ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Состав исходного газа. Методы его получения из "Технология синтетического метанола" Н2 С02 = 3. Для того чтобы отразить значение для процесса всех участвующих в нем компонентов, используют следующее соотношение (Нг—СО2) (СО+СО2), называемое функционалом I [8, 9]. [c.13] Независимо от метода получения исходного газа в нем всегда присутствуют оксид и диоксид углерода. Основным отличием является обычно содержание диоксида углерода СО2, которое может меняться, как будет показано ниже, довольно в широких пределах. [c.13] Практикой установлено, что газ для синтеза метанола должен содержать компоненты в соотношении, близком к стехио-метрическому, т. е. (Нг—СО2) (СО+СОг) =2,01- 2,15. Исходный газ может быть получен практически из любого вида сырья, содержащего углеводороды или углерод, однако для получения указанного соотношения в большинстве случаев состав газа необходимо корректировать. Это обеспечивается дополнительными стадиями очистки, дозированием отдельных компонентов или смешением потоков газов, полученных разными способами. [c.13] Одновременно с участвующими в процессе компонентами (Нз, СО, СО2) в газе обычно присутствуют азот, аргон, метан, сероводород и другие соединения серы. Если азот, аргон и метан инертны при синтезе метанола и лишь приводят к нерациональному использованию сырья (увеличивается продувка в цикле синтеза), то наличие соединений серы вызывает необратимое отравление катализатора синтеза метанола. Обычно в природном газе содержится до 100 мг/м меркаптанов, сероводорода и сероорганических соединений суммарная же концентрация соединений серы в исходном газе не должна превышать 0,2 мг/м . Для удаления соединений серы газ подвергается двухступенчатой очистке [10]. [c.13] Выбор окислителей, сочетание и соотношение их определяются географическими условиями места строительства, технологией синтеза и технико-экономическими соображениями. [c.14] В промышленной практике при парокислородной конверсии реакции 1.3 и 1.6 протекают до конца — в конвертированном газе кислород отсутствует. Состав конвертированного газа определяется равновесием реакций 1.4 и 1.7 (реакция 1.5 является их производной). [c.14] Как видно из табл. 1.2, с повышением давления при прочих равных условиях резко увеличивается содержание метана в конвертированном газе. Например, при 3,92 МПа и соотношении СН4 НгО=2 даже при температуре 927 С содержание метана превышает 2,1 % (об.). [c.16] Неполное горение метана в кислороде осуществляется в свободном объеме и протекает через три четко разграниченные стадии [14]. На первой стадии степень превращения метана составляет около 60%, на второй она достигает 90% и наблюдается образование ацетилена. На третьей стадии протекают крекинг ацетьмена и остаточного метана, газификация свободного углерода и продолжается накапливание водорода и оксида углерода. Состав газа при этом соответствует равновесию реакции 1.7, а соотношение реагирующих компонентов (Нг—СОг) (СО+СОг) и (Н2 С0) ниже стехиометрического (см. табл. 1.3). Состав исходного газа корректируется проведением конверсии оксида углерода с последующим удалением диоксида углерода. [c.17] Поскольку концентрация остаточного метана при высокотемпературной конверсии даже при очень высоких давлениях незначительна (рис. 1), а соотношение реагирующих компонентов достаточно легко регулируется, этот способ получения исходного газа для синтеза метанола представляет несомненный интерес, в том числе и относительно схемы получения метанола при едином давлении. Обычно процесс неполного горения метана осуществляется При 1200—1600 °С. При таких температурах, как видно из рисунка, процесс должен протекать без выделения свободного углерода даже в интервале давлении 30—50 МПа, а содержание непрореагировавшего метана находится в пределах 1—3°/о (об.). Такие концентрации дают основания предполагать возможность проведения стадии синтеза в экономически приемлемых условиях. [c.17] Зависимость состава конвертированного газа (а) н соотношения компонентов в сухом газе (б) от температуры при парювой конверсии метана с дозированием диоксида углерода —Н2 2 —НаО —СО 4 СОг 5 — СН4 5 — функционал f 7- Нг + СО. [c.18] Оптимальное соотношение реагирующих компонентов в исходном газе зависит также от содержания инертных компонентов. При высокой концентрации инертных компонентов снижается степень превращения реагирующих компонентов в цикле синтеза метанола и для поддержания постоянного значения / в цикле необходимо повысить его в исходном газе. Нужное соотношение окислителей (Н2О СО2) при заданном функционале можно найти по графику (рис. 1.3 давление 2 МПа, температура 877 С) [13]. [c.19] Газификация угля проводится при 1200—1500 °С и давлении до 4 МПа. Равновесный состав генераторных газов зависит от условий процесса газификации температуры, давления и состава дутья (табл. 1.5). При газификации твердого топлива значение функционала очень низкое. В связи с этим дополнительна проводится конверсия оксида углерода с последующей очисткой газа от диоксида углерода. Состав газа, получаемого при газификации твердого топлива, аналогичен составу газа высокотемпературной конверсии природного газа (см. табл. 1.3). [c.20] Вернуться к основной статье