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
Процесс производства метилового спирта
В настоящее вре мя основным способом получения метилового спирта является синтез из окиси углерода и водорода:
CO + 2H2 = CH3OH
В отсутствие катализаторов метиловый спирт практически не образуется, а применяемые в промышленности катализаторы этого процесса проявляют активность только при высоких температурах. Поэтому синтез метанола проводят при 300400 °С. Применение высоких давлений (20–35 МПа) позволяет увеличить степень конверсии исход ной газовой смеси и одновременно уменьшить скорость протекания нежелательных побочных реакций. Степень превращения исходной газовой смеси в мети ловый спирт за один проход через катализатор составляет 520%. Для увеличения общего выхода спирта непрореагировавшую газовую смесь после выделения из нее спирта возвращают в контактный аппарат, до бавляя свежую смесь, т. е. проводят процесс по непрерывной цик лической схеме.
В большинстве катализаторов, применяемых для синтеза метилового спирта, содержится окись цинка.
Смесь окиси углерода и водорода образуется в результате подачи их компрессорами 3 и 4 в смеситель 5 в соотношении 2:1 по объему соответственно.
Газ из смесителя под давлением компрессором 6 направляется в скруббер 7, орошаемый водой. В скруб бере газ отмывается от двуокиси углерода, которая под давлением хорошо растворяется в воде.
Вода на орошение скруббера подается из водопроводной сети центробежным насосом 11, соединенным эластичными муфтами с од ной стороны с электродвигателем, с другой с гидравлической турбиной. Такой агрегат носит название: моторнасостурбина. Напор воды, создаваемый насосом, превышает давление газа в скруббере на 0,20,4 МПа. Вытекающая из нижней части скруббера вода, насыщенная двуокисью углерода, поступает на лопатки тур бины и приводит их во вращение. Давление воды в турбине понижается почти до атмосферного. Таким образом, энергия дросселирования воды используется для вращения вала центробежного насоса; недостающая мощность восполняется за счет работы электродвигателя. Использование энергии воды, вытекающей из скруббера, позволяет в значительной мере (на 30% и более) сэко номить расход электроэнергии на подачу воды в скруббер 7.
Очищенный от двуокиси углерода газ компрессором 8 под давлением подается в смеситель 9, где смешивается с возвратным (циркуляционным) газом, нагнетаемым компрессором 11. Далее газовая смесь очи щается в фильтре 7, заполненном активным углем, от пентакар-бонила железа Fe(CO)5.
Газ, очищенный от Fe(CO)5, поступает в трубы теплообмен ника 12, где нагревается отходящими контактными газами до 320 °С. При этой температуре газовая смесь поступает в колонну синтеза 13.
Реакция образования метанола протекает с выделением тепла, поэтому для поддержания температуры в кон тактной зоне в пределах 400 420°С в эту зону вводят холодный газ.
Контактные газы из колонны синтеза охлаждаются до 80 100°С в теплообменнике 12, а затем до 30°С в холодильнике-кон денсаторе 14. Здесь пары спирта конденсируются; жидкость отделяется от газов в сепараторе 15, а газы цирку ляционным компрессором 11 нагнетаются в смеситель 9. Спирт сливается в сборник 17.
Таблица – Размещение оборудования на территории предприятия
|
Позиция на схеме |
Наименование оборудования |
Размещение |
|
1 |
Емкость водорода |
НУ |
|
2 |
Емкость окиси углерода |
НУ |
|
3 |
Компрессор |
ЗД |
|
4 |
Компрессор |
ЗД |
|
5 |
Смеситель CO и Н2 |
ЗД |
|
6 |
Компрессор 1-ой ступени |
ЗД |
|
7 |
Скруббер CO2 |
ЗД |
|
8 |
Компрессор 2-ой ступени |
ЗД |
|
9 |
Смеситель свежего и циркуляционного газа |
ЗД |
|
10 |
Угольный фильтр очистки от Fe(CO)5 |
ЗД |
|
11 |
Насос водной очистки CO2 |
ЗД |
|
12 |
Теплообменник высокого давления |
ЗД |
|
13 |
Колонна синтеза |
ЗД |
|
14 |
Холодильник-конденсатор |
ЗД |
|
15 |
Сепаратор |
ЗД |
|
16 |
Циркуляционный компрессор |
ЗД |
|
17 |
Емкость метанола |
НУ |
|
Примечания: ЗД – оборудование размещено в здании НУ – оборудование размещено на открытой площадке |
1 – емкость водорода; 2 – емкость окиси углерода; 3,4 – компрессор;
5 – смеситель CO и Н2; 6 – компрессор 1-ой ступени; 7 – скруббер CO2; 8 – компрессор
2-ой ступени; 9 – смеситель свежего и циркуляционного газа; 10 – угольный фильтр
очистки от Fe(CO)5; 11 – насос водной очистки CO2; 12 – теплообменник высокого давления;
13 – колонна синтеза; 14 – холодильник-конденсатор; 15 – сепаратор;
16 – циркуляционный компрессор; 17 – емкость метанола.
Рисунок – Аппаратная схема производства метилового спирта