RU1838289C - Способ получени метанола - Google Patents

Abstract

Использование: в основном органическом синтезе. Сущность изобретени : продукт - метанол. 5Ф СНлО. Реагент 1; синтез-газ. Услови  реакции: гидрировэние на неподвижном слое медно-цинкового катализатора в виде окислов пр 189,9-210°С, 9,2-24,4 МПа (на выходе сло  катализатора), обеспечивающих конденсацию метанола на катализаторе, объемна  скорость синтез-газа 0,52-1,16 мл/ч г катализатора. Предпочтительно 0,08-13,94% от объема синтез-газа сконденсировавшегос  метанола рециркули- руют на гидрирование. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Description

и

Г0

Изобретение относитс  к производству низших алканолов, в частности к усовершенствованному способу каталитического получени  метанола.

Цель изобретени  -упрощение процесса при одновременном снижении затрат.

Поставленна  цель достигаетс  предлагаемым способом получени  метанола путем гидрировани  синтез-газа на неподвижном слое медно-цинкового катализатора в виде окислов при повышенных температуре и давлении и последующего выделени  целевого продукта за счет того, что гидрирование осуществл ют в услови х, обеспечивающих конденсацию метанола на катализаторе: при температуре 189,9- 210°С, давлении 9,2-24,4 МПа (на выходе сло  катализатора) и объемной скорости синтез-газа, равной 0,52-1,16 н л/ч г катализатора .

. В качестве исходного сырь  предпочтительно используют синтез-газ, содержащий 10-60 об.% окиси углерода, 0-25 об.% двуокиси углерода и 25-75 об.% водорода. Синтез-газ может также содержать небольшие количества инертных компонентой.

Подход щими катализаторами дл  осуществлени  предлагаемого способа  вл ютс  известные дл  синтеза метанола катализаторы, которые можно использовать в качестве неподвижного сло . Предпочтительно используют катализаторы на основе цинка и меди, например катализатор, выпускаемый за вителем под торговым названием МК-101. Катализатор можно примен ть „в любом виде, например в виде частиц, гранул или таблеток, пригодных дл  формировани  стандартного неподвижного сло .

Состав примен емого катализатора на носителе может колебатьс  а следующих пределах, мас.%: 40-60 СиО, 15-30 ZnO,

-ж

стальное носитель (окись алюмини  и граит ).

Охлаждение сло  катализатора может существл тьс  путем наружного охлаждеи  реактора, что обеспечивает в основном зотермическую работу, или путем промеуточного охлаждени  последовательно расположенных в одном или нескольких ректорах адиабатических слоев.

В определенных рабочих услови х температура в слое катализатора может превышать допустимый предел. Так, например, при пропускании богатого окисью углерода интез-газа через один слой катализатора высокие температуры на входе сло , обусовленные высокой скоростью реакции, могут приводить к повреждени м или неприемлемой степени образовани  побочных продуктов. Дл  снижени  скорости реакции и, следовательно, предотвращени  нежелательных температур в определенных услови х может оказатьс  целесообразной подача в реакционную зону вместе с синтез- газом метанола.

Таким образом, развитие изобретени  заключаетс  в том, что часть сконденсировавшего метанола, получаемого в слое ката- лизатора - 0,08-13,94% от объема синтез-газа, отдел ют от выход щего из сло  катализатора потока и рециркулируюг на вход сло  катализатора,

Рециркулируемый поток жидкого метанола не подлежит ни охлаждению, ни повторному нагреву. Его только упаривают перед подачей в реактор. Рецикл жидкого метанола лишь св зан с небольшими затратами на повторное сжатие, так как метанол насосом подают в жидком виде.

Целевой жидкий.метанол выдел ют из выход щего из сло  катализатора потока путем охлаждени  и отделени  от непррре- а тировавшего синтез-газа.

Услови  реакции, в которых происходит конденсаци  метанола в слое.катализатора, завис т от конкретного состава подаваемого в.слой синтез-газа.

Так, например, давление, температура и/или объемна  скорость газа на выходе сло  катализатора должны устанавливатьс  с таким расчетом, что в результате превышени  точки росы реакционной смеси в слое катализатора образуетс  жидкий метанол.

Предлагаемый способ можно проводить в установке, схематически представленной на чертеже.

Синтез-газ подают по линии 1 и после нагрева в подогревателе 2 ввод т в реактор 3. Реактор 3, содержащий неподвижный слой 4 катализатора марки МК-101, может

эксплуатироватьс  в изотермическом или адиабатическом режиме,

Температура, давлени  и объемна  скорость синтез-газа довод тс  до величин,

обеспечивающих конденсацию на частицах катализатора метанола, получаемого в реакторе 3.

Образующийс  в реакторе 3 жидкий метанол вместе с непоооеагиоовэвшими синтез-газом и газообразным метанолом отвод т по линии 5 и подают в сепаратор 6, в котором жидкий метанол отдел ют от непрореагировавших газов и газообразного метанола. Газообразный метанол вывод т

5 из сепаратора 6 через линию 7. Жидкий метанол вывод т из сепаратора 6 через линию 8 и по линии 9 подают в размещенный в ней охладитель 10.

Газообразный метанол, отводимый по

0 линии 7, сжимают путем охлаждени  в охладителе . 1 i и объедин ют с жидким метанолом , подаваемым по линии 9. Объединенный поток жидкого метанола отвод т по линии 12 после предварительного

5

газово-жидкостного разделени  в сепараторе 13. Оставшиес  газы вывод т из сепаратора 13 через линию 14. При необходимости небольшое количество жидкого метанола рециркулируют по лини м 8,15 в линию 1.

0 При этом жидкий метанол повторно сжимают при помощи насоса 16 и упаривают в подогревателе 2 перед его подачей вместе с синтез-газом в реактор 3.

. Предлагаемый способ далее по сн етс 

5 следующими примерами.

Пример 1, В реактор 3, работающий

. в изотермическом режиме,, подают 2,4 г

дробленого медно-цинкового катализатора

на носителе марки МК-101 состава, мас.%:

0 55 окиси меди и 23 окиси цинка, остальное окись алюмини  и графит в качестве носител . Затем подают 2,57 нл/ч синтез-газа состава , об.%: 66,51 Н2, 29,70 СО, 2,08 С02, 0,08 СНзОН, 1,62 Аг, что соответствует объ5 емной скорости, равной 1,07 нл/ч г катализатора . При температуре 189,9°С и давлении 9,5 МПа на выходе сло  катализатора получают целевой поток состава, об.%: 25,37 Н2, 5,46 СО, 4,06 С02, 60,63 СНзОН,

0 3,70 Аг и 0,78 Н20. Таким образом, конверси  содержащихс  в синтез-газе окислов углерода до метанола составл ет 86,57%. Содержание газовой фракции в выход щем из реактора потоке составл ет 58,5%, что

5 свидетельствует о превышении точки росы реакционной смеси в слое катализатора.и, следовательно, о том, что имела место конденсаци  метанола на катализаторе.

Пример 2. Повтор ют пример 1 с той.разницей, что в реактор подают

2,57 нл/ч синтез-газа состава, об.%: 66,37 Н2, 29,72 00,2,15-002,0,0804304, 1,64Аг, что соответствует объемной скорости 1,07 нл/ч г катализатора. При этом при температуре 210,0°С и давлении 9,5 МПа на выхо1 де сло  катализатора получаетс  целевой поток состава, об.%: 19,22 Нг, 1,79 СО, 4,17 002, 69,57 СНзОН, 4,04 Аг и 1,21 Н20, Таким образом, конверси  содержащихс  в синтез-газе окислов углерода до метанола составл ет 92, 16%. Содержание газовой фракции в выход щем из реактора потоке составл ет 58,2%, что свидетельствует о превышении точки росы реакционной смеси в слое катализатора и, следовательно, о том, что имела место конденсаци  метанола на катализаторе.

Пример 3. Реакцию провод т в охлаждаемом пилотном реакторе типа Да- удзерм, содержащем 3,32 кг примен емого в примере 1 катализатора марки МК-101, выполненного в виде гранул. В реактор подают 3,87 нм3/ч синтез-газа состава, об.%: 58,21 Н2, 25,20 СО, 1,70 СОа, 13,94 СНзОН, что соответствует объемной скорости 1,16 нл/ч г катализатора. Температуру поддерживают 194°С, а давление 9,2 МПа.

Выход щий из реактора поток имеет состав , об.%: 12,8 Н2, 4,62 СО, 3,04 С02И 80,64 СНзОН, что соответствует конверсии окислов углерода до метанола, равной 92,6%. Содержание газовой фракции в выход щем из реактора потоке составл ет 31,45%, что свидетельствует о превышении точки росы реакционной смеси в слое катализатора и, следовательно, о том, что имела место конденсаци  метанола на катализаторе.

Пример 4. Повтор ют пример 1 с той разницей, что примен ют синтез-газ состава , об. %: 40,94 Н2, 37,25 СО, 21,02 С02, 0,08 СНзОН и 0,71 Аг, который подают в количестве 1,25 нл/ч, что соответствует объемной скорости 0,52 нл/ч г катализатора. При температуре 200°С и давлении 24,4 МПа на выходе сло  катализатора получаетс  целевой поток состава, об.%: 20,05 Н2, 32,75 СО, 28,43 С02, 17,77 СНзОН, 0,98 Аг и 0,02 Н20. Таким образом, конверси  содержащихс  в

синтез-газе окислов углерода до метанола составл ет 22,54%. Содержание газовой фракции в выход щем из реактора потоке составл ет 92,2%, что свидетельствует о

5 превышении точки росы реакционной смеси в слое катализатора и, следовательно, о том, что имела место конденсаци  метанола на катализаторе.

Пример 5. Повтор ют пример 1 с той

0 разницей, что в реактор подают 1,53 нл/ч синтез-газа состава, об,%: 72,57 Н2, 17,34 СО, 7,55 С02. 0,08 СНзОН и 2,46 Аг, что соответствует объемной скорости 0,63 нл/ч г катализатора. При этом при

5 температуре 210,0°С и давлении 14,6 МПа на выходе сло  катализатора получаетс  целевой поток состава, об.%: 43,72 Н2, 0,27 СО, 5,43 С02, 38,35 СНзОН, 4,34 Аг и 7,89 НаО. Таким образом, конверси  содержа0 щихс  в синтез-газе окислов углерода до метанола составл ет 87,32%. Содержание газовой фракции в выход щем из реактора потоке составл ет 80,47%, что свидетельствует о превышении точки росы реакционной

5 смеси в слое катализатора и, следовательно, о том, что имела место конденсаци  метанола на катализаторе.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   0 1. Способ получени  метанола путем гидрировани  синтез-газа на неподвижном слое медно-цкнкового катализатора в виде окислов на носителе при повышенной температуре и давлении и последующего выде5 лени  целевого продукта, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что, с целью упрощени  процесса при одновременном снижении его затрат, гидрирование осуществл ют при температуре 189,9-210°С, давлении 9,2-24,4 МПа и

   0 объемной скорости синтез-газа, равной 0,52-1,16 нл /ч-г катализатора.
2. 2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что, с целью предотвращени  овреж- дени  катализатора и/или снйжзни 

   5 образовани  побочных продуктов, сконденсированный метгнол рецирку и- руют на гидрирование в количестве 0,08- 13,94% от объема синтез-газа.