Синтез метанола при очистке газа

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]

Рис. 7.12. Схема синтеза метанола по способу фирмы Лурги 1-реактор газификации 2, 5, 9-теплообменники 3-турбина 4-установка очистки синтез-газа 6-компрессор 7-сепаратор 8-реактор синтеза метанола 10-конденсатор 11-кипятильник 12-колонна ректификации метанола 1-углеводородное сырье П-пар ПТ-вода 1У-конденсат У-продукты реакции УЬметанол УП-кубовый остаток

Разделение газообразных смесей дробной конденсацией и ректификацией при низкой температуфе нашло весьма широкое применение со времени разработки в начале XX века процесса Линде ожижения воздуха. Как правило, низкотемпературные процессы применяются не для удаления небольших количеств примесей пз газовых потоков, а скорее для ректификации и выделения чистых компопентов, папример, кислорода, азота, гелия, окиси углерода, водорода п различных углеводородов поэтому их нельзя считать специальными процессами очистки газов. Тем пе менее низкотемпературные методы используются для таких целей, как очистка водорода, предназначаемого для синтеза аммиака, или для удаления кислых газов при помощи недавно разработанного процесса ректизол. В обоих процессах поступающий на очистку газ предварительно охлаждают, причем часть примесей выделяется уже в результате конденсации. Окончательная очистка достигается пз тем абсорбции остающихся примесей жидкостными поглотителями азотом в первом случае п метанолом или ацетоном — во втором. [c.362]

Газ для синтеза метанола можно получать из различного сырья природного газа, каменного угля, кокса, побочных газов других процессов, нефтяных фракций. В случае необходимости удаления СОг очистку синтез-газа производят моноэтаноламином или горячим раствором поташа. [c.95]

Основными задачами проектных и исследовательских работ в части синтеза метанола являются увеличение мощности колонн с доведением производительности агрегата до 100 ООО т в год по метанолу-сырцу, увеличение механической прочности и активности катализаторов синтеза, усовершенствование применяемых катализаторов, разработка новых конструкци насадок колонн синтеза, разработка методов тщательной очистки газа от масла и карбонилов железа. [c.10]

Установки синтеза метанола из СО и водорода тщательно разработаны. Уже есть заводы, производящие до 2500 т метанола в сутки, и проектируются заводы с производительностью одной линии 5000 и даже 10 000 т в сутки. Каждая такая линия имеет свою газогенерирующую систему, компрессор, реактор, системы очистки газов и дистилляции продукта. [c.121]

В результате использования специальных процессов очистки синтез-газа из него практически полностью удаляются каталитические яды. Это позволило использовать высокоактивные медные катализаторы, на которых в 60-х гг. был осуществлен синтез метанола при низком давлении, используемый и по сей день. [c.227]

Характерной особенностью всех вышеописанных схем является наличие циркуляции синтез-газа на стадии синтеза метанола, а также последующая тонкая очистка газов, отходящих на синтез аммиака, от оксидов углерода. [c.212]

Первым катализатором синтеза метанола являлась окись цинка. Впоследствии ее стали активировать окисью хрома (8 масс. ч. на 1 масс. ч. Сг Оз). Окисные цинк-хромовые катализаторы получили промышленное применение. Целесообразно применение и других добавок, в частности окислов марганца, железа, меди. Основу других катализаторов синтеза метанола составляют окислы меди с добавками окисей хрома и цинка. Однако эти контакты более чувствительны к отравлениям и требуют тонкой очистки синтез-газа (см. т. I, гл. 7). [c.249]

Кислород и кислородсодержащие вещества также являются ядами для катализатора синтеза аммиака. Для удаления из газа двуокиси углерода применяют водную очистку под давлением, очистку при атмосферном и повышенном давлениях мопоэтаноламином, очистку горячим раствором поташа под давлением, очистку водными растворами аммиака, низкотемпературную абсорбцию метанолом, очистку водным раствором щелочи под давлением для удаления остатков СО2. [c.46]

В схеме "Тексако" (рис. I) выходящим из реактора сырой синтез-газ орошается водой в оросительном холодильнике или впрыском в нижнюю часть реактора. При этом из газа извлекается до 9055 сажи, газ охлаждается до 573 К и, одновременно, насыщается водяными парами, что необходимо для конверсии окиси углерода. Затем, после тонкой очистки от сажи в турбулентном распылителе и скруббере, газ поступает на конверсию СО, которая осуществляется на среднетемпературном кобальтмолибденовом катализаторе при 553-623 К. Он специально разработан для процесса конверсии газа, не очищенном от сернистых соединений [З]. го активность повышается при повышении давления процесса. В одноступенчатом процессе содержание СО в газе снижается до 1,25% [4]. Кроме конверсии СО на этом же катализаторе происходит конверсия OS в HjS. Поэтому конвертированный газ подвергается очистке одновременно от СО2 и HjS метанолом (процесс "Ректизол"). При его регенерации путем простого снижения давления раздельно выделяется чистый СО2, пригодный, например, для синтеза карбамида, а также Н25 - для процесса Клауса. Остатки СО в газе удаляются конверсией на низкотемпературном катализаторе и после очистки газа от СО2 окислы углерода подвергаются метанированию. [c.107]

Фильтры для очистки циркуляционного газа от масла. В отличие от процесса синтеза аммиака, циркуляционный газ в цикле синтеза метанола следует очищать не только от примесей смазочного масла, но и от карбонилов железа. Фильтры, применяемые в обоих процессах, одинаковы и по существу являются только сепараторами для отделения от газа капель масла. [c.438]

Окисление углеводородного сырья ведут в реакторе (1) в присутствии водяного пара при 1400-1450 С и 5,5- 6 МПа и получают смесь Нг и СО (1 1) с примесью СО2, СН4 и сажи. Тепло отходящих газов используют для получения пара высокого давления в теплообменнике (2). Синтез-газ отмывают от сажи, очищают от сернистых соединений в блоке очистки (4). Под давлением 5-5,5 МПа газ подогревают в теплообменнике (9) и без дополнительного компримирования вводят в реактор синтеза (8). Синтез метанола ведут при 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 (7), а непрореагировавший синтез-газ компримируют и возвращают в реактор (8) на синтез. Часть газа используют для очистки исходного сырья от соединений серы или в качестве топливного газа. Товарный метанол получают в ректификационной колонне (12) [c.126]

Другой вариант отличается тем, что сажу выделяют из воды не в отстойниках, а на барабанных вакуум-фильтрах. После отделения БОДЫ сажу транспортером подают в печь и сжигают. Отходящий газ, очищенный от сажи и отделенный от ацетилена (синтез-газ), после дополнительных операций (конверсия СО, очистка от СОд и др.) может быть использован для синтеза метанола или аммиака. [c.455]

Охлажденный в скруббере конвертированный газ поступает на синтез метанола непосредственно или после предварительной очистки от СОд. [c.98]

Высота слоев катализатора на полках может быть принята одинаковой, если не предусмотрена достаточная очистка газа от паров масла и карбонилов железа и если газ содержит много инертных примесей (до 15—20% H4-ЬN2-)--1- Аг). При этом учитывается, что на верхних полках катализатор отравляется вредными примесями (ядами) быстрее, чем на нижних полках, и вона образования метанола постепенно перемещается на нижележащие полки. Когда работают на чистом синтез-газе, необходимо увеличивать высоту полок катализатора по направлению движения газового потока в соответствии с расчетом на температуру газа по выходе из полок, не превышающую 390 °С. [c.436]

Практикой установлено, что газ для синтеза метанола должен содержать компоненты в соотношении, близком к стехио-метрическому, т. е. (Нг—СО2) (СО+СОг) =2,01- 2,15. Исходный газ может быть получен практически из любого вида сырья, содержащего углеводороды или углерод, однако для получения указанного соотношения в большинстве случаев состав газа необходимо корректировать. Это обеспечивается дополнительными стадиями очистки, дозированием отдельных компонентов или смешением потоков газов, полученных разными способами. [c.13]

Одновременно с участвующими в процессе компонентами (Нз, СО, СО2) в газе обычно присутствуют азот, аргон, метан, сероводород и другие соединения серы. Если азот, аргон и метан инертны при синтезе метанола и лишь приводят к нерациональному использованию сырья (увеличивается продувка в цикле синтеза), то наличие соединений серы вызывает необратимое отравление катализатора синтеза метанола. Обычно в природном газе содержится до 100 мг/м меркаптанов, сероводорода и сероорганических соединений суммарная же концентрация соединений серы в исходном газе не должна превышать 0,2 мг/м . Для удаления соединений серы газ подвергается двухступенчатой очистке [10]. [c.13]

По технологии фирмы I I atal o получают метанол под низким давлением. Сырьем могут быть самые разнообразные углеводороды (природный газ, нафта, тяжелые нефтяные остатки, уголь). Установка, работающая по технологии I I atal o, состоит из трех секций получение синтез-газа, синтез метанола, очистка метанола. Синтез-газ получают паровой конверсией сырья в печах риформинга при использовании никелевого катализатора. Контур синтеза метанола включает в себя циркуляционный компрессор, реактор синтеза, теплообменники и сепаратор. Давление в реакторе 8-10 Мпа, катализатор - на базе меди. Степень превращения в реакторе синтеза ограничена термодинамическим равновесием и поэтому концентрация метанола в смеси на выходе из реактора невысокая. Непрореагировавший газ рециркулирует. Метанол-сырец концентрируется на ректификационной колонне. По технологии фирмы I I построено не менее 45 установок и еще несколько находятся в стадии строительства. Ориентировочные капиталовложения для установки мощностью 2000 т/сутки по технологии I I составляют 300 млн долл. [c.187]

На практике конверсию природного газа проводят под давлением 1,5—4,0 МПа. Полное превращение метана при парокислородной конверсии (табл. 1.2) достигается при температурах выше 1000°С. Для снижения остаточного содержания метана соотношение СН4 Н2О с повышением давления также необходимо увеличивать. Соотношение реагирующих компонентов в конвертированном газе ниже стехиометрического для синтеза метанола и уменьшается при повышении давления. С повышением температуры процесса незначительно увеличивается соотношение реагирующих компонентов. Увеличение соотношения СН4 Н2О не изменяет соотношения остальных реагирующих компонентов, но повышает соотношение Нг СО и содержание СО2, одновременно уменьшая содержания метана в конвертированном газе. Для получения оптимального состава газа при синтезе метанола в этом случае требуется только снижение концентраций диоксида углерода, так как соотношение Нг СО выше стехиометрического. Содержание СОг (% об.) в конвертированном газе после очистки определяется из уравнения [c.16]

В Советском Союзе и за рубежом существуют технологические схемы производства метанола, которые фактически являются очисткой конвертированного газа от оксида углерода, например в процессе получения водорода. В этом случае соотношение Н2 СО в циркуляционном газе очень высокое и достигает 16—25. Для подобных схем присутствие диоксида углерода в исходном газе вредно, так как увеличивается расход водорода в отделении синтеза метанола, повышается содержание воды в метаноле-сырце и одновременно снижается производительность агрегата. Очистка газа от диоксида углерода в данном случае необходима. [c.77]

Из сказанного выше следует, что для достижения максимальной производительности синтез метанола на цинк-хромо-вом катализаторе необходимо проводить при наибольших давлении и объемной скорости газов, при температуре около 360 °С, соотношении Н2 СО = 4 и более мелком зерне катализатора. В промышленной же практике не всегда целесообразно осуществлять процесс в условиях получения максимального выхода продукта. Например, использование мелкозернистого катализатора создает высокое сопротивление в агрегатах чрезмерное повышение давления осложняет аппаратурное оформление и вызывает рост капитальных вложений при соотношении Н2 С0 = 4 метанол-сырец загрязнен побочными продуктами, что затрудняет его очистку, и т. п. Поэтому при выборе технологического режима в промышленности руководствуются не столько условиями максимальной производительности, сколько техникоэкономическими данными и техническими возможностями, так как в итоге именно последние имеют решающее значение. [c.79]

Карбонилы железа — нестойкие соединения высокой реакционной способности—могут давать ряд комплексных соединений с органическими веществами, которые трудно удаляются при очистке, а потом, попадая в метанол-ректификат и постепенно разлагаясь на исходные компоненты, могут снижать качество готового продукта. Карбонилы железа образуются при высоком давлении и температуре около 200 С. Попадая в зону более высоких температур, они разлагаются с выделением мелкодисперсного железа. Карбонилы железа могут поступать в отделение синтеза из отделения конверсии. Часть их удаляется при очистке газа моноэтаноламином. Для очистки газа перед подачей в агрегаты синтеза его необходимо пропускать через слой активированного угля, В отделении синтеза основным местом образования карбонилов железа является отделение компримирования. Наличие трущихся (постоянно обновляющихся) поверхностей металла, оксида углерода и высоких температур способствуют образованию карбонилов железа. Эффективным способом борьбы против образования карбонилов служит замена поршневых компрессоров турбокомпрессорами. [c.176]

При синтезе метанола-сырца из газа, содержаш,его примеси диметилформамида ( 30% в пересчете на аммиак), последний в колонне синтеза вступает в реакцию с получением легколетучих аминосоединений, из которых —82% в схеме ректификации выводится с предгоном колонны предварительной ректификации, а остальные — с предгоном колонны основной ректификации и метанолом-ректификатом. Качество метанола-ректификата, отбираемого из колонны основной ректификации, такое же низкое, как и в предыдуш ем случае. Но катионитная очистка позволяет привести его к требованиям ГОСТ. [c.178]

При производстве аммиака в качестве отхода образуется диоксид углерода, который можно использовать при получении карбамида. При производстве ацетилена термоокислительным пиролизом природного газа образуется отходящий синтез-газ, содержащий оксиды углерода и водород, используемые в процессе синтеза метанола. Пр-и производстве уксусной кислоты карбонилированием метанола образуется отходящий водород, который можно использовать для процессов гидрирования, восстановления и очистки газообразных и жидких углеводородов от соединений серы. [c.211]

У нас в стране действуют комбинированные схемы синтеза метанола с производством чистого водорода, применяемого в процессах гидрирования [179]. В качестве исходного сырья используют газовую смесь, полученную в результате газификации кокса или полукокса. Образующийся в результате реакции водяного газа исходный газ очищается от соединений серы, проходит стадии конверсии избыточного оксида углерода, компримирования, очистки от диоксида углерода и синтеза метанола. Для обеспечения глубокой переработки оксида углерода и получения газа, обогащенного водородом, на стадии синтеза метанола поддерживают высокое соотношение Н2 СО в исходном и циркуляционном газах. Состав газовых потоков следующий (% об.) [c.212]

При проведении реакции в промышленности в качестве источника окиси углерода часто используют водяной газ или смесь водяного и воздушно-генераторного газов. В первом случае после очистки газов от СОа, образовавшегося как побочный продукт реакции, конечным продуктом практически будет водород, применяемый для синтезов многих органических веществ, и в, частности метанола. Во втором случае конечным продуктом будет азото-водородная смесь, необходимая для синтеза аммиака. [c.155]

Технологическая схема синтеза метанола изображена на рис. 155. Очищенный сиптез-газ сл имают турбокомпрессором / до 5— 10 МПа и смешивают с циркулирующим газом, который дожимают до рабочего давления циркуляционным турбокомпрессором 2. Смесь проходит адсорбер, 9, иредназиаченный для очистки газа от пеитакарбонила железа. Это веищство образуется при взаимодействии СО с железом аппаратуры и разлагается в реакторе с образованием мелкодисперсного железа, катализирующего нежелательные реакции получения СН4 и СО2. По этой причине, а также из-за водородной коррозии реактор выполняют из легированной стали. [c.530]

Сочетая способы каталитического окисления и физической адсорбции, на угле можно осуществить тонкую очистку газа от всех сернистых соединений. Недостатком угольной адсорбции есть вдкличность процесса и сложность технологической схемы. При большой мощности современных установок синтеза аммиака и метанола оборудование узла сероочистки становится очень громоздким. Все это делает проблема-, тичным развитие этого способа, хотя в настоящее время он имеет широкое распространение в ряде стран. [c.88]

Схема производства метанола при низком давлении (5,0-6,0 Ша) (рис. 81, 82). В последние годы получили широкое распросвтранение схемы синтеза метанола на низкотемпературных катализаторах при давлении 5,0-6,0 Ша. Низкотемпературные медьсодержащие катализаторы весьма чувствительны к соединениям серы поэтому природный газ (или жидкое сырье) должен очищаться до содержания серы не более I мг/м . Очистка проводится путем гидрирования сернистых соединений с последующей адсорбцией окисью цинка. Очищенный газ смешивается с водяным паром в отношении I 3 и с температурой 340-350°С направляется в подогреватель парогазовой смеси I, находящейся в конвективной зоне печи. Нагретая до 510°С парогазовая смесь поступает в реакционные [c.260]

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]

В некоторых случаях возможно применение весьма летучих абсорбентов (водные растворы аммиака, метанол). Это бывает оцрав-дано только при понижении температуры абсорбции или повышении давления, особенно в сочетании с конкретной схемой производства. Так, абсорбция холодным метанолом проводится при —50 °С (см. гл. IV), а очищенный газ поступает в блок глубокого охлаждения. В ряде случаев при очистке газа от микропримесей растворами, содержащими аммиак, очищенный газ поступает на синтез аммиака. [c.42]

Реакция (8.1) является обратной реакцией синтеза метанола, который подробно исследован и широко применяется в промышленности. В результате каталитического процесса конверсии образуется тазовая смесь, состоящая в основном из водорода, углекислого газа и окиси углерода. Так как эти примеси недопустимы для ЭХГ с щелочны.м электролитом, необходима стадия очистки водорода. Параметры процесса конверсии метанола в системе подготовки топлива для ЭХГ со щелочным электролитом составляют по давлению до 10 МПа и по температуре 200—400°С. При этом давление определяется характеро.м процесса последующей очистки конвертированного газа, а температура — активностью современных катализаторов. Если принять допущение о том, что реакционная смесь идеальна, т. е. подчиняется уравнениям состояния идеального газа, то равновесный состав смеси может быть рассчитан сравнительно просто. При этом методика расчета состоит в следующем. Расчетное уравнение реакции на 1 моль прореагировавшего метанола можно записать в виде [c.363]

При сочетании производства метанола с процессами гидрирования ваиболее рациональной является схема, по которой синтез-газ после использования очищается от остаточного количества окиси углерода и направляется ва гидрирование. При сочетании производств метанола, аммиака и водорода необходимы специальные методы очистки газа, переходящего из одного синтеза в другой. В 1972 г. за рубежом [2б] появилось сообщение об использовании процесса паровой каталитической конверсии при одновремеввом производстве нескольких продуктов аммиака и водорода метанола и аммиака метанола и водорода метанола и окиси углерода аммиака и удобре-вий< метанола, удобрений, аммиака и водорода. [c.37]

Технологическая схема получения метанола аналогична схеме получения аммиака из природного газа. По одной технологической схеме-сначала производится конверсия СН4 и СО без давления, затем водная очистка под давлением, газовая компрессия и синтез метанола по другой схеме вместо водной очистки производится м оноэтаноламиновая очистка. [c.236]

Парогазовая смесь после котла-утилизатора 5 проходит водоподогревательный теплообменник 7, охлаждается до темпе- ратуры 200 °С и направляется в трубы Вентури 8 для очистки от сажи. Газ отделяется от загрязненного сажей конденсата в циклоне 9, охлаждается до 120°С в теплообменнике 10 и поступает на дальнейшее охлаждение (до 40 °С) в воздушный холодильник 11. После отделения в сепараторе сконденсировавшейся влаги конвертированный газ направляется на очистку от избыточного диоксида углерода в абсорбер моноэтаноламиновой очистки 13. Отработанный раствор моноэтаноламина регенерируется в регенераторе 14. Исходный газ для синтеза метанола далее поступает на компримирование. [c.24]

Именно такой способ подротовки исходного газа применяется на большинстве вновь создаваемых крупных агрегатах производства метанола. Так как синтез метанола в крупных агрегатах осуществляется на медьсодержащих катализаторах, к содержанию в газе соединений серы, хлора, мышьяка и др. предъявляют повышенные требования. Например, содержание соединений серы не должно превышать 0,1 мг/м , а хлоридов — 0,01 мг/м Способ очистки газа зависит от вида используемого сырья. При использовании природного газа обычно применяют двухступенчатую очистку газа от соединений серы. Вначале гидрируются органические соединения серы до сероводорода на никель- или кобальтмолибденовом катализаторе при 380—400 °С, затем образовавшийся сероводород поглощается активным оксидом цинка [10, И]. [c.26]

Интересна схема производства метанола с использованием исходного газа, полученного в трубчатых печах паровой конверсией природного газа с дозированием диоксида углерода. Конвертированный газ уже содержит 4,2—5,0% (об.) СО2 и имеет /-=2,15—2,3 его можно направлять без очистки непосредственно на синтез метанола. Опыт работы по такому методу дал положительные результаты, а технико-экономический анализ подтвердил предпочтительность его перед схемами, работающими на сырье, полученном другими видами конверсии [9]. Поэтому такая схема находит все большее развитие. Максимально возможная концентрация диоксида углерода в исходном газе определяется техническим (например, автотермичностыо работы агрегата) и экономическими факторами. По оценке авторов, при соблюдении необходимого соотношения реагирующих компонентов она находится в пределах 12—14% (об.). Однако необходимо учитывать, что при значительном содержании диоксида углерода возможна коррозия оборудования, в частности — трубопроводов межступенчатой теплообменной аппаратуры, компрессоров. Коррозия усиливается, если в исходном газе присутствуют сернистые соединения. [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология