BE1020423A5 - Procede de production de methionine. - Google Patents

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BE1020423A5 BE2011/0402A BE201100402A BE1020423A5 BE 1020423 A5 BE1020423 A5 BE 1020423A5 BE 2011/0402 A BE2011/0402 A BE 2011/0402A BE 201100402 A BE201100402 A BE 201100402A BE 1020423 A5 BE1020423 A5 BE 1020423A5
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Motonobu Yoshikawa
Takehiro Nakasuji
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Sumitomo Chemical Co
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Description

PROCEDE DE PRODUCTION DE METHIONINE Arrière-plan de l'invention 1. Domaine de l'invention
La présente invention concerne un procédé de production de méthionine utilisant du dioxyde de carbone qui est séparé et récupéré d'un gaz brûlé de combustion obtenu par une combustion à l'oxygène pur.
2. Description de l'art antérieur
On connaît un procédé de production de méthionine par réaction de 3-méthylthiopropanal comme matière première avec de l'acide cyanhydrique en présence d'une base, par réaction subséquente du produit résultant avec du carbonate d'ammonium et par hydrolyse subséquente du produit de réaction. Du dioxyde de carbone est introduit dans ce procédé dans le liquide réactionnel après l'hydrolyse, sur quoi a lieu une cristallisation et on peut obtenir de la méthionine séparée sous forme de cristal.
Le dioxyde de carbone qui doit être introduit dans le liquide réactionnel après l'hydrolyse comprend du dioxyde de carbone qui est produit dans un procédé de production d'hydrogène par une réaction de reformage à la vapeur, et du dioxyde de carbone qui est obtenu par rinçage et purification d'un gaz brûlé produit par une chaudière ou semblable. On utilise également de l'hydrogène comme matière première pour la production de méthionine, et donc on utilise en général la réaction de reformage à la vapeur puisqu'un gaz reformé contenant de l'hydrogène et du dioxyde de carbone est par là produit.
Le rapport quantitatif molaire de l'hydrogène et du dioxyde de carbone pour la production de méthionine est hydrogène/dioxyde de carbone = 1/1. Le rapport quantitatif molaire de l'hydrogène et du dioxyde de carbone produit par la réaction de reformage à la vapeur est d'autre part approximativement hydrogène/dioxyde de carbone = 3/1. En supposant que l'hydrogène et le dioxyde de carbone contenus dans le gaz reformé obtenu par la réaction de reformage à la vapeur sont utilisés comme matières premières pour la production de méthionine, de l'hydrogène subsiste, et des installations pour traiter l'hydrogène en excès sont par conséquent nécessaires.
La demande de brevet japonais publiée avant examen JP-A 2003/81605 décrit un procédé de production d'hydrogène, dans lequel l'hydrogène est séparé et purifié à partir d'un gaz reformé obtenu en soumettant du gaz naturel liquéfié à une réaction de reformage à la vapeur, et des effluents gazeux contenant des substances combustibles séparés dans le procédé de purification de l'hydrogène sont utilisés pour une combustion de chauffage dans la réaction de reformage à la vapeur. Dans le procédé de production d'hydrogène décrit dans JP-A-2003/81605, on introduit de l'oxygène pur ou de l'oxygène de concentration élevée, lequel est séparé par voie cryogénique en utilisant la chaleur de liquéfaction du gaz naturel liquéfié, comme agent oxydant pour la combustion des effluents gazeux lors du chauffage pour la combustion dans la réaction de reformage à la vapeur, et du dioxyde de carbone est séparé et récupéré à une concentration élevée à partir des gaz brûlés de combustion produits lors de la combustion. On obtient dans le procédé de production d'hydrogène, du dioxyde de carbone dans le gaz reformé obtenu par la réaction de reformage à la vapeur et du dioxyde de carbone de concentration élevée, séparé et récupéré à partir des gaz brûlés de combustion.
JP-A-2003-81605 ne considère cependant pas l'utilisation d'hydrogène et de dioxyde de carbone formés et récupérés dans la production d'hydrogène, comme matières premières pour la production de méthionine. De l'hydrogène subsiste par conséquent pour la production de méthionine dans laquelle de l'hydrogène et du dioxyde de carbone sont utilisés à un rapport molaire hydrogène/dioxyde de carbone = 1/1, et des installations pour traiter l'hydrogène en excès sont encore nécessaires.
Résumé de l'invention
Un objet de l'invention est par conséquent de fournir un procédé de production de méthionine utilisant de l'hydrogène et du dioxyde, de carbone qui est formé et récupéré dans la production d'hydrogène, le procédé permettant d'abaisser la quantité d'hydrogèneen excès.
L'invention fournit un procédé de production de méthionine comprenant : une étape de formation d’hydantoïne comprenant l’obtention de la 5-(P-méthylmercaptoéthyl)hydantoïne en utilisant du sulfure d'hydrogène obtenu par réaction d'hydrogène et de soufre ; une étape d'hydrolyse comprenant l’hydrolyse de la 5-(ß-méthylmercaptoéthyl)hydantoïne ; une étape de cristallisation comprenant la cristallisation avec du dioxyde de carbone introduit dans une solution réactionnelle après l'hydrolyse, pour obtenir de la méthionine ; et une étape d'alimentation en matières premières comprenant l’introduction de l’hydrogène et du dioxyde de carbone qui sont formés et récupérés à partir d'un appareil de production d'hydrogène, dans lequel un gaz reformé est obtenu en soumettant un hydrocarbure chauffé avec un four de chauffage d’hydrocarbure et de la vapeur à une réaction de reformage à la vapeur sous chauffage par combustion dans un four de chauffage de la réaction de reformage, comme hydrogène destiné à être utilisé dans l'étape de formation d’hydantoïne et comme dioxyde de carbone destiné à être utilisé dans l'étape de cristallisation, dans l'étape d'alimentation en matières premières, l'hydrogène qui est séparé et récupéré du gaz reformé obtenu dans l'appareil de production d'hydrogène est introduit pour une utilisation dans l'étape de formation d’hydantoïne, le dioxyde de carbone qui est séparé et récupéré à partir du gaz reformé obtenu dans l'appareil de production d'hydrogène est introduit pour une utilisation dans l'étape de cristallisation comme dioxyde de carbone principal, et le dioxyde de carbone qui est séparé et récupéré à partir d'un gaz brûlé de combustion produit dans la combustion dans le four de chauffage d’hydrocarbure destiné à chauffer l'hydrocarbure, et le dioxyde de carbone qui est séparé et récupéré à partir d’un gaz brûlé de combustion produit par la combustion dans le four de chauffage de la réaction de reformage de la réaction de reformage à la vapeur avec de l'oxygène obtenu par séparation cryogénique de l'air introduit comme agent d'oxydation étant recyclés et introduit dans le four de chauffage d’hydrocarbure et dans le four de chauffage de la réaction de reformage, sont introduits pour une utilisation dans l'étape de cristallisation comme dioxyde de carbone auxiliaire avec de l’oxygène obtenu comme un agent oxydant par séparation cryogénique de l’air.
Le procédé de production de méthionine comprend selon l'invention : une étape de formation d’hydantoïne comprenant l’obtention de la 5-(3-méthylmercaptoéthyl)hydantoïne en utilisant du sulfure d'hydrogène obtenu par la réaction d'hydrogène et de soufre ; une étape d'hydrolyse comprenant l’hydrolyse de la 5-(p-méthylmercaptoéthyl)-hydantoïne; une étape de cristallisation comprenant la cristallisation avec du dioxyde de carbone introduit dans une solution réactionnelle après l'hydrolyse, pour obtenir de la méthionine; et une étape d'alimentation en matières premières.
Dans l'étape d'alimentation en matières premières, de l'hydrogène qui est séparé et récupéré à partir du gaz reformé, obtenu dans l'appareil de production d'hydrogène, est introduit pour une utilisation dans l'étape de formation d’hydantoïne. Dans l'étape d'alimentation en matières premières, du dioxyde de carbone qui est séparé et récupéré à partir du gaz reformé, obtenu dans l'appareil de production d'hydrogène, est de plus introduit pour une utilisation dans l'étape de cristallisation comme dioxyde de carbone principal, et du dioxyde de carbone qui est séparé à partir d'un gaz brûlé de combustion produit lors de la combustion dans le four de chauffage pour le chauffage de l'hydrocarbure, et du dioxyde de carbone qui est séparé à partir d'un gaz brûlé de combustion produit par la combustion dans le four de chauffage de la réaction de reformage à la vapeur avec de l'oxygène pur ou de l'oxygène de concentration élevée obtenu par séparation cryogénique de l'air introduit comme agent oxydant (combustion à l'oxygène pur), sont introduits pour une utilisation dans l'étape de cristallisation comme dioxyde de carbone auxiliaire.
On préfère de plus dans le procédé de production de méthionine de l'invention que la combustion dans le four de chauffage pour chauffer l'hydrocarbure dans l'appareil de production d'hydrogène soit une combustion avec de l'oxygène obtenu par séparation cryogénique de l'air introduit comme agent oxydant.
De plus, dans le procédé de production de méthionine de l'invention, la combustion dans le four de chauffage pour chauffer l'hydrocarbure dans l'appareil de production d'hydrogène est de préférence une combustion avec de l'oxygène pur ou de l'oxygène de concentration élevée obtenu par séparation cryogénique de l’air introduit comme agent oxydant (combustion à l'oxygène pur).
Il est de plus préférable dans le procédé de production de méthionine de l'invention que de la vapeur destinée à être utilisée dans la réaction de reformage à la vapeur soit produite en utilisant l'énergie thermique du gaz reformé de la réaction de reformage à la vapeur dans l'appareil de production d'hydrogène.
De la méthionine est produite dans le procédé de production de méthionine selon l'invention en utilisant de l'hydrogène et du dioxyde de carbone obtenu à partir de l'appareil de production d'hydrogène à un rapport molaire hydrogène/dioxyde de carbone = 1/1, lesquels sont constitués d'hydrogène et de dioxyde de carbone qui sont séparés et récupérés à partir du gaz reformé obtenu par la réaction de reformage à la vapeur (dioxyde de carbone de matière principale) et de dioxyde de carbone de concentration élevée qui est séparé et récupéré à partir du gaz brûlé de combustion par la combustion à l'oxygène pur (dioxyde de carbone de matière auxiliaire), et la quantité d’hydrogène en excès peut par conséquent être abaissée.
De la vapeur destinée à être utilisée dans la réaction de reformage à la vapeur est selon l’invention produite dans le procédé de production de méthionine en utilisant l'énergie thermique du gaz reformé de la réaction de reformage à la vapeur. Par conséquent, dans le cas de l'obtention d'hydrogène et de dioxyde de carbone à un rapport molaire hydrogène/dioxyde de carbone = 1/1 dans l'appareil de production d'hydrogène, l’énergie thermique en excès par rapport à la quantité qui est nécessaire pour la réaction de reformage à la vapeur peut être récupérée sous forme de vapeur.
Brève description des dessins
Des objets, aspects et avantages autres et supplémentaires de l'invention deviendront plus explicites à partir de la description détaillée suivante faite en association avec les dessins dans lesquels : la figure 1 est un diagramme représentant une configuration d'un appareil de production d'hydrogène qui produit du dioxyde de carbone et de l'hydrogène, utilisé dans un procédé de production de méthionine selon un mode de réalisation de l'invention.
Description détaillée
On décrit ci-dessous maintenant en faisant référence aux dessins des modes de réalisation préférés de l'invention.
Le procédé de production de méthionine de l'invention est un procédé de production de méthionine utilisant de l'hydrogène et du dioxyde de carbone qui sont formés et récupérés dans la production d'hydrogène, et le procédé comprend une étape de formation d'hydantoïne, une étape d’hydrolyse et une étape de cristallisation. L'étape de formation d'hydantoïne comprend une étape de formation de sulfure d’hydrogène, une étape de formation de méthylmercaptan, une étape de formation d'acroléine, une étape de formation de méthylthiopropanal, une étape de formation de cyanohydrine et une étape de formation d'hydantoïne.
Dans l'étape de formation de sulfure d'hydrogène, du sulfure d'hydrogène (H2S) est obtenu par réaction d’hydrogène (H2) et de soufre (S) comme représenté dans l'équation (1) suivante. De l'hydrogène est utilisé dans l'étape de formation de sulfure d'hydrogène.
H2 “H S -H2S *·*(1)
Dans l'étape de formation de méthylmercaptan, du méthylmercaptan (CH3SH) est obtenu par les réactions représentées dans les équations (2), (3) et (4) suivantes. CH3OH représente le méthanol et CH3SCH3 représente le sulfure de diméthyle dans les équations (2), (3) et (4).
H2s -f CH3OH -► CHgSH + HzO ---(2) CH3OH + CH3SH -► CH3SCH3 + H20 ---(3) CH3SCH3 -f H2S ► 2CH3SH ---(4)
De l'acroléine (CH2=CHCHO) est obtenue dans l'étape de formation d'acroléine par réaction de propylène (CH2=CHCH3) et d'oxygène (02) comme représenté dans l'équation (5) suivante.
ch2=chch3 + o2 -► ch2=chcho + h2o ---(5)
Du 3-méthylthiopropanal est obtenu dans l'étape de formation de méthylthiopropanal par réaction d'acroléine et de méthylmercaptan comme représenté dans l'équation (6) suivante.
Figure BE1020423A5D00081
•··(6)
Du 2-hydroxy-4-méthylthiobutanenitrile est obtenu dans l'étape de formation de cyanohydrine par réaction de 3-méthylthiopropanal et d'acide cyanhydrique (HCN) comme représenté dans l'équation (7) suivante.
Figure BE1020423A5D00082
Dans l'étape de formation d’hydantoïne, de la 5-(ß-méthylmercaptoéthyl)hydantoïne est obtenue par réaction de 2-hydroxy-4-méthylthiobutanenitrile et de carbonate d'ammonium comme représenté dans l'équation (8) suivante. On peut utiliser dans l'étape de formation d'hydantoïne du carbonate d'ammonium tel qu'il est ou on peut l'utiliser sous forme d'une solution aqueuse de carbonate d'ammonium. Le carbonate d'ammonium peut de plus être préparé à partir de dioxyde de carbone gazeux et d'ammoniac dans le système réactionnel ou dans le solvant, ou on peut sinon utiliser du carbonate d'ammonium préparé à partir de bicarbonate d'ammonium et d'hydroxyde de potassium.
Figure BE1020423A5D00083
La 5-(p-méthylmercaptoéthyl)hydantoïne est hydrolysée dans l'étape d'hydrolyse en présence d'un composé de potassium basique, obtenant par là de la méthionine, comme représenté dans l'équation (9) suivante. Des exemples du composé de potassium basique comprennent l'hydroxyde de potassium, le carbonate de potassium et l'hydrogénocarbonate de potassium, dont deux ou plusieurs types desquels peuvent être utilisés selon le besoin. La réaction d'hydrolyse peut être réalisée dans de l'eau et la méthionine est présente sous forme d'un sel de potassium dans la solution réactionnelle d'hydrolyse résultante.
Figure BE1020423A5D00091
•"(9)
La cristallisation est réalisée, dans l'étape de cristallisation, avec du dioxyde de carbone introduit dans la solution réactionnelle, pour le recueil de méthionine présente sous forme d'un sel de potassium dans la solution réactionnelle d'hydrolyse, et la suspension résultante est séparée en un produit de dépôt et en un liquide-mère par filtration, décantation ou équivalent, obtenant par là de la méthionine sous forme de cristaux. La solution réactionnelle absorbe le dioxyde de carbone lors de l'introduction de dioxyde de carbone, et de la méthionine libre est déposée à partir du sel de potassium de méthionine. On utilise du dioxyde de carbone dans l'étape de cristallisation.
La méthionine ainsi séparée peut être soumise à un rinçage, à un ajustement du pH et semblable si nécessaire, et peut ensuite être séchée pour fournir le produit.
La méthionine est produite dans le procédé de production de méthionine selon le mode de réalisation en utilisant de l'hydrogène et du dioxyde de carbone formés et récupérés dans la production d'hydrogène.
La figure 1 est un diagramme représentant une configuration d'un appareil de production d'hydrogène 20 qui produit du dioxyde de carbone et de l'hydrogène, utilisés dans le procédé de production de méthionine selon le mode de réalisation de l'invention. L'appareil de production d'hydrogène 20 produit de l'hydrogène en réalisant une réaction de reformage à la vapeur avec un hydrocarbure et de la vapeur comme matières premières. L'étape d'alimentation en matières premières est réalisée dans le procédé de production de méthionine selon le mode de réalisation avec l'appareil de production d'hydrogène 20.
Des exemples de l'hydrocarbure comprennent du gaz naturel contenant du méthane comme constituant principal, du gaz de pétrole liquéfié (GPL), du gaz naturel liquéfié (GNL) et du naphta et on utilise du GPL dans le mode de réalisation. L'hydrocarbure présente de préférence une faible concentration en soufre pour réduire la pollution dans l'étape de cristallisation.
L'appareil de production d'hydrogène 20 comprend une section de séparation cryogénique de l'air 10, une section de chauffage de l'hydrocarbure 11 comprenant un dispositif de chauffage d'hydrocarbure 111 et un four de chauffage d'hydrocarbure 112, une section d'hydrogénation et de désulfuration 12, une section de reformage à la vapeur 13 comprenant un réacteur de reformage 131 et un four de chauffage pour la réaction de reformage 132, une section de modification de monoxyde de carbone 14, une section de séparation de dioxyde de carbone 15, une section de purification 16 et une section de séparation de gaz brûlé 17.
La section de séparation cryogénique de l'air 10 soumet de l'air comme matière première à une séparation cryogénique pour former de l'oxygène pur ou de l'oxygène de concentration élevée. L'oxygène qui est obtenu par la séparation cryogénique de l'air (lequel peut ci-après être cité par "oxygène de la séparation cryogénique de l'air") est introduit dans le four de chauffage d'hydrocarbure 112 de la section de chauffage d'hydrocarbure 11 et dans le four de chauffage pour la réaction de reformage 132 de la section de reformage à la vapeur 13, et est utilisé comme agent oxydant pour une combustion de chauffage.
La section de chauffage d'hydrocarbure 11 comprend le dispositif de chauffage d'hydrocarbure 111 et le four de chauffage d'hydrocarbure 112 et chauffe le GPL comme matière première de la réaction de reformage à la vapeur (lequel peut ci-après être cité par "matière de réaction GPL"). La matière de réaction GPL est introduite dans le dispositif de chauffage d'hydrocarbure 111 et la matière de réaction GPL ainsi introduite est chauffée par exemple à 620°C avec l'énergie thermique de combustion dans le four de chauffage d'hydrocarbure 112. La matière de réaction GPL ainsi chauffée est introduite dans la section d'hydrogénation et de désulfuration 12.
Le GPL comme carburant de combustion (lequel peut ci-après être cité comme "carburant de combustion GPL"), l'oxygène de la séparation cryogénique de l'air comme agent oxydant provenant de la section de séparation cryogénique de l'air 10, et du dioxyde de carbone comme diluant provenant de la section de séparation de gaz brûlé 17 (lequel peut ci-après être cité comme "dioxyde de carbone recyclé") sont introduits dans le four de chauffage d'hydrocarbure 112. Le carburant de combustion GPL est introduit dans le four de chauffage d'hydrocarbure 112 par exemple à 67,4 kg/h (1,16 kmol/h), l'oxygène de la séparation cryogénique de l'air est introduit à 180 Nm3/h, et le dioxyde de carbone recyclé (température : 225°C) est introduit à 635 Nm3/h, réalisant par là une combustion avec l'oxygène de la séparation cryogénique de l'air introduit comme agent oxydant (combustion à l'oxygène pur). Un gaz brûlé de combustion est produit par la combustion à l'oxygène pur et du dioxyde de carbone est produit à 4,6 kmol/h (104 Nm3/h) comme un constituant du gaz brûlé de combustion. Le gaz brûlé de combustion produit à partir du four de chauffage d'hydrocarbure 112 est introduit dans la section de séparation de gaz brûlé 17.
La section d'hydrogénation et de désulfuration 12 soumet la matière de réaction GPL, qui a été chauffée dans la section de chauffage d'hydrocarbure 11, à une hydrogénation et une désulfuration. La matière de réaction GPL ayant été soumise à une hydrogénation et à une désulfuration est introduite dans le réacteur de reformage 131 de la section de reformage à la vapeur 13.
La section de reformage à la vapeur 13 comprend le réacteur de reformage 131 et le four de chauffage de la réaction de reformage 132 et réalise une réaction de reformage à la vapeur. Le réacteur de reformage 131 réalise une réaction de reformage à la vapeur avec la matière de réaction GPL introduite à partir de la section d'hydrogénation et de désulfuration 12 et avec de la vapeur comme matières premières. La réaction de reformage à la vapeur réalisée dans le réacteur de reformage 131 est réalisée en présence d'un catalyseur de reformage, tel qu'un catalyseur de la série du Ni (nickel) ou de la série du Ru (ruthénium), dans le four de chauffage de la réaction de reformage 132 à une température élevée de 500°C à 1 000°C, de préférence de 800°C à 1 000°C (laquelle est de 850°C dans le mode de réalisation), sous une pression élevée d'approximativement 0,5 MPa à 3,5 MPa. Lorsque la température de la réaction de reformage à la vapeur excède 1 000°C, un hydrocarbure aromatique est désavantageusement formé au voisinage de la paroi du réacteur de reformage 131.
Dans le réacteur de reformage 131, la réaction de reformage à la vapeur réalisée produit un gaz reformé contenant de l'hydrogène, du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone comme gaz produits, et de l'hydrocarbure et de la vapeur comme gaz n'ayant pas réagi. Le gaz reformé dans la réaction de reformage 131 est introduit dans la section de modification de monoxyde de carbone 14.
Dans le réacteur de reformage 131, la matière de réaction GPL est par exemple introduite à 58,5 kmol/h, réalisant par là la réaction de reformage à la vapeur. La réaction de reformage à la vapeur produit un gaz reformé, et de l'hydrogène est produit à 760,5 kmol/h, et du dioxyde de carbone est produit à 234,0 kmol/h comme constituants du gaz reformé.
De plus, dans le procédé de production de méthionine selon le mode de réalisation, de la vapeur destinée à être utilisée dans la réaction de reformage à la vapeur est produite en utilisant l'énergie thermique du gaz reformé de la réaction de reformage à la vapeur dans le réacteur de reformage 131. Par conséquent, dans le cas de l'obtention d'hydrogène et de dioxyde de carbone à un rapport molaire hydrogène/dioxyde de carbone = 1/1 dans l'appareil de production d'hydrogène 20, on peut récupérer sous forme de vapeur de l'énergie thermique en excès par rapport à la quantité qui est nécessaire pour la réaction de reformage à la vapeur.
Le carburant de combustion GPL, l'oxygène de la séparation cryogénique de l'air comme agent oxydant provenant de la section de séparation cryogénique de l'air 10, le dioxyde de carbone recyclé comme diluant provenant de la section de séparation de gaz brûlé 17 et des effluents gazeux (qui contiennent de l'hydrogène, du méthane, du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone et semblable) provenant de la section de purification 16 sont introduits dans le four de chauffage de la réaction de reformage 132. Dans le four de chauffage de la réaction de reformage 132, le carburant de combustion GPL est par exemple introduit à 4 123 kg/h (70,93 mmol/h), l'oxygène de la séparation cryogénique de l’air est introduit à 12 252 Nm3/h, le dioxyde de carbone recyclé (température : 225°C) est introduit à 113 560 Nm3/h et les effluents gazeux sont introduits à 3 700 Nm3/h, réalisant par là une combustion avec de l'oxygène de la séparation cryogénique de l'air introduit comme agent oxydant (combustion à l'oxygène pur). Un gaz brûlé de combustion est produit par la combustion à l'oxygène pur et du dioxyde de carbone est produit à 356,4 kmol/h (7 983 Nm3/h) comme un constituant du gaz brûlé de combustion. Le gaz brûlé de combustion produit à partir du four de chauffage de la réaction de reformage 132 est introduit dans la section de séparation de gaz brûlé 17.
La section de modification de monoxyde de carbone 14 transforme le monoxyde de carbone contenu dans le gaz reformé introduit à partir du réacteur de reformage 131 en dioxyde de carbone. La section de modification de monoxyde de carbone 14 comprend une section de modification à température élevée et une section de modification à faible température. Dans la section de modification à température élevée, la réaction de conversion est réalisée en présence d'un catalyseur oxyde de fer et de chrome pour abaisser la concentration en monoxyde de carbone dans le gaz reformé, et dans la section de modification à faible température, la réaction de conversion est réalisée en présence d'un catalyseur oxyde de cuivre et de zinc pour abaisser encore la concentration en monoxyde de carbone dans le gaz reformé. Un échangeur de chaleur qui réalise l'échange de chaleur est disposé entre la section de modification à température élevée et la section de modification à faible température. Le gaz reformé évacué de la section de modification de monoxyde de carbone 14 est introduit dans la section de séparation de dioxyde de carbone 15.
La section de séparation de dioxyde de carbone 15 sépare et récupère le dioxyde de carbone du gaz reformé introduit à partir de la section de modification de monoxyde de carbone 14. Le dioxyde de carbone ainsi séparé et récupéré par la section de séparation de dioxyde de carbone 15 est introduit dans la solution réactionnelle d'hydrolyse, comme dioxyde de carbone principal pour une utilisation dans l'étape de cristallisation.
Le gaz reformé est produit par la réaction de reformage à la vapeur dans le réacteur de reformage 131, et du dioxyde de carbone est produit comme un constituant du gaz reformé à 234,0 kmol/h, comme décrit ci-dessus. La section de séparation de dioxyde de carbone 15 sépare et récupère du dioxyde de carbone à partir du gaz reformé. La section de séparation de dioxyde de carbone 15 sépare et récupère spécifiquement du dioxyde de carbone à 171,3 kmol/h (3 837 Nm3/h) à partir du gaz reformé. Le gaz reformé évacué de la section de séparation de dioxyde de carbone 15 est introduit dans la section de purification 16.
La section de purification 16 sépare et récupère l'hydrogène du gaz reformé introduit à partir de la section de séparation de dioxyde de carbone 15. L'hydrogène ainsi séparé et récupéré par la section de purification 16 est introduit comme hydrogène pour une utilisation dans l'étape de formation de sulfure d'hydrogène de l'étape de formation d'hydantoïne.
La section de purification 16 peut présenter une structure dans laquelle de l’hydrogène est séparé avec un adsorbant par une adsorption à modulation de pression ou une adsorption à modulation de température, ou une structure utilisant une membrane de séparation d'hydrogène qui transmet sélectivement uniquement l'hydrogène. La section de purification 16 présente dans le mode de réalisation une structure dans laquelle de l'hydrogène est séparé par une adsorption à modulation de pression (Pressure Swing Adsorption ou PSA). Le gaz reformé est produit par la réaction de reformage à la vapeur dans le réacteur de reformage 131, et de l'hydrogène est produit comme un constituant du gaz reformé à 760,5 kmol/h, comme décrit ci-dessus. La section de purification 16 sépare et récupère l'hydrogène du gaz reformé. La section de purification 16 sépare et récupère l'hydrogène spécifiquement à 532,3 kmol/h (11 924 Nm3/h) à partir du gaz reformé.
La section de séparation de gaz brûlé 17 sépare et récupère le dioxyde de carbone du gaz brûlé de combustion produit par la combustion à l'oxygène pur, lequel est introduit à partir du four de chauffage d'hydrocarbure 112 et du four de chauffage de la réaction de reformage 132. Du dioxyde de carbone ainsi séparé et récupéré par la section de séparation de gaz brûlé 17 est introduit dans la solution réactionnelle d'hydrolyse, comme dioxyde de carbone auxiliaire pour une utilisation dans l'étape de cristallisation.
Le gaz brûlé de combustion est produit par la combustion à l'oxygène pur dans le four de chauffage d'hydrocarbure 112 et du dioxyde de carbone est produit à 4,6 kmol/h (104 Nm3/h) comme un constituant du gaz brûlé de combustion, comme décrit ci-dessus. Le gaz brûlé de combustion est produit par la combustion à l'oxygène pur dans le four de chauffage de la réaction de reformage 132, et du dioxyde de carbone est produit à 356,4 kmol/h (7 983 Nm3/h) comme un constituant du gaz brûlé de combustion, comme décrit ci-dessus. La section de séparation de gaz brûlé 17 sépare et récupère du dioxyde de carbone provenant du gaz brûlé de combustion produit par la combustion à l’oxygène pur dans le four de chauffage d'hydrocarbure 112 et dans le four de chauffage de la réaction de reformage 132. La section de séparation de gaz brûlé 17 sépare et récupère spécifiquement du dioxyde de carbone à 361,0 kmol/h (8 087 Nm3/h) à partir du gaz brûlé de combustion dans le four de chauffage d'hydrocarbure 112 et dans le four de chauffage de la réaction de reformage 132.
Dans l'appareil de production d'hydrogène 20 présentant la structure citée ci-dessus, la quantité d'alimentation en matière première de réaction GPL pour une utilisation dans la réaction de reformage à la vapeur dans le réacteur de reformage 131, et les quantités d'alimentation en carburant de combustion GPL, en oxygène de la séparation cryogénique de l'air, en dioxyde de carbone recyclé et en les effluents gazeux pour une utilisation dans la combustion à l'oxygène pur dans le four de chauffage d'hydrocarbure 112 et dans le four de chauffage de la réaction de reformage 132 sont réglées de sorte que la quantité d'hydrogène récupéré dans la section de purification 16 (532,3 kmol/h) et la quantité totale de dioxyde de carbone récupéré dans la section de séparation de dioxyde de carbone 15 et dans la section de séparation de gaz brûlé 17 (171,3 + 361,0 = 532,3 kmol/h) présentent un rapport molaire hydrogène/dioxyde de carbone = 1/1.
Dans l'étape de cristallisation du procédé de production de méthionine selon le mode de réalisation, on utilise comme dioxyde de carbone introduit dans la solution réactionnelle d'hydrolyse, du dioxyde de carbone qui est séparé dans la section de séparation de dioxyde de carbone 15 à partir du gaz reformé obtenu par la réaction de reformage à la vapeur dans la section de reformage à la vapeur 13 (dioxyde de carbone de matière principale), et du dioxyde de carbone qui est séparé dans la section de séparation de gaz brûlé 17 provenant du gaz brûlé de combustion produit par la combustion à l'oxygène pur avec de l'oxygène de la séparation cryogénique de l'air obtenu dans la section de séparation cryogénique de l'air 10 introduit comme agent oxydant dans le four de chauffage d'hydrocarbure 112 et dans le four de chauffage de la réaction de reformage 132 (dioxyde de carbone auxiliaire).
De la méthionine est produite dans le procédé de production de méthionine selon le présent mode de réalisation en utilisant de l'hydrogène et du dioxyde de carbone obtenu à partir de l'appareil de production d'hydrogène 20 à un rapport molaire hydrogène/dioxyde de carbone = 1/1, lesquels sont constitués d'hydrogène et de dioxyde de carbone qui sont formés par la réaction de reformage à la vapeur (dioxyde de carbone principal) et de dioxyde de carbone de concentration élevée qui est séparé et récupéré à partir du gaz brûlé de combustion par la combustion à l'oxygène pur (dioxyde de carbone auxiliaire), et la quantité d'hydrogène en excès peut par conséquent être abaissée.
L’invention peut être réalisée sous d'autres formes spécifiques sans s'éloigner de son esprit ou de ses caractéristiques essentielles. Les présents modes de réalisation doivent par conséquent être considérés à tous égards comme illustratifs et non restrictifs et toutes les modifications qui se trouvent dans le domaine de la présente invention sans s'écarter de son esprit en font par conséquent partie.

Claims (3)

1. Procédé de production de méthionine, caractérisé en ce qu'il comprend : une étape de formation d'hydantoïne comprenant l'obtention de la 5-(p-méthylmercaptoéthyl)hydantoïne en utilisant du sulfure d’hydrogène obtenu par réaction d'hydrogène et de soufre ; une étape d'hydrolyse comprenant l'hydrolyse de la 5-(ß-méthylmercaptoéthyl)hydantoïne ; une étape de cristallisation comprenant la cristallisation avec du dioxyde de carbone introduit dans une solution réactionnelle après l'hydrolyse, pour obtenir de la méthionine ; et une étape d'alimentation en matières premières comprenant l'introduction de l'hydrogène et du dioxyde de carbone qui sont formés et récupérés à partir d’un appareil de production d'hydrogène (20), dans lequel un gaz reformé est obtenu en soumettant un hydrocarbure chauffé avec un four de chauffage d'hydrocarbure (112) et de la vapeur à une réaction de reformage à la vapeur sous chauffage par combustion dans un four de chauffage de la réaction de reformage (132), comme hydrogène destiné à être utilisé dans l’étape de formation d'hydantoïne et comme dioxyde de carbone destiné à être utilisé dans l'étape de cristallisation, dans l'étape d’alimentation en matières premières, l’hydrogène qui est séparé et récupéré du gaz reformé obtenu dans l’appareil de production d’hydrogène (20) est introduit pour une utilisation dans l’étape de formation d'hydantoïne, le dioxyde de carbone qui est séparé et récupéré à partir du gaz reformé obtenu dans l’appareil de production d’hydrogène (20) est introduit pour une utilisation dans l’étape de cristallisation comme dioxyde de carbone principal, et le dioxyde de carbone qui est séparé et récupéré à partir d’un gaz brûlé de combustion produit par la combustion dans le four de chauffage d'hydrocarbure (112) destiné à chauffer l’hydrocarbure, et le dioxyde de carbone qui est séparé et récupéré à partir d'un gaz brûlé de combustion produit par la combustion dans le four de chauffage de la réaction de reformage (132) de la réaction de reformage à la vapeur avec de l'oxygène obtenu par séparation cryogénique de l'air introduit comme agent d'oxydation étant recyclés et introduit dans le four de chauffage d'hydrocarbure et dans le four de chauffage de la réaction de reformage, sont introduits pour une utilisation dans l'étape de cristallisation comme dioxyde de carbone auxiliaire avec de l'oxygène obtenu comme un agent oxydant par séparation cryogénique de l'air.
2. Procédé de production de méthionine selon la revendication 1, caractérisé en ce que la combustion dans le four de chauffage (112) pour le chauffage de l'hydrocarbure dans l'appareil de production d'hydrogène (20) est une combustion avec de l'oxygène obtenu par séparation cryogénique de l'air introduit comme agent oxydant.
3. Procédé de production de méthionine selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que de la vapeur pour une utilisation dans la réaction de reformage à la vapeur est produite en utilisant l'énergie thermique du gaz reformé de la réaction de reformage à la vapeur dans l'appareil de production d'hydrogène (20).
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