的含氨氣體、輕質脂族控級分和穩定的芳族 控濃縮物的單元，所述分離轉化產物的單元連接到用于生產合成氣的單元和用于生產芳族 控的單元，運使得能夠克服上述缺點中的至少一個。
[0038] 為了實現運一目的，用于生產芳族控濃縮物的單元包括兩個連續連接的用于合成 芳族控的反應器:用于合成芳族控和脂族控的第一低溫等溫反應器W及用于由第一反應器 中形成的脂族控合成芳族控和脂族控的第二高溫絕熱反應器。所述加工單元包括用于使芳 族控濃縮物穩定的單元。用于分離轉化產物的單元的含氨氣體的出口連接到用于生產合成 氣的單元的入口。
[0039] 運一優點使得能夠由于W下事實而改進在生產芳族控濃縮物方面的效率:在用于 合成芳族控和脂族控的第二反應器中額外進一步處理在用于合成芳族控的第一反應器中 生產的脂族控，其中所述處理過程在較高的溫度下進行。
[0040] 存在本發明的一種變體，其中用于生產芳族控濃縮物的單元另外包括用于甲醇合 成反應器(圖中未顯示）中生產的粗甲醇的蒸氣的同流加熱器。
[0041] 運一優點使得能夠從用于合成芳族控和脂族控的第二高溫反應器的轉化產物中 移除熱量，利用該熱量使甲醇蒸發器出口的甲醇蒸氣過熱。
[0042] 本發明包括一種變體，其中用于合成芳族控和脂族控的第一低溫等溫反應器另外 包括具有外部熱載體的回路，所述回路連接到安裝在用于合成甲醇的單元和用于合成芳族 控和脂族控的第一低溫等溫反應器之間的甲醇蒸發器。
[0043] 運一優點使得由于具有外部熱載體的回路而可W從用于合成芳族控和脂族控的 第一低溫等溫反應器中移除熱量，使用該熱量來蒸發甲醇。
[0044] 本發明包括一種變體，其中用于生產芳族控濃縮物的單元另外包括啟動轉化產物 中的丙烷和其它脂族碳水化合物的轉化過程所需的額外的流體加熱體(flow heater),其 中所述加熱器出口處的流體的溫度比第一反應器的反應區中的最高溫度高至少30°C。
[0045] 運一優點使得能夠啟動使轉化產物中的丙烷和其它脂族控轉化的過程。
[0046] 本發明包括一種變體，其中用于分離轉化產物的單元的借W排出輕質脂族控的出 口連接到用于合成芳族控和脂族控的第一低溫等溫反應器的反應區和/或用于合成芳族控 和脂族控的第二高溫絕熱反應器的反應區。
[0047] 運一優點使得能夠另外增加芳族控濃縮物的有用收率，從而由于其再循環而降低 了從排放氣中移除的輕質脂族控的量。
[0048] 因此，本發明所解決的問題是提供對芳族控濃縮物的生產效率的改進。借助于上 述特征來解決目標問題。
[0049] 所提出的本發明的重要特征的組合不是從具有類似目的的裝置的現有技術得知 的，運使得能夠得出作為加工單元的滿足新穎性標準的本發明的結論。
【附圖說明】
[0050] 參考附圖，根據上文W說明形式給出的描述清楚地理解本發明的其它區別性特征 和優點，并且其不具有限制性，其中：
[0051] -圖1是根據本發明的用于由天然氣生產芳族控的加工單元的示意性透視圖，并且
[0052] -圖2示意性地顯示了根據本發明的用于由天然氣生產芳族控的方法的步驟。
[0053] 根據圖1，用于由天然氣生產芳族控濃縮物的加工單元包括W下連續連接的要件： 用于生產合成氣的單元（1)、用于生產甲醇的單元（2)、用于生產芳族控濃縮物的單元(3)， 和用于將轉化產物分離為反應水、排出的含氨氣體、輕質脂族控級分和穩定的芳族控濃縮 物的單元(4)，單元(4)連接到用于生產合成氣的單元（1)和用于生產芳族控濃縮物的單元 (3)。
[0054] 用于生產芳族控濃縮物的單元（3)包括兩個連續連接的用于合成芳族控的反應 器:用于合成芳族控和脂族控的第一低溫等溫反應器(31) W及用于由第一反應器(31)中形 成的脂族控合成芳族控和脂族控的第二高溫絕熱反應器(32)。
[0055] 用于將轉化產物分離為反應水、排出的含氨氣體、輕質脂族控級分和穩定的芳族 控濃縮物的單元(4)包括用于使控和反應水冷凝、處置廢水及分離出含氨氣體和不穩定的 芳族控濃縮物的單元(41)，W及用于使芳族控濃縮物穩定的單元(42)(通過管線(63)連接 到單元(41))。
[0056] 用于生產芳族控濃縮物的單元(3)另外包括用于回收甲醇合成反應器（2)中獲得 的甲醇的同流蒸發器(33)和用于來自單元(32)的反應介質的粗甲醇蒸氣的同流加熱器（圖 1上未顯示），所述同流加熱器位于粗甲醇蒸發器(33)和第一低溫合成反應器(31)之間的管 線(58)上。
[0057] 用于合成芳族控和脂族控的第一低溫等溫反應器(31)另外包括具有外部熱載體 的回路(34)，所述回路連接到安裝在甲醇合成單元（2)和用于合成芳族控和脂族控的第一 低溫等溫反應器(31)之間的甲醇蒸發器(33)。
[0058] 用于生產芳族控濃縮物的單元(3)另外包括啟動轉化產物中的丙烷和其它脂族控 的轉化過程所需的額外的流體加熱體(位于管線59上）（圖1中未顯示）。
[0059] 用于使芳族控濃縮物穩定的單元(42)的借W排出輕質脂族控的出口（管線65)連 接到用于合成芳族控和脂族控的第一低溫等溫反應器(31)的反應區（管線68)和/或用于合 成芳族控和脂族控的第二高溫絕熱反應器(32)的反應區(管線67)。
[0060] 用于生產合成氣的單元（1)由自熱重整單元（12)與絕熱預重整單元（11)和熱回收 單元(13)組成。運些見于管線(52)、（53)、（54)和(56)上。
[0061] 絕熱預重整單元（11)是如下絕熱反應器，其中發生控C2+的破壞性氨化和蒸汽轉 化過程，形成熱穩定的化合物CH4、C0和C〇2，運使得能夠在將蒸汽-氣體混合物進料到自熱重 整單元（12)之前增加其加熱溫度，W及降低蒸汽-氣體混合物中的蒸汽/碳比率。將由天然 氣(沿管線巧1)進料）、含氨氣體(沿管線(66)進料)和超熱蒸汽(沿管線(70)進料)構成的混 合物進料到單元(11)的入口。在進料到單元(11)之前，使所述混合物超熱到300-450°C的溫 度。
[0062] 自熱重整單元（12)是沿管線(61)吹送氧氣的單獨設備。自熱重整的主要優點是排 除管式蒸汽轉化步驟和W極低蒸汽/碳比率操作的可能性。運使得能夠生產具有至少94% 的甲醇濃度的粗甲醇，其適用于在沒有濃縮步驟的情況下轉化為芳族控濃縮物。另外，通過 向要轉化的原材料中添加來自芳族控濃縮物的合成的含氨排放氣W及還在必要時，通過向 合成氣(管線（56))中添加從來自合成甲醇(管線(69))的排放氣中去除的氨來完全補償通 過自熱重整生產的合成氣中氨（w合成甲醇所需的比率)的缺乏。
[0063] 使來自轉化產物分離單元(41)的含氨氣體再循環使得能夠將W下函數從1.7-1.9 增加到具有低蒸汽/碳比率的所需的2.05-2.1:
[0064] f=化的MF-(X)2的MF)/(C0的MF+0)2的MF)而運降低了能量損失的量和所用熱交換 器的尺寸。
[0065] 含氨氣體通過管線(69)從甲醇合成單元(2)中吹送。
[0066] 水通過管線(62)從轉化產物分離單元(41)中進料到熱回收單元(13)。超熱蒸汽沿 管線(55)從熱回收單元(13)中被抽吸。
[0067] 超熱蒸汽沿管線（70)進料，用于待進料到單元（11)的蒸汽和氣體的混合物的生 產。
[00側本發明的實施方案.
[0069] 根據本發明，W如下方式由天然氣生產芳族控。
[0070] 步驟A1.合成氣的生產
[0071] 沿管線(51)和(52)將天然氣(原圖1中表示為NG)進料到合成氣生產單元（1)。為了 生產在此、C0和C〇2之間具有甲醇合成所需的化學計量比率的合成氣，在自熱重整或吹氧工 藝中使用用于生產合成氣的方案，其中氧用于天然氣中的碳的部分和完全氧化，其中眾所 周知，在通過所述氣體轉化天然氣期間，可獲得具有W下化學計量比率的合成氣：
[0072] f =小于1.8的化2的MF-C02的MF)/(C0的MF+C02的MF)，并且通過循環方案合成甲醇 需要具有05的合成氣。
[0073] 由于W下事實:含氨氣體（圖1中表示為HRG)另外沿管線(66)從單元(4)由用于合 成芳族控濃縮物的步驟進料到用于生產合成氣的單元，因此具有所需化學計量比率f> 2.05的合成氣將位于用于生產合成氣的單元（1)的出口處，其中使來自芳族控濃縮物的合 成的排出的含氨氣體完全再循環，運增加了集成過程的熱效率系數。
[0074] 由于蒸汽重整器不用于校正合成氣體的組成，因此合成氣中C〇2的含量少，運使得 能夠生產具有至少94重量％的濃度的粗甲醇，運還使得能夠去除濃縮粗甲醇的步驟。
[00巧]步驟A2.合成甲醇
[0076] 之后將合成氣沿管線(56)進料到甲醇合成單元(2)，其中將所述合成氣轉化為粗 甲醇和未在所述圖中顯示的排出的合成氣，并沿管線(57)發送到甲醇蒸發器(33)。
[0077] 步驟A3.合成芳族控濃縮物
[0078] 來自甲醇合成單元（2)的粗甲醇進入用于合成芳族控濃縮物的單元（3)的管線 (57)、（58)、（59)和(60)，所述單元(3)由^下構成：用于蒸發甲醇的單元(33)、用于粗甲醇 蒸氣的同流加熱器（圖1中未顯示）、用于合成芳族控和脂族控的第一低溫等溫反應器(31)、 及用于粗甲醇的轉化產物的額外的加熱器(其啟動第二高溫絕熱反應器(32)中的丙烷和其 它脂族控的轉化）（圖1中未顯示）、W及用于由第一反應器(31)中形成的脂族控合成芳族控 和脂族控的第二高溫絕熱反應器(32)。
[0079] 另外，第一反應器中的溫度保持在450°C+/-3(rC的范圍內，并且，第二反應器中的 溫度保持在500°C+/-50°C的范圍內。反應器(31)和(32)中的壓力是0.7M化到3MPa。
[0080] 步驟A4.熱去除
[0081] 通過在單元（33)中蒸發甲醇W及由于回路（34)的存在，從反應器（31)中去除熱 量。不可能直接使用甲醇蒸發器，因為甲醇的臨界溫度是242Γ。中間熱載體被用于撤熱，所 述載體的組成取決于用于單元(31)中的反應器設備的類型。因此，當使用由液體介質冷卻 的管式反應器時，熱載體可W是基于例如二烷基苯的高溫熱載體，或基于娃化合物、烙鹽等 的熱載體。此外，在甲醇蒸發單元(33)中從熱載體中去除一些熱量。
[0082] 當使用待由鉛-祕合金冷卻的共晶組合物的管式反應器時，由于烙體在反應管和 管式甲醇蒸發器之間的對流運動而發生熱交換。
[0083] 當使用利用熱管撤除熱量的具有不動的催化劑層的反應器時，耐鋼且耐熱的控可 W被用作所述中間熱載體。
[0084] 呈氣態的甲醇也可W用作所述中間熱載體。
[0085] 用于使中間熱載體循環的回路由方案中的虛線、并且由附圖標記34表示。
[0086] 將甲醇轉化為芳族控濃縮物導致除所述芳族控W外的脂族控C2+的形成，其中一 部分所述脂族控C2+(丙烷)在高溫下被轉化為芳族控。為了將其轉化，將反應器單元(31)的 蒸汽-氣體混合物加熱到480-530°C的溫度，并且進料到反應器(32)。
[0087] 步驟A5.移除水和含氨氣體
[0088] 之后，將來自反應器(32)的混合物沿管線（60)進料到用于分離轉化產物的單元 (41) ，其中將來自排放氣的反應水冷凝并通過管線(62)去除，通過管線(66)去除含氨氣體， 并通過管線(63)去除芳族控濃縮物，芳族控濃縮物進入穩定單元(42)。
[0089] 將在轉化產物分離單元(41)中冷凝和分離的反應水進料到熱回收鍋爐（13)。W運 種方式使反應水再循環。
[0090] 反應器(31)和(32)中的額外的兩階段轉化W及反應器(31)中的降低的溫度使得 能夠減少甲醇向碳氧化物的轉化，運使得能夠使用排出的含氨氣體在不從其中去除C〇2的 情況下將天然氣中的含硫化合物氨化，從而將合成氣的功能改進為最佳值。含氨氣體含有 極少量的C0或C〇2,其將在氨化催化劑上使含硫化合物部分地甲燒化(methanate)，從而導 致降低氧化鋒、氧化銅、氧化鐵或氧化儀的化學吸附能力的蒸汽的形成。
[0091 ]步驟A6.使芳族控濃縮物穩定
[0092] 通過管線(63)將芳族控濃縮物從用于分離轉化產物的單元(41)進料到穩定單元 (42) ，其中還將來自芳族控濃縮物的穩定的氣體用于轉化為芳族控濃縮物，其中通過管線 (65)、（67)和(65)、（68)將所述氣體送到反應器(31)和他）。通過管線(64)排出產物（圖1中 表示為產物）。
[0093] W上各步驟的順序是一個實例，并且使得能夠同時重新排列、增加或產生各種操 作，只要不損失由天然氣生產芳族控的濃縮物的能力。
[0094] 工業適用性
[00%]所提出的用于由天然氣生產芳族控濃縮物的加工單元可W由本領域技術人員在 實踐中實施，并且在實施時，提供了所要求保護的目的的實施，運使得能夠得出結論，本發 明滿足工業適用性的標準。
[0096] 根據所提出的發明，進行關于用于操作用于由天然氣生產芳族控濃縮物的加工單 元的方法的計算。
[0097] 計算結果顯示如下。
[0098] -使預重整階段的含氨氣體再循環使得能夠將熱效率系數提高到65%，運遠高于 未使含氨氣體再循環的轉化期間在運種情況下的熱效率系數35-40%。因此，整合所述過程 使得能夠將熱效率系數提高不少于20%，運使得能夠將由于轉化所致的控原料的收率增加 至少40-50 %。
[0099] -再循環降低了蒸汽/碳比率（因為待轉化的混合物中存在此W及此0,運兩者均妨 礙在各反應器中形成煤煙）。
[0100] -簡化了加工單元的方案，其中無需安裝額外的蒸汽重整器或使用用于校正合成 氣的組成的其它方案。
[0101] -無需在額外的加工單元中從富氨氣體化RG)中分離氨、和將氨用于氨化脫硫階段 的含硫化合物，因為來自芳族控濃縮物的合成的排放氣可W用于該目的。具有高締控含量 的氣體被氨化為脂族化合物，而含硫化合物在氨化步驟被氨化為出S。
[0102 ]-增加了芳族控濃縮物的生產收率。
[0103] -可W合成高度濃縮的粗甲醇，運使得能夠消除濃縮粗甲醇的步驟。
[0104] 額外的技術效果：
[0105] -增加包括二甲苯在內的甲苯的含量，因為與芳構化一起發生反應，并且使用甲醇 使苯環經歷烷基化。
[0106] 因此，本發明解決了目標問題，增加芳族控濃縮物生產的效率。 實施例
[0107] 加工單元由W下子單元組成：
[0108] 1.用于通過自熱重整和熱再循環生產合成氣的單元。（圖1中表示為單元1)
[0109] 2.用于合成粗甲醇的單元(循環/吹掃比= 20)(圖1中表示為單元2)
[0110] 3.用于由來自合成甲醇的排放氣生產氨的單元(任選的，圖1中未示出）
[0111] 4.用于合成芳族控濃縮物的單元和用于分離轉化產物的單元（圖1中表示為單元3 和4)
[0112] 將脫硫天然氣和來自用于由甲醇合成芳族控濃縮物的單元的排出的含氨氣體的 混合物進料到用于生產合成氣和回收熱的單元的入口。將所述混合物氨化W去除締控，然 后與超熱蒸汽混合，加熱到450-650°C的溫度，并進料到絕熱預重整反應器（11)，其被進料 至具有氧的自熱重整（12)。自熱重整（12)后的產物的參數如下:T>950°C，P-2-3MPa。將來 自重整反應器(12)出口的蒸汽-氣體混合物冷卻，并且從其中分離冷凝水。
[0113] 用于由來自甲醇合成的排出的含氨氣體生產氨的單元:該單元可W由用于濃縮氨 的加工單元構成，所述加工單元根據短周期吸收原理起作用。從含氨氣體中提取氨的程度 是 60 %。
[0114] 粗甲醇是根據循環方案由單元1中獲得的合成氣的壓縮混合物合成的，其中添加 了由來自合成甲醇的排出的含氨氣體生產氨的單元中獲得的氨。
[0"引1.借助于自熱重整和熱再循環技術生產合成氣的單元
[0116] 原材料(千公噸數/年）
[0117] ?具有1.03的甲焼當量[姪氣體中碳原子與分子教的化率]的天然氣 -1000 ?來自合成芳族輕濃縮物的排出的含氮氣體 -378 ?水(蒸汽） -800 ?氧 99.5% -1314 總計： -3491
[011 引 生產的： ?合成氣 -2834 ?冷凝水 -始? 總計： -3491
[0119] 2.合成粗甲醇的單元(循環/吹掃比= 20) 原材料： ?合成氣 -2834 ? 99% 的氨 -20
[0120] 生產的： -2:854 ?粗甲醇 94.5% -2498 播出的含氨氣體 -356 總計:： -2%4
[0。。3.由來自合成甲醇的排放氣生產氨的單元 原料成分： ?來自合成甲醇的排放氣(? -55體積％) -巧6 生產的:
[0122] ?來自用于分離氨的單元的燃料氣 -336 ?具有60%氨提取率的來自合成甲醇的排放氣的99%氨 -20 總許： -356
[01U] 4.合成芳族控濃縮物的單元和分離轉化產物的單元 原材料：
[0124] ?粗甲醇，94.5重量％ 2498 生產的： ?穩定的產物(芳族濃縮物） 70 kF>a的里德(Reid)蒸氣壓 -663
[0125] ?具有1.6重量％甲醇的反應水 -1457 ?排出的含氨今體 -?1寒 總計： 2498
[01%]穩定產物(芳族控濃縮物)的組成 ?甲醇 -0.04% ?脂族化合物 -2.64% ?苯 -8.69%
[0127] ?甲苯 -35.69%: ? Cs+芳族經 -40.10% ? Cy+芳族經 -12.84% 總計： -1(X).00%
【主權項】
1. 一種由天然氣生產芳族烴濃縮物的方法，其包括生產合成氣、將所述合成氣轉化為 甲醇、然后在催化劑存在下由所述甲醇生產芳族烴濃縮物和水、分離所述水、從所述水中汽 提烴殘余物以及分開所得的芳族烴濃縮物和含氫氣體，后者至少部分地用于生產合成氣， 以調節其中H 2: CO比率為1.8-2.3:1，其特征在于，在用于合成芳族烴的兩個連續連接的反 應器中實施在催化劑存在下由甲醇生產芳族烴:在第一低溫等溫反應器中合成芳族烴和脂 族烴，以及在第二高溫絕熱反應器中由所述第一反應器中形成的脂族烴合成芳族烴和脂族 烴，以及隨后在穩定單元中使所述芳族烴濃縮物穩定，并且特征在于，將至少一部分所述含 氫氣體進料到合成氣體生產單元，且用于利用以下技術生產合成氣，其中使用利用預重整 單元的自熱重整技術或使用氧氣或氧氣-空氣混合物作為氧化劑的非催化部分氧化、并根 據以下關系式來調節其中的比率：（H 2的MF-CO2的MF)/(C0的MF+C02的MF)多2,其中MF表示所 述合成氣中的組分的摩爾分數。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過加熱外部媒介物而使所述用于合成芳 族烴和脂族烴的第一反應器的反應區熱穩定，其中，通過在安裝在用于合成甲醇的單元和 用于合成芳族烴和脂族烴的第一低溫等溫反應器之間的甲醇蒸發器中蒸發甲醇，從所述外 部媒介物中去除所述熱。3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將在轉化產物分離單元中從轉化產物中去 除的輕質脂族烴至少部分地進料到所述用于合成芳族烴和脂族烴的第一低溫等溫反應器 的反應區，和/或用于合成芳族烴和脂族烴的第二高溫絕熱反應器的反應區，這樣提供了所 述芳族烴濃縮物的收率的增加。4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，使用基于具有Si02/Al203 = 25-100的五元 高硅沸石型結晶鋁硅酸鹽的催化劑作為用于合成芳族烴和脂族烴的第一低溫等溫反應器 的催化劑，其包含0.05-0.1重量％的氧化鈉，其中在以重量百分數計的以下比率的組分中 另外包含氧化鋅、稀土元素氧化物和粘結組分： 氧化辭： 0.5-3.0, 稀土元素氧化物：0.丨-5.0, 氧化鈷： 0.05-2.5, 結晶銘娃酸鹽： 63-70,和 粘結劑： 余量，5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，使用基于具有Si02/Al203 = 25-120的五元 高硅沸石型結晶鋁硅酸鹽的催化劑作為所述用于合成芳族烴和脂族烴的第二高溫絕熱反 應器的催化劑，其包含0.05-0.1重量％的氧化鈉，其中在以重量百分數計的以下比率的組 分中另外包含氧化鋅、氧化鈉、稀土元素氧化物和粘結組分： 氧化鋅： 0.5-3.0， 氧化鈉： 0.12-0.30， 稀土元素氧化物：0.1-3.0， 氧化鈷： 0.05-2.5, 結晶鋁硅酸鹽： 63.0-70.0,和 粘結劑：余量:， 其中稀土元素氧化物的組成是： 氧化稀CeO2: 3.0, 氧化銅 La2〇3: 65.0, 氧化鐵Nd：；〇3: 2丨.0，和 氧化譜Pr6O1 i 余量。6. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將在合成和分離芳族烴濃縮物的過程中生 產的含氫氣體任選用于氫化含硫化合物的工藝中，所述含硫化合物的去除優選使用氫化為 硫化氫的步驟進行。7. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，與含硫化合物氫化為硫化氫一起，在一個 反應器中，使包含在所生產的含氫氣體中的烯烴氫化，這防止在硫化氫化學吸附劑的表面 上以及在預重整催化劑的表面上形成含碳沉積物，使組分組合物穩定，并降低要轉化為合 成氣的蒸汽-氣體混合物中的蒸汽/碳比率。8. 用于由天然氣生產芳族烴濃縮物的加工單元，其包括以下連續連接的要件：用于生 產合成氣的單元、用于生產甲醇的單元、用于生產芳族烴濃縮物的單元和用于將轉化產物 分離為反應水、排出的含氫氣體、輕質脂族烴級分和穩定的芳族烴濃縮物的單元，所述分離 轉化產物的單元連接到用于生產合成氣的單元，其特征在于，所述用于生產芳族經濃縮物 的單元包括兩個連續連接的用于合成芳族烴的反應器:用于合成芳族烴和脂族烴的第一低 溫等溫反應器，和用于由第一反應器中形成的脂族烴合成芳族烴和脂族烴的第二高溫絕熱 反應器，并且特征在于，所述加工單元包括用于使所述芳族烴濃縮物穩定的單元，并且特征 在于，所述用于分離轉化產物的單元的含氫氣體的出口連接到所述用于生產所述合成氣的 單元的入口。9. 根據權利要求8所述的加工單元，其特征在于，所述用于生產所述芳族烴濃縮物的單 元另外包括用于甲醇合成反應器中獲得的粗甲醇的蒸氣的同流加熱器。10. 根據權利要求8所述的加工單元，其特征在于，所述用于合成芳族烴和脂族烴的第 一低溫等溫反應器另外包括具有外部熱載體的回路，所述回路連接到安裝在用于合成甲醇 的單元和用于合成芳族烴和脂族烴的第一低溫等溫反應器之間的甲醇蒸發器。11. 根據權利要求9所述的加工單元，其特征在于，所述用于生產芳族烴濃縮物的單元 另外包括啟動轉化產物中的丙烷和其它脂族碳水化合物的轉化過程所需的額外的流體加 熱體，其中加熱器出口處的流體的溫度比所述第一反應器的反應區中的最高溫度高至少30 cC。12.根據權利要求9所述的加工單元，其特征在于，所述用于使所述芳族烴濃縮物穩定 的單元的借以排出輕質脂族烴的出口連接到所述用于合成芳族烴和脂族烴的第一低溫等 溫反應器的反應區和/或所述用于合成芳族烴和脂族烴的第二高溫絕熱反應器的反應區。
【文檔編號】C07C31/04GK106029613SQ201580005345
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年1月20日
【發明人】I·I·利希涅爾, O·V·馬洛瓦, A·L·塔拉索夫, V·V·舍涅茨基, S·V·梅德韋杰夫, D·V·普切林采夫
【申請人】Ngt全球股份公司