Синтез метанола условия

До конца 20-х годов в химической термодинамике наибольшее внимание исследователи уделяли изучению фазовых переходов и свойств растворов, а в отношении же химических реакций ограничивались преимущественно определениями их тепловых эффектов. В известной степени это объясняется тем, что именно указанные направления химической термодинамики стали первыми удовлетворять потребности производства. Практическое же использование методов термодинамики химических реакций для решения крупных промышленных проблем долгое время отставало от ее возможностей. Правда, еще в 70—80-х годах методы химической термодинамики были успешно применены для исследования доменного процесса. К 1914 году на основе термодинамического исследования Габер определил условия, необходимые для осуществления синтеза аммиака из азота и водорода, что привело в конечном результате к возможности промышленного получения в больших количествах аммиака, азотной кислоты, азотных удобрений, взрывчатых веществ и порохов из дешевых и широко доступных исходных материалов. В 20-х годах, лишь после того, как термодинамическое исследование реакции синтеза метанола из Н2 и СО дало возможность определить условия, при которых положение равновесия благоприятно для этого, синтеза, наконец была решена проблема создания производства метанола из дешевого сырья. Полученные результаты показали также, что проводившиеся ранее поиски более активных катализаторов не были успешными не из-за их малой активности, а вследствие недостаточно благоприятного положения равновесия в условиях, в которых пытались осуществить эту реакцию. Известны и другие примеры успешного применения методов термодинамики химических реакций для решения промышленных задач. Однако только с конца 20-х годов плодотворность применения этих методов исследования начинает получать все более широкое признание. [c.19]

Образующиеся при синтезе побочные продукты оказывают существенное влияние на стадию хемосорбции и на кинетику образования метанола в целом. Поэтому, для реакции синтеза метанола предложено большое количество различных кинетических уравнений, выведенных на основе выдвинутых их авторами предположений о механизме реакции. Независимо от этого, время контактирования для реальных условий процесса синтеза может быть рассчитано по формуле [c.264]

Синтез метанола ведется с рециркуляцией непрореагировавшего газа после конденсации продуктов, образовавшихся в каталитическом реакторе,—метанола и воды. Часть непрореагировавших газов непрерывно отводится на продувку для удаления инертов и избыточного водорода, накапливаемых в циркуляционном контуре. Продувочные газы содержат теряемые для процесса синтеза оксиды углерода и пары несконденсировавшегося метанола. Общее количество теряемого углеродного сырья 3—10% от исходного. Это сырье можно попытаться переработать в дополнительном реакторе. Однако из-за малого содержания оксидов углерода (СО + СОг) становится затруднительным обеспечить автотермичность процесса ири его реализации в стационарных условиях. По-видимому, предельное содержание (СО + СОг), пригодное для переработки в стационарных условиях, определяется величиной 27о. Но и в этом случае требуется установка теплообменных устройств с большой величиной поверхности обмена. [c.222]

Температура и давление, при которых протекает процесс образования метанола, зависят от типа используемого катализатора, состава синтез-газа. Главным источником синтез-таза является конверсия природного газа. Состав конвертируемого газа должен характеризоваться определенным соотношением компонентов (Н2+СО2) (СО+СО2). Для синтеза метанола в промышленных условиях это соотношение должно находиться в пределах 2,15—2,25. Катализаторы для синтеза метанола подразделяются на две группы цинкхромовые и медьсодержащие. Синтез на цинкхромовом катализаторе ведется при температуре 350—400 С и давлении 3-10 Па. Крайне важен контроль за параметрами процесса, чтобы подавить побочные реакции. [c.261]

Рассмотрение сырьевой базы и технико-экономических показателей производства метанола показывает, что для этой цели в первую очередь должен быть использован синтез-газ, получающийся в качестве побочного продукта при производстве ацетилена. Но так как ресурсы синтез-газа ограничены, то в дальнейшем для производства метанола в самых широких масштабах будет использоваться природный газ, причем в ближайшие годы основным методом конверсии метана будет, по-видимому, каталитическая конверсия с кислородом. Выбор других источников сырья и методов производства технологических газов для синтеза метанола будет целиком определяться конкретными условиями, в том числе наличием ресурсов природного газа, нефтяного сырья. [c.22]

Из данных табл. 19 следует, что при условиях синтеза метанола в промышленных условиях равновесный выход этанола достигает 10,87о при Т=600 К. [c.269]

Определим условия, благоприятствующие реакции (а). Значение константы равновесия и К°в) вычислим по уравнению (82.3) при 600 К (одна из температур, при которой проводят на производстве синтез метанола) Ки) = 1,09 10 Кш = 1,88 10 . Величина К°в, примерно на 14 порядков больше, чем К°г)- Таким образом, при установлении равновесия в системе концентрация метанола при 600 К будет ничтожна мала по сравнению с концентрацией метана. В отсутствие катализатора обе реакции при 600 К протекают с ничтожной [c.280]

Через несколько переключений потока устанавливается периодический режим (рис. 10.5), который существенно отличается от приведенного на рис. 10.4. Максимальная температура в течение цикла 270°С, но большую часть времени максимальная температура существенно ниже. Процесс нестационарного синтеза метанола с утилизацией тепла протекает в условиях, более близких к оптимальным по сравнению с режимом без утилизации тепла. Средний за цикл выход [c.219]

Регулирование температуры в ходе первой из упомянутых реакций (гидрирование монооксида углерода в кислородсодержащие продукты) осуществляется различными способами. Основной метод состоит в ограничении скорости реакции путем уменьщения количества подаваемого монооксида углерода. В этом случае выделяющееся тепло поглощается водородом. При синтезе аммиака равновесие реакции с повышением температуры смещается в сторону исходных веществ, и поэтому по мере разогрева реакция самопроизвольно затухает. Образование метанола также термодинамически не благоприятно при высоких температурах, но в этих условиях реакция образования метана становится преобладающей. Вследствие ее экзотермичности увеличение температуры происходит даже быстрее, чем при синтезе метанола. Поэтому реакцию образования метана следует полностью подавить. [c.107]

Синтезу метанола благоприятствует максимально возможное снижение температуры. На рис. 5 показаны условия равновесия [c.122]

Катализаторы, применяемые для получения высших спиртов, несколько отличаются от используемых в синтезе метанола и обычно содержат небольшие добавки марганца, калия и некоторых других ингредиентов. Давление и температура реакции также выше, чем для метанола. В табл. 1 сравниваются условия этих двух процессов. [c.123]

Процессы синтеза метанола на медных катализаторах при средних давлениях, т. е. в условиях, промежуточных между условиями синтеза нри высоком и низком давлениях, пока не имеют большого значения. [c.210]

Для того чтобы добиться максимального выхода метанола и оптимальной экономики процесса при наличии ограничений в конверсии, связанных с условиями равновесия, при осуществлении промышленного синтеза метанола необходимо тщательно подбирать температуру, давление, концентрацию и активность катализатора. [c.217]

Условия проведения синтеза метанола и аммиака при среднем давлении сходны, а сырье (природный газ) общее для обоих процессов. Поэтому чаще всего производства метанола и аммиака объединяют (азотно-туковые заводы). [c.190]

В данной работе сформулированы основные принципы моделирования циклических режимов в сложных реакторных системах. Целесообразность их применения демонстрируется на примере гетерогенного реактора низкотемпературного синтеза метанола. Модель базируется на серии допущений, которые определяют гидродинамическую обстановку в аппарате, постадийный механизм экзотермической реакции образования целевого продукта, адиабатичносгь условий проведения процесса, незначительность изменения активности катализатора, нулевой порядок реакции химического превращения, сложный состав объема катализатора. [c.64]

В условиях синтеза метанола медь в катализаторе находится в металлическом состоянии. Температура Таммана, т. е. температура, при которой наблюдается заметная подвижность атомов в кристаллической решетке, для меди близка к 190°С. Медные катализаторы нельзя использовать при температурах выше 270°С, так как они быстро стареют в результате рекристаллизации. Для промышленного синтеза метанола медные катализаторы впервые попытались применить на химическом заводе в Освенциме (Польша) [8]. [c.219]

Кроме воды в процессе синтеза метанола при высоком давлении образуется значительное количество побочных продуктов. В зависимости от условий процесса их выход составляет от 5 до 10 масс. % [c.227]

Новые катализаторы могут решающим образом влиять на параметры современного процесса синтеза метанола, прежде всего на размер реактора, количество рециркулируемого газа к условия ракции. [c.232]

Имеются сведения [47] о катализаторе синтеза метанола, состоящем из интерметаллида торий — медь, на котором при 60 атм, 280°С и стандартной объемной скорости подачи 31 00 при отношении Н2/СО, равном 16 1, в микрореакторе образуется 44 мол. % метанола (без учета водорода). В тех же условиях на промышленном катализаторе Си—2пО—АЬОз образуется только 6,5 мол. % метанола. [c.232]

Ряд гидрогенизационных синтезов при обычных условиях отличается малыми значениями равновесного выхода продукта. Такие синтезы осуществляют в заводских условиях при повышенных и высоких давлениях 20—40 атъ производстве синтина, 200—250 ат прн синтезе метанола на цинк-хромовом катализаторе, 200—800 ат ирп синтезе аммиака на железном катализаторе и т. д. Однако и применение давления позволяет повысить фактическую степень превращения в производственных условиях лишь до нескольких процентов, например, до 4% при синтезе метанола, до 15% при синтезе аммиака. Вследствие этого становится неизбежным циклический способ производства. [c.208]

Некоторое количество метанола можно заменить на диметиловый эфир - побочный продукт синтеза метанола. Источником катализатора является иодистый кобальт, который в условиях реакции превращается в гидрокарбонил кобальта и иодистый водород. Реакция протекает при температуре 250°С и давлении 650 атм. Как и следовало ожидать, в этих условиях метанол взаимодействует с уксусной кислотой с образованием метилацетата. Поэтому, чтобы регулировать концентрацию ме-тилацетата, в реакционную смесь вводят воду, В реакторе имеются примерно следующие концентрации упомянутых компонентов 30% метилацетата, 30% уксусной кислоты, 30% воды и 10% метанола. Метилацетат, катализатор и незначительное количество побочных продуктов возвращаются в реактор. Выход уксусной кислоты в расчете на метанол составляет 90%. [c.297]

В 1930 г. Смис и Херст [7 ] вновь определили константы равновесия реакции синтеза метанола в тех же условиях, что и в предыдущей работе, т, е. при 303,8° С и атмосферном давлении. Однако и в этой работе, численные значения константы колебались в интервале от 0,00024 до 0,00067 авторами было принято среднее значение, равное 0,000415. [c.348]

Оба эти уравнения выведены в развитие предложенных Темкиным и Чередниченко теоретических уравнений, предполагающих, что лимитирующей стадией процесса синтеза метанола является адсорбция водорода [уравнение (У-6)] или адсорбция окиси углерода [уравнение (V- )]. Однако при изменении состава исходной реакционной смесп (СО Н2 = 1 2 или 1 9) константа скорости, рассчитанная по уравнениям (У-6) и (V- ) при давлении 250 ат и постоянной температуре, меняется на 30— 80% в зависимостп от объемной скорости и в 1,5—2 раза отличается от значения константы скорости, определенной для соотношения СО Н2 = 1 4. Таким образом, реакция синтеза метанола, по-видимому, относится к сложным процессам, лимитирующая стадия которых в зависимости от условий может меняться. [c.406]

Тепловой эффект реакции увеличивается с повышением давления, а влияние температуры наиболее заметно в интервале 10-30 МПа. В промышленных условиях синтез метанола протекает в присутствии инертных газов (N2, Аг, СН4) и СО2. [c.123]

Незначительно изменив условия проведения синтеза метанола, можно получить в качестве побочных продуктов ряд высших спиртов. Основное изменение заключается в добавлении к катализатору небольшого количества щелочи, например до 1% окиси калия. Кроме того, синтез высших спиртов проводят при более высокой температуре, а именно при 400—450°. При этом синтезе наряду со спиртами образуется значительное количество воды. В процессе, осуществлявшемся на заводе Лейна в Германии [14], газ синтеза циркулировал при 450° и 300 ат через катализатор, состоявший из окислов хрома и цинка с добавкой 1% окиси калия. Состав сырого продукта приведен в табл. 17. [c.56]

Проведением синтеза синтола было установлено, что из СО+Н., под давлением в присутствии специфических катализаторов получаются кислородсодержащие соединения, значительный процент которых составляют высшие спирты, начиная с пропилового. Работы в этом направлении показали, что для синтеза высших спиртов пригодны катализаторы типа метанольных, но с обязательной добавкой щелочи. Процесс очень близок к синтезу метанола и проводится под давлением в циркуляционной аппаратуре, но в несколько измененных условиях при значительно меньших объемных скоростях (порядка 8000—10000) и более высоких температурах (425—450°). [c.715]

Пользуясь данными, приведенными в условии и решении примера 4 (стр. 248), обсудить влияние избытка водорода на течение реакции синтеза метанола. Расчеты произвести для [Нг] [СО] = = 3 1, 4 1 и 5 1. [c.255]

Синтез метанола из СО и Н2 в промышленных условиях проводят на цинк-хромовых, цинк-хром-медных и цинк-алюмомедных катализаторах [20, 150—153]. Наиболее распространен цинк-хромовый катализатор, два других при более высокой активности еще недостаточно освоены, обладают малой термостойкостью и более чувствительны к контактным ядам. [c.153]

Выше уже было отмечено, что в условиях синтеза метанола, т. е при высоких давлениях, свойства окиси углерода, водорода и паров спирта сильно отличаются от свойств идеальных газов. Поэтому Ньютон и Додж [12] для сопостанления экспериментальных данных различных авторов (табл. 1) произвели пересчет всех констант к нулевому давлению. [c.354]

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, полиалкилбензо-лы. 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. 12.2 приведены показатели работы установок трех- и двухфазного процесса одинаковой производительности 1800 т/сут. [c.268]

В 1940 г. [25] были вновь рассчитаны величины констант для синтеза метанола (рис. 2) в интервале давлений от О до 1000 ат и при температурах 250, 300, 350, 400, 450 и 500° С. Но и здесь не сообщается деталей расчета и данных, положенных в осрюву расчета (критическая температура, критическое давление для метанола, водорода и окиси углерода). Отсутствие в обеих статьях указаний на исходные расчетные данные некоторым образом обесценивает оба эти графика, тем более, что сопоста-влепие их показывает, что при одинаковых условиях ( и Р) численные значения константы Ку несколько различаются. При давлениях 100— 150 ат эти расхождения еще весьма незначительны, при 150—300 ат они уже заметны, а при более высоких давлениях велики. [c.354]

Для многих ХТП, например при синтезе метанола, наряду с основной реакцией происходят побочные превращения. При определенных условиях проведения процесса можно достичь некоторой степени превращения реагирующих веществ, соответствующей максимальному выходу целевых продуктов. Даль-нейщая интенсификация процесса с целью увеличения выхода целевых продуктов усилит эффект побочных реакций. Проведением реакции с невысокой степенью превращения за однократный пропуск при удалении продуктов реакции из реакционной зоны по мере образования их с такой скоростью, насколько это представляется возможным, можно исключить побочные превращения и при рециркуляции непрореагировавшего сырья добиться полного его превращения с максимальной селективностью процесса. [c.286]

При условии синтеза метанола концентрация формальдегида в газовой смеси очень мала по сравнению с концентрацией СН3ОН. В результате этого данные стадии при расчете равновесия можно не учитывать и ограничиться суммарной реакцией (а). [c.280]

Экспериментально исследована кинетика синтеза углеводородов как целевого процесса и как побочной реакции в синтезе метанола. Результаты исследования позволили сделать выводы о вероятном поверхностном механизме зарождения, роста и обрыва углеводородной цепи в различных условиях поведения реакции гвдрирования монооксида углерода. [c.169]

Синтез метилового спирта по физико-химическим условиям его проведения и по технологическому оформлению аналогичен процессу синтеза аммиака. Синтез-газ, как и азотоводородиую смесь, получают конверсией природного газа или другого углеводородного сырья. При синтезе метанола, как и при синтезе аммиака, взаимодействие смеси тщательно очищенных газов происходит при высоких давлении и температуре в присутствии катализаторов. [c.164]

Решение. Синтез метанола из синтез-газа (смесь СО и На) по физикохимическим основам процесса и технологическому оформлению аналогичен синтезу аммиака. Как и азотоводородную смесь, синтез-газ получают конверсией генераторного или природного газа. Условия реакции синтеза -метанола, как и синтеза аммиака, требуют высокой энергии активации реакция идет с уменьшением объема, обратима, экзотермична процесс ведут при высоких давлениях и температурах в присутствии активного катализатора. Выход конечного продукта невелик не только вследствие приближения к равновесию, но и благодаря побочным реакциям. Процесс ведут непрерывно по циклической схеме. Уравнение реакции синтеза метанола СО + 2На СН3ОН. i [c.39]

Характер полученншс зависимостей подтверждается экспериментальными данными. Влияние содержания инертов в свежем газе на превращение целевых компонентов в процессе синтеза метанола показано на рис. 3, где представлены данные, полученные при обработке показателей работы агрегатов синтеза метанола НЗСП. Видно, что чем меньше исходное содержание инертов, тем выше процент превращения. Влияние содержа] инертов возрастает при увеличении нагрузки на катализатор синтеза метанола. Эти зависимости объясняются тем,что при прочих постоянных условиях синтеза рост инертов в свежем газе означает снижение парциального давления реагирующих компонентов. [c.153]

Результаты обследования промышленных агрегатов подтвердили применимость обоих кинетических уравнений в промышленных условиях. Данные по колоннам синтеза аммиака имеются в работе [1]. На рис. 1 приведено замеренное и рассчитанное распределение температуры и кон-пентрации в колонне синтеза метанола. Как видно, наблюдается удовлетворительное совпадение как по производительности, так и по температурному режиму. [c.146]

Полон ение горячей точки при этом не предопределяется (в [ 1 ] граничное условие заключалось в задании температуры в некоторой фиксированной точке катализатора). Это важно в связи с тем, что температура в катализаторе не должна превышать предельной температуры Гпр во избежание спекания катализатора (в синтезе аммиака) или чрезмерного ускорения побочных реакций (в синтезе метанола). При применении гра-нргчного условия (9) для этого достаточно обеспечить неравенство [c.146]

Методы паровой и пароуглекислотной конверсий различного углеводородного сырья используются в настоящее время в промышленности для получения разнообразных продуктов синтез газа для производства аммиака [1 —3], синтетического природного газа [4, 5], технического водорода [1, 2, 6], водорода высокой степени чистоты 17], газов с различным соотношением СО, применяемых в виде сырья для синтеза метанола (Нз СО = 2 1), оксосинтеза (Нз СО = = 1 1) [1, 2] и восстановительных газов металлургической промышленности (Нз СО ниже единицы) [8]. Эти методы пригодны также для получения газов с заданным соотношением На СОз, использование которых перспективно для микробиологического синтеза. Принципиальная схема и условия ведения процесса определяются в первую очередь характером целевого продукта, однако выбор условий процесса в значительной мере зависит и от принятого сырья. В качестве последнего для процессов конверсии используют природный газ, нефтезаводские газы, сжиженный газ и жидкие углеводороды нафта . [c.242]

Условия синтеза метанола на катализаторах в промышленных колоннах значительно отличаются от лабораторных условий. В лабораторных опытных колонках обеспечивается режим процесса, близкий к изотермическому, катализатор памель-яается до величины зерен 1—2,5 мм и смешивается с кусочками красной меди для улучшения отвода тепла. Исходная газовая смесь тщательно очищается от посторонних прпмесей и катализаторных ядов. [c.415]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология