Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Описание химико-технологической схемы производства метанола
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 —%, СО —%, С02 —% -объемных, полученного конверсией метана, производительностью 400 тыс. т в год.
Очищенный от сернистых соединений синтез-газ сжимается
в компрессоре до давления 5—МПа, охлаждается в холодильнике 3 и поступает в сепаратор для отделения сконденсировавшейся воды. Пройдя сепаратор, синтез-газ смешивается с циркуляционным газом, который поджимается до рабочего давления в компрессоре . Газовая смесь проходит через адсорбер.
Высшие
спирты
Рис. 1. Технологическая схема производства метанола при низком давлении:
1 —турбокомпрессор, — циркуляционный компрессор, 3, 7 —холодильники, — сепаратор, 5 —адсорбер, — реактор адиабатического действия, б —теплообменник, 9 —котел-утилизатор, — сепаратор, 1 —дроссель, — сборник метанола-сырца, , 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 и подают в верхнюю часть реактора , 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 , вырабатывающий пар высокого давления. Затем,потоки объединяются, охлаждаются в холодильнике 7 и поступают в сепаратор высокого давления , в котором от циркуляционного газа отделяется спиртовой конденсат. Циркуляционный газ дожимается в компрессоре и возвращается на синтез. Конденсат метанола-сырца дросселируется в дросселе до давления близкого к атмосферному и через сборник поступает на ректификацию. В ректификационной колонне 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 до давления 3—МПа, подогревается в теплообменнике продуктами синтеза до 200—°С, смешивается с циркуляционным газом и поступает в нижнюю часть реактора .' 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 , в котором от жидкости отделяется циркуляционный газ. Жидкая фаза разделяется в сепараторе на два слоя: углеводородный и метанольный. Жидкие углеводороды перекачиваются насосом в реак-
Циркуляционный газ
Рис. 2. Технологическая схема производства метанола в трехфазной системе:
— компрессор, — циркуляционный компрессор, ,9 — насосы, •реактор кипящего слоя, ,6 — теплообменники, 7 —холодильник-конденсатор, 8 —сепаратор, — котел-утилизатор.
тор, соединяясь с потоком углеводородов, проходящих через котел-утилизатор . 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 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 |
,3 |
|
Объемная скорость газа, ч~1 |
||
|
Отношение циркуляционного газа |
||
|
к исходному синтез-газу |
1:1 |
:1 |
|
Концентрация метанола на выходе, % мол. |
14,5 |
,0 |
|
Мощность, потребляемая аппаратурой, кВт |
957 |
|
|
Термический коэффициент полезного |
||
|
действия,% |
97,9 |
,3 |
|
Относительные капитальные затратызатраты |
0,77 |
,00 |
При подготовке данной работы были использованы материалы с сайта http://www.studentu.ru