КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно настоящему изобретению создан синергетический способ производства метанола, включающий этапы:

• электролиз воды для получения водорода и кислорода;

• обеспечение сырьевого потока органического горючего топлива;

• подача, по крайней мере, части кислорода, полученного на этапе а), вместе со стехиометрическим количеством упомянутого органического горючего топлива в реактор частичного окисления для получения отходящих газов, содержащих моноокись углерода и водород;

• подача, по крайней мере, части упомянутых моноокиси углерода и водорода в синтезатор метанола для получения метанола;

•  добавление дополнительного водорода в упомянутый синтезатор метанола для обеспечения стехиометрического питания водородом и моноокисью углерода упомянутого синтезатора метанола.

Согласно дополнительному варианту настоящего изобретения способ включает следующие этапы:

• электролиз воды с получением водорода и кислорода;
• обеспечение сырьевого потока органического горючего топлива;
• подача, по крайней мере, части кислорода, полученного на этапе а), вместе со стехиометрическим количеством упомянутого органического горючего топлива в реактор частичного окисления для получения отходящих газов, содержащих моноокись углерода и водород;
• обеспечение подачи сырьевого потока двуокиси углерода для охлаждения упомянутого реактора частичного окисления с тем, чтобы повысить температуру упомянутой двуокиси углерода до температуры выше температуры диссоциации упомянутой двуокиси углерода;
• подача упомянутой нагретой двуокиси углерода в упомянутый реактор частичного окисления;
• подача по крайней мере части упомянутых моноокиси углерода и водорода в синтезатор метанола для получения метанола;
• добавление дополнительного водорода в упомянутый синтезатор метанола для получения стехиометрической загрузки водорода и моноокиси углерода в упомянутый синтезатор метанола.

В дополнительном альтернативном варианте метанол может быть соединен с изобутанолом для получения метил-трет-бутилового эфира.

В дополнительном необязательном варианте способ также может включать синтезатор изобутилена, в котором бутан и пар соединяются с получением изобутилена и водорода.

Одним из преимуществ настоящего изобретения является использование электролиза для получения чистого кислорода и чистого водорода. Электролизная установка может работать, используя излишки энергии от энергоподводящих компаний. Традиционно энергоподводящие компании снижают потребление электричества по вечерам и выходным дням. Однако с точки зрения рентабельности предпочтительнее поддерживать работу генераторных станций на постоянной основе. Соответственно, можно получить значительное количество избыточной энергии по очень низким ценам. Излишки энергии могут использоваться для производства водорода и кислорода очень высокой чистоты. Водород и кислород могут накапливаться для использования, когда они могут потребоваться в производстве моноокиси углерода.

Дополнительным преимуществом настоящего способа является то, что использование электролиза приводит к получению одновременно кислорода для реактора частичного окисления и водорода, который может использоваться для получения стехиометрического баланса моноокиси углерода и водорода, подаваемого в синтезатор метанола.

Водород для синтезатора метанола может быть получен как из реакции частичного окисления, так и в качестве побочного продукта производства изобутилена. В таком варианте водород из электролизной установки может собираться и продаваться как коммерческий продукт.

Способ особенно хорошо приспособлен для использования тяжелых углеводородных фракций, таких как газойль или кубовые остатки от крекинга сырой нефти. Способ имеет множество источников водорода, как, например, от производства изобутилена или из реактора частичного окисления, который может использоваться для получения стехиометрического количества водорода для добавления в синтезатор метанола без использования высококачественного водорода, производимого электролизной установкой, или без осуществления реакции перемещения воды.

В способ также может быть включен этаноловый ферментатор. Для получения метанола в этаноловый ферментатор могут быть добавлены предшественник спирта и пар. Этанол может быть конвертирован, используя изобутилен с получением ETBE и дополнительных количеств водорода, используемого для увеличения производства метанола.

В дополнительном альтернативном варианте может быть необязательно добавлен реактор для производства газа. Реактор для производства газа нагревает двуокись углерода, например двуокись углерода из этанолового ферментатора, для получения моноокиси углерода. Моноокись углерода используется как дополнительное сырье для метанолового синтезатора. Увеличенное количество моноокиси углерода, подаваемое в синтезатор метанола, требует увеличения количества водорода, подаваемого в синтезатор метанола. Увеличенная потребность в водороде может быть обеспечена за счет побочного продукта из синтезатора изобутилена. Если необходимо, дополнительный водород может быть получен от электролиза.

Согласно дополнительному альтернативному варианту в процесс может быть включена согенерирующая установка. В согенерирующей установке часть углеводородного переработанного сырья может сжигаться для получения пара, электричества и отходящих газов. Электричество может использоваться для питания электроэнергией электролизной установки. Пар может использоваться в различных местах по всему процессу, как, например, для сжатия газов, нагнетания жидкостей, этапов нагревания в процессе, как, например, в ферментации, дистилляции и других. Отходящие газы могут использоваться для обеспечения источников двуокиси углерода для реактора для производства газа. Соответственно, добавление согенерирующей установки может быть также использовано для создания эффективного объединенного процесса производства MTBE и ETBE, в то же время значительно снижающего или исключающего выделение отходящих (тепличных) газов.

В дополнительном альтернативном варианте настоящего способа двуокись углерода из вентиляционных газов или атмосферы может быть пропущена через теплообменник, который прикреплен к реактору частичного окисления. Двуокись углерода должна нагреваться реакционными продуктами реактора частичного окисления до или выше температуры диссоциации двуокиси углерода. Как только двуокись углерода нагревается до этой температуры, она диссоциирует с образованием моноокиси углерода, которая затем может подаваться в синтезатор метанола, и кислород, который может подаваться в реактор частичного окисления.