ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Синтез метанола из "Технология органического синтеза" Метанол известен с ХУП в., когда он впервые был обнаружен в продуктах сухой перегонки дерева. Этот процесс долгое время и являлся основным способом его производства. [c.306] В ЭТИХ данных не учтена потребность в метаноле для производства высокооктанового бензина по способу фирмы Мобил и низших олефинов конверсией метанола. [c.307] Подавить образование побочных продуктов можно путем подбора высокоэффективных и селективных катализаторов, но полностью устранить их, особенно реакцию конверсии СО до С и СОг, невозможно. Исследования показали, что образование метана и высших углеводородов можно свести к минимуму, если в состав катализатора не будут входить такие элементы, как Ре, Со, N1. Кроме того, проведение синтеза при низких температурах также способствует подавлению реакции образования высших углеводородов. Образованию диметилового эфира способствует наличие в катализаторе оксида алюминия, а образованию высших спиртов — присутствие шелочных и щелочноземельных металлов. При низких температурах синтеза образования диметилового эфира практически не происходит. [c.308] Катализаторы. В настоящее время на большинстве заводов метанол получают на оксидных цинк-хромовых катализаторах, а также на цинк-медных катализаторах, позволяющих проводить процесс в более мягких условиях. [c.308] На цинк-хромовых катализаторах процесс осуществляют при температуре 360—380 °С, давлении 25—32 МПа и объемной скорости циркулирующего газа, содержащего 10—20% СО (мольное соотношение С0 Нг=1 5— 1 10), 10000— 60 000 Часто синтез метанола совмещают с процессами деструктивной гидрогенизации и получения аммиака, что улучшает его технико-экономические показатели. Активность цинк-хромового катализатора зависит от способа его приготовления, соотношения хрома и цинка, а также от способа предварительной обработки, в процессе которой происходит формирование активной структуры. [c.308] В Советском Союзе в качестве катализатора синтеза метанола используют контакт СНМ-1 (состав до восстановления 62—54% СиО, 26—28% ZnO, 5,6% AI2O3). в присутствии которого процесс проводят при температуре 220—280°С и давлении 4—6 МПа. [c.309] В развитии технологии процесса намечается тенденция замены ныне сушествующих малопроизводительных установок мощностью 35—50 тыс. т/год на одноагрегатные установки мощностью 750—1000 тыс. т/год метанола. В технологической схеме процесса любой мощности обязательной стадией является очистка выходящего из газогенератора синтез-газа от соединений серы и других примесей, являющихся каталитическими ядами стадии синтеза. [c.309] Новые технологические схемы синтеза метанола за рубежом основаны на усовершенствованных процессах фирмы I I (Великобритания), в которых реализована многослойная загрузка катализатора в реакторе и охлаждение протекает за счет секционного ввода холодного газа. Фирмы Лурги , Ке-микл систем и др. используют в синтезе метанола псевдоожиженный катализатор. Преимуществом этих систем является существенное уменьшение рецикла газа и повышение концентрации метанола в реакционных газах. [c.309] В процессе можно использовать синтез-газ, полученный неполным окислением в присутствии пара угля или тяжелых нефтяных остатков, содержащий в основном Нг и СО и небольшое количество СОг. После очистки от соединений серы состав газа регулируют таким образом, чтобы получить оптимальное соотношение Нг (С0 + С02), и вводят в реактор синтеза без дополнительного компримирования. [c.310] Метанол синтезируют над медьсодержащим катализатором при 200—300 °С и давлении 5,0—10,0 МПа. Срок службы катализатора 3—4 года. В реакторе катализатор расположен несколькими слоями на распределительных решетках (рис. 4.3). Охлаждение реакционной смеси производится холодным синтез-газом в нескольких точках по высоте реактора. Выходящие из реактора газы проходят серию теплообменников и поступают в сепаратор. Конденсат метанола-сырца подвергают быстрому испарению и направляют на ректификацию. Процесс характеризуется высокой эффективностью утилизации тепла газов конверсии и синтеза метанола. [c.310] По технологии фирмы Лурги метанол получают под давлением 5,0 МПа, используя в качестве исходного сырья для получения синтез-газа метан, тяжелые нефтяные остатки, уголь. На рис. 4.4 представлена схема процесса, исходным сырьем для которого служат нефтяные остатки. [c.310] Синтез метанола проводят при температуре 250—260°С, при этом на 1 кг метанола получают 1,4 кг пара высокого давления. Выходящую из реактора газовую смесь охлаждают и конденсируют. Метанол-сырец отделяют в сепараторе, а непрореагировавший синтез-газ компримируют и возвращают в реактор. Часть газа используют для очистки исходного газа от соединений серы или в качестве топливного газа. Создание новых технологических процессов по переработке метанола в высокооктановый бензин, этанол, уксусную кислоту п другие продукты вызывает повышенный спрос на него. [c.311] Метанол — заменитель бензина. Метанол по ряду важных характеристик превосходит лучшие сорта углеводородных топлив, но обладает и недостатками высокой гидрофильностью, токсичностью, агрессивностью по отношению к некоторым металлам и пластикам. Поэтому использование в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания чистого метанола потребует существенной реконструкции двигателя. Тем не менее в ряде стран проводят испытания автомобилей, работающих на чистом метаноле (топливо М-100). Исследования, проведенные в ФРГ и США, показали, что к.п.д. имеющихся метанольных двигателей на 20% выше к.п.д. традиционных. [c.311] Метанол — добавка к бензину. При добавлении метанола к бензину в небольших количествах (2—7%) реконструкции двигателя не потребуется, так как в этом случае даже пластмассовые детали, не стойкие по отношению к метанолу (бензопровод, прокладки и т. д.), не претерпевают каких-либо изменений. При увеличении же количества метанола до 15% (топливо М-15) эта смесь уже начинает воздействовать и на различные сплавы. [c.311] Добавление метанола приводит к уменьшению вредных выбросов в атмосферу, а октановое число смеси с увеличением содержания метанола повышается, что в конечном счете приводит к увеличению к. п. д. двигателя. [c.312] Кроме прямого использования метанола в качестве моторного топлива или его компонента все больший интерес метанол приобретает как исходное сырье для производства грег-бутилметилового и трег-пентилметилового эфиров— высокоэффективных антидетонаторов. Добавка 5—15% эфиров даст возможность практически отказаться от подмешивания к бензинам ТЭС (тетраэтилсвинца), ароматических углеводородов или алкилата. [c.312] Бензин из метанола. Открытие специальных высококремнеземных цеолитов дало возможность разработать метод превращения метанола в углеводороды. Преимущества этого процесса заключаются в высокой степени селективности и высоко.м октановом числе полученного бензина. Применяемые типы катализаторов ограничивают число атомов углерода в получаемых углеводородах до 11. В качестве сырья можно использовать обводненный метанол без его предварительной очистки. [c.312] На рис. 4.5 представлен реакторный узел установки синтеза бензина из метанола фирмы Мобил . Превращение метанола в бензин протекает с выделением большого количества тепла. Процесс осуществляется в две ступени. Сначала метанол дегидратируется в смесь диметилового эфира и воды (при этом выделяется 20% суммарного тепла реакции), а затем полученная смесь вместе с непрореагировавшим метанолом на следующей ступени превращается в бензин. Степень превращения метанола составляет 44%. Образование СО, СОг и кокса происходит в незначительной степени. Получающийся бензин является не только высокооктановым (04 = 93), но и высококачественным и содержит (в %) высокоразветвленных парафинов— 51 разветвленных олефинов—13 нафтенов — 8, ароматических углеводородов — 28%. [c.312] Вернуться к основной статье