Газохимия Синтез метанола Лектор – к.т.н., доцент кафедры ХТТ Юрьев Е.М. Лекция 6.2

Основные и побочные реакции в процессе СО+2Н 2 СН 3 ОН+90,73 к Дж СО 2 +3Н 2 СН 3 ОН+Н 2 О+49,53 к Дж СО 2 +Н 2 СО+Н 2 О-41,2 к Дж

Влияние температуры и давления Зависимость равновесной концентрации метанола от давления и температуры (--- кривая конденсации метанола, кривые концентрации метанола при 200,220,240,260,300 и 400 °С соответственно).

Влияние состава газов Зависимость равновесной концентрации метанола(1) и воды(2,3) от концентрации диоксида углерода (давление 29,4 МПа, Т=380 С, соотношение Н 2 :СО=7). Зависимость равновесной концентрации метанола от соотношения Н 2 :СО и концентрации СО 2 в газе при 2,4% инертных компонентов (Р=4,9МПа, Т=260 С). Наибольшая концентрация метанола соответствует стехиометрическому соотношению Н 2 :СО в исходном газе.

Механизм синтеза Высокотемпературный катализатор (Zn-Cr) H 2 + [ ]* [H 2 ]*; CO+2[ H 2 ]* CH 3 OH+[ ]*; CO+2H 2 CH 3 OH; Низкотемпературный катализатор (СНМ-1) Низкотемпературный катализатор (Zn-Cu-Al)

Катализаторы синтеза Основные характеристики катализаторов: -Чувствительность к нежелательным компонентам; -Производительность; -Стабильность (сохранение активности при кратковременных перегревах);

Технологическая схема Принципиальная схема процесса синтеза метанола в агрегатах М-750: 1- реактор синтеза метанола; 2- сепаратор метанола-сырца; 3-компрессор; 4- рекурационные теплообменники; 5-холодильник-конденсатор. Потоки: поток 1- свежий синтез-газ; поток 2-циркуляционный газ; поток 3- циркуляционный газ после сепаратора (на первый реактор); 4- циркуляционный газ после сепаратора; поток 5- отдувочные газы синтеза.

Технологическая схема Четырехполочный промышленный реактор синтеза метанола агрегата М- 750 Мнемосхема реактора агрегата М- 750

Технологическая схема Рисунок - Технологическая схема синтеза метанола при низком давлении. 1, 11, 12 – компрессоры; 2 – блок очистки; 3 – блок конверсии метана; 4 – котел-утилизатор; 5 – блок очистки и до охлаждения синтез-газа; 6 – теплообменник; 7 – реакторы синтеза метанола; 8 – паросборник; 9 – холодильник; 10 – газосепаратор в. д. Lurgi

Технологическая схема Рисунок – Технологическая схема получения метанола с выносным холодильником: 1, 2 – фильтры; 3 – компрессор; 4 – реактор; 5 – кожухотрубный теплообменник; 6 – электроподогреватель; 7 – конденсатор; 8, 9 – сепараторы; 10 –сборник; I – исходный газ; II – метанол-сырец; III – отдувочные газы; IV – газы; V – вода

Технологическая схема Рисунок – Технологическая схема синтеза метанола в реакторе колонного типа: 1, 2 – фильтры; 3 – реактор; 4 – конденсатор; 5, 6 – сепараторы; 7 – компрессор; 8 – сборник; I – исходный газ; II – метанол- сырец; III – отдувочные газы; IV – газы; V – пар

Технологическая схема BASF Рисунок – Технологическая схема синтеза метанола с использованием котла-утилизатора: 1,9 – компрессор; 2 – реактор; 3, 5 – рекуперационные теплообменники; 4 – котел-утилизатор; 6 – воздушный холодильник; 7 – сепаратор; 8 – сборник; I – исходный газ; II – метанол-сырец; III – отдувочные газы; IV – газы; V – пар

Технологическая схема Casale Рисунок – Принципиальная схема конструкции реактора синтеза метанола фирмы «Casale»: 1 – вход свежего синтез-газа; 2 – выход охлаждающего агента; 3 – теплообменная пластина; 4 – корзина для засыпки катализатора; 5 – вход охлаждающего агента; 6 – выход газо- продуктовой смеси.

Температурный профиль в реакторе Перепад температуры во времени по реактору синтеза метанола.

Состав продуктов

Побочные продукты

Наименование показателей по ГОСТ Содержание метанола, %, не менее 99,93 Примеси:0,06572 Массовая доля воды, %, не более 0,05 Массовая доля свободных кислот в пересчете на муравьиную кислоту, %, не более 0,0015 Массовая доля альдегидов и кетонов в пересчета на ацетон, %, не более 0,003 Массовая доля летучих соединений железа в пересчете на железо, %, не более 0,00001 Массовая доля аммиака и аминосоединений в пересчете на аммиак, %, не более 0,00001 Массовая доля хлора, %,не более 0,0001 Массовая доля серы, %, не более 0,0001 Массовая доля нелетучего остатка после испарения, %,не более 0,001 Массовая доля этилового спирта, %,не более 0,01 Таблица. – Требования к товарному метанолу