Синтез метанола реакции

Расчет константы равновесия реакции синтеза метанола [c.178]

Пример. Зависимость константы равновесия реакции синтеза метанола из водяного газа [c.56]

Высокомолекулярные углеводороды можно получать иэ первичных спиртов через промежуточное образование кетонов. Процесс можно осуществлять непосредственно в одну ступень, пропуская первичный спирт с водяным паром при 400—500° над некоторыми катализаторами. Наиболее пригоден для этой цели цинк-хромовый катализатор, аналогичный применяемому в синтезе метанола. Эта сложная реакция протекает довольно гладко и для высокомолекулярных спиртов [c.61]

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]

Константа равновесия реакции синтеза метанола из водяного газа [c.178]

Гидрирование и дегидрирование. Катализаторы этих реакций образуют нестойкие поверхностные гидриды. Металлы переходной и платиновой групп (Ni, Fe, Со и Pt) могут ок азаться пригодными аналогично окислам или сульфидам металлов переходной группы. Данный тип реакций является чрезвычайно важным он включает такие процессы, как синтез аммиака и метанола, реакцию Фишера—Тропша, оксо-синтез, синтол-прбцесс, а также получение спиртов, альдегидов, кетонов, аминов и пищевых жиров. [c.313]

Применив эти данные, авторы рассчитали 4 уравнения зависимости логарифма константы равновесия реакции синтеза метанола от температуры [c.351]

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]

Константа равновесия синтеза метанола по реакции [c.281]

По расчетным данным в условиях промышленного синтеза. метанола реакция протекает в переходной области между кинетической и внутренне-диффузионной. Наличие диффузионного торможения при синтезе метанола из окиси углерода и водорода (при давлении 250 ат и температуре 360°С) на цинкхромовом катализаторе было подтверждено также лабораторными опытами. [c.55]

Оптимизация по производительности лучше всего изучена для обратимых экзотермических реакций, к которым относятся многочисленные промышленно важные реакции, например, синтез метанола и аммиака, окисление ЗОг, гидратация этилена [c.136]

Важное значение имеет точная регулировка температуры в колонне синтеза. Колебания температуры приводят к развитию побочных реакций и к ухудшению качества метанола-сырца. Особенно опасны реакции метанирования, сопровождающиеся резким скачком температуры (до 1000° С) и приводящие к спеканию катализатора. Эти обстоятельства учитываются при конструировании аппаратуры для синтеза метанола. [c.7]

Синтез метанола из оксида углерода и водорода проводится при высоких давлениях и пониженной температуре по реакции [c.261]

В работе цехов синтеза метанола весьма важной задачей является защита оборудования от карбонильной коррозии, обусловленной применением высоких давлений и СО-содержащих газов. Помимо корродирующего действия, образование карбонилов железа опасно по следующей причине. Карбонилы железа (в основном, пентакарбонил), попадая в колонну синтеза, разлагаются, насыщая катализатор активным железом, которое, в свою очередь, является катализатором реакций метанирования. Развитие этих реакций может привести к нарушению температурного режима в зоне катализа. [c.9]

Термодинамика химических реакций получила быстрое развитие в особенности после того, как на ее основе был решен ряд важнейших промышленных проблем синтез аммиака, синтез метанола, совершенствование основных металлургических процессов, позднее — создание ряда нефтехимических производств, новых отраслей металлургии, новых видов горючего и другие. На основе термодинамических методов был решен и ряд теоретических проблем химии, в частности относящихся к химии высоких температур. [c.6]

Для сравнения приведем расчет теплового эффекта реакции синтеза метанола из водяного газа по теплотам сгорания. [c.57]

В последние годы уделяется внимание синтезу углеводородов не непосредственно из СО и Нг, а через метанол, что позволяет использовать хорошо отработанную крупнотоннажную технологию синтеза метанола термодинамика получения метанола из СО и Нг рассмотрена выше в этой главе. Получение углеводородов и эфиров из метанола представляется технологически достаточно простым при использовании в качестве катализатора твердого кристаллического алюмосиликата с повышенным-отношением оксида кремния к оксиду алюминия. Определенные преимущества такого двухстадийного получения углеводородов заключаются в возможности регулирования режима переработки метанола и производстве углеводородов заданной структуры и молекулярной массы индивидуальных олефиновых, ароматических, парафиновых углеводородов, компонентов бензина или дизельного топлива. Рассмотрим реакции, приводящие к получению компонентов моторных топлив. [c.342]

Результаты подобного рода измерений и расчетов применительно к реакции синтеза метанола из водяного газа [c.182]

Однако в некоторых случаях переход во внешнедиффузионный режим может оказаться выгодным. Если молекулы продукта экзотермической реакции при температуре реакции неустойчивы, то можно, подавая поток с невысокой температурой, создать значительный перепад температур между поверхностью катализатора и потоком. При этом молекулы продукта вскоре после образования уходят с поверхности катализатора в более холодный поток, и время их пребывания в высокотемпературной зоне снижается. Такой прием был использован при синтезе метанола, оказавшегося неустойчивым при температуре реакции [4]. [c.269]

Термодинамически возможен синтез метанола из СО или СОа по экзотермическим реакциям [c.325]

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]

Зависимость К°р от Т для синтеза метанола по реакции (а) впервые предложена Темкиным и Чередниченко [4, 68] в виде 3971 [c.325]

Рис. 34. Зависимость К-/ для синтеза метанола по реакции СО+2Н2- -СНаОН от давления и температуры.

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]

Для реакции синтеза метанола были получены следующие данные [c.281]

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]

С б) = 5,33. Итак, для реакций (а) и (б) при заданной температуре значения констант равновесия оказываются одного и того же порядка. Поэтому при расчете равновесного состава концентрацией промежуточного соединения (1-гексен) пренебречь уже нельзя в отличие от синтеза метанола. [c.282]

Реакторы для синтеза метанола. Реакция лшжду водородом и окисью углерода с образованием метанола [c.300]

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]

Термическая стабильность особенно важна при проведении сильно экзотермических реакций переработки угля, например метанирования, синтеза метанола, реакции Фишера — Тропша, окислительной регенерации катализаторов при ожижении и многих реакций облагораживающей переработки. В данной главе обсуждаются вещества с необычными свойствами, которые могли бы быть использованы при разработке более стабильных катализаторов. Цеолиты представляют одну группу [c.127]

Исследования в области каталитического гидрирования окиси углерода в течение первой половины XX в. развивались все более и более быстрыми темпами. Первыми вехами на пути этих исследований двились работы Сабатье и Сандерана [24] по синтезу метана на никелевых катализаторах и открытие Баденской анилиновой и содовой фабрикой [4] реакции между водородом и окисью углерода. В результате этой реакции образовывался жидкий продукт, содержавший спирты, альдегиды, кстоны, жирные кислоты и некоторое количество насыш енных и ненасыщенных алифатических углеводородов. Она протекала при давлениях 100—200 ат и температурах 300—400° в присутствии окисей кобальта и осмия, активированных щелочью и нанесенных на асбест . Последующие исследования привели к разработке в 1923—1925 гг. промышленного синтеза метанола. Начиная с 1923 г. и до настоящего времени, проводятся обширные работы по изучению процесса Фишера-Тропша в лабораторном и полузаводском масштабах. [c.519]

Смис и Брантинг [6] исследовали равновесие реакции синтеза метанола при температуре 303,8° С и атмосферном давлении динамическим методом. В качестве катализатора эти авторы применяли окись цинка или смесь окиси цинка с окисью хрома. Равновесие исследовано с двух сторон, т. е. со стороны синтеза метанола из окиси углерода и водорода и со стороны метанола в последнем случае в реакционную камеру подавали газовую смесь, насыщенную парами метанола при 38° С, содержащую паров спирта больше, чем должно быть в равновесной смеси. Содержание спирта в равновесной смесп при атмосферном давлении и указанной выше температуре (303,8° С) было незначительным найденные численные значения констант сильно колебались средняя величина, полученная этими авторами, приведена в табл. 1. [c.348]

Равновесие синтеза метанола было также изучено Уэттбергом и Доджем [9] динамическим методом под давлением 170 ат при температурах от 259 до 329° С в присутствии цинк-хромового и цинк-медного катализаторов. Эта работа выполнена более обстоятельно по сравнению с цитированными выше. Равновесие было изучено как со стороны синтеза, так и со стороны распада. В газовой смеси, получавшейся в результате реакции, исследователи определяли не только водород, окись углерода и метанол, но и другие составные части смеси. [c.349]

В 1940 г. Эвелл [251, использовав более новые термохимические данные [26], сделал термодннамическпй расчет ряда реакций, в том числе и реакции синтеза метанола. [c.351]

Чтобы сопоставить экспериментальные кинетические данные с гипотезой о механизме реакции, необходима последовательная работа всех трех комплексов программ, причем программы ССА и ПП работают только один раз для каждого варианта механизма. Следует подчеркнуть, что число операций по расчету функций отклонений и их производных в полученных по изложенному алгоритму программах близко к числу операций, полученных при ручном программировании. САКР была использована для исследования кинетики и механизмов и получения кинетических уравнений в реакциях окислительного дегидрирования бутенов в дивинил на оксидном Bi—Мо-катализаторе, окисления этилена на серебре, синтеза карбонила никеля, окисления хлороводорода, на катализаторе u la—КС1 (1 1), окислительного хлорирования этилена на солевых хлормедных катализаторах, синтеза метанола на катализаторе ZnO/ rgOg, хлорирования метана и др. Для большинства из этих реакций число рассмотренных вариантов механизмов составляло от 10 до 20. Число найденных параметров для этих реакций составляло 15—25 [13]. [c.204]

Для проведения синтеза метанола в оптимальном температурном режиме в настоящее время разработаны и эксплуатируются трубчатые реакторы иной конструкции, чем описанный ранее (катализатор располагается в трубках аппарата, а в межтруб-ное пространство отводится тепло реакции дистиллированной водой). Температурный режим реактора практически изотермический, получаемый пар используется на установке. При трубчатой конструкции реактора требуется тщательная загрузка катализатора, чтобы сопротивление трубок было одинаковым. Трубчатый реактор прост в экслуатации, однако изготовление и ремонт аппарата за труднительны. [c.326]

Определение необходимого количества зон управления слоя катализатора. Реактор синтеза метанола представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд диаметром й = 3,6 и высотой Н = 7 ж. Катализатор размещается на четырех полках в виде таблеток 5x5 мм. Для съема тепла реакции и сдвига ее в сторону образования метанола предусмотрен ввод холодного газа по байпасам в межполочные пространства реактора. [c.328]

Однако в некоторых случаях оказывается выгодным проводить процесс в диффузионной области. Бели, например, молекулы продукта при температуре реакции неустойчивы, то, переводя экзотермическую реакцию во внештюю диффузионную область, можно создать значительпый перепад температур между поверхностью катализатора и газовым объемом. При этом молекулы продукта вскоре после образования уходят с поверхности катализатора в более холодный газовый объем и время их пребывания в высокотемпвратурпой зоне снижается. Например, при синтезе метанола [12] было установлено, что 01н при температуре реакции неустойчив. Перевод реамции во внешнедиффузионную область позволил значительно увеличить выход СНзОН, То же самое, по-видимому, справедливо и для процессов окисления спиртов в альдегиды и кетоны. [c.14]

Величины К°р(в) даны в разделе VIII. 1. Поскольку синтез метанола проводят при повышенном давлении, для расчета равновесных составов требуется учет неидеальности системы. Для перехода к реальным константам равновесия можно воспользоваться графиком зависимости К у реакции (а) от Г и р (рис. 34). [c.325]

Прямой синтез метанола из метана без применения кислорода несомненно представляет научный и технический интерес, например, по реакции СН4-1-С02— -СНзОН + СО. Эта эндотермическая реакция (энтальпия реакции около 160 кДж) с кинетических позиций должна быть более селективной, чем реакция метана с кислородом. Однако эта эндотермическая реакция (так же как и другие реакции СН4 и С02 СН4 + С02—> — -СНзСООН и т.д.) термодинамически неэффективна до 1000 К 1000 = —6,3. Столь же мала термодинамическая вероятность и другой заманчивой реакции СН4Ч-Н20— -- СНзОН-ьНг. [c.357]

Повышение дгвления сдвигает равновесне данной реакции вправо в соответствии с принципом Ле Шателье. Синтез метанола из СО и Н2 — одно из важнейших химических производств. [c.359]

Пример П-7. Синтез метанола СН3ОН основан на реакции взаимодействия водорода и двуокиси углерода, которая протекает при высоких температурах (около 360° С) и давлениях 3,04 Ю — 3,33 10 Н/м (310—340 кгс/см ) [c.57]

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]