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TWI886671B - 使用二氧化碳製造甲醇之系統及方法 - Google Patents

使用二氧化碳製造甲醇之系統及方法 Download PDF

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TWI886671B
TWI886671B TW112147145A TW112147145A TWI886671B TW I886671 B TWI886671 B TW I886671B TW 112147145 A TW112147145 A TW 112147145A TW 112147145 A TW112147145 A TW 112147145A TW I886671 B TWI886671 B TW I886671B
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湯瑪士 Ｍ 瓊斯
費薩爾 莫曼德
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美商貝特烴能源科技解決方案公司
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Abstract

本發明係關於使用合成氣體(該合成氣體主要為氫氣與一氧化碳之混合物)、氫氣及二氧化碳副產物製造甲醇之系統及方法，其顯著减少二氧化碳排放及/或封存。該合成氣體可例如藉由自熱式反應器、甲烷蒸氣重組器或氣化爐製造。該氫氣可藉由電解槽製造。

Description

使用二氧化碳製造甲醇之系統及方法
本發明係關於使用二氧化碳製造甲醇之系統及方法。更特定言之，該等系統及方法使用合成氣體(其主要為氫氣與一氧化碳之混合物)、氫氣及二氧化碳副產物製造甲醇，且顯著减少二氧化碳排放及/或封存。
用於製造甲醇之習知方法係基於化石燃料諸如天然氣(NG)及石腦油在甲烷蒸氣重組器、自熱式重組器及諸如此類中。此等方法製造二氧化碳(CO2)及其他溫室氣體，該等氣體經排放至大氣或必須經捕集及封存。
合成氣體可藉由碳氫化合物之蒸氣重組或部分氧化來製造。在任一情況中，CO2係必須排放至大氣或必須捕集及封存之副產物。蒸氣重組之原料包含天然氣、天然氣液體及石腦油，其等一般藉由催化蒸氣重組轉化為由氫氣(H2)及一氧化碳(CO)所組成之未加工之合成氣體。然後根據所需最終產物對該未加工之合成氣體進行另外處理。在純氫氣之情况下，該製程包含諸如CO之催化轉化及變壓吸附單元之特徵，其中所有雜質係在單個步驟中移除。部分氧化之原料係重油，且包含從殘留油至瀝青及煤的任一者，其在非催化部分氧化中部分與氧氣(O2)燃燒，以製造由H2及CO所組成之未加工之合成氣體。該合成氣體可經另外處理以製造甲醇或其他可銷售之產品。
電解係一個自可再生資源及核資源進行無碳氫製造的很有前途的選擇。電解使用電將水分解為H2及O2。該反應發生在被稱作電解槽之單元中，電解槽大小可在適合小規模分佈氫製造之小型器具大小的設備至可直接與電製造之可再生資源或其他非溫室氣體排放形式連接在一起的大型中央製造設施範圍內。
相關申請案
本申請案主張2022年12月5日申請之美國臨時申請案第63/430,210號之優先權，其以引用之方式併入本文中。
具體描述本發明之標的，然而，該描述本身無意限制本發明之範疇。因此，該標的亦可結合其他當前或未來技術以其他方式體現以包含與彼等本文中所述者類似及/或少於彼等者之不同結構、步驟及/或組合。儘管術語「步驟」可用於本文中以描述所使用之方法之不同要素，但該術語不應解釋為暗示本文中所揭示之各種步驟之間之任何特定順序，除非另有描述明確限制為特定順序。一般技術人員在檢查以下圖示及詳細描述後，所揭示之實施例之其他特徵及優點將為或將變得顯而易見。意欲將所有此等另外特徵及優點包含於所揭示之實施例之範疇內。此外，本文中所述之所闡述圖示及尺寸僅為示例性的，且無意斷言或暗示關於其中可實施不同實施例之環境、架構、設計或製程的任何限制。在以下描述中提及之溫度及壓力之範圍內，彼等條件僅為說明性的，且無意限制本發明。本文中所述之所有流均由物理線路傳送。
本文中所揭示之系統及方法集成製造合成氣體及H2之習知製程，合成氣體及H2係與二氧化碳副產物一起用作甲醇反應器中之原料，以製造甲醇且顯著减少二氧化碳排放及/或封存。該甲醇產物可用作化學原料或燃料。
在一個實施例中，本發明包含一種用於製造甲醇之系統，其包括：i)用於製造甲醇反應器輸出流的甲醇反應器，該甲醇反應器包括來自合成氣體流之合成氣體、來自氫氣流之氫氣及來自二氧化碳流之二氧化碳；ii)用於將該甲醇反應器輸出流分離為蒸氣流及液體流的分離器；及iii)用於將該液體流分離為甲醇產物流及水流的蒸餾塔。
在另一實施例中，本發明包含一種用於製造甲醇之方法，其包括：i)將合成氣體流、氫氣流及二氧化碳流引入甲醇反應器中用於製造甲醇反應器輸出流；ii)將該甲醇反應器輸出流分離為蒸氣流及液體流；及iii)將該液體流分離為甲醇產物流及水流。
現參照圖1，示意圖闡述使用由自熱式反應器104製造之合成氣體、由電解槽108製造之H2及合併CO2流120製造甲醇之系統100之一個實施例。將使用NG之進料流102與由電解槽108製造之O2流106及來自外部來源之補充O2流101一起進料至自熱式反應器104，以滿足所需化學反應化學計量。透過稱為自熱式重組(ATR)之製程，自熱式反應器104製造合成氣體流110及具有高濃度燃燒後CO2之CO2流出物流112。可將CO2流出物流112送至習知胺吸附單元116進行移除。胺吸附單元116可包含藉由化學吸附製程移除CO2的吸收塔及解吸/汽提塔，該化學吸附製程將CO2流出物流112暴露於胺水溶液中。將合成氣體流110與來自電解槽108之H2流118及來自胺吸附單元116之合併CO2流120一起進料至習知甲醇反應器114。由於將合併CO2流120轉化為甲醇所需之H2超過合成氣體流110中所製造之H2，因此電解槽108藉由使用可再生能源121將去礦質水流103轉化為H2流118及O2流106來製造該轉化所需之另外H2。
甲醇反應器114製造甲醇反應器輸出流122，其包括來自進料流102之未反應進料、來自合成氣體流110之合成氣體、來自合併CO2流120之CO2及包含水及甲醇之反應產物。將甲醇反應器輸出流122送至分離器124進行冷卻、冷凝且分離為包括冷凝未加工之甲醇及水之混合物之液體流126及包括未反應之合成氣體、甲烷、甲醇蒸氣、CO2及水蒸氣之混合物之蒸氣流128。將液體流126送至蒸餾塔130，其中將冷凝未加工之甲醇與水分離，以製造可回收之經純化甲醇產物流132及經純化水副產物流134。將蒸氣流128送至氫氣分離單元136，諸如變壓吸附(PSA)單元，其製造另一個H2流138及具有高濃度CO2之CO2廢氣流140，該流亦可包含一些合成氣體及未反應之碳氫化合物進料。可將另一個H2流138回收返回至甲烷反應器114，且可將CO2廢氣流140送至胺吸附單元116用於藉由上述化學吸附製程移除CO2。因此，CO2係藉由胺吸附單元116從CO2廢氣流140及CO2流出物流112中移除，以製造合併CO2流120，將其回收返回至甲醇反應器114。CO2廢氣流140中之任何合成氣體及未反應之碳氫化合物進料係作為尾氣流142藉由胺吸附單元116移除，尾氣流142可回收返回至甲醇反應器114或用作燃料氣體。
現參照圖2，示意圖闡述使用由甲烷蒸氣重組器202製造之合成氣體、由電解槽108製造之H2及合併CO2流120製造甲醇之系統200之一個實施例。將使用NG或其他碳氫化合物(HC)原料(例如，LPG或石腦油)之進料流102與蒸氣流204一起進料至甲烷蒸氣重組器202。透過稱為甲烷蒸氣重組(SMR)之製程，甲烷蒸氣重組器202使用在反應器管內具有重組觸媒之燃燒加熱器以及由在該燃燒加熱器中燃燒進料流102之部分所產生之熱量，以製造合成氣體流110及具有高濃度燃燒後CO2之CO2流出物流112。可將CO2流出物流112送至習知胺吸附單元116進行CO2之移除。胺吸附單元116可包含藉由化學吸附製程移除CO2的吸收塔及解吸/汽提塔，該化學吸附製程將CO2流出物流112暴露於胺水溶液中。將合成氣體流110與來自電解槽108之H2流118及來自胺吸附單元116之合併CO2流120一起進料至習知甲醇反應器114。由於將合併CO2流120轉化為甲醇所需之H2超過合成氣體流110中所製造之H2，因此電解槽108藉由使用可再生能源121將去礦質水流103轉化為H2流118來製造該轉化所需之另外H2。
甲醇反應器114製造甲醇反應器輸出流122，其包括來自進料流102之未反應進料、來自合成氣體流110之合成氣體、來自合併CO2流120之CO2及包含水及甲醇之反應產物。將甲醇反應器輸出流122送至分離器124進行冷卻、冷凝且分離為包括冷凝未加工之甲醇及水之混合物之液體流126及包括未反應之合成氣體、甲烷、甲醇蒸氣、CO2及水蒸氣之混合物之蒸氣流128。將液體流126送至蒸餾塔130，其中將冷凝未加工之甲醇與水分離，以製造可回收之經純化甲醇產物流132及經純化水副產物流134。將蒸氣流128送至氫氣分離單元136，諸如變壓吸附(PSA)單元，其製造另一個H2流138及具有高濃度CO2之CO2廢氣流140，該流亦可包含一些合成氣體及未反應之碳氫化合物進料。可將另一個H2流138回收返回至甲烷反應器114，且可將CO2廢氣流140送至胺吸附單元116用於藉由上述化學吸附製程進行移除。因此，CO2係藉由胺吸附單元116從CO2廢氣流140及CO2流出物流112中移除，以製造合併CO2流120，將其回收返回至甲醇反應器114。CO2廢氣流140中之任何合成氣體及未反應之碳氫化合物進料係作為尾氣流142藉由胺吸附單元116移除，尾氣流142可回收返回至甲醇反應器114或用作燃料氣體。
現參照圖3，示意圖闡述使用由氣化爐302製造之合成氣體、由電解槽108製造之H2及合併CO2流120製造甲醇之系統300之一個實施例。將使用HC原料(例如，石腦油、煤、石油焦、生物質及/或固體都市廢棄物)之進料流102與蒸氣流304、由電解槽108製造之O2流106及來自外部來源之補充O2流101一起進料至氣化爐302，以滿足所需化學反應化學計量。透過稱為氣化(ATR)之製程，氣化爐302製造合成氣體流110及具有高濃度燃燒後CO2之CO2流出物流112。氣化爐302可包含流化床、移動床、夾帶流系統及/或其他習知組件/配置。可將CO2流出物流112送至習知胺吸附單元116進行移除。胺吸附單元116可包含藉由化學吸附製程移除CO2的吸收塔及解吸/汽提塔，該化學吸附製程將CO2流出物流112暴露於胺水溶液中。將合成氣體流110與來自電解槽108之H2流118及來自胺吸附單元116之合併CO2流120一起進料至習知甲醇反應器114。由於將合併CO2流120轉化為甲醇所需之H2超過合成氣體流110中所製造之H2，因此電解槽108藉由使用可再生能源121將去礦質水流103轉化為H2流118及O2流106來製造該轉化所需之另外H2。
甲醇反應器114製造甲醇反應器輸出流122，其包括來自該進料流102之未反應進料、來自合成氣體流110之合成氣體、來自合併CO2流120之CO2及包含水及甲醇之反應產物。將甲醇反應器輸出流122送至分離器124進行冷卻、冷凝且分離為包括冷凝未加工之甲醇及水之混合物之液體流126及包括未反應之合成氣體、甲烷、甲醇蒸氣、CO2及水蒸氣之混合物之蒸氣流128。將液體流126送至蒸餾塔130，其中將冷凝未加工之甲醇與水分離，以製造可回收之經純化甲醇產物流132及經純化水副產物流134。將蒸氣流128送至氫氣分離單元136，諸如變壓吸附(PSA)單元，其製造另一個H2流138及具有高濃度CO2之CO2廢氣流140，該流亦可包含一些合成氣體及未反應之碳氫化合物進料。可將另一個H2流138回收返回至甲烷反應器114，且可將CO2廢氣流140送至胺吸附單元116用於藉由上述化學吸附製程移除CO2。因此，CO2係藉由胺吸附單元116從CO2廢氣流140及CO2流出物流112中移除，以製造合併CO2流120，將其回收返回至甲醇反應器114。CO2廢氣流140中之任何合成氣體及未反應之碳氫化合物進料係作為尾氣流142藉由胺吸附單元116移除，尾氣流142可回收返回至甲醇反應器114或用作燃料氣體。
本文中所述之系統及方法之其他變體可包含使用自熱式反應器中製造之合成氣體流製造氨，該自熱式反應器中製造燃燒後CO2流且與來自電解槽之H2流(以適當比率製造甲醇)一起進料至專用甲醇反應器。將來自該電解槽之O2流進料至該自熱式反應器或可用於其他耗O2製程中。亦可使用其他技術分離CO2，諸如例如，使用可在變壓或真空調變吸附製程中使用之物理液體吸收劑或固體吸收劑。
雖然已結合當前較佳實施例描述本發明，但熟習此項技術者應瞭解，本發明無意限制彼等實施例之揭示內容。因此，設想在不偏離隨附申請專利範圍及其等效物之精神及範疇之情况下，可對所揭示之實施例進行各種替代實施例及修改。
100:系統 101:補充O2流 102:進料流 103:去礦質水流 104:自熱式反應器 106:O2流 108:電解槽 110:合成氣體流 112:CO2流出物流 114:甲醇反應器 116:胺吸附單元 118:H2流 120:合併CO2流 121:可再生能源 122:甲醇反應器輸出流 124:分離器 126:液體流 128:蒸氣流 130:蒸餾塔 132:經純化甲醇產物流 134:經純化水副產物流 136:氫氣分離單元 138:H2流 140:CO2廢氣流 142:尾氣流 200:系統 202:甲烷蒸氣重組器 204:蒸氣流 300:系統 302:氣化爐 304:蒸氣流
下文參考附圖進行詳細描述，其中類似元素用類似參考編號引用，且其中：
圖1係闡述一種使用由自熱式重組器反應器製造之合成氣體、由電解槽製造之H2及CO2副產物製造甲醇之系統之一個實施例的示意圖。
圖2係闡述一種使用由甲烷蒸氣重組器製造之合成氣體、由電解槽製造之H2及CO2副產物製造甲醇之系統之一個實施例的示意圖。
圖3係闡述一種使用由氣化爐製造之合成氣體、由電解槽製造之H2及CO2副產物製造甲醇之系統之一個實施例的示意圖。
100:系統
101:補充O2流
102:進料流
103:去礦質水流
104:自熱式反應器
106:O2流
108:電解槽
110:合成氣體流
112:CO2流出物流
114:甲醇反應器
116:胺吸附單元
118:H2流
120:合併CO2流
121:可再生能源
122:甲醇反應器輸出流
124:分離器
126:液體流
128:蒸氣流
130:蒸餾塔
132:經純化甲醇產物流
134:經純化水副產物流
136:氫氣分離單元
138:H2流
140:CO2廢氣流
142:尾氣流

Claims (17)

  1. 一種用於製造甲醇之系統，其包括：用於製造甲醇反應器輸出流的甲醇反應器，該甲醇反應器包括來自合成氣體流之合成氣體、來自氫氣流之氫氣及來自經回收的二氧化碳流之二氧化碳；用於將該甲醇反應器輸出流分離為蒸氣流及液體流的分離器；用於將該液體流分離為甲醇產物流及水流的蒸餾塔；用於將該蒸氣流分離為另一氫氣流及二氧化碳廢氣流的氫氣分離單元；及用於製造該經回收的二氧化碳流及尾氣流的胺吸附單元，該胺吸附單元包括來自該二氧化碳廢氣流之二氧化碳及來自二氧化碳流出物流之燃燒後二氧化碳。
  2. 如請求項1之系統，其另外包括：用於製造該二氧化碳流出物流及該合成氣體流之自熱式反應器，該自熱式反應器包括來自進料流之天然氣進料及來自氧氣流之氧氣；及用於製造該氧氣流及該氫氣流之電解槽，該電解槽包括來自水流之去礦質水。
  3. 如請求項1之系統，其另外包括：用於製造該二氧化碳流出物流及該合成氣體流的甲烷蒸氣重組器，該甲烷蒸氣重組器包括來自進料流之天然氣、石腦油或液化石油氣進料及 來自蒸氣流之蒸氣；及用於製造該氫氣流之電解槽，該電解槽包括來自水流之去礦質水。
  4. 如請求項1之系統，其另外包括：用於製造該二氧化碳流出物流及該合成氣體流之氣化爐，該氣化爐包括來自進料流之石腦油、煤、石油焦、生物質或固體都市廢棄物進料，來自氧氣流之氧氣及來自蒸氣流之蒸氣；及用於製造該氧氣流及該氫氣流之電解槽，該電解槽包括來自水流之去礦質水。
  5. 如請求項1之系統，其中該甲醇反應器輸出流係與該分離器直接流體連通。
  6. 如請求項1之系統，其中來自該胺吸附單元之經回收的二氧化碳流係與該甲醇反應器直接流體連通。
  7. 如請求項1之系統，其中該蒸氣流包括未反應之合成氣體、甲烷、甲醇蒸氣、CO2及水蒸氣之混合物。
  8. 如請求項1之系統，其中該液體流包括甲醇與水之混合物。
  9. 如請求項1之系統，其中該甲醇反應器輸出流包括來自該合成氣體流之合成氣體、來自該經回收的二氧化碳流之二氧化碳、水及甲醇。
  10. 一種用於製造甲醇之方法，其包括：將合成氣體流、氫氣流及經回收的二氧化碳流引入甲醇反應器中用於製造甲醇反應器輸出流；將該甲醇反應器輸出流分離為蒸氣流及液體流；將該液體流分離為甲醇產物流及水流；將該蒸氣流分離為另一氫氣流及二氧化碳廢氣流；及製造該經回收的二氧化碳流及尾氣流，其中該蒸氣流係藉由氫氣分離單元分離為該另一氫氣流及該二氧化碳廢氣流，且該經回收的二氧化碳流及該尾氣流係藉由胺吸附單元製造，該胺吸附單元包括來自該二氧化碳廢氣流之二氧化碳及來自二氧化碳流出物流之燃燒後二氧化碳。
  11. 如請求項10之方法，其中該液體流係藉由蒸餾塔分離為該甲醇產物流及該水流。
  12. 如請求項10之方法，其中該二氧化碳流出物流及該合成氣體流係藉由自熱式反應器製造，該自熱式反應器包括來自進料流之天然氣進料及來自氧氣流之氧氣，且該氧氣流及該氫氣流係藉由包括來自水流之去礦質水的電解槽製造。
  13. 如請求項10之方法，其中該二氧化碳流出物流及該合成氣體流係藉由甲烷蒸氣重組器製造，該甲烷蒸氣重組器包括來自進料流之天然氣、石 腦油或液化石油氣進料及來自蒸氣流之蒸氣，且該氫氣流係藉由包括來自水流之去礦質水的電解槽製造。
  14. 如請求項10之方法，其中該二氧化碳流出物流及該合成氣體流係藉由氣化爐製造，該氣化爐包括來自進料流之石腦油、煤、石油焦、生物質或固體都市廢棄物進料，來自氧氣流之氧氣及來自蒸氣流之蒸氣，且該氧氣流及該氫氣流係藉由包括來自水流之去礦質水的電解槽製造。
  15. 如請求項10之方法，其中該甲醇反應器輸出流係與分離器直接流體連通。
  16. 如請求項10之方法，其中來自該胺吸附單元之經回收的二氧化碳流係與該甲醇反應器直接流體連通。
  17. 如請求項10之方法，其中該甲醇反應器輸出流包括來自該合成氣體流之合成氣體、來自該經回收的二氧化碳流之二氧化碳、水及甲醇。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1950316A (zh) * 2004-05-07 2007-04-18 国际壳牌研究有限公司 用于甲醇合成的系统和方法
CN101568507A (zh) * 2006-10-20 2009-10-28 英国石油化学品有限公司 将烃转化为醇的方法
CN113825736A (zh) * 2019-06-12 2021-12-21 庄信万丰戴维科技有限公司 用于合成甲醇的工艺
CN114127037A (zh) * 2019-05-28 2022-03-01 盖斯康泰克技术有限公司 用于甲醇合成的方法和设备
TW202241835A (zh) * 2020-12-22 2022-11-01 丹麥商托普索公司 將二氧化碳和水轉化為合成氣以生產甲醇和碳氫化合物產物
CN115298155A (zh) * 2020-04-20 2022-11-04 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 用于制备甲醇的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102662931B1 (ko) * 2015-05-11 2024-05-03 토프쉐 에이/에스 메탄올 합성을 위한 새로운 방법
GB201600794D0 (en) * 2016-01-15 2016-03-02 Johnson Matthey Davy Technologies Ltd Methanol process
JP2019527691A (ja) * 2016-07-26 2019-10-03 ティッセンクルップ インダストリアル ソリューションズ アクツィエンゲゼルシャフトＴｈｙｓｓｅｎＫｒｕｐｐ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ＡＧ メタノールを製造するための方法およびシステム
WO2020154075A1 (en) * 2019-01-21 2020-07-30 Sabic Global Technologies, B.V. Methanol production process with higher carbon utilization by co2 recycle
EP4244200A4 (en) * 2020-11-14 2025-04-02 Zoneflow Reactor Technologies, LLC PRODUCTION OF GREEN METHANOL
CN117043128B (zh) * 2021-05-11 2025-09-12 庄信万丰戴维科技有限公司 用于合成甲醇的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1950316A (zh) * 2004-05-07 2007-04-18 国际壳牌研究有限公司 用于甲醇合成的系统和方法
CN101568507A (zh) * 2006-10-20 2009-10-28 英国石油化学品有限公司 将烃转化为醇的方法
CN114127037A (zh) * 2019-05-28 2022-03-01 盖斯康泰克技术有限公司 用于甲醇合成的方法和设备
CN113825736A (zh) * 2019-06-12 2021-12-21 庄信万丰戴维科技有限公司 用于合成甲醇的工艺
CN115298155A (zh) * 2020-04-20 2022-11-04 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 用于制备甲醇的方法
TW202241835A (zh) * 2020-12-22 2022-11-01 丹麥商托普索公司 將二氧化碳和水轉化為合成氣以生產甲醇和碳氫化合物產物

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