58 Вопрос

Производство метанола из синтез газа. Синтез метанола происходит при высоких давления и температуре в присутствии катализаторов.

Процесс является непрерывно — циклическим. Реакцию за цикл не проводят до полного преварщения.

Основаня реакция процесса:

СО + 2Р2 = СН3ОН + 111кДЖ

Побочные реакции процесса:

СО + 3Н2 = СН4 + Н2О + 209 кДж

2СО + 2 Н2 = СН4 + СО2 + 252 кДЖ

2СО = СО2 + С

СО + Н2 = СР2О + 8,4 кДж

2СН3ОН + nСО + 2nH2 = СН3 — (СН2)n — ОН + nН2О.

Процесс проводят при t = 220 — 300 гр. цельс, давлении 5 — 10 МПа

Uк = 80000 — 10000 час^-1

Используют катализаторы CuO — ZnO – Cr2O3.

Количество побочных соединений зависит от температуры, давления, состава исходной газовой смеси, селективности и состояния катализатора. Процесс ведут в узком интервале температур с колебаниями 20 — 30 гр. цельс.

Чтор бы сдвинуть равновесие вправо необходимо повысить давление и снизить температуру.

Синтез газ компрессором 1 подвергатеся сжатию, охлаждается в теплообменнике 2, отделяется от масла и воды в маслоотделителе 3 и смешивается с циркулирующим газом в смесителе 4. Циркуляционный газ потерявший часть давления в процессе синтеза доводят до давления 5 — 10 МПа в турбокомпрессоре 5 и подают в смеситель 4. Перед подачей в реактор синтез — газ очищают от небольших количеств образовавшегося пентакарбонила железа, адсорбируют активированным углем в адсорбере 6. После адсорбера 6 одна часть газового потока проходит через теплообменник — утилизатор 7 и поступает в реактор 8. Часть газового потока остаётся холодной и подаётся в реактор 8, между слоями катализатора для съёма выделяющегося тепла и охлаждения газа. Реакционные газы с температурой окло 300 гр. цельс., содержащие примерно 5 — 10% об метанола, выходят из колонны синтеза 8 и разделяются на два потока. Один из них охлаждается в теплообменнике 7, а другой проходит через котёл — утилизатор 9 с образованием водяного пара средних давлений. За тем оба потока объединяются и проходят тепллообменник — конденсатор 10, где из теплообменной смеси конденсируются метанол и побочные продукты (вода, эфир, высшие спирты). Одновременно в конденсате растворяется большая часть образовавшихся газов (СО2 и СН4). В сепараторе 11 конденсат отделяется от нерпоерагирввших газов, которые после сжатия в компрессоре 5 возвращаются в реактор 8. В циркуляционном газе накапливаются неконденсируемые примеси, главным образом азот. По этому часть циркуляционных газов выводят из установки через дроссель 14, и направляют на сжигание. Метанол — сырец стекает из сепаратора 11 в сборник 12. Для получения товарного продукта, метанол — сырец подвергается двухступенчитой ректификации. Отходящий от верхних тарелок второй колонны метанол — ректификат имеет следующий состав:

Метанол не менее 99,9 % об.

Вода не более 0,05%

Органические кислоты 0,002

Альдегиды и кетоны не более 0,008

Железо не более 0,00005.

Такой метанол является товарным продуктом, и может быть использован в микробиологическом синтезе. Метанол используется для получения формальдегида, диметилсульфата, диметилтерефталата, метилацетата, диметилформамида, метилметакрилата, лаков, красителей, и т. д..