ES2199429T3 - Procedimiento para la produccion de metanol. - Google Patents
Procedimiento para la produccion de metanol.Info
- Publication number
- ES2199429T3 ES2199429T3 ES98910139T ES98910139T ES2199429T3 ES 2199429 T3 ES2199429 T3 ES 2199429T3 ES 98910139 T ES98910139 T ES 98910139T ES 98910139 T ES98910139 T ES 98910139T ES 2199429 T3 ES2199429 T3 ES 2199429T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- inert
- methanol
- hydrogen
- component
- distillation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
- C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
- C07C29/1512—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by reaction conditions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Un procedimiento para la producción de metanol, que comprende las etapas de: (a) alimentar un componente de condensación inerte en forma de una corriente líquida a un reactor de columna de destilación que tiene una zona de reacción de destilación, estando dicho componente de condensación inerte en ebullición a las condiciones de dentro de dicho reactor de columna de destilación; (b) alimentar monóxido de carbono e hidrógeno o monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrógeno a un reactor de columna de destilación; y (c) simultáneamente, en dicho reactor de columna de destilación: (i) someter a ebullición dicho componente de condensación inerte y someter a reflujo dicho componente de condensación inerte, de manera que una porción de dicho componente inerte se condense en dicha zona de reacción de destilación; (ii) poner en contacto dicho CO y H2 o CO, CO2 y H2 y dicho componente de condensación inerte con un catalizador en partículas sólido en dicha zona de reacción de destilación, bajo condiciones dentro de dicho reactor a las cuales dicho CO, CO2 y H2 están en el estado vapor, y hacer reaccionar una porción de dicho CO y/o CO2 y H2 para formar metanol, y (iii) retirar unos productos de cabeza que contie nen metanol, agente de condensación inerte y CO, CO2 o hidrógeno sin reaccionar, y (d) separar dicho metanol de dicho monóxido de carbono, dióxido de carbono o hidrógeno.
Description
Procedimiento para la producción de metanol.
La presente invención se refiere, de manera
general, a la producción de metanol a partir de la reacción de
monóxido de carbono y dióxido de carbono con hidrógeno en presencia
de un catalizador de cobre/cinc/alúmina y, en particular, en un
procedimiento de destilación catalítica. Más particularmente, la
invención se refiere al uso de un componente inerte en una columna
de destilación catalítica en la que el componente inerte está en
ebullición y condensación alrededor de reaccionantes normalmente
gaseosos.
El metanol es uno de los compuestos químicos
básicos y, como tal, se produce en un volumen anual de más de 10
millones de toneladas. Convencionalmente, el metanol se ha
producido en sistemas de dos fases: los reaccionantes (CO, CO_{2}
y H_{2}) y los productos (fundamentalmente CH_{3}OH y H_{2}O)
que forman la fase gaseosa y el catalizador que forma la fase
sólida. En una planta de metanol, la reacción de monóxido de
carbono, dióxido de carbono e hidrógeno es exotérmica. Por ello, en
un diseño de reactor de lecho fijo convencional, el control y la
eliminación del calor es de fundamental importancia. Si está
presente demasiado CO_{2} o CO, el reactor puede sobrecalentarse
y dañar el catalizador. Como resultado de ello, para un catalizador
dado, fue preferible para la tecnología anterior un reactor de fase
líquida, dado que las características básicas de un reactor de fase
líquida permiten enfriarlo intermanente.
Más recientemente, se ha desarrollado un
procedimiento de síntesis de metanol de tres fases (actualmente
conocido bajo el nombre comercial de LPMEOH). En dicho
procedimiento, se introduce en el reactor una fase líquida inerte,
fundamentalmente para absorber el calor liberado durante la
reacción. La transferencia de calor entre el catalizador sólido y la
fase líquida es altamente eficaz, permitiendo con ello obtener
mayores conversiones sin deterioro de la actividad del catalizador.
La fase líquida permite la eliminación del calor mediante el uso de
un intercambiador de calor interno en el procedimiento LPMEOH. El
catalizador en forma de partículas sólidas se introduce en una
suspensión del líquido inerte.
Las tres ecuaciones siguientes pueden usarse para
representar empíricamente las reacciones que se producen durante
el presente procedimiento:
CO + 2H_{2} <- - - - ->
CH_{3}OH(1)
CO_{2} + H_{2} <- - - - -> CO +
H_{2}O(2)
CO_{2} + 3H_{2} <- - - - ->
CH_{3}OH +
H_{2}O(3)
La destilación catalítica, en la cual se preparan
los productos de la reacción y simultáneamente se separan de los
reaccionantes mediante destilación, se ha usado con éxito para
controlar las temperaturas en reacciones exotérmicas. Sin embargo,
el uso de la destilación catalítica ha estado tradicionalmente
limitada por el hecho de que uno de los reaccionantes debe ser un
líquido en ebullición a las condiciones internas del reactor. En
los procedimientos de destilación catalítica anteriores, ambos
reaccionantes se suministraban al reactor en forma de líquidos. Más
recientemente, la patente de EE.UU. nº 5.087.780 ha demostrado que
el método de destilación catalítica es útil en un procedimiento en
el cual el hidrógeno es un componente de la reacción. Para una
destilación catalítica se han suministrado materiales inertes con
diversos fines, tales como para proporcionar un sumidero de calor,
pero siempre uno de los reaccionantes ha sido un líquido en
ebullición.
Con el fin de aprovechar los rasgos
característicos de la destilación catalítica al mismo tiempo que
reaccionan los reaccionantes normalmente gaseosos de CO, CO_{2} y
H_{2}, la presente invención contempla la utilización de un medio
o componente de condensación inerte para los reaccionantes. El
componente de condensación inerte puede suministrarse por separado
o entremezclado con la alimentación gaseosa. Se propone que al
menos un reaccionante esté al menos parcialmente ocluido en dicho
componente de condensación inerte y siendo dicho reaccionante un
vapor a las condiciones de dentro de dicho reactor.
La invención puede describirse como un
procedimiento que comprende:
\newpage
- (a)
- alimentar un componente de condensación inerte en forma de una corriente líquida a un reactor de columna de destilación que tiene una zona de reacción de destilación, estando dicho componente de condensación inerte en ebullición a las condiciones de dentro de dicho reactor de columna de destilación;
- (b)
- alimentar CO y H_{2} o CO, CO_{2} y H_{2} a un reactor de columna de destilación; y
- (c)
- simultáneamente, en dicho reactor de columna de destilación:
- (i)
- someter a ebullición dicho componente de condensación inerte y someter a reflujo dicho componente de condensación inerte, de manera tal que una porción de dicho componente inerte se condense en dicha zona de reacción de destilación;
- (ii)
- poner en contacto dicho CO y H_{2} o CO, CO_{2} y H_{2} y dicho componente de condensación inerte con un catalizador en partículas sólido en dicha zona de reacción de destilación, bajo condiciones dentro de dicho reactor a las cuales dicho CO, CO_{2} y H_{2} están en el estado vapor, y hacer reaccionar una porción de dicho CO y/o CO_{2} y H_{2} para formar metanol, y
- (iii)
- retirar unos productos de cabeza que contienen metanol, agente de condensación inerte y CO, CO_{2} o hidrógeno sin reaccionar, y
- (d)
- separar dicho metanol de dicho monóxido de carbono, dióxido de carbono o hidrógeno.
La figura es un diagrama de flujo en forma
esquemática de un procedimiento que utiliza la presente
invención.
La presente invención aprovecha las
características de operación de la destilación catalítica para
reacciones normalmente gaseosas sin operar a las presiones
necesarias para condensar los gases. Las ventajas de la destilación
catalítica se han conocido en los últimos años. El éxito de la
destilación catalítica estriba en un conocimiento de los principios
asociados con la destilación. En primer lugar, dado que la reacción
se produce simultáneamente con la destilación, el producto de
reacción inicial se retira de la zona de reacción tan pronto como
se forma. En segundo lugar, dado que la mezcla de reacción está en
ebullición, la temperatura de la reacción está controlada por el
punto de ebullición de la mezcla a la presión del sistema. El calor
de la reacción simplemente crea más ebullición, pero no aumenta la
temperatura.
Como resultado de ello, puede lograrse un gran
control sobre la velocidad de reacción y de distribución de
productos regulando la presión del sistema. Igualmente, ajustando
el paso (tiempo de permanencia = velocidad espacial horaria del
líquido) se proporciona un control adicional de la distribución del
producto y el grado de conversión. La temperatura en el reactor
está determinada por el punto de ebullición de la mezcla líquida
presente a cualquier presión dada. La temperatura en las partes
bajas de la columna reflejan la constitución del material en esa
parte de la columna, la cual será mayor que en la cabeza; es
decir, a presión constante, un cambio en la temperatura del sistema
indica un cambio en la composición de la columna.
Para cambiar la temperatura, se cambia la
presión. Así, el control de temperatura en la zona de reacción se
controla mediante la presión; al aumentar la presión, la
temperatura del sistema se aumenta, y viceversa.
En el presente procedimiento pueden usarse
presiones de 1 a 50 atmósferas para aumentar el efecto. Puede
usarse una presión superior, si se usa un disolvente inerte más
volátil o con fines de control tal como se ha descrito
anteriormente. Dependiendo de la presión, se observarán en el
reactor de columna temperaturas del disolvente inerte dentro del
intervalo de 150 a 300ºC.
Otra ventaja, tal como se ha indicado
anteriormente, es que un reaccionante líquido de condensación
ocluye un reaccionante gaseoso (tal como hidrógeno), lo cual, tal
vez, mejora el contacto catalítico y disminuye la presión parcial
necesaria del reaccionante gaseoso ocluido.
Hasta ahora, el problema había sido que, para
H_{2}, CO y CO_{2}, las presiones necesarias para producir
líquido en ebullición a la temperatura de reacción habían sido
demasiado altas. La temperatura de reacción está por encima de la
temperatura crítica de al menos el H_{2}. Se ha encontrado una
solución mediante el uso de un componente de condensación inerte
que puede usarse como el líquido de ebullición. Si el componente de
condensación inerte está adecuadamente seleccionado, éste puede
tener un punto de ebullición mucho más alto o mucho más bajo que
los reaccionantes o productos, permitiendo una fácil separación
dentro del reactor de columna de destilación.
En algunos casos, el componente de condensación
inerte puede ser disolvente para los reaccionantes gaseosos; sin
embargo, en algunos casos, el componente de condensación inerte no
se sabe que sea un disolvente para los reaccionantes. El mecanismo
propuesto para el presente procedimiento no depende de las
características químicas de solubilidad, sino de las
características físicas de la oclusión. Si existe un cierto grado
de solubilidad real de los reaccionantes gaseosos en el compuesto
inerte condensado, esto puede mejorar los resultados.
Además, el componente de condensación inerte debe
seleccionarse de forma que el punto de ebullición a la presión de
reacción deseada sea la temperatura de reacción deseada. Un tipo de
componente inerte que se ha encontrado que es útil en la síntesis
de metanol a partir de CO, CO_{2} y H_{2} es la clase general
de hidrocarburos parafínicos de C_{7}-C_{12}.
Un ejemplo típico de los mismos es el n-octano. El
metanol es más soluble en octano a temperaturas más altas. Al
enfriar la mezcla, el metanol tiende a separarse en una fase
separada para comodidad de una separación en bruto.
En una realización de la presente invención, el
reactor de columna de destilación se hace funcionar en el punto de
ebullición del componente de condensación inerte una vez separados
y condensados los productos de cabeza. El reflujo del componente de
condensación inerte más frío da lugar a que algo del componente de
condensación inerte evaporado se condense alrededor de los
reaccionantes gaseosos para ocluir los componentes gaseosos y
llevarlos a los sitios de catalizador activo en los cuales están
presentes en una forma más densa de la usual.
Preferiblemente, el componente de condensación
inerte está tanto en forma vapor como líquida dentro de la columna,
es decir está vaporizado en la parte más caliente, inferior, de la
columna y está condensado, al menos en parte, en la porción más
fría, superior, de la columna. En una realización, el componente de
condensación inerte está vaporizado en una zona de la columna que
contiene estructuras de destilación (no catalítica) convencionales
y está condensado dentro de una zona de catalizador de la columna
que contiene, por ejemplo, estructuras de destilación catalíticas.
Tal como se ha descrito anteriormente, la condensación del
componente de condensación inerte ocluye una parte de los
reaccionantes gaseosos y les pone en contacto con el catalizador en
la zona del catalizador.
Finalmente, puesto que las reacciones son
exotérmicas, la ebullición del componente de condensación inerte
eliminará calor en forma de calor latente de vaporización, el cual
puede finalmente eliminarse en un condensador de cabeza. Esta
última característica es especialmente útil en el control de
temperatura, dado que más calor de reacción solamente da lugar a
una mayor ebullición a una presión dada. De esta forma, la
temperatura puede controlarse simplemente mediante la presión.
Aunque se prefiere que la zona del catalizador
comprenda estructuras de destilación catalíticas, el catalizador en
la zona del catalizador puede disponerse tal como se muestra en
las patentes de EE.UU. n^{os} 4.847.431; 4.847.430; 4.475.005;
5.338.517; y 5.198.196, todas las cuales se incorporan aquí.
Cuando el componente de condensación inerte tiene
un punto de ebullición más bajo que los productos, en ese caso los
productos pueden separarse fácilmente en el reactor de columna de
destilación como colas. Cuando el disolvente inerte tiene un punto
de ebullición más alto que los productos, los productos se extraen
por la cabeza de la columna como condensado o, tal como es este el
caso, como un azeótropo con el disolvente inerte.
Las estructuras y los sistemas de destilación
catalítica están descritas igualmente en las patentes de EE.UU.
cedidas en común n^{os} 4.302.356; 4.439.350; 4.443.559;
5.507.468; 5.189.001; 5.262.012; 5.266.546; 5.348.710; y 5.431.890,
todas las cuales se incorporan aquí como referencia. En
particular, las estructuras descritas en las patentes 5.266.546 y
5.431.890 anteriormente referenciadas se han encontrado útiles
cuando se encuentran presentes grandes cantidades de componentes
gaseosos tal como hidrógeno.
Básicamente, las patentes describen un
catalizador en partículas sólido rodeado por o contenido en un
componente poroso con el fin de proporcionar el requisito de flujos
de líquido y vapor y el contacto con el catalizador sin una caída
indebida de presión.
Los catalizadores que son útiles para la reacción
de CO, CO_{2} y H_{2} con el fin de obtener metanol, contienen
óxidos de cobre y de cinc y pueden contener otros modificadores
tales como los mostrados en las patentes de EE.UU. n^{os}
4.766.155 y 4.780.481.
Un catalizador adecuado es C-79
de United Catalysts Inc., el cual puede describirse como formado
por óxidos de cobre y cinc sobre materiales extruidos de alúmina de
6,35 mm.
Puesto que parece que el cobre metálico es el
catalizador activo, es deseable reducir el catalizador antes de su
uso, por ejemplo haciendo pasar gas hidrógeno a través de la
columna de reacción de destilación en ausencia de los otros
componentes del sistema de reacción a 200 hasta 300ºC.
Preferiblemente, la relación molar Cu/Zn es de 1 o mayor que 1,
p.ej., hasta 10, y el contenido en Al es 10% en moles o menor. El
óxido de cinc ayuda en la formación de un alto área de superficie
de cobre metálico, retarda la aglomeración de las partículas de
cobre, retiene los venenos de Cu y reacciona con la alúmina
inhibiendo la formación de éter dimetílico.
Es bien sabido que la presencia de CO_{2} tiene
un efecto positivo sobre la velocidad de formación de metanol en
las reacciones catalizadas por óxido de cobre/cinc. Condiciona y
previene daños al catalizador. Algunos estudios han indicado que
esencialmente la totalidad del metanol se produce a partir de la
reacción de CO_{2} con hidrógeno. Una reacción interna de
desplazamiento de agua gaseosa entre el agua resultante con CO
genera más CO_{2} para la producción de metanol. Por motivos de
conveniencia y sin limitar el alcance de la invención, se ha
propuesto el siguiente mecanismo:
CO_{2} <=====> CO_{2,
ads}
H_{2} <=====> 2
H_{ads}
C_{2, ads}+ H_{aDS} <=====>
HCOO_{ads}
HCOO_{ads} + 3 H_{ads} <=====>
CH_{3}OH +
O_{ads}
CO + O_{ads} <=====>
CO_{2}
H_{2} + O_{ads} <=====>
H_{2}O
Una ventaja del presente procedimiento es que
puede usarse gas sintético bruto que contiene grandes cantidades de
CO como alimentación a la unidad sin preocuparse de un
sobrecalentamiento del catalizador. Cualquier calor adicional
generado simplemente dará lugar a una ebullición mayor.
Con referencia ahora a la figura, se describe un
diagrama de flujo simplificado de una realización de la invención.
Se muestra un reactor de columna de destilación 1 que tiene un
lecho 2 de catalizador de óxido de cobre/cinc soportado, preparado
en forma de estructuras de destilación. Por encima del lecho 2
existe una sección de rectificación 3 que contiene una estructura
de destilación inerte estándar tal como empaquetamientos, bandejas
de retención de burbujas o bandejas tamizadoras. Por debajo del
lecho 2 existe una sección de separación por arrastre 4 que
contiene igualmente una estructura de destilación inerte estándar
tal como empaquetaduras, bandejas de retención de burbujas o
bandejas tamizadoras.
Mediante la línea de flujo 13 en un punto por
encima del lecho de catalizador 2 se alimenta octano normal líquido
al reactor de columna de destilación 1. Mediante la línea de flujo
5 se alimenta hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono
gaseosos por debajo del lecho 2. El hidrógeno, monóxido de carbono
y dióxido de carbono gaseosos ascienden dentro del lecho, en donde
son ocluidos por el octano normal de condensación y descendente y
son llevados a los sitios catalíticos sobre el catalizador. El
hidrógeno, monóxido de carbono y, óptimamente, dióxido de carbono
reaccionan en el lecho formando metanol. El reactor de columna de
destilación opera a una presión tal que el octano normal está en
ebullición dentro del lecho.
El metanol y el octano normal, junto con el
hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono sin reaccionar
son sacados por la parte superior mediante la línea de flujo 6 y
son hechos pasar a través de un condensador parcial 7, en donde se
condensan el octano normal y metanol condensable. El hidrógeno,
monóxido de carbono y dióxido de carbono sin reaccionar gaseosos se
separan del octano normal y del metanol líquido en el separador 14
y son retirados mediante la línea de flujo 11 para reciclado al
reactor 1 (no mostrado).
Debido al enfriamiento, se produce en el
separador una separación de fases entre el metanol y el octano
normal, lo cual permite extraer el metanol mediante la línea de
flujo 12 y al octano normal extraerlo mediante la línea de flujo 9
y retornarlo al reactor de columna de destilación.
Con el fin de retirar toda impureza, subproductos
pesados y para purgar el exceso de octano normal, se extraen unas
colas por la parte inferior del reactor de columna de destilación
mediante la línea de flujo 10.
En el ejemplo siguiente se usó una columna de
reactor de destilación de 9,15 metros de altura y 2,54 cm de
diámetro. En el reactor se colocó un empaquetamiento cerámico de
1,525 metros para soportar 4,575 metros de un catalizador de
CuO/-ZnO (410 gramos) preparado como una estructura de destilación.
El reactor se cubrió con otros 1,525 metros de empaquetamiento
cerámico. El catalizador usado fue catalizador para metanol UCI
C-79 comercialmente disponible en forma de
materiales extruidos de 6,35 cm. El catalizador se colocó en la
estructura descrita en la patente de EE.UU. nº 5.431.890, la cual
esencialmente consiste en elementos tubulares de malla abierta
semirrígidos, flexibles, rellenos con un material catalítico en
partículas (componente catalítico) y sellados en ambos extremos,
íntimamente asociados con, y soportados por un tamiz de malla de
alambre.
Con el fin de simular la alimentación de gas de
síntesis se usó hidrógeno puro y CO, los cuales se alimentaron a la
parte inferior del reactor. El CO_{2} se introdujo en el reactor
en forma de una solución en n-octano. El CO_{2} se
usó como una cabeza de presión en el tanque de alimentación de
n-octano en lugar de nitrógeno. Las concentraciones
de CO_{2} resultantes en el reactor estuvieron dentro del
intervalo de 10-20%. De esta forma, el CO_{2} no
tiene un caudal.
La mezcla de n-octano/CO_{2} se
alimentó a la parte superior de la sección de catalizador y la
mezcla de H_{2}/CO se alimentó a la parte inferior del reactor.
Las presiones de la columna se controlaron dentro del intervalo de
21-35 atmósferas, lo cual dio como resultado unas
temperaturas de la columna dentro del intervalo de
177-343ºC. El producto metanol se extrajo por la
parte superior de la columna en forma de un azeótropo con el
disolvente octano. No se extrajeron colas continuamente, excepto
para la retirada periódica de pequeñas cantidades con el fin de
minimizar la acumulación de cualquier compuesto pesado en el
recalentador. En la Tabla II se reflejan los resultados.
| Ensayo 1 | |||||
| Tiempo de ensayo, h | 0-250 | 250-300 | 300-350 | 350-400 | 400-450 |
| Alimentación de octano, kg/h | 0,226 | 0,317 | 0,408 | 0,226 | 0,544 |
| Alimentación de H_{2}, m^{3}/h | 0,226-0,340 | 0,283 | 0,283 | 0,283 | 0,283 |
| Alimentación de CO, m^{3}/h | 0,113 | 0,113 | 0,141 | 0,141 | 0,141 |
| \hskip3,1cm kg/h | 0,174 | 0,014 | 0,181 | 0,181 | 0,181 |
| Flujo de cabeza, kg/h | 0,226 | 0,294 | 0,385 | 0,249 | 0,453 |
| Fase metanol, % de cabeza | 25 | 25 | 20 | 20 | 15 |
| Presión, atm. | 21 | 24,5 | 24,5 | 28 | 28 |
| Temp. inferior, ºC | 293 | 304 | 304 | 321 | 321 |
| Productividad de metanol, kg/h | 0,050 | 0,063 | 0,068 | 0,426 | 0,059 |
| Conversión de CO, % | 34 | 43 | 36 | 24 | 32 |
| Productividad de metanol, | 0,12 | 0,15 | 0,17 | 0,11 | 0,14 |
| kg/h/kg catalizador | |||||
| Ensayo 2 | |||||
| Tiempo de ensayo, h | 0-100 | 100-140 | 140-165 | ||
| Alimentación de octano, kg/h | 0,212 | 0,252 | 0,252 | ||
| Alimentación de H_{2}, m^{3}/h | 0,340 | 0,340 | 0,340 | ||
| Alimentación de CO, m^{3}/h | 0,113-0,170 | 0,170 | 0,170 | ||
| \hskip3,1cm kg/h | 0,181 | 0,226 | 0,226 | ||
| Flujo de cabeza, kg/h | 0,226 | 0,226 | 0,226 | ||
| Fase metanol, % de cabeza | 20 | 20-40 | 40 | ||
| Presión, atm. | 21 | 28 | 35 | ||
| Temp. inferior, ºC | 288 | 321 | 349 | ||
| Productividad de metanol, kg/h | 0,041 | 0,041-0,77 | 0,091 | ||
| Conversión de CO, % | 21 | 21-34 | 34 | ||
| Productividad de metanol, | 0,041 | 0,041-0,77 | 0,091 | ||
| kg/h/kg catalizador |
Los datos del equilibrio de masas se reflejan en
el Ensayo 2 y, como resultado de ello, en la Tabla III se muestra
un buen equilibrio entre materiales de entrada y materiales de
salida.
| (60-120 h) | (130-160 h) | |
| Suministros | ||
| CO (g/h) | 325 | 225 |
| H_{2} (g/h) | 31 | 31 |
| Productos | ||
| MEOH en fase MEOH (kg/h) | 0,038 | 0,093 |
| MEOH en fase octano (kg/h) | 0,009 | 0,007 |
| (60-120 h) | (130-160 h) | |
| Total MEOH (kg/h) | (48 g) | (91 g) |
| CO (g/h) en producto MEOH | 42 | 80 |
| H_{2} (g/h) en producto MEOH | 6 | 11 |
| % Conversión de CO | 18,7% | 35,6% |
| Analisis de salida | ||
| H_{2} | 8% (22 g) | 8% (22 g) |
| CO | 65% (177 g) | 60% (163 g) |
| CO_{2} | 20% (54 g) | 25% (65 g) |
| N_{2} | 7% | 7% |
| Equilibrio de material (sobre suministros de CO + H_{2}) | ||
| g/h | 256 | 256 |
| Producto MEOH g/h | 48 | 91 |
| Salida calculada | 208 | 165 |
| Salida medida | 199 | 185 |
Este ejemplo se llevó a cabo con el fin de
comprobar el efecto del tamaño de partícula del catalizador
(superficie específica). Los gránulos del catalizador anteriormente
descrito se trituraron y tamizaron. Las partículas de malla -10 a
+40 se usaron como empaquetamiento para formar la estructura de
destilación. Los datos muestran que puede obtenerse un incremento
substancial en la productividad de MeOH con superficies específicas
mayores. Las condiciones y los resultados se reflejan en la TABLA
IV a continuación.
| Condiciones del procedimiento | |||||
| Período de tiempo del ensayo (h) | 0-75 | 75-210 | 210-260 | 260-350 | 350-450 |
| Velocidad de suministro de octano kg/h | 0,272 | 0,272 | 0,272 | 0,453 | 0,680 |
| Suministro de H_{2} (m^{3}/h) | 0,283 | 0,283 | 0,424 | 0,424-0,566 | 0,566 |
| Suministro de CO (m^{3}/h) | 0,113 | 0,141 | 0,141 | 0,226 | 0,283 |
| (kg) | (0,145) | (0,181) | (0,181) | (0,272) | (0,362) |
| Suministro de OH (m^{3}/h) | 0,014 | 0,014 | 0,014 | 0,020 | 0,040 |
| % de OH (fase MeOH) | 20 | 60 | 50 | 25 | 10 |
| Presión (atm) | 21 | 28 | 35 | 35-28 | 28 |
| Temp. inferior (ºC) | 288 | 288 | 315 | 315-288 | 288 |
| Temp. columna (ºC) | 204-232 | 149-232 | 176-232 | 176-260 | 176-260 |
| Producto MeOH (kg/h) | 0,041 | 0,118 | 0,095 | 0,068 | 0,054 |
| % Conversión | 28 | 65 | 53 | 25 | 15 |
| Productividad de MeOH, kg/h/kg | 0,1 | 0,29 | 0,23 | 0,16 | 0,13 |
| catalizador en base a una carga de | |||||
| catalizador de 0,407 kg |
Claims (15)
1. Un procedimiento para la producción de
metanol, que comprende las etapas de:
- (a)
- alimentar un componente de condensación inerte en forma de una corriente líquida a un reactor de columna de destilación que tiene una zona de reacción de destilación, estando dicho componente de condensación inerte en ebullición a las condiciones de dentro de dicho reactor de columna de destilación;
- (b)
- alimentar monóxido de carbono e hidrógeno o monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrógeno a un reactor de columna de destilación; y
- (c)
- simultáneamente, en dicho reactor de columna de destilación:
- (i)
- someter a ebullición dicho componente de condensación inerte y someter a reflujo dicho componente de condensación inerte, de manera que una porción de dicho componente inerte se condense en dicha zona de reacción de destilación;
- (ii)
- poner en contacto dicho CO y H_{2} o CO, CO_{2} y H_{2} y dicho componente de condensación inerte con un catalizador en partículas sólido en dicha zona de reacción de destilación, bajo condiciones dentro de dicho reactor a las cuales dicho CO, CO_{2} y H_{2} están en el estado vapor, y hacer reaccionar una porción de dicho CO y/o CO_{2} y H_{2} para formar metanol, y
- (iii)
- retirar unos productos de cabeza que contienen metanol, agente de condensación inerte y CO, CO_{2} o hidrógeno sin reaccionar, y
- (d)
- separar dicho metanol de dicho monóxido de carbono, dióxido de carbono o hidrógeno.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que dicho componente de condensación inerte tiene un punto de
ebullición más alto que el del metanol y dicho metanol se retira
de dicho reactor de columna de destilación como productos de cabeza
junto con dicho componente inerte.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que dichos productos de cabeza se enfrían para condensar
dicho componente de condensación inerte y dicho metanol se separa
substancialmente de dicho componente de condensación inerte en un
tambor separador.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que dicho componente de condensación inerte y todo monóxido
de carbono, dióxido de carbono e hidrógeno sin reaccionar se
extraen como productos de cabeza y dichos productos de cabeza se
enfrían para condensar dicho componente inerte y dicho monóxido de
carbono, dióxido de carbono e hidrógeno se separan de dicho
componente inerte en un tambor separador.
5. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que al menos algo de dicho monóxido de
carbono, dióxido de carbono e hidrógeno es al menos parcialmente
soluble en dicho componente de condensación inerte.
6. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que dicho catalizador en partículas sólido
se prepara como una estructura de destilación catalítica.
7. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 6, en el que dicho catalizador en partículas sólido
comprende óxidos de cobre y cinc.
8. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que dicho componente de condensación inerte
comprende hidrocarburos parafínicos de
C_{7}-C_{22}.
9. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 7, en el que dichos óxidos de cobre y de cinc se
reducen antes de la introducción de la alimentación.
10. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el metanol es más soluble en dicho
componente de condensación inerte a las temperaturas en el reactor
de columna de destilación que a temperaturas más bajas, y dicho
metanol y componente de destilación inerte se extraen como
productos de cabeza de dicho reactor de columna de destilación.
11. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que dichos productos de cabeza se enfrían para condensar
dicho componente de condensación inerte y dicho metanol se separa
de dicho componente de condensación inerte en un tambor separador
mediante una separación de fase de dicho metanol y dicho componente
de condensación inerte.
12. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que dicho componente de condensación inerte
comprende n-octano.
\newpage
13. Un procedimiento para la producción de
metanol de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende las
etapas de:
- (a)
- alimentar octano normal en forma de una corriente líquida a un reactor de columna de destilación que tiene una zona de reacción de destilación, estando dicho octano normal en ebullición a las condiciones de dentro de dicho reactor de columna de destilación;
- (b)
- alimentar monóxido de carbono e hidrógeno o monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrógeno a un reactor de columna de destilación, estando dicho monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrógeno en forma de vapor a las condiciones de dentro de dicho reactor; y
- (c)
- simultáneamente, en dicho reactor de columna de destilación:
- (i)
- someter a ebullición y reflujo dicho octano normal, de manera que una porción de dicho octano normal se condense en dicha zona de reacción de destilación;
- (ii)
- poner en contacto dicho octano normal y dicho monóxido de carbono e hidrógeno o monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrógeno con un catalizador en partículas sólido en dicha zona de reacción de destilación, reaccionando con ello una porción de dicho monóxido de carbono y/o dióxido de carbono e hidrógeno para formar metanol, y
- (iii)
- retirar unos productos de cabeza que contienen metanol, octano normal y CO, CO_{2} o hidrógeno sin reaccionar;
- (d)
- separar dicho metanol de dicho monóxido de carbono, dióxido de carbono o hidrógeno, y
- (e)
- enfriar dichos productos de cabeza para condensar dicho octano normal y dicho metanol, dando lugar, de esta forma, a una separación de fase líquida substancial de dicho metanol y dicho octano normal.
14. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 13, en el que dicho catalizador en partículas sólido
comprende óxidos de cobre y de cinc sobre una base de alúmina.
15. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 14, en el que dichos óxidos de cobre y de cinc se
reducen antes de la introducción de la alimentación.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US782128 | 1997-01-13 | ||
| US08/782,128 US5886055A (en) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | Process for production of methanol |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2199429T3 true ES2199429T3 (es) | 2004-02-16 |
Family
ID=25125067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES98910139T Expired - Lifetime ES2199429T3 (es) | 1997-01-13 | 1998-01-07 | Procedimiento para la produccion de metanol. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5886055A (es) |
| EP (1) | EP1019346B1 (es) |
| AU (1) | AU718036B2 (es) |
| DE (1) | DE69814430T2 (es) |
| ES (1) | ES2199429T3 (es) |
| MY (1) | MY116700A (es) |
| WO (1) | WO1998030525A1 (es) |
| ZA (1) | ZA98112B (es) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030012711A1 (en) * | 1999-11-17 | 2003-01-16 | Conoco Inc. | Honeycomb monolith catalyst support for catalytic distillation reactor |
| US6723886B2 (en) * | 1999-11-17 | 2004-04-20 | Conocophillips Company | Use of catalytic distillation reactor for methanol synthesis |
| GB201018338D0 (en) | 2010-10-29 | 2010-12-15 | Asa Energy Conversions Ltd | Conversion of natural gas |
| RU2724085C1 (ru) * | 2020-02-03 | 2020-06-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Флотметанол" | Устройство для получения метанола высокой концентрации |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4031123A (en) * | 1975-11-21 | 1977-06-21 | Chem Systems Inc. | Methanol production in a paraffinic medium |
| IT1137527B (it) * | 1981-04-10 | 1986-09-10 | Anic Spa | Procedimento per la preparazione di eteri alchilici terziari |
| US4766155A (en) * | 1984-11-26 | 1988-08-23 | Atlantic Richfield Company | Process for producing alcohols |
| FR2595689B1 (fr) * | 1986-03-17 | 1988-11-04 | Inst Francais Du Petrole | Procede de fabrication d'un melange d'alcools primaires a partir de gaz de synthese en presence d'un catalyseur contenant du cuivre, du cobalt, du zinc et au moins un metal alcalin et/ou alcalino-terreux |
| FR2628737B1 (fr) * | 1988-03-21 | 1990-08-24 | Inst Francais Du Petrole | Procede de preparation d'un ether alkylique tertiaire par distillation reactive |
| US5087780A (en) * | 1988-10-31 | 1992-02-11 | Chemical Research & Licensing Company | Hydroisomerization process |
| US5198196A (en) * | 1989-06-07 | 1993-03-30 | Chemical Research & Licensing Company | Method for removing and replacing catalyst in a distillation column reactor |
| US5338517A (en) * | 1992-05-18 | 1994-08-16 | Chemical Research & Licensing Company | Catalytic distillation column reactor and tray |
| US5266546A (en) * | 1992-06-22 | 1993-11-30 | Chemical Research & Licensing Company | Catalytic distillation machine |
| US5431890A (en) * | 1994-01-31 | 1995-07-11 | Chemical Research & Licensing Company | Catalytic distillation structure |
-
1997
- 1997-01-13 US US08/782,128 patent/US5886055A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-01-07 DE DE69814430T patent/DE69814430T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-01-07 ES ES98910139T patent/ES2199429T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-07 ZA ZA98112A patent/ZA98112B/xx unknown
- 1998-01-07 WO PCT/US1998/004118 patent/WO1998030525A1/en active IP Right Grant
- 1998-01-07 EP EP98910139A patent/EP1019346B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-07 AU AU64450/98A patent/AU718036B2/en not_active Ceased
- 1998-01-09 MY MYPI98000103A patent/MY116700A/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1019346A4 (en) | 2000-12-20 |
| DE69814430D1 (de) | 2003-06-12 |
| EP1019346A1 (en) | 2000-07-19 |
| WO1998030525A1 (en) | 1998-07-16 |
| AU718036B2 (en) | 2000-04-06 |
| EP1019346B1 (en) | 2003-05-07 |
| DE69814430T2 (de) | 2003-12-24 |
| ZA98112B (en) | 1998-07-08 |
| MY116700A (en) | 2004-03-31 |
| AU6445098A (en) | 1998-08-03 |
| US5886055A (en) | 1999-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6894080B2 (en) | Method of manufacturing methanol | |
| US6875794B2 (en) | Method of manufacturing methanol | |
| US4210495A (en) | Methanol distillation process | |
| ES2325695T3 (es) | Procedimiento de preparacion de acido acrilico. | |
| CA1297911C (en) | Methanol production | |
| US8546454B2 (en) | Process and method for the producton of dimethylether (DME) | |
| KR20010021833A (ko) | 메탄올 및 수소의 제조 방법 | |
| US8642667B2 (en) | Process for increasing hydrogen content of synthesis gas | |
| ES2213833T3 (es) | Hidrogenacion selectiva de aromaticos en corrientes de hidrocarburos. | |
| ES2608341T3 (es) | Procedimiento para la producción de acetato de vinilo que tiene reactor colateral para columna de predeshidratación | |
| DK174077B1 (da) | Fremgangsmåde til carbonhydriddampreformering under anvendelse af en guldholdig nikkeldampreformingkatalysator | |
| SA00210603B1 (ar) | هدرجة البتنزين إلى هكسان حلقي | |
| US8791165B2 (en) | Synthesis of DME using a fluid pluralized bed reactor | |
| US20060120953A1 (en) | Method for preparing synthesis gas, method for preparing dimethyl ether using synthesis gas, and furnace for preparing synthesis gas | |
| ES2199429T3 (es) | Procedimiento para la produccion de metanol. | |
| US7579502B2 (en) | Apparatus for synthesizing urea | |
| US20070021514A1 (en) | Process for producing methanol | |
| US4869887A (en) | Integrated ammonia-urea process | |
| US4219492A (en) | Process for manufacturing methanol | |
| US4594457A (en) | Process for producing aqueous formaldehyde solution | |
| US4847000A (en) | Process for manufacturing synthesis gas or hydrogen by catalytic conversion of methanol in the liquid phase | |
| ES2205556T3 (es) | Metodo para realizar catalisis heterogenea. | |
| JPH0729960B2 (ja) | メタノールの製造方法 | |
| KR100241083B1 (ko) | 디메틸에테르 제조용 촉매와 그 제조방법 및 디메틸에테르의 제조방법 | |
| ES2221332T3 (es) | Procedimiento de conversion de hidrocarburos y su utilizacion en la hidrogenacion de benceno. |