ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Синтез метанола из "Общая химическая технология Том 2" Области применения метанола весьма разнообразны. Наиболее широко его используют в качестве полупродукта для различных синтезов. Значительное количество вырабатываемого метанола потребляется для синтеза формальдегида. Кроме того, метанол применяется для производства метилацетата, метиламинов, метил- и диметиланилина и других продуктов. В начале 40-х годов в Германии метанол применяли для производства толуола путем алкилирования бензола. В различных производствах тонкого органического синтеза метанол используют как растворитель (в качестве реакционной среды и для перекристаллизации). Как растворитель для лаков и политур метанол имеет лишь ограниченное применение вследствие его токсичности. Он используется также в быту и лабораториях в качестве горючего. [c.337] Получение метанола окислением метана описано на стр. 366. [c.337] Синтез метанола из окиси углерода и водорода во многом сходен с синтезом аммиака. Оба процесса протекают в присутствии катализаторов, при высоких давлениях и повышенных температурах. [c.337] Производство аммиака и метанола нередко объединяют в одном цехе с общим газовым хозяйством. [c.337] Синтез аммиака—первая получившая промышленное осуществление газовая каталитическая реакция под высоким давлением. Используя опыт производства синтетического аммиака, значительно легче было найти правильное решение технологических схем и конструкций аппаратов для других процессов подобного типа. [c.337] Вследствие протекания других побочных реакций в синтетическом метаноле присутствуют небольшие примеси высших спиртов, кислот, альдегидов, кетонов и эфиров. [c.338] В газовой смеси стехиометрического состава (С0+2Нг) содержится 66,7% водорода и 33,3% окиси углерода. Целесообразнее проводить процесс с избытком водорода по отношению к стехиометрическому коашчест-ву, так как при этом уменьшается выход побочных продуктов, т. е. получается более чистый метанол. [c.338] Расход газа на 1 кг метанола составляет от 2,4 до 2,7 ж . [c.338] Равновесие реакции. При повышении давления и понижении температуры равновесие реакции сдвигается в сторону образования метанола. [c.338] Примечание. Значение константы равновесия принято равным 1,6- 10 =г СО и На взяты в стехиометрическом соотношении. [c.338] Из приведенных данных видно, что при 400° и давлении до ЗОО ат равновесные выходы метанола невелики. [c.338] Для процесса синтеза метанола предложено много катализаторов. Лучшими из них оказались катализаторы, основными компонентами кото рых являются окись цинка или медь. Медные катализаторы обладают высокой активностью—уже при температуре около 300° реакция образования метанола протекает с большой скоростью. Чистая окись цинка является относительно малоактивным катализатором. Для производственных условий наиболее пригодны смешанные катализаторы, например цинк-хромовые, которые, как правило, чаще, чем однокомпонентные обнаруживают избирательные свойства. Железо и никель ускоряют реакции, ведущие к образованию метана. Щелочные окислы (МагО, КаО, СаО) даже при незначительной добавке к катализатору вызывают образование высших спиртов. [c.339] Сернистые соединения являются ядами для катализаторов медные катализаторы отравляются необратимо, цинк-хромовые—обратимо. Поэтому в обоих случаях газ должен быть предварительно очищен от сернистых соединений при применении цинк-хромового катализатора требуется менее тщательная очистка. [c.339] Необходима такл е тщательная очистка газа, поступающего на контактирование, от карбонила железа, который образуется при взаимодействии окиси углерода с железом аппаратуры. Карбонил железа разлагается на катализаторе с выделением элементарного железа, что способствует образованию метана. [c.339] Давление. Повышение давления сдвигает равновесие реакции в сторону образования метанола и, следовательно, приводит к увеличению производительности катализатора. Поэтому процесс ведут при повышенном давлении, например прн 300° и 150 ат на медном катализаторе, при 400° и 200—300 ат на цинк-хромовом. Синтез метанола осуществлен также при более низких давлениях (около 65 ат) и более высоких давлениях (до 1000 ат). [c.339] Объемная скорость газа. Выбор ее при синтезе метанола в основном определяется теми же условиями, что и при синтезе аммиака (см. том I, стр. 327—329). С увеличением объемной скорости производительность катализатора возрастает. Однако в отличие от процесса синтеза аммиака, в случае синтеза метанола нри выборе объелшой скорости газа приходится считаться с возможностью протекания побочных реакций. Установлено, например, что с уменьшением объемной скорости в присутствии некоторых катализаторов увеличивается выход высших спиртов. [c.339] Схема синтеза метанола изображена на рис. 127. [c.339] очищенный от сернистых соединений, сжимается в пятиступенчатом компрессоре до 250 ат. Между третьей и четвертой ступенями сжатия (давление 30 ат) газ промывают водой для удаления двуокиси углерода на с.хеме не показано). Сжатый до 250 ат газ смешивается с циркуляционным газом и, пройдя через маслоотделитель, поступает для очистки от карбонила железа в фильтр 3, заполненный активным углем. [c.339] Очищенный газ подогревается горячими реакционными газами в теплообменнике 4, а затем в теплообменных трубках колонны синтеза 5 здесь при подогреве газа отводится тепло от катализатора). В колонне синтеза газ проходит снизу вверх через теплообменные трубки, расположенные в катализаторной коробке, поступает в катализаторную коробку н выводится из нижней части колонны. [c.339] Из колонны синтеза парогазовая смесь поступает в теплообменник 4 и далее в водяной холодильник 6, где конденсируются пары метанола. [c.340] Вернуться к основной статье