Синтез метанола влияние давления

Синтез метанола под давлением сопровождается образованием побочных продуктов, влияние которых на скорость образования метанола учесть весьма трудно. В то же время побочные продукты — вода, сложные эфиры, высшие спирты, альдегиды, кетоны, кислоты, углеводороды и др. — влияют на хемосорбцию исходных и промежуточных продуктов, образование активированных комплексов и в итоге — на кинетику образования метанола. Эти факторы являются одними из основных причин разнообразия применяемых лимитирующих стадий и получаемых кинетических закономерностей, поскольку условия исследований процесса практически всегда в чем-то отличались друг от друга. В исследованиях по кинетике синтеза метанола взаимодействие катализатора с компонентами реакции учитывалось также недостаточно. [c.64]

На промышленных установках синтеза метанола чаще всего работают при 20—35 МПа. Выбор рабочей температуры при таком давлении обусловлен ее противоположным влиянием на равновесие и скорость процесса. Оптимальным считается интервал 370—420 С. [c.250]

Рис. 12.1. Влияние давления на метанола при различных темпера-выход метанола при различ- турах синтеза.

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]

Известно, что активность катализатора может значительно повыситься при добавлении к нему малых количеств некоторых примесей (промотирующее влияние). Большие количества той же примеси часто уменьшают активность контакта или придают реакции другое направление. Например, если к двухкомпонентному контакту ХпО+СГаОд, обычно применяемому для синтеза метанола из смеси СО-ЬНа (при повышенном давлении), добавить немного окиси калия, то из той же исходной смеси получается изобутиловый спирт. Поэтому при приготовлении катализатора следует точно соблюдать приведенные прописи отклонение от прописей может иногда вызывать уменьшение активности катализатора или изменение его действия (полученный катализатор будет способствовать нежелательному направлению реакции). [c.833]

Имеющиеся в литературе данные по равновесию реакций синтеза метанола выполнены для условий, отвечающих промышленному процессу на цинк-хромовом [36] и медьсодержащих низкотемпературных [34, 37] катализаторах. Исследовано влияние состава газа, температуры и давления на равновесный выход метанола и воды. [c.45]

Влияние давления. Повышение давления способствует более глубокой переработке оксидов углерода, особенно СО, что следует непосредственно из стехиометрии реакций 1.1 и 1.7 синтез метанола протекает с уменьшением объема, а восстановление диоксида углерода-—без его изменения. При повышении давления от 4,9 до 49,0 МПа в интервале температур 200—400 °С равновесный выход метанола увеличивается (рис. 2.4 состав газа 6% СО2, 20<% СО, 44% Н2, 30% СН4+,Ы2). Причем для низкотемпературного синтеза (200—260°С) наиболее эффек- [c.50]

Это объясняется тем, что при высоких давлениях увеличивается интенсивность образования побочных продуктов. Скорость их образования уменьшается, если поддерживать на входе в слой катализатора соотношение Нг С0>4. Именно из уравнения 2.19 следует, что максимальная скорость реакции синтеза метанола на цинк-хромовом катализаторе наблюдается при соотношении Нг СО, равном 4. При пониженных давлениях образование побочных продуктов минимально, а при атмосферном давлении из водорода и оксида углерода образуется только метанол [67]. Поэтому максимальная скорость реакции наблюдается при стехиометрическом соотношении Нг СО это вытекает из уравнения 2.21. Для снижения скорости образования побочных продуктов на цинк-хромовом катализаторе предложено вводить в исходный газ пары воды [74]. Причем влияние воды проявляется более эффективно при высоких температурах, парциальных давлениях оксида углерода и малом времени контакта. [c.65]

Влияние паров воды на скорость реакции синтеза метанола связано с протеканием параллельных и последовательных побочных реакций (образование эфиров, альдегидов, спиртов) [74]. Об этом свидетельствуют следующие факты. При работе на сухом газе содержание побочных продуктов всегда возрастает при повышении температуры, парциального давления оксида углерода и снижении объемной скорости газа. Аналогичные закономерности наблюдаются и при введении паров воды. Таким образом при всех условиях, способствующих реакциям образования побочных продуктов, пары воды замедляют скорости этих реакций, что, видимо, отражается и на скорости образования метанола и в итоге повышает производительность цинк-хромового катализатора. [c.79]

Промышленный синтез метанола из оксидов углерода и водорода при низких температурах (200—300 °С) может быть проведен при разных давлениях. Естественно, при изменении давления меняются и физико-химические свойства реагируюш,их компонентов (плотность, вязкость, скорость диффузии, способность к адсорбции и т. п.). И хотя общие закономерности процесса образования метанола сохраняются, влияние отдельных технологических факторов на его выход (производительность катализатора), содержание и состав примесей будет различен, С повышением давления при прочих равных условиях увеличивается также равновесное содержание метанола в газе. [c.83]

В упоминавшихся выше исследованиях адсорбенты не оказывали влияния в отсутствие радиации. Синтез метанола и дегидратация циклогексанола (раздел II, И, 3), наоборот, проводились с применением веществ, которые и в отсутствие радиации обладали определенными каталитическими свойствами. Берри и Робертс [20] изучали влияние гамма-излучения от Со на синтез метанола из окиси углерода и водорода при атмосферном давлении в присутствии окиси цинка в качестве катализатора. Применялись различные виды окиси цинка, отличающиеся стехиометрией. При исследовании было обнаружено значительное различие как в каталитической активности, так и в чувствительности системы к облучению. [c.184]

Влияние давления на равновесие реакции синтеза метанола при 300° С [c.254]

На скорость синтеза метанола из окиси углерода и водорода оказывают значительное влияние размеры зерен катализатора Результаты исследований макрокинетики синтеза метанола из окиси углерода и водорода на промышленном цинкхромовом катализаторе в условиях, близких к производственным, изложены в работах Авторы пришли к выводу, что с 350°С при давлении 350 атм на катализаторе зернением [c.110]

Тепловой эффект реакции синтеза метанола увеличивается с повышением давления. Влияние температуры наиболее заметно в интервале 100—300 ат (рис. 3). Если учесть теплоту смешения метанола с газами (смешение идет с поглощением тепла), то суммарный тепловой эффект реакции образования метанола при 300 ат с повышением температуры от 275 до 350 °С изменяется от 23,78 до 23,80 ккал/моль метанола. При повышении давления от 1 до 300 ат при 350 °С суммарный тепловой эффект увеличивается от 23,3 до [c.23]

В промышленных условиях синтез метанола идет в присутствии инертных к данному процессу газов (азота, аргона, метана) и двуокиси углерода. Инертные газы, как известно, снижают эффективное давление реагирующих компонентов при синтезе, но не оказывают влияния на равновесие реакции образования метанола. Дву- [c.23]

ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ ПРЕССОВАНИЯ НА СТРУКТУРУ И ПРОЧНОСТЬ КАТАЛИЗАТОРОВ СИНТЕЗА МЕТАНОЛА [c.55]

ВЛИЯНИЕ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ НА ЭФФЕКТИВНОЕ ДАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА МЕТАНОЛА [c.100]

Влияние различных факторов на синтез метанола Основными факторами, от которых зависит выход метанола являются температура, давление, объемная скорость и состав исходной газовой смеси (С0 Н2) и содержание в ней инертных приме-сец В табл. 15 приведен процент превращения окиси углерода [c.156]

Во многих статьях-, посвященных синтезу метанола, рассматривается влияние состава катализатора на его активность и состав продуктов. Разлог жение метанола при атмосферном давлении применялось многими исследователями в качестве простого метода испытания катализаторов, и в некоторых случаях было получено очень хорошее соответствие между значениями активности в реакциях синтеза и разложения метанола. Ниже подробно излагаются данные о соотношениях между активностью катализатора пО—СиО и его составом. [c.79]

Давление, как и температура, может оказывать значительное влияние на протекание реакций. Общие указания о направлении изменения равновесия системы с изменением давления даются принципом Ле-Шателье увеличение давления способствует протеканию процессов, связанных с уменьшением объема, и наоборот. Поэтому для процессов синтеза аммиака, метанола и высших спиртов, а таклсе для гидрирования высокие давления являются благоприятными факторами. Наоборот, для процессов, связанных с увеличением объема (дегидрирование, распады аммиака или метанола на компоненты), давления оказывают отрицательное действие. При конкурирующих реакциях, связанных с уменьшением объема, давления наиболее благоприятны для реакции, идущей с максимальным уменьшением объема. [c.44]

Существенное влияние на выбор конструкции насадки и диаметра колонны оказывает перепад давления в колонне. Чтобы избежать утечки газа в местах уплотнений внутренних частей колонны, следует стремиться к уменьшению в ней перепада давления. Величина допустимого гидравлического сопротивления зависит от схемы агрегата синтеза и типа машин, применяемых для циркуляции газа. При использовании центробежных и поршневых компрессоров допустимый перепад давлений в колонне может достигать 8—10 ат, а при применении инжектора — 2 ат. Для колонн синтеза с малым перепадом давления и большой производительностью требуется больший диаметр, меньшая высота и отличающиеся от общепринятых конструктивные решения насадки. При выборе конструкции насадки необходимо в некоторых случаях учитывать возможность перехода с производства аммиака на производство метанола. [c.380]

Основы управления процессом О-алкилирования метанола изо-бутиленом. Важными оперативными параметрами, влияющими на выход и качество МТБЭ, являются температура, давление, объемная скорость подачи сырья и соотношение метанол изобутен. Закономерность влияния этих параметров на синтез МТБЭ примерно идентичны влиянию их на процесс С-алкилирования изобутана бу-тенами. Ниже приводим оптимальные пределы режимных параметров синтеза МТБЭ [c.496]

Исследуя влияние давления на скорость реакции, нужно помнить о том, что стехиометрические уравнения большинства химических реакций не отражают их механизма и в действительности превращение проходит как несколько следующих одна за другой простых реакций разного порядка. В качестве примера можно использовать реакцию синтеза метанола СО + 2Нг = СН3ОН, которая протекает не как реакция третьего порядка, а, вероятно, как две последовательные реакции второго порядка. Поскольку влияние давления на скорость реакции меньше в случае реакций более низкого порядка, теоретическое предвидение такого влияния не может быть основано на стехиометрическом уравнении реакции. Если механизм процесса неизвестен, то обязательно нужно определить порядок кинетического уравнения экспериментальным путем. [c.235]

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]

Челобова С.П., Аксельрод Т.Л. Влияние инертных газов на эффективное давление процесса синтеза метанола. - Тр. ГИАП, 19ьЗ, вып. 15 , с. 100-102. [c.155]

Промотированные натрием поглотители хлора (напр., Katal o 59-3) широко использовались для очистки сырьевого газа на агрегатах синтеза метанола, аммиака и водорода. Было показано, что доминирующим механизмом удаления хлора была именно реакционная адсорбция, а не простая хемосорбция, т.е. ёмкость поглотителя в первую очередь определялась количеством натрия, в то время как влияние площади поверхности и парциального давления газа было второстепенным. [c.10]

Влияние давления на равновесие можно проиллюстрировать также, на примере синтеза аммиака и метанола, где АпаО и Куф. Лишь до Я 20 мон<но считать, что для реакции синтеза метанола Ку = сопз1, при высоких же давлениях эта величина начинает уменьшаться вследствие большой сжимаемости метанола и почти полного совпадения и (рис. 182). Таким образом, увеличение выхода СН3ОН с ростом давления здесь обусловлено обоими факторами. [c.480]

В последуюш,их работах [76—79, 84, 85] было также подтверждено, что синтез метанола протекает непосредственно из оксида углерода и водорода, а из диоксида углерода — по последовательному механизму. Такого же мнения придерживаются и авторы данной работы [8, 86, 87]. При исследовании процесса и скорости образования метанола на цинк-хромовом катализаторе при атмосферном давлении было установлено, что из газовой смеси, содержаш,ей СО и Нг, образуется метанол [67], и никаких других примесей в пределах чувствительности хроматографического метода анализа не обнаруживалось. Найдено также, что при введении СОг в газовую смесь водород — оксид углерода производительность цинк-хромового катализатора резко увеличивалась [86]. Механизм процесса образования метанола, его закономерности, в том числе промотируюш,ее влияние диоксида углерода, по данным [86, 87], представляется следую-ш,ими [c.68]

Исследования влияний технологических параметров на образование парафинов при синтезе метанола на катализаторе СНМ-1 проведены в проточном однорядном реакторе [102]. Найдено, что скорость образования парафинов в области температур 240—260 °С минимальная. При температурах ниже 220 °С и выше 260 °С выход парафинов возрастает. При повышении давления от 5 до 10 МПа выход парафинов также растет. С уменьшением объемной скорости газа выход парафинов повышается, причем в большей степени при объемных скоростях до 5-10 ч . Увеличение размера зерна катализатора с 5x5 до 9X9 мм способствует повышению выхода парафинов. Состав исходного газа также влияет на образование насыщенных углеводородов с повышением восстановительного потенциала газа (т. е. с повышением содержания водорода и оксида углерода)] выход парафинов растет, а с повышением окислительного потенциала (т. е. с повышением содержания диоксида углерода) — падает. С повышением содержания в исходном газе водорода на 20% (об.) при содержании СО 12% (об.) и С0г5% (об.) и температуре 260 °С выход парафинов увеличивается в 2—3 раза, а при 240 °С выход парафиновых углеводородов от содержания водорода практически не меняется (рис. 3.29, а, давление [c.103]

Как отмечалось, технологические параметры процесса, влияющие на качество метанола-сырца, взаимосвязаны между собой. Поэтому в промышленных условиях отрицательное воздействие одного можно компенсировать положительным влиянием другого, и при выборе технологического режима синтеза обычно руководствуются не только качеством метанола-сырца, но в основном экономическими факторами. А с экономической точки зрения наиболее целесообразным при синтезе метанола на цинк-хромовом катализаторе под давлением 30 МПа является следующий режим температура 360—380 °С, соотношение Н2 СО = 6 (циркуляционный газ на входе в колонну), объемная скорость газа (35—40)-10 ч . На низкотемпературных медьсо- [c.105]

Томас и Портальский [1486] применили для нахождения оптимальных условий синтеза метанола термодинамический метод и определили влияние давления и температуры на энтальпию и химическое равновесие реакции (VII.10). Из уравнения состояния, записанного в виде [c.201]

Выбор рабочей температуры при таком давлении обусловлен ее противоположным влиянием на равновесие и на скорость процесса. Слишком высокая температура влияет на скорость положительно, но ведет к нежелательному смещению равновесия в сторону разложения спирта, не позволяя достигнуть высокой производительности реакционного аппарата. Производительность зависит также от фактической степени конверсии исходных реагентов, которая регулируется, как и в других случаях, изменением объемной скорости (т. е. времени контакта). Так, при синтезе метанола повышение объемной скорости с 3 ООО до 36 ООО (снижение времени контакта с 120 до 10 сек) вызывает увеличение производительности с 0,17 до 0,75 кг СН3ОН на 1 л катализатора в час. Выбор оптимальной степени конверсии определяется, кроме того, увеличением энергетических затрат на рециркуляцию непревращенных реагентов и повышением селективности при снижении конверсии. Отсюда вытекает, что для каждого давления имеется своя [c.735]

Оптимальное содержание оксида хрома в этих контактах составляет 20—30%. Наличие в катализаторе трудновосстанав-ливаемого оксида хрома препятствует спеканию оксида цинка и образованию шпинели, в результате чего активность и селективность катализаторов длительное время остаются на высоком уровне. При отношении Нг к СО в циркуляционном газе более 6 и объемной скорости порядка 25 000ч активность цинк-хромовых катализаторов в течение года заметно не снижается. Тепловой эффект реакции синтеза метанола увеличивается с повышением давления. Влияние температуры наиболее заметно в интервале давлений 10—30 МПа. В промышленных условиях синтез метанола протекает в присутствии газов (Ыг, Аг, СН4, СОг), которые снижают эффективное давление реагирующих компонентов, но не оказывают влияния на равновесие реакции образования метанола. [c.308]

Соотношени газов в исходной смеси для синтеза метанола должно быть близко к стехиометрическому (СО Н , = 1 2), однако увеличение отношения от 1 2 до 1 4 отрицательного влияния не оказывает. Повышение количества окиси углерода в реакционном газе снижает выход конденсата и повышает в нем содержание синтольных примесей. Накопление в циркуляционном газе Ыо, СН4 и СО2 уменьшает парциальные давления СО и Нз и понижает выход метанола, причем накопление углекислоты менее резко отражается иа выходе, так как она частично конвертируется в окись углерода. Получаемый конденсат в зависимости от условий может быть окрашенным или [c.157]

В 1931 г. Плотников, Иванов и Доспехов [1] указали, что при синтезе метанола из окиси углерода и водорода активность тройного катализатора Са — 2пО — Сг Од, прессованного при 300 а/пж, не отличается от активности непрессованного катализатора того же состава. Рядом других исследователей было обнаружено, что при более высоких давлениях прессования наблюдается изменение удельной активности и производительности катализаторов Так, при исследовании реакции разложения метилового и этилового спиртов на прессованном катализаторе — окиси цинка [2] — было установлено, что увеличение давления прессования до 5000 атм обусловливает увеличение производительности катализатора и уменьшение его удельной активности. В более поздней работе [3] по гидрированию минеральных масел под давлением водорода в присутствии прессованных (до 5000 атм) катализаторов, состояш их из У32, N18 и А1аОз, было установлено, что повышение давления при прессовании катализаторов не оказывает сущ,ественного влияния на их удельную активность, но несколько повышает производительность. [c.381]

В научно-исследовательской работе по подбору катализаторов для процесса, протекающего при высоких давлениях, очень часто вследствие того, что работа под давлением громоздка и сложна, катализатор выбирают на основании опытов, поставленных без давления. Обычно проводят исследование основной реакции процесса или обратной ей реакции на ряде катализаторов и наиболее подходящий катализатор (по активности и устойчивости) пытаются применить для ее осуществления в условиях, близких тем, которые предполагается применять при техническом оформлении процесса. (Выбор этих условий диктуется технико-экономическими и технологическими требованиями). При этом в ряде работ (см. сводку Долгова [1 по синтезу метанола, статью Усачева [2] об аммиачных катализаторах) выясняется, что изменение услови11 температуры и давления сильно сказывается на характере деятельности катализатор ров. Систематических исследований по изучению влияния давления на механизм каталитических реакций, насколько нам известно, не производилось. Ввиду важности этого вопроса мы решили подвергнуть его детальному исследованию. Так как наиболее практически интересные процессы, как синтез метанола, деструктивная гидрогенизация на окис-пых и сульфидных катализаторах и др., чрезвычайно сложны (сопровождаются побочными реакциями, текут в нескольких фазах и т. д.), то при современном состоянии вопроса пе представлялось возможным выбрать их в качестве первого объекта для исследования. Мы пошли на упрощение задачи и для выяснения влияния давления на скорость каталитической реакции выбрали наиболее простой, с нашей точки зрения, пример реакцию гидрирования бензола и его гомологов. В качестве катализатора мы стремились выбрать такой катализатор, который не изменялся бы в процессе работы — не утомлялся. Целый ряд опытов показал, что палладий, нанесенный на асбест но Зелинскому [3, 4], в течение большого [c.5]

Существует мнение, что механизм образования дитетраэритрита более сложен и включает стадию получения акролеина [341] Специальное исследование показало, что повышению выхода дипентаэритрита способствует повыщение pH среды, а соответствующее влияние температуры в начальной концентрации ацетальдегида (при избытке формальдегида) носит экстремальный характер (максимум выхода эфира при 35—45 °С и 0,4—0,6 моль/л ацетальдегида) (рис. 62) [342]. Кроме дипентаэритрита и формиата щелочного металла, в процессе образуются также ацетали, сахароподобные и смолистые вещества. Институтом нефтехимии ЧССР разработана технологическая схема одной из последних модификаций процесса синтеза пентаэритрита (рис. 63) [340]. Сырье — ацетальдегид, формалин и суспензия гидроксида кальция (гаще-ной извести) поступают в реактор 1. Отмечается, что по условиям синтеза пентаэритрита не требуется глубокого холода. Продукты реакции направляются в нейтрализатор 2, где непревращенный гидроксид кальция нейтрализуется муравьиной кислотой. Нейтрализованная смесь, представляющая собой водный раствор пентаэритрита и других продуктов реакции, а также непревращенно-го формальдегида, метанола и солей, подается на ректификационную колонну 3. На этой колонне под давлением отгоняется метанольный раствор формальдегида. Метанол отгоняется от этой смеси на колонне 4, кубовый продукт которой возвращается на синтез. Раствор продуктов реакции из куба колонны 3 направляется в выпарной аппарат 5, где основная масса летучих продуктов,, включая воду и пентаэритрит, отгоняются под вакуумом. Упаренная жидкость поступает в центрифугу 7, в которой непрерывно выделяется кристаллический формиат кальция. Погон от упарк направляется в кристаллизатор 8 для выделения сырого пентаэритрита. Кристаллизация осуществляется методом охлаждения 204 [c.204]

Другим гомогенным процессом, в котором синтез-газ используется для производства углеводородов, является гомологиза-ция, когда метанол реагирует с СО и Нг с получением высших спиртов, в основном этанола. Катализатором в первых опытах был дикобальт-октакарбонил Со2(СО)з. Условия процесса были очень жесткими давление 35,16 МПа (Н2/С0 = 1 1) при 185 °С [47, 48]. Доля этанола в продукте составляла более 50%. В более поздних работах исследовалось влияние таких промоторов, как иод, фосфороргаиические соединения [49] или иодиды [50]. В последнем случае при 200 °С и 31,03—41,37 МПа выход этанола был 40% при степени конверсии метанола 60%. [c.274]

Влияние состава газа. При соотношении Н2 СО выше стехиометрического с ростом концентрации диоксида углерода в исходном газе (за счет изменения концентрации инертных компонентов при Н2 СО = сопз1) равновесная концентрация метанола II воды повышается (рис. 2.1 давление 29,4 МПа, температура 380°С, соотношение Н2 СО = 7). При стехиометрическом соотношении Нг СО с ростом концентрации диоксида углерода значение функционала становится меньше двух, что сопровождается снижением равновесного выхода метанола [34]. С повышением давления синтеза при постоянной температуре и увеличении концентрации диоксида углерода в газе равновесные выходы метанола и воды растут более интенсивно [34, 37]. [c.46]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология