【技术实现步骤摘要】
本公开涉及可再生能源在甲醇合成中的应用；更具体地，本公开涉及甲醇合成设备的电气化；还更具体地，本公开涉及通过减少用于甲醇合成设备中的燃料的烃(例如，天然气/化石燃料)的燃烧来减少环境排放，例如二氧化碳。
技术介绍
1、化学合成设备用于提供多种化学品。通常，燃烧(burn)或“燃烧(combust)”专用燃料以提供化学合成的反应热、加热一个或多于一个工艺流的能量、蒸发液体(例如，烧开用作稀释剂的水)的能量、作功的能量(例如，驱动压缩机或泵)或为整个化学合成设备的其他工艺操作提供能量。燃料的这种燃烧(burning)或燃烧(combustion)导致产生对环境有害的烟道气，并且还导致该工艺的能量效率的损失。同样，蒸汽通常常规地用作化学合成设备内的全设备范围的热量和/或能量传递流体。用于热量和/或能量传递的蒸汽通常是通过燃料的燃烧产生的，导致在化学合成过程中产生额外的烟道气和进一步的能量效率损失。此外，使用本来可用作燃烧反应物的材料作为燃料也减少化学合成设备中从给定量材料中产生所需化学产品的量。因此，需要增强的化学合成系统和方法，从而减少或消除燃烧以提供能量的燃料，特别是化石燃料的量。理想地，这种系统和方法还提供化学合成设备的能量效率的增加和/或排放的减少，例如温室气体(ghg)的排放。
技术实现思路
1、本文公开了一种甲醇合成设备，包括：进料预处理部分，其可操作以预处理进料流，所述进料流包括lpg、石脑油、沼气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、石脑油沸程组分、煤、石油焦或其组合；合成气体(合成
2、本文还公开了一种甲醇合成设备，包括：进料预处理部分，其可操作以预处理进料流，所述进料流包括lpg、石脑油、沼气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、石脑油沸程组分、煤、石油焦或其组合；合成气合成部分，包括一个或多于一个选自预重整器、蒸汽重整器、干式重整器、部分氧化反应器、自热重整器、气化器或其组合的反应器，其可操作以从所述进料流产生包含合成气体的合成气合成产物流；甲醇合成部分，其包括一个或多于一个甲醇合成反应器，可操作以生产包含甲醇的合成产物；和/或甲醇合成部分，其包括一个或多于一个甲醇合成反应器，可操作以生产包含甲醇的合成产物；和/或甲醇纯化部分，其可操作以从所述合成产物中除去至少一种组分从而提供经纯化的甲醇产物；其中甲醇合成设备配置为使得甲醇合成设备、进料预处理部分、合成气合成部分、甲醇合成部分、甲醇纯化部分或其组合所需的大部分净能量由电力提供。
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1.一种甲醇合成设备，其包括：
2.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其中碳效率大于或等于82％。
3.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其中能够在所述一个或多于一个反应器中的至少一个内达到预定的合成气生成温度而无需外部燃烧专用燃料、不可再生碳基燃料或化石燃料。
4.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其中所述甲醇合成设备不包括烟道气热回收部分。
5.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其中通过来自电力的加热和相关的对流、传导、辐射或感应传热方式，将一个或多于一个反应器加热至预定的合成气生成温度。
6.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其中：
7.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其还包含在一个或多于一个重整器中每一个的下游的冷却装置；一个或多于一个重整器的最后一个的下游的冷却装置；水煤气变换反应器的下游的冷却装置；位于合成气合成部分的下游并且配置为从重整器产物流中冷凝水的冷却装置；在一个或多于一个甲醇合成反应器中一个或多于一个的下游的冷却装置；甲醇纯化部分内的冷却装置；或其组合，其中用于冷却装置的净能量的至少5
8.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其中经压缩的进料、经压缩的氢气、低温液体、热量、电能或其组合被储存，使得当可再生电力不可用时，能够利用储存的经压缩的进料、经压缩的氢气、低温液体、热量和/或电能。
9.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其还包含分馏装置和甲烷化反应器，所述分馏装置配置为分馏吹扫气体以产生甲烷流，所述甲烷化反应器配置为在分馏之前或之后将吹扫气体中的一氧化碳和二氧化碳转化为甲烷。
10.根据权利要求9所述的甲醇合成设备，其配置用于燃烧小于或等于约50重量百分比(重量％)的吹扫气体。
11.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其中氢气作为副产物一同生产，并且甲醇合成设备还包括：
12.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其中所述甲醇合成设备配置为每生产一吨甲醇，通过燃料燃烧产生的燃烧烟道气少于或等于约两吨。
13.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其配置用于：
14.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其配置用于通过在合成气合成部分中燃烧产生二氧化碳(CO2)以向合成气合成部分增加热量并且减少一个或多于一个甲醇合成反应器中的热量生成。
15.一种在甲醇合成设备中生产甲醇的方法，所述方法包括：
16.根据权利要求15所述的方法，其中碳效率大于或等于82％。
17.根据权利要求15所述的方法，其中通过热除去Q2、Q3和Q4冷却重整产物所获得的热量用于通过提供第一部分的热输入Q1来预热进料。
18.根据权利要求15所述的方法，其中热输入Q1所需热量的第二部分由电加热、过热蒸汽、通过添加少量氧气或空气获得的内部氧化或其组合来提供。
19.根据权利要求15所述的方法，其中蒸汽在(a)中仅用作反应物或稀释剂，并且用作反应物或稀释剂的蒸汽使用电加热产生。
20.根据权利要求15所述的方法，其中机械加热用于加热(a)的重整器、(c)的水煤气变换反应器、(h)的甲醇合成反应器或其组合的进料。
21.根据权利要求15所述的方法，其中(i)中的循环气流与(k)中的吹扫气体流的重量比为至少19:1。
22.根据权利要求15所述的方法，其中氢气作为副产物一同生产，并且还包括燃烧至少一部分一同生产的氢气以提供热量、用作蒸汽重整中的反应物的高温蒸汽或两者，而不产生CO2。
...【技术特征摘要】
1.一种甲醇合成设备，其包括：
2.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其中碳效率大于或等于82％。
3.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其中能够在所述一个或多于一个反应器中的至少一个内达到预定的合成气生成温度而无需外部燃烧专用燃料、不可再生碳基燃料或化石燃料。
4.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其中所述甲醇合成设备不包括烟道气热回收部分。
5.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其中通过来自电力的加热和相关的对流、传导、辐射或感应传热方式，将一个或多于一个反应器加热至预定的合成气生成温度。
6.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其中：
7.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其还包含在一个或多于一个重整器中每一个的下游的冷却装置；一个或多于一个重整器的最后一个的下游的冷却装置；水煤气变换反应器的下游的冷却装置；位于合成气合成部分的下游并且配置为从重整器产物流中冷凝水的冷却装置；在一个或多于一个甲醇合成反应器中一个或多于一个的下游的冷却装置；甲醇纯化部分内的冷却装置；或其组合，其中用于冷却装置的净能量的至少50％是电力提供的。
8.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其中经压缩的进料、经压缩的氢气、低温液体、热量、电能或其组合被储存，使得当可再生电力不可用时，能够利用储存的经压缩的进料、经压缩的氢气、低温液体、热量和/或电能。
9.根据权利要求1所述的甲醇合成设备，其还包含分馏装置和甲烷化反应器，所述分馏装置配置为分馏吹扫气体以产生甲烷流，所述甲烷化反应器配置为在分馏之前或之后将吹扫气体中的一氧化碳和二氧化碳转化为甲烷。
10.根据权利要求9所述的甲醇合成设备，其配置用于燃烧小于或等于约50重量百分比(重量％...
【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·威廉·施罗尔，斯科特·史蒂文森，安德鲁·马克·沃德，蒂姆·阿尔伯特，肯尼思·弗朗西斯·劳森，迈克尔·爱德华·哈克曼，赵准，阿诺·奥普林斯，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术公司，
类型：发明
国别省市：
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