Описание химико-технологической схемы производства метанола

Заказать работу

Основным аппаратом в синтезе метанола служит реактор — контактный аппарат, конструкция которого зависит, главным образом, от способа отвода тепла и принципа осуществления процесса синтеза. В современных технологических схемах ис­пользуются реакторы трех типов:

— трубчатые реакторы, в которых катализатор размещен в трубах, через которые проходит реакционная масса, охлаж­даемая водным конденсатом, кипящим в межтрубном простран­стве;

— адиабатические реакторы, с несколькими слоями ката­лизатора, в которых съем тепла и регулирование температуры обеспечивается подачей холодного газа между слоями катали­затора;

—реакторы, для синтеза в трехфазной системе, в которых тепло отводится за счет циркуляции жидкости через котел-ути­лизатор или с помощью встроенных в реактор теплообменни­ков.

Вследствие большого объема производства и весьма крупных капитальных затрат в производстве метанола сейчас использу­ют все три типа технологических процессов. На рис. 1 пред­ставлена технологическая схема производства метанола при низком давлении на цинк-медь-алюминиевом катализаторе из синтез-газа состава: Hg — 67%, СО — 22%, С02 — 9% -объем­ных, полученного конверсией метана, производительностью 400 тыс. т в год.

Очищенный от сернистых соединений синтез-газ сжимается

 в компрессоре 1 до давления 5—9 МПа, охлаждается в холодиль­нике 3 и поступает в сепаратор 4 для отделения сконденсировавшейся воды. Пройдя сепаратор, синтез-газ смешивается с циркуляционным газом, который поджимается до рабочего дав­ления в компрессоре 2. Газовая смесь проходит через адсорбер.

 

Высшие

спирты

Рис. 1. Технологическая схема производства метанола при низком давлении:

1 — турбокомпрессор, 2 — циркуляционный компрессор, 3, 7 —холодиль­ники, 4 — сепаратор, 5 — адсорбер, 6 — реактор адиабатического дей­ствия, б — теплообменник, 9 — котел-утилизатор, 10 — сепаратор, 1 1 — дроссель, 12 — сборник метанола-сырца, 13, 14 — ректификационные колонны

Циркуляционый газ 5, где очищается от пентакарбонила железа, образовавшегося при взаимодействии оксида углерода (II) с материалом аппара­туры, и разделяется на два потока. Один поток подогревают в теплообменнике 8 и подают в верхнюю часть реактора 6, а дру­гой поток вводят в реактор между слоями катализатора для от­вода тепла и регулирования температуры процесса. Пройдя ре­актор, реакционная смесь при температуре около 300°С также делится на два потока. Один поток поступает в теплообменник 8, где подогревает исходный синтез-газ, другой поток проходит через котел-утилизатор 9, вырабатывающий пар высокого дав­ления. Затем,потоки объединяются, охлаждаются в холодиль­нике 7 и поступают в сепаратор высокого давления 10, в кото­ром от циркуляционного газа отделяется спиртовой конденсат. Циркуляционный газ дожимается в компрессоре 2 и возвраща­ется на синтез. Конденсат метанола-сырца дросселируется в дросселе 11 до давления близкого к атмосферному и через сбор­ник 12 поступает на ректификацию. В ректификационной ко­лонне 13 от метанола отгоняются газы и. диметиловый эфир, которые также сжигаются. Полученный товарный метанол с выходом 95% имеет чистоту 99,95%.

На рис. 2. приведена технологическая схема производства метанола по трехфазному методу на медь-цинковом катализа­торе из синтез-газа, полученного газификацией каменного угля, производительностью 650 тыс. т в год.

Очищенный от соединений серы синтез-газ сжимается в ком­прессоре 1 до давления 3—10 МПа, подогревается в теплообмен­нике 5 продуктами синтеза до 200— 280°С, смешивается с цир­куляционным газом и поступает в нижнюю часть реактора 4.' Образовавшаяся в реакторе парогазовая смесь, содержащая до 15% метанола, выходит из верхней части реактора, охлажда­ется последовательно в теплообменниках 5 и б и через холодиль­ник-конденсатор 7 поступает в сепаратор 8, в котором от жид­кости отделяется циркуляционный газ. Жидкая фаза разде­ляется в сепараторе на два слоя: углеводородный и метанольный. Жидкие углеводороды перекачиваются насосом 9 в реак-

Циркуляционный газ

Рис. 2. Технологическая схема производства метанола в трехфазной системе:

1 — компрессор, 2 — циркуляционный компрессор, 3,9 — насосы, 4 • реактор кипящего слоя, 5,6 — теплообменники, 7 — холодильник-конденсатор, 8 — сепаратор, 10 — котел-утилизатор.

тор, соединяясь с потоком углеводородов, проходящих через котел-утилизатор 10. Таким образом жидкая углеводородная фаза циркулирует через реактор снизу вверх, поддерживая ре­жим кипящего слоя тонкодисперсного катализатора в нем, и одновременно обеспечивая отвод реакционного тепла. Метанол-сырец из сепаратора 8 поступает на ректификацию или исполь­зуется непосредственно как топливо или добавка к топливу.

Разработанный в 70-х годах трехфазный синтез метанола ис­пользуется в основном, для производства энергетического про­дукта. В качестве жидкой фазы в нем применяются стабильные в условиях синтеза и не смешивающиеся с метанолом углеводо­родные фракции нефти, минеральные масла, полиалкилбензолы. К указанным выше преимуществам трехфазного синтеза метанола следует добавить простоту конструкции реактора, воз­можность замены катализатора в ходе процесса, более эффектив­ное использование теплового эффекта реакции. Вследствие это­го установки трехфазного синтеза более экономичны по сравне­нию с традиционными двухфазными как высокого так и низко­го давления. В табл. 1 приведены показатели работы устано­вок трех- и двухфазного процесса одинаковой производительно­сти 1800 т/сут.

Таблица 1. Показатели работы установок синтеза метанола

Показатель Тип установки
Трехфазная Двухфазная
Давление, МПа 7,65 10,3

Объемная скорость газа, ч~1

4000 6000
Отношение циркуляционного газа
к исходному синтез-газу 1:1 5:1
Концентрация метанола на выходе, % мол. 14,5 5,0
Мощность, потребляемая аппаратурой, кВт 957 4855
Термический коэффициент полезного
действия,% 97,9 86,3

Относительные капитальные

затратызатраты

0,77 1,00

При подготовке данной работы были использованы материалы с сайта http://www.studentu.ru

Другие материалы

  • Производство метанола
  • ... значительно меняется содержание гомологов метана (этан, пропан, бутан) и инертных газов, что видно из табл. 3. , Большинство крупных производств метанола базируется на ис­пользовании природного газа. Для получения исходного газа,S углеводородное сырье подвергают конверсии различными окислителями — ...

  • Производство уксусной кислоты
  • ... последний составляет основную массу н-бутенов, возвращаемых в цикл. Для ускорения процесса присоединения к олефину уксусной кислоты ее берут в полуторном избытке. Схема производства уксусной кислоты через втор-бутилацетат показана на рис. 1.1. Процесс состоит из трех стадий: образования втор- ...

  • Сырье в химическом производстве
  • ... мономеров и исходных веществ для промышленного органического синтеза без увеличения добычи углеводородного сырья. ПРИМЕНЕНИЕ АЛЬТЕРНАТИВНОГО СЫРЬЯ Новой ступенью в развитии химических производств будут создание и постепенный переход на каталитические процессы, основной сырьевой базой которых ...

  • Проектирование производства фосфорсодержащего вещества
  • ... модифицированных этим соединением полимеров не выделяется вредных веществ. Таким образом, рекомендуемое производство является перспективным для получения малотоксичных полимерных материалов пониженной горючести. Методы получения фосфорсодержащих (мет)акрилатов (литературный обзор) Применение ...

  • Синтез метанола
  • ... коррозионному действию Н2 и СО, или из низколегированных конструкционных сталей с футеровкой стенок медью или ее сплавами. Производительность колонны синтеза метанола в большой степени зависит от конструкции насадки. В промышленности применяются колонны с насадками разнообразных конструкций. На рис ...

  • Химико-технологический процесс и его содержание
  • ... . Со временем катализатор изменяется и после определенного срока может полностью необратимо потерять свою активность. Прогрессивные химико-технологические процессы Радиационно-химическую технология. За последние два десятилетия сформировалась новая область химической технологии - радиационно- ...

  • Химико-фармакологическое исследование лопуха войлочного
  • ... модели не проявило противовоспалительной активности. Таким образом, проведенные скрининговые исследования говорят о наличии фармакологической активности у спиртовых извлечений из лопуха войлочного. Неоднозначность эффектов говорит о их высокой избирательной активности зависящей от концентрации ...

  • Синтез и анализ ХТС в производстве ацетона
  • ... металлов (например, с аце­татом кальция) известна уже давно. Это обстоятельство использовано для оформления в промыш­ленном масштабе процесса производства ацетона пропусканием паров уксусной кислоты над окисью церия (осажденной на пемзе) при 400—450 0С и атмосферном давлении: 2СН3СООН → ...

  • Аналитический контроль производства
  • ... и готовой продукции. Таким образом, химические методы анализа играют важную роль в обеспечении правильности и надежности аналитического контроля на производстве. Рассмотрим такую сторону деятельности заводской лаборатории, как разработка и аттестация методик и разработка стандартных образцов ...

  • Разработка системы защиты атмосферы при производстве поливинилхлорида
  • ... 659,973 3,299865 1088,955 1 Итого 65997,3 329,9865 108895,5 100 4. Разработка контроля и автоматики технологического процесса производства поливинилхлорида Применение методов и средств автоматизации позволяет повысить производительность труда, уменьшить брак и потери. ...

  • Синтез и анализ ХТС в производстве гидроксида натрия и хлора из водного раствора хлорида натрия
  • ... электролизеров диафрагменного типа с ионообменной мембраной.   1.4. Переработка продуктов электролиза Электролиз водного раствора хлорида натрия используется для промышленного производства гидроксида натрия. В качестве побочного продукта при этом получается водород. Переработка щелока в ...

  • Производство бета-каротина
  • ... плохо—в воде. При хранении неустойчив. Формула С14Н220, молекулярная масса 206,14. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА СИНТЕТИЧЕСКОГО р-КАРОТИНА Технология производства базируется на однокомпонентном методе син­теза, разработанном Ингоффеном и усовершенствованном Излером с их соавторами. Этот ...

  • Автоматизация технологического процесса варки целлюлозы в варочном котле периодического действия
  • ... технологическая схема процесса варки представлена на рисунке 5. В состав варочной установки входят: ГБЩ – бак-аккумулятор горячего белого щелока, ГЧЩ – бак-аккумулятор горячего черного щелока, ПрЩ – бак промывного щелока, КЩ – бак вытесненного теплого щелока (бак К-щелока), варочные котлы, ...

Каталог учебных материалов

Свежие работы в разделе

Наша кнопка

Разместить ссылку на наш сайт можно воспользовавшись следующим кодом:

Контакты

Если у вас возникли какие либо вопросы, обращайтесь на email администратора: admin@kazreferat.info