由黑液生产甲醇的方法和设备与流程

本公开内容大体上涉及甲醇的生产。本公开内容尤其但不排他地涉及由纸浆厂中产生的黑液生产甲醇的方法和设备。

背景技术：

1、本节说明了有用的背景信息，而并非承认本文中描述的任何技术代表现有技术水平。

2、纸浆厂产生的黑液(bl)含有各种有机和无机化合物。bl含有例如木质素，并且根据干固体的总量，13%是酚类木质素，19%是非酚类木质素。

3、本发明的一个目的是开发一种使用黑液中存在的木质素来生产甲醇的方法。

技术实现思路

1、权利要求书限定了保护范围。说明书和/或附图中的未被权利要求书所涵盖的设备、系统、产品和/或方法的任何实例和/或技术描述在本文中不作为本发明的实施方式呈现，而是作为可用于理解本发明的背景技术或实例呈现。

2、本发明方法使用通常不存在于纸浆厂的黑液氧化反应器将bl木质素的酚类和/或非酚类甲氧基转化成甲醇。在一个实施方式中，本发明的方法和/或系统被整合到纸浆厂中。

3、本发明的反应器操作条件可以将几乎所有的酚类和/或非酚类木质素甲氧基转化成甲醇和氧化的木质素。由于甲醇在低温下沸腾，因此大部分的甲醇可以通过使用简单的汽提和/或蒸馏塔来提取。

4、本公开内容的一个目的是提供一种用于由源自于工业过程的废物流和侧流如黑液中的木质素生产甲醇的方法。另一个目的是提供一种甲醇生产中和/或木质素加工中的现有技术的替代解决方案。

5、根据第一方面，提供用于生产甲醇的方法，所述方法包括：

6、i.提供包括黑液的原料；

7、ii.任选地在预处理反应器中预处理所述原料以提供预处理的原料；

8、iii.将所述原料或所述预处理的原料转移到第二反应器；以及

9、iv.将至少一种氧化剂进料到所述第二反应器中以产生反应混合物，从而将所述黑液中存在的木质素的甲氧基氧化成甲醇。

10、在本公开内容中，根据第一方面的其中使用预处理步骤的方法也称为两步法或双反应器法。

11、在本公开内容中，根据第一方面的其中不使用预处理的方法也称为一步法或单反应器法。

12、在一个实施方式中，所述方法包括在140~300℃范围内的温度下在碱性条件下进行预处理。例如当使用具有高硫含量的黑液时，在所述方法中包括预处理步骤是有利的。使用预处理，可以实现硫化合物的至少部分去除。

13、在一个实施方式中，所述方法预处理，其中将选自空气、氧气和它们的混合物的氧化剂进料到预处理反应器中。

14、在一个实施方式中，在所述方法中，步骤iv.中的氧化剂选自氧气、臭氧、空气或其任意组合。

15、在一个实施方式中，在所述方法中，所述氧化剂通过喷嘴或入口进料到所述预处理反应器中和/或进料到所述第二反应器中。

16、在一个实施方式中，在所述方法中，将反应混合物的ph调节到选自8~14范围、优选9~13范围、更优选11~12范围的值。

17、在一个实施方式中，在所述方法中，所述预处理反应器和/或所述第二反应器在80~160℃范围内、优选85~140℃范围内的温度下，更优选在约90℃下操作。

18、在一个实施方式中，在所述方法中，所述预处理反应器和/或所述第二反应器在选自2~16巴(g)范围、优选3~14巴(g)范围、最优选4~10巴(g)范围的压力下操作，或者所述压力为约8巴(g)。

19、在一个实施方式中，在所述方法中，所述原料包括软木黑液和/或硬木黑液。

20、在一个实施方式中，在所述方法中，所述原料含有硫化合物。

21、在一个实施方式中，在所述方法中，将氧化的原料转移回到纸浆厂的黑液循环中。

22、在一个实施方式中，在所述方法中，所述预处理反应器或所述第二反应器在以下条件下操作，其中甲醇至少部分地呈气态形式，并且其中所述反应器与配置成冷凝甲醇的液化单元或汽提器尾气(sog)管线直接流体连接。在一个实施方式中，将汽提器尾气收集在一起，然后在冷凝器单元中冷凝。

23、根据第二方面，提供一种系统，所述系统包括用于进行第一方面或其实施方式中的任一个的方法的装置。

24、在第一方面的一个实施方式中，步骤iv.中使用的氧化剂不同于预处理步骤中使用的氧化剂。

25、在第一方面的一个实施方式中，所述预处理步骤中的氧化剂是空气，并且步骤iv中的氧化剂选自氧气、臭氧、空气或其任意组合。

26、当在本发明方法中将一种或多种氧化剂进料到原料中时，形成反应混合物，其中氧化剂在氧化反应中将木质素中存在的甲氧基转化成甲醇。如果原料中存在更具反应性的硫化合物，如通常当用本发明方法加工黑液时的情况，则硫化合物在木质素氧化开始之前被氧化。在一个实施方式中，酚类木质素和非酚类木质素两者都通过本发明方法氧化。

27、在一个实施方式中，预处理反应器和/或第二反应器与纸浆厂的黑液管道流体连接。因此，可以将这些反应器以及本文公开的系统的其它部分安装成纸浆厂的集成单元。

28、在一个实施方式中，在氧化处理完成后，将反应器中产生的氧化的原料转移回到纸浆厂的黑液管道。

29、在另一个实施方式中，一个或多个反应器在以下条件下操作，其中甲醇至少部分地呈蒸气形式，并且其中所述反应器与液化单元或与汽提器尾气管线直接流体连接，所述汽提器尾气管线用于回收液体形式的甲醇。

技术特征：

1.一种用于生产甲醇的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括在碱性条件下预处理。

3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法包括预处理，其中将选自空气、氧气和它们的混合物的氧化剂进料到所述预处理反应器中。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的方法，其中步骤iv.中的氧化剂选自氧气、臭氧、空气或其任意组合。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的方法，其中所述氧化剂通过喷嘴或入口进料到所述预处理反应器和/或所述第二反应器中。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的方法，其中将所述反应混合物的ph调节到选自8~14范围、优选9~13范围、更优选11~12范围的值。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的方法，其中所述预处理反应器和/或所述第二反应器在85~140℃范围内的温度下，优选在约90℃下操作。

8.根据权利要求1~7中任一项所述的方法，其中所述预处理反应器和/或所述第二反应器在选自2~16巴(g)范围、优选3~14巴(g)范围、最优选4~10巴(g)范围的压力下操作，或者所述压力为约8巴(g)。

9.根据权利要求1~8中任一项所述的方法，其中所述原料包括软木黑液和/或硬木黑液。

10.根据权利要求1~9中任一项所述的方法，其中所述原料含有硫化合物。

11.根据权利要求1~10中任一项所述的方法，其中将氧化的原料转移回到纸浆厂的黑液循环中。

12.根据权利要求1~11中任一项所述的方法，其中所述预处理反应器和/或所述第二反应器在以下条件下操作，其中甲醇至少部分地呈气态形式，并且其中所述反应器与液化单元或与汽提器尾气管线直接流体连接。

13.一种系统，所述系统包括用于进行根据权利要求1~12中任一项所述的方法的装置。

技术总结本发明提供了一种方法和一种被配置成进行所述方法的系统，其中通过将氧化剂进料到反应器中的含黑液的原料中，将木质素氧化成甲醇。技术研发人员：纳文·陈那,奥托·格雷斯,艾诺·佩索拉,佩卡·特沃拉受保护的技术使用者：安德里兹公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18