FI57097C - Metod foer framstaellning av metanol i roerugnar - Google Patents
Metod foer framstaellning av metanol i roerugnar Download PDFInfo
- Publication number
- FI57097C FI57097C FI1179/72A FI117972A FI57097C FI 57097 C FI57097 C FI 57097C FI 1179/72 A FI1179/72 A FI 1179/72A FI 117972 A FI117972 A FI 117972A FI 57097 C FI57097 C FI 57097C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- catalyst
- gas
- contact
- methanol
- tubes
- Prior art date
Links
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 35
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 35
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 13
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 10
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- COTNUBDHGSIOTA-UHFFFAOYSA-N meoh methanol Chemical compound OC.OC COTNUBDHGSIOTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000009419 refurbishment Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
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
-
- 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
- C07C29/153—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 the catalyst used
- C07C29/154—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 the catalyst used containing copper, silver, gold, or compounds thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/584—Recycling of catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
ESSF^l [B] (11) KULUTUS,ULKA.SU - « Π Q «
Ma lJ UTLÄGGNINGSSKMFT 5 7 U 3Ρ ί +¾¾ C <45> Fat«nr^'.idPl9t'by ^ T ^ (51) Kv.lk?/lnt.CI.3 σ 0? C 31/04, 29/15 SUOMI—FINLAND (11) p*t*nttlh,k,mut—ρ·*«*·η·βι«ιιΐηι 1179/72 (22) H»k*ml*pUv· — AmBknlnpdag 25-0^-72 (FI) (23) AlkupUvt — GHtigh«ttd«| 25.0U.72 (41) Tullut |ulklMksl — Bllvlt offMClIg 15 · 11 · 72
Patentti- J« rakisterihallltu· (44) Nlfelvtkslpanon |» kuuk|ulktlwn pvm. — n_ fin
Patent- och raglrterstyrelsan Amökan utltgd och uti.>krfft«i pubikand 29.02.00 (32)(33)(31) Pyydetty «tuolktut —Btgftrd prioriut 1^+ .05-71
Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken
Tyskland(DE) P 2123950.9 (71) Metallgesellschaft Aktiengesellschaft, Reuterweg lU, 6 Frankfurt am Main, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Wilhelm Herbert, Frankfurt am Main, Roland Marcks, Frankfurt am Main,
Helmut Liebgott, Bad Homburg, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7^) Oy Kolster Ab (5*0 Menetelmä metanolin valmistamiseksi putkiuunissa - Metod för framställ-ning av metanol i rörugnar
On tunnettua valmistaa metanolia vetyä ja hiilimonoksidia sisältävistä, rikeistä olennaisesti vapaista kaasuista kuparia sisältävien katalyyttien avulla jopa 120 aty ja suuremmilla paineilla ja 200-300°C lämpötiloissa. Kun tämän reaktion annetaan tapahtua kuilureaktorissa, voisivat erittäin suuret reaktiolämmöt nostaa lämpötilaa sadoilla asteilla, mikä aiheuttaisi muodostuneen metanolin hajoamisen takaisin CO + 2 Hg^ksi, joka ei antaisi teknillisesti hyödyllistä tulosta. Tämän vuoksi on kuilureaktori varustettu tähän asti useilla, perätysten kytketyillä kos-ketuskerroksilla ja re akt i ok aas ut on jäähdytetty takaisin kiilloinkin valittuun käyttölämpötilaan eri kerrosten välissä lämmönvaihdon avulla ja/tai lisäämällä siihen kylmää, kiertävää kaasua. Tasapainotilan parantamiseksi ja muutoksen lisäämiseksi erotetaan kiertävä kaasu kokonaan tai osaksi reaktiotuotteista ennen kuin se johdetaan takaisin reaktoriin.
Tässä menetelmässä on se huono puoli, että lämpötila eri kosketuskerroksissa aina nousee uudelleen, mikä tasapainotilan huonontumisen vuoksi vaikuttaa epäedullisesti muutokseen. Tämän vuoksi käytetään suurempia kosketusainemääriä kuin haluttujen isotermien käytössä. Kosketus aineen kestoikä on myös samasta syystä lyhyt lämpötilalle hyvin herkkiä kuparikatalyyttejä käytettäessä. Lopuksi vaikeutuu re-aktiolämmön hyväksikäyttö (esim. höyryn muodostuksen avulla), koska kaasun lämmön siirto hukkalämpökattilaan vaatii suuret kuumen- 2 57097 nuspinnat. Tämän vuoksi luovutaan usein höyrynmuodostuksesta ja reaktiolämpö johdetaan pois jäähdytysveden kautta.
Nämä haitat voidaan välttää isotermi-tyätavan avulla, jossa koko kata-lyyttikerroksessa ylläpidetään mahdollisimman yhdenmukainen lämpötila. Tähän päästään sitenr että katalyytti sijoitetaan hyvin lähellä toisiaan sijaitsevien jäähdytysosien välille, jotka ovat esim. lamellipaketteja, joiden läpi ulottuvat jäähdytysputket kohtisuorasti lamellitasoon nähden, joissa pätkissä kiertää esim. kiehuvaa painevettä, suolasulatetta tai lämmön kantavaa öljyä. La-mellipakettien asemesta voidaan myös käyttää putkireaktoreita, joissa rakeinen kosketusmassa on sijoitettu putkiin ja jäähdytysaine ympäröi itse putkia. Kun metanoli yhdistetään kuparipitoisten katalyyttien kanssa, saavutetaan näillä reaktorityypeillä hyviä tuloksia kuitenkin vain silloin, jos jäähdytysosien välimatka tai putkien läpimitta on pienempi kuin noin 20 mm, mikä vaatii isoja reaktoreita ja hyvin paljon kosketusputkia.
Mikäli nyt (muuten samoissa olosuhteissa) yritetään reaktoreiden hinnan halventamiseksi käyttää jäähdytyspintoja, joiden välimatka on isompi, esim. reaktoreita, joissa putkien läpimitta on $0 tai 100 mm, vaikeutuu reaktioläm-mön poisjohtaminen katalyyttikerroksen keskialueista putken seinämään siinä määrin, että kosketusputken sisällä syntyy liian korkeita lämpötiloja. Seurauksena on huono tuotos ja katalyytin lyhyt kestoikä.
Jos käytetään kosketusrakeita, joiden läpimitta on isompi, esim. yli 12 mm pienenee kosketusmassan ominaisteho huokosdiffuusion vaikutuksen tai rajaker-rosdiffuusion vuoksi. Kun kosketusrakeiden läpimitta on pieni, esim. 2 mm tai pienempi, on liian suuren painehäviön lisäksi seurauksena putken sisältä sen seinämään tapahtuvan lämmönsiirron huomattava vaikeutuminen.
Putkien läpimitan, kosketusrakeiden koon, kaasun tiheyden, kaasukuormituk-sen, kiertävän aineen määrän, putkien pituuden jne. monet vaikutukset, jotka osaksi vastustavat toisiaan, ovat johtaneet siihen, että metanolin synteesiä varten ei ole tähän asti voitu käyttää putkiuunia tavallisesti käytettyjen monikerros-kuilureaktorien asemesta.
Kun kokeiden avulla on tutkittu kuparipitoisten koskettamien avulla tapahtuvan metanohsynteesin tärkeimpiä edellytyksiä, on huomattu, että muista synteeseistä saatuja kokemuksia ei voi käyttää tässä välittömästi hyödyksi.
Näin on huomattu, että kokemuksia, joita on saatu Pischer-Tropschsynteesistä, jossa muutetaan samoin vetyä ja hiilimonoksidia sisältävä kaasuseos samoissa paine- ja lämpöolosuhteissa hiilivetyksi eksotermisesti rautaa tai kobolttia sisältävien katalyyttien avulla, ei voi käyttää hyväksi metanolisysteesissä, joka tapahtuu kuparipitoisten koskettimien avulla.. Metanolsynteesissä ei ole esim. mitään etua siitä, että reaktiolämmön poisjohtamista putkireaktorisna halutaan parantaa ohentamalla reaktiokaasuseosta inertisellä kaasulla. Ki kannata myöskään upottaa katalyytteja inertisiin kannattamiin tai raahdolliser;ti 3 57097 lisätä katalyytin aktiivisten aineosien tiheyttä kaasun suunnassa.
Edelleen on tunnettu menetelmä, jolla valmistetaan metanolia hiilioksidia ja vetyä ja mahdollisesti inerttejä komponenetteja sisältävistä synteesikaasuista sinkkiä ja kromia ja mahdollisesti kuparia sisältävien katalysaattoreiden avulla korotetuissa paineissa ja lämpötiloissa.
Tälle menetelmälle on tunnusomaista, ettei katalysaattorikerroksen lämpötila alita metanolin kriittistä lämpötilaa 2U0°C, mutta että se kuitenkin pidetään 2T0°C:ssa alkavan hiilivedynmuodostuksen alapuolella. (DT-patenttijulkaisu 1 300 917).
Keksinnön mukaisesti on todettu, että metanolisynteesin läpiviemiseksi parhaalla tavalla kuparikoskettimilla putkireaktoreissa on otettava huomioon vain rajoitettu määrä vaikutussuureita, mutta että nämä on määritettävä erityisellä tavalla toisiinsa nähden.
Menetelmästä saadut vaikutussuureet ovat katalyyttikerrokseen tulevan kaa-suseoksen tiheys ^(kg/mJ) ja massavirtauksen tiheys m (kg/m . sek) sekä katalyytin raehalkaisija d (mm). Reaktorin koon osalta ovat vaikutussuureet kerroksen pituus ja katalyyttikerroksen läpimitta, jotka esiintyvät seuraavissa laskuissa putkipi-tuutena L (metreissä) ja putken sisähalkaisijana D (mm). Tämän lisäksi tulevat vielä empiiriset tekijät a^, ag ja a^» joista a.| sisältää painehäviön vaikutukset, ap sisältää katalysaattorin kuormituksen vaikutuksen, ja a^ sisältää katalysaattorin lämpö- ja teho-olosuhteet metallisissa reak-tioputkissa.
On osoittautunut, että ei ole mahdollista päästä teknillisesti käyttökelpoiseen suunnitelmaan putkireaktorin mitoittamiseksi metanolisynteesiä varten, mikäli k.o. vaikutussuureet optimoidaan erikseen. Ne ovat epäsuorasti toisistaan riippuvaisia.
Keksintö käsittää yleisen laskuasetelman putkireaktorin mitoittamiseksi metanolin synteesiä varten hiilimonoksidia ja vetyä sisältävistä synteesikaasuista kupari- ja sinkkipitoisilla katalyyteilla. Tämä laskuasetelma pätee lämpötila-alueella 230-280°C (mitattuna katalyyttiputkia ympäröivässä jäähdytysaineessa tai katalyyttiputkien ulkoseinämällä) ja synteesipainealueella 10-200 aty, mieluiten 20-80 aty. Asetelma käsittää kolme yhtälöä, yhden massavirtauksen tiheyttä m varten, yhden putkipituutta L varten ja yhden katalyyttiputkien sisähalkaisijaa D varten: 57097 u 0,35 0,38 I m a1 . (£) . d
II , M°'KI
Γ , «1 f0·61 ·&) J
III D = d 9.1 * i · (i) 1,6J ^ ^3>/ jolloin empiirisillä tekijöillä on oltava seuraavat arvot: a1 1,U-2,9 &2 0,50-1,50 a3 2»0-U,0 ja katalyytin raehalkaisija d on yli 3, mieluiten 5-12 mm, kuula- tai sylinterimuotoieilla katalyyttirakeilla ja renkaiksi puristetuilla rakeilla 10-20 mm. jolloin renkaiden. *einlmän.t>ekeuus on 3-6 mn.
Tätä laskuas et e1maa voidaan käyttää reaktoreita varten, joissa on vain yksi jäähdytys vaipan ympäröimä katalyyttiputki tai vain muutamia tai useita kata-lyyttiputkia yhteisessä jäähdytysvaipassa. Kun otetaan tarkasti huomioon keksinnön mukaisella laskuasetelmalla saadut edellytykset, saadaan erittäin hyvä ominais-teho katalyytin volyymiin nähden ja katalyytille pitkä kestoikä. Katalyyttipuris-teiden tärypaino voi olla yli 1 kg/litra, mieluiten 1,5~2 kg/litra.
Synteesin läpiviemiseksi voidaan useat reaktorit kytkeä peräkkäin ja varustaa välijäähdytyksellä reaktiotuotteiden erottamiseksi eri vaiheiden välillä. Mieluiten käytetään kaasun kiertokulussa kuitenkin samanlaista välijäähdytystä kuin kuilureaktorimenetelmässä. Keksinnön mukaisessa putkireaktorijärjestelmässä selvitään tällöin uuden kaasun ja kiertokaasun suhteella 1:2-1:6, kun sitä vastoin kuilureaktorissa on tavallisesti käytettävä kiertokulkusuhdetta, joka on 1:10 tai suurempi.
Seuraavissa esimerkeissä kuvattavia kokeita varten käytettiin kuvion 1 periaatekuvannon mukaista laitetta. Synteesikaasu tulee tässä johdon (1) kautta paineen alaisena kaasunkiertoon ja se tulee johdetuksi kompressorin (2) kautta putkireaktorissa (U) olevaan lämmönvaihtimeen (3). Reaktioseos virtaa lämmönvaihtimen (3) ja kondensaattorin (5) yli erottimen (6) läpi, jossa metanoli tulee erotetuksi ja palaa sitten kiertokaasuna takaisin kompressoriin (2). Pieni määrä puhdistuskaasua tulee työnnetyksi pois johdon (7) kautta. Näin saatu metanoli imetään pois johdon (8) kautta. Reaktori (4) sisältää putket (1U), joihin on pantu katalyytti ja joiden ympärillä virtaa ulkopuolella kiehuva painevesi. Syöttövesi tulee sisälle johdon (9) kautta, höyry johdetaan tulistimen (10) kautta turbiiniin (11), joka käyttää kompressoria (2). Osa voidaan ottaa suurpainehöyrynä johdon (13) kautta ja osa johdon (12) kautta turbiinin poistqhöyrynä.
5 57097
Keksintöä valaistaan lähemmin seuraavien esimerkkien avulla.
Esimerkki 1
Reaktoriin, joka sisältää 188 putkea, joiden pituus on 3 m ja sisähalkai-sija 15 mm, sijoitettiin 0,1 m kosketusainetta, jonka raekoko oli 3 mm. Synteesi-
O
kaasun määrä oli 167 Nm /h. Se johdettiin yhdessä kiertävän kaasumäärän kanssa, joka oli 790 NmJ/h, koskettimen yli (m = 3,1 kg/m sek). Uuden kaasun koostumus oli tällöin 2 til.jS C02> 28 til.% CO, 69,9 til.Ji Hg ja 0,1 til.>6 inertistä kaasua. Kaasun paine oli 50 at. ja vesivaipan lämpötila oli 250°C. Erottimesta (6) voitiin joka tunti imeä pois 69 kg metanolia. Kosketusputkien suuri lukumäärä, joka oli tarpeen tätä isotermi-menetelmää varten, ja siten reaktorin aiheuttamat kustannukset, osoittautuvat taloudellisesti kannattamattomiksi.
Tätä laskelmaa vastaavat keksinnön mukaisessa kaavassa empiiriset tekijät. a1 = 0,91 = °>97 ja a3 = 1,76, jotka ovat osaksi vaadittujen alueiden ulkopuolella.
Esimerkki 2
Esimerkkiin 1 verrattuna suurennettiin vain putkien läpimitta 30 mm:ksi kaasukuormitusten (uusi kaasu + kiertokaasu) ollessa olennaisesti samat. Putkien lukumäärä aleni näin kj:ään. Kaikki muut arvot pysyivät muuttumattomina esimerkkiin 1 verrattuna. Kuten esimerkissä 1 saatiin tässäkin n. 70 kg metanolia/h. Kos-ketusteho pieneni kuitenkin voimakkaasti jo muutaman päivän jälkeen, niin että laitteiston käyttö oli lopetettava 4 viikon kuluttua. Koskettimien kunnostuksen yhteydessä huomattiin, että liian korkeat lämpötilat olivat vahingoittaneet kosket-timia, varsinkin putkien ylimmässä kolmanneksessa.
Kun lasketaan keksinnön mukaisen kaavan empiiriset tekijät, saadaan tulokseksi a1 = 0,89 a2 = 0,95 ja a3 = 4,4, a1 on keksinnön mukaisen alueen ulkopuolella.
Esimerkki 3
Keksinnön mukainen reaktori suunniteltiin ja sitä käytettiin seuraavalla tavalla: Tämä reaktori sisälsi 184 putkea, joiden sisäleveys oli 34 mm ja pituus 6 m ja jotka täytettiin katalyytilla, jonka raekoko oli 5 mm. Sama synteesikaasu « 57097 .. · 3 kuin esimerkissä 1 johdettiin kaasukuormituksella 1 700 Nm uutta kaasua kosketus- 3 ·33 aineen nr ja tuntia kohti yhdessä kiertokaasun kanssa, jota oli 8 3*+0 Nm m ja 2 tuntia kohti, reaktorin läpi (m = 5,½ kg/m sek). Paine reaktiotilassa pidettiin jälleen arvossa 50 at. ja vesivaipan lämpötila oli 255°C. Tässä laitteistossa voitiin useiden kuukausien aikana valmistaa jatkuvasti 700 kg/h metanolia. Reaktorin suunnittelu keksinnön mukaisen kaavan mukaan perustui empiiristen tekijöiden seuraaviin arvoihin: a1 = 1,U7 a2 = 1,0 a3 = 2,5.
Esimerkki 1* Käytetty reaktori sisälsi vain yhden teräsputken, jonka sisäleveys oli 100 mm ja pituus 16 m ja joka täytettiin katalyytilla, jonka raekoko oli 12 mm.
Reaktiopaine oli 80 at. ja vesivaipan lämpötila 250°C. 210 Nm^/h uutta kaasua, jolla oli esimerkin 1 mukainen koostumus, johdettiin 6,3-kertaisen kiertokaasu- 2 määrän kanssa koskettimen yli (m 21,1 kg/m sek). Ilman mainittavia häviöitä voitiin 11 kuukauden aikana valmistaa 88 kg/h metanolia.
Tämän reaktorin suunnittelu perustui keksinnön mukaisen kaavan empiiristen tekijöiden seuraaville arvoille: a = 2,8U a2 = 0,76 a3 = 2,80.
Tämän esimerkin mukaisella, yhdellä ainoalla reaktioputkella on siis suurempi teho kuin esimerkin 1 mukaisella reaktorilla, jossa on 188 putkea.
Claims (1)
- 57097 Patenttivaatimus: Menetelmä, jolla valmistetaan metanolia vetyä ja hiilimonoksidia sisältävistä synteesikaasuista lämpötiloissa 230-280°C ja paineilla 10-200 aty, mieluiten 20-80 aty, tarkoituksenmukaisesti k0-60 aty, kupari- ja sinkkipitoisten koske-tusmassojen avulla, joissa on enemmän kuin 50 paino-# kuparia, jotka 'kosketus-massat on sijoitettu raemuodossa kosketusputkiin, joiden ympärillä virtaa ulkopuolella jäähdytysaineita, lähinnä kiehuvaa painevettä, tunnettu siitä, että kosketusputkeen tai -putkiin tulevan synteesikaasun tai uuden kaasun ja 2 kiertokaasun seoksen mass »virtauksen tiheys m (kg/m sek) noudattaa yhtälöä 0,35 0,38 m s a^ · if · d a2 kerroksen korkeus L (m) yhtälöä L = .m putken sisäläpimitta D (mm) yhtälöä r / \ °»12 ~] 0,61 . / d_ ) D = d . 9,1 i 1,61 1 \a3 / jolloin f merkitsee kaasun tiheyttä (kg/m^) ja d (mm) katalyytin raehalkaisijaa ja empiiristen tekijöiden on oltava a^ 1,U-2,9* Sg 0,50-1,50 ja a^ 2,0-U,0 ja katalyytin raehalkaisija d on yli 3, mieluiten 5-12 mm, kuula- tai sylinteri-muotoisilla katalyyttirakeilla, ja renkaiksi puristetuilla katalyyttirakeilla d on 10-20 mm ja renkaiden seinämän paksuus 3-6 mm.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2123950A DE2123950C3 (de) | 1971-05-14 | 1971-05-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Methanol in Röhrenöfen |
| DE2123950 | 1971-05-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI57097B FI57097B (fi) | 1980-02-29 |
| FI57097C true FI57097C (fi) | 1980-06-10 |
Family
ID=5807864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI1179/72A FI57097C (fi) | 1971-05-14 | 1972-04-25 | Metod foer framstaellning av metanol i roerugnar |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5622854B1 (fi) |
| AT (1) | AT315812B (fi) |
| BE (1) | BE782411A (fi) |
| CS (1) | CS155114B2 (fi) |
| DE (1) | DE2123950C3 (fi) |
| ES (2) | ES401998A1 (fi) |
| FI (1) | FI57097C (fi) |
| FR (1) | FR2137450B1 (fi) |
| GB (1) | GB1364357A (fi) |
| IT (1) | IT955366B (fi) |
| NL (1) | NL7206004A (fi) |
| SE (1) | SE397341B (fi) |
| ZA (1) | ZA722720B (fi) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3028646A1 (de) * | 1980-07-29 | 1982-03-04 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur verbesserung der gleichgewichtseinstellung und gleichzeitigen erzeugung von wasserdampf mit hohem druck bei der herstellung von methanol |
| DE102007024934B4 (de) | 2007-05-29 | 2010-04-29 | Man Dwe Gmbh | Rohrbündelreaktoren mit Druckflüssigkeitskühlung |
| WO2012113268A1 (zh) * | 2011-02-25 | 2012-08-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 生产乙二醇的方法 |
| GB201107072D0 (en) | 2011-04-27 | 2011-06-08 | Davy Process Techn Ltd | Process |
-
1971
- 1971-05-14 DE DE2123950A patent/DE2123950C3/de not_active Expired
- 1971-12-31 FR FR717147752A patent/FR2137450B1/fr not_active Expired
-
1972
- 1972-03-28 AT AT266272A patent/AT315812B/de not_active IP Right Cessation
- 1972-04-20 BE BE782411A patent/BE782411A/xx not_active IP Right Cessation
- 1972-04-20 CS CS268572A patent/CS155114B2/cs unknown
- 1972-04-21 ZA ZA722720A patent/ZA722720B/xx unknown
- 1972-04-22 ES ES401998A patent/ES401998A1/es not_active Expired
- 1972-04-25 FI FI1179/72A patent/FI57097C/fi active
- 1972-05-04 NL NL7206004A patent/NL7206004A/xx not_active Application Discontinuation
- 1972-05-05 GB GB2118672A patent/GB1364357A/en not_active Expired
- 1972-05-10 IT IT24149/72A patent/IT955366B/it active
- 1972-05-12 SE SE7206299A patent/SE397341B/xx unknown
- 1972-05-15 JP JP4851772A patent/JPS5622854B1/ja active Pending
- 1972-12-22 ES ES409957A patent/ES409957A1/es not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2137450B1 (fi) | 1973-06-29 |
| GB1364357A (en) | 1974-08-21 |
| CS155114B2 (fi) | 1974-05-30 |
| IT955366B (it) | 1973-09-29 |
| JPS5622854B1 (fi) | 1981-05-27 |
| FR2137450A1 (fi) | 1972-12-29 |
| FI57097B (fi) | 1980-02-29 |
| NL7206004A (fi) | 1972-11-16 |
| ES401998A1 (es) | 1975-03-16 |
| DE2123950A1 (de) | 1972-11-30 |
| DE2123950C3 (de) | 1975-06-12 |
| BE782411A (fr) | 1972-08-16 |
| ZA722720B (en) | 1973-05-30 |
| AT315812B (de) | 1974-06-10 |
| ES409957A1 (es) | 1975-12-01 |
| SE397341B (sv) | 1977-10-31 |
| DE2123950B2 (de) | 1974-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10775107B2 (en) | Nested-flow heat exchangers and chemical reactors | |
| EP1839735B1 (en) | A transverse tubular heat exchange reactor and a process for catalytic synthesis therein | |
| JP4323950B2 (ja) | 不均質触媒を有する化学変換用フローリアクター | |
| KR870000916B1 (ko) | 진한 황산 제조공정으로 부터 열을 회수하는 방법 | |
| EP0181313B1 (en) | Heat recovery from concentrated sulfuric acid | |
| CN101977677B (zh) | 进行高压反应的反应器,启动的方法和进行反应的方法 | |
| US11806707B2 (en) | Method, tube bundle reactor and reactor system for carrying out catalytic gas phase reactions | |
| US2887365A (en) | Catalytic reactor | |
| RU2719441C1 (ru) | Реактор для крупномасштабного синтеза этиленгликоля | |
| JPS5892456A (ja) | 反応器 | |
| CA1166825A (en) | Two pass endothermic generator | |
| JP2004083430A (ja) | 多管式反応器を用いた気相接触酸化方法 | |
| FI57097C (fi) | Metod foer framstaellning av metanol i roerugnar | |
| CN103240036A (zh) | 一种抗温差应力的换热反应器及其组合装置和应用 | |
| EP0142170B1 (en) | Ammonia synthesis converter | |
| JP2625443B2 (ja) | 固定触媒層反応器 | |
| CN106104188B (zh) | 热交换器、包括该热交换器的反应器设备以及反应器温度控制的方法 | |
| JPS60106527A (ja) | 二重管式発熱反応器 | |
| JP2015529614A (ja) | ホスゲンを製造する装置および方法 | |
| EP1291072B1 (en) | A gas-solid phase exothermic catalytic reactor with low temperature difference and its process | |
| JP2013518020A (ja) | アンモニアプラントの合成ループを近代化する方法 | |
| US7038065B2 (en) | Process for catalytically producing organic substances by partial oxidation | |
| JP4163021B2 (ja) | 多管式熱交換器型反応器を用いた気相接触酸化方法 | |
| JPS60225632A (ja) | 反応器 | |
| US3957449A (en) | Synthesis plant |