Скорость образования метанол

В последнее время в связи с совершенствованием методов очистки газа и развитием техники используют цинк-(медь-алюминиевые и цинк-медные катализаторы 112, 113]. Известно, что катализаторы на медной основе повышают скорость образования метанола из синтез-газа, но быстро становятся инертными из-за наличия в синтез-газе примесей серы. Использование медьсодержащих катализаторов позволяет синтезировать метанол при пониженных температуре и давлении. Схема синтеза метанола представлена на рис. IX-2. Синтез-газ сжимается компрессором 1, проходит через масляный фильтр и поступает в теплообменник 2. После теплообменника синтез-газ пропускают через каталитический реактор 3. [c.261]

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]

Для размеров зерна катализатора 1 х 2 и 5 х 5 мм установлено, что при температурах ниже 240° С скорость образования метанола практически не изменяется при одинаковых параметрах процесса. Это позволяет считать, что синтез метанола протекает в кинетической области. Внутридиффузионное торможение начинает сказываться при температуре выше 260° С и только в период повышенной активности катализатора (первые 100—150 часов работы). В стационарном режиме при температуре выше 260° С оно практически не сказывается. Значение скорости реакции подсчитывают по формуле [c.328]

Скорость образования метанола изменяется в зависимости от концентрации компонентов (с ), времени контакта (т), температуры (t) и давления (Р) [c.61]

Скорость образования метанола является функцией многих переменных [c.263]

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]

При изучении процессов переноса вещества в порах катализатора установлено, что с повышением давления влияние макрокине-тических факторов на скорость образования метанола уменьшается— при 500 ат переход в кинетическую область наблюдается уже при 380 °С. Изменение температуры перехода в кинетическую область в зависимости от давления на цинк-хромовом катализаторе (рис. 8, размер зерна 4—5 мм) определено по данным . Влияние размера зерна на производительность катализатора может быть оценено по данным , полученным на проточно-циркуляционной установке при 250 ат (табл. 24). [c.48]

Более сложной и менее изученной является кинетика синтеза метанола на низкотемпературных катализаторах и в частности на катализаторе СНМ-1, эксплуатирующемся в промышленности. На основании обобщенного анализа полученных кинетических закономерностей и проведенных на ЭВМ расчетов предполагалось, что скорость образования метанола на катализаторе СНМ-1 лимитируется хемосорбцией водорода, и синтез метанола независимо от типа катализатора протекает по одному и тому же механизму и характеризуется общими лимитирующими стадиями [70]. Зависимость выхода метанола от температуры, рассчитанная по уравнению 2.24, имеет экстремальный харак- [c.65]

Механизм А предполагает, что скорость реакции определяется только скоростью первой стадии (ср. с обсуждением на стр. 86—87). Это означает, что скорость образования метанола (измеренная в молях на единицу объема в единицу времени) будет зависеть от концентрации хлористого метила, но не от концентрации гидроксил-иона, поскольку гидроксил-ион расходуется в ходе второй быстрой реакции. Наоборот, согласно механизму Б, скорость должна зависеть от концентрации обоих реагентов, поскольку на медленной стадии происходят столкновения между ионами гидроксила и молекулами хлористого метила. Количественно скорость реакции v может быть описана уравнением (11-1) в случае механизма А и уравнением (11-2) в случае механизма Б [c.263]

Известный факт о влиянии СО2 на скорость образования метанола рассматривается как доказательство этого механизма. Известно [18, 19], что максимальный выход метанола может быть получен при концентрации около 5 об. % СО2 в подаваемом в реактор газе. Ири понижении или повышении содерл<ания СО2 скорость образования метанола на катализаторе Си—2пО падает. Метанол не образуется, если в синтез-газе нет ни СО2, ни Н2О. Хотя механизм реакции синтеза метанола не был установлен, число попыток написать кинетические уравнения для скорости образования метанола не уменьшается. [c.218]

Объемная скорость образования метанола , ч- [c.157]

М. И. Темкин и В. М. Чередниченко предложили для описания скорости образования метанола более простое уравнение (3), предположив в качестве лимитирующей стадии адсорбцию исходных компонентов. Уравнение достаточно хорошо описывает экспериментальные данные, полученные при атмосферном давлении. В соответствии с ним продукт реакции тормозит образование метанола. В работе" подтверждено, что скорость процесса в кинетической области при давлении до 350 ат хорошо описывается этим уравнением, однако последние авторы работали в узком интервале концентраций компонентов, примерно при Нг СО = 2. [c.41]

Хотя диоксид углерода, видимо, не влияет на скорость образования метанола, присутствие его в газе при работе на цинк-хромовом катализаторе не всегда желательно. Реакция восстановления диоксида углерода протекает с поглощением тепла, что безусловно отражается на общем тепловом режиме процесса. Границы целесообразных концентраций диоксида углерода могут быть оценены по рис. 3.6. [c.76]

Указанные авторы считают, что увеличение скорости образования метанола обусловлено непосредственным образованием электронов и дырок в твердом теле под действием гамма-излучения. Свободные носители тока способны изменять адсорбционное равновесие водорода и окиси углерода, поскольку эти реагенты, как полагают авторы, адсорбированы на поверхности в виде ионов. Они полагают далее, что значение О, равное единице, можно объяснить, предположив, что 20% электронов, образованных в твердом теле под действием облучения, ответственно за каталитическую реакцию, причем для получения одного электрона необходимо 20 эв. [c.184]

Рис. Х.2. Зависимость скорости образования метанола из СО и На от относительной пористости (давление в реакторе 25 МПа) [4].

При изучении процессов переноса веществ в порах катализатора установлено, что с повышением давления влияние мак-рокинетических факторов на скорость образования метанола уменьшается. При давлении 49 МПа переход в кинетичскую область наблюдается уже при 380 С. Изменение температуры перехода в кинетическую область в зависимости от давления на цинк-хромовом катализаторе (рис. 3.1 размер зерна 4—5 мм, соотношение Нг O = 2,2- 2,3) определено по данным работы [c.72]

Число исследований, посвященных скорости образования метанола на тройных низкотемпературных катализаторах, незначительно. Можно указать на работу , в которой изучалось образование метанола на медь-цинк-алюминиевых н цинк-хромовых катализаторах в присутствии двуокиси углерода. Предложено кинетическое уравнение для тримолекулярной реакции, но константа скорости в этом уравнении находится в значительной зависимости от объемной скорости газа и его состава. [c.42]

Наиболее полное и заслуживающее внимания изучение скорости образования метанола на промышленном катализаторе СНМ-1 (медь-цинк-алюминиевый) проведено в работе . Процесс синтеза исследовался в проточном изотермическом однорядном реакторе при 35—55 ат, 210—290 °С, объемной скорости 7000—60 000 ч- соотношении Нг СО от 2,7 до 9, размере зерна 5x5 мм. Содержание инертных компонентов составляло 2,5—3,0 объемн. %. [c.42]

Все исходные данные для вывода кинетических зависимостей получены на основании материальных балансов. Экспериментально определено влияние на скорость образования метанола температуры, времени контакта, концентрации водорода и окиси углерода, В изученных условиях максимальная скорость реакции наблюдалась при отношении Нг СО, приближающемся к стехиометрическим, т. е. ж двум (рис. 6). Обработка экспериментальных данных [c.43]

В интегральной форме уравнение скорости образования метанола имеет вид [c.44]

Другая часть газа после фильтра 3 с температурой 30—35°С поступает в колонну между слоями катализатора (так называемый холодный байпас). Это необходимо для поддержания температуры катализатора SeO—370 °С, так как за счет тепла реакции образования метанола температура газа после прохождения каждой полки или слоя катализатора в шахтной насадке повышается. Температурный режим по высоте колонны приведен на стр. 99 (рис. 31). Подача газа по холодным байпасам зависит от активности катализатора и технологических параметров, определяющих скорость образования метанола, а также от условий теплообмена он колеблется в пределах 10—20% от общего расхода газа. [c.80]

На основании многочисленных экспериментальных данных Натта [20] предложил следующее уравнение для скорости образования метанола Гсндон, предполагая, что на поверхности происходит тримолекулярная реакция между СО и двумя адсорбированными молекулами Н2 [c.218]

В образование и расходование метанола основной вклад вносят реакции (14), (38), (40) и (49). Формальдегид образуется главным образом по реакциям (15) и (39). При этом формальдегид преимущественно образуется не по реакции окисления метанола (39), а в независимых параллельных реакциях, прежде всего в реакции (15). Скорость его образования превышает скорость образования метанола. Однако скорость расходования формальдегида значительно выше скорости расходования метанола, и поэтому на практике наблюдается низкий выход альдепвда по сравнению с выходом спирта. [c.358]

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]

Комбинированная полочная насадка (см. рис. 3.38, в) с дополнительным теплообменником из двойных трубок (трубки Фильда) в верхней части колонны лишена этих недостатков. В такой колонне увеличивается отвод тепла с первых слоев катализатора— зоны наиболее интенсивного выделения тепла (здесь скорость образования метанола максимальная). При введении теплообменных трубок в верхнюю зону катализатора не только улучшаются условия синтеза, но и повышается температура начала реакции. По ходу газа температура меняется следующим образом газ нагревается в центральной трубе с 275 до 290 °С, во внутренней трубке Фильда —с 290 до 295 °С, а в наружной — с 295 до 335 °С. За счет тепла реакции в зоне катализатора температура газа в полке с трубками Фильда повышается с 335 до 381 °С, поэтому для ее снижения до 345 °С после этой полки подают холодный газ. После катализаторных полок прореагировавший газ поступает в теплообменник. Температура газа на выходе из колонны составляет 120—130 °С. В комбинированной насадке сохраняются преимущества полоч- [c.118]

В основу математической модели положено кинетическое уравнение для скорости образования метанола, предложенное Дж. Натта и уточненное И. Пасконом [1—3] [c.184]

При исследовании скорости образования метанола на цинк-хромовом катализаторе при атмосферном давлении с применением высокочувствительного хроматографического метода анализа получена зависимость (4), близкая к предложенной Темкиным-Чередни-ченко. Константа скорости в этом уравнении хорошо сохраняет постоянство во всем исследованном диапазоне концентраций компонентов и может быть вычислена по формуле [c.41]

Обширные исследования скорости образования метанола прове-дгены японскими исследователями. Учида и Огино предполагают, что определяющей процесс стадией является десорбция паров метанола. Основываясь на том, что пары метанола находятся в равновесии с адсорбированными молекулами, для скорости реакции предложено уравнение (7), связывающее константу десорбции Ка метанола и константу равновесия К с парциальными давлениями [c.41]

С достоверностью можно сказать, что ни один из исследователей при изучении кинетики на цинк-хромовом катализаторе не учитывал образование побочных продуктов. В то же время установлено, что большинство примесей получается в результате дальнейших превращений метанола и скорее всего на тех же активных центрах. Даже если не принимать во внимание возможность влияния примесей на скорость синтеза метанола, они во всех случаях снижают количество реально образующегося метанола, искажая действительные данные. Скорость образования побочных продуктов и их концентрация (о чем можно судить по составу метанола-сырца) аначительно меняются в зависимости от состава газа, времени контакта и температуры. Именно этим можно объяснить и соответствующее изменение константы скорости образования метанола з- з. [c.46]

Мнения исследователей о влиянии двуокиси углерода на активность цинк-хромового катализатора до последнего времени были противоречивы. В одних случаях указывалось, что при наличии двуокиси углерода даже в небольших количествах снижается скорость образования метанола, повышается содержание воды в продукте и увеличивается расход газа. По другим данным, предварительная обработка катализаторов двуокисью углерода может повышать их а1Ктивность. В промышленных условиях синтеза вследствие восстановления двуокиси углерода концентрация ее в циркуляционном газе в зависимости от отношения Нг СО колеблется от 0,3 до 1,0 объемн. %, а в смешанном газе (исходный и циркуляционный) обычно не превышает 1,3 объем . %. При таких концентрациях дву- [c.52]

В образование и расходование метанола основной вклад вносят реакции (14), (38), (40) и (49), хотя нельзя игнорировать и некоторые другие реакции. Главный вклад в образование формальдегида вносят реакции (15) и (39), а в его расходование - реакция (19). При этом формальдегид преимущественно образуется не по каналу, связанному с окислением метанола (39), а в независимых параллельных процессах, прежде всего в реакции (15), и скорость его образования превышает скорость образования метанола. Почти на порядок более низкий конечный выход формальдегида в процессе парциального окисления метана в метанол по сравнению с выходом метанола (см. главу 3) определяется только более высокой скоростью процессов его последующего превращения. Это хорошо иллюстрируют экспериментальные данные [28], согласно которым на начальном этапе процесса при конверсии метана менее 1% селективность образования формальдегида (-54%) заметно превышает селективность образования метанола (-36%), но очень быстро падает с ростом корверсии метана до 4—6%. [c.183]