RU2289566C1 - Способ производства метанола - Google Patents
Способ производства метанола Download PDFInfo
- Publication number
- RU2289566C1 RU2289566C1 RU2005129878/04A RU2005129878A RU2289566C1 RU 2289566 C1 RU2289566 C1 RU 2289566C1 RU 2005129878/04 A RU2005129878/04 A RU 2005129878/04A RU 2005129878 A RU2005129878 A RU 2005129878A RU 2289566 C1 RU2289566 C1 RU 2289566C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- methanol
- reactor
- synthesis
- stream
- Prior art date
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
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химической технологии, в частности к усовершенствованному способу получения метанола из синтез-газа, и может быть использовано на заводах, выпускающих метанол. Способ включает смешение синтез-газа с циркуляционным газом, нагревание полученной газовой смеси до начальной температуры синтеза, пропускание нагретого газа через дополнительно установленный предварительный адиабатический реактор, в котором происходит частичный синтез метанола с повышением температуры. Затем поток проходит дополнительно установленный утилизационный теплообменник, в котором происходит охлаждение полученной реакционной смеси до температуры начала реакции в первом слое катализатора основного реактора синтеза метанола, состоящего из нескольких адиабатических слоев катализатора. Затем происходит охлаждение прореагировавшего газа, выделение сконденсированного метанола-сырца и разделение несконденсированного газового потока на два: возвратный и продувочный. Далее производят сжатие возвратного несконденсированного потока в циркуляционном компрессоре, который затем поступает на смешение с синтез-газом. Соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора находится в пределах от 35 до 150%. Технический результат - дополнительно установленные адиабатический реактор и теплообменник приводят к увеличению выхода метанола и к снижению энергоемкости производства. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано на заводах, выпускающих метанол.
Известен способ производства метанола, описанный в книге Караваева М. «Технология синтетического метанола», М.: Химия, 1984 и предлагающий осуществление процесса синтеза метанола, в котором в качестве исходного газа используется синтез-газ, полученный методом конверсии природного газа, состоящий в основном из водорода, оксидов и диоксидов углерода.
Образование метанола протекает по следующим реакциям:
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ, описанный в патенте SU 1799865 А1, предлагающий осуществление процесса синтеза метанола в две ступени, где первую стадию осуществляют в проточном реакторе, а вторую - в реакторе с рециклом с последующим выделением метанола после каждой стадии, и реализованный по технологической схеме, включающей: реактор синтеза, циркуляционный компрессор, рекуперативный теплообменник и узел конденсации.
К недостаткам указанного способа следует отнести:
1. Сложность реактора первой стадии, связанная с необходимостью отвода большого количества тепла.
2. Необходимость установки дополнительного оборудования для выделения метанола после первой ступени, такого как: холодильник-конденсатор, сепаратор.
3. Необходимость двукратного нагрева синтез-газа до температуры начала реакции.
Технической задачей данного изобретения является повышение производительности действующей установки синтеза метанола без изменения основного оборудования: реактора синтеза, циркуляционного компрессора, рекуперативного теплообменника и узла конденсации.
Поставленная задача достигается за счет установки:
1. предварительного адиабатического реактора синтеза метанола
на циркуляционном газе перед основным реактором синтеза;
2. утилизационного теплообменника, в котором синтез-газ после предварительного адиабатического реактора охлаждается до температуры начала реакции в основном реакторе.
Сущность изобретения в способе получения метанола, который включает:
- смешение синтез-газа с циркуляционным газом, которое осуществляется до или после циркуляционного компрессора;
- нагревание полученной газовой смеси до начальной температуры синтеза,
- пропускание нагретого газа через реактор синтеза метанола, состоящий из нескольких адиабатических слоев катализатора,
- охлаждение прореагировавшего газа,
- выделение сконденсированного метанола-сырца,
- разделение несконденсированного газового потока на два: возвратный и продувочный
- сжатие возвратного несконденсированного потока в циркуляционном компрессоре, -
заключается в том, что в существующую схему производства метанола включены:
а. предварительный адиабатический реактор синтеза метанола на циркуляционном газе перед основным реактором синтеза;
б. утилизационный теплообменник, в котором синтез-газ после предварительного адиабатического реактора охлаждается до температуры начала реакции в основном реакторе.
При этом соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора находится в пределах от 35 до 143%.
Тепло, снятое в утилизационном теплообменнике, используется в производстве метанола либо для:
- нагрева питательной деаэрированной воды;
- получения пара низкого или среднего давления;
- перегрева пара низкого или среднего давления;
- нагрева циркуляционного конденсата.
Утилизация тепла в синтезе способствует снижению энергоемкости производства метанола.
Технологическая схема (см. чертеж) предлагаемого способа заключается в следующем: синтез-газ (поток 1) под давлением 10.0-5.0 МПа подается на смешение с циркуляционным газом (поток 2). Часть полученной газовой смеси (поток 7) поступает в реактор синтеза (поз.4) в качестве холодных байпасов. Большая часть газовой смеси (поток 3) направляется в рекуперативный теплообменник (поз.), где нагревается до температуры начала реакции и далее (поток 4) поступает в предварительный адиабатический реактор синтеза метанола (поз.2). Прореагировавший газ (поток 5) поступает в утилизационный теплообменник (поз.3). для подогрева одного из технологических потоков (поток 14), перечисленных выше. Охлажденный газ (поток 6) направляется в основной реактор синтеза (поз.4).
Прореагировавший газ после основного реактора синтеза (поток 8) направляется в рекуперативный теплообменник (поз.1), где охлаждается, отдавая тепло газовой смеси, поступающей в предварительный адиабатический реактор (поток 4). После рекуперативного теплообменника (поток 9) поступает в холодильник-конденсатор (поз.5), и далее в сепаратор (поз.6), в котором происходит отделение жидкого метанола-сырца (поток 10) от не сконденсированного газового потока (поток 11).
Далее из отходящего не сконденсированного газового потока (поток 11) выводится продувочный газ (поток 12) с целью поддержания определенной концентрации инертных компонентов в цикле синтеза. Оставшийся газ (поток 13) возвращается в циркуляционный компрессор.
Возможность реализации изобретения может быть осуществлена следующими примерами.
Для всех расчетов примеров были приняты следующие постоянные величины:
1. Состав свежего синтез-газа, % об.:
СО - 13.6
СО2 - 13.7
Н2 - 70.9
СН4 - 0.6
N2 - 0.7
Ar - 0.5
2. Давление синтез-газа - 90 ати.
3. Нагрузка по свежему синтез-газу - 17000 нм3/час.
4. Нагрузка на циркуляционный компрессор - 53000 нм3/час.
5. Объем катализатора основного реактора - 8 м3, число слоев - 4, объем катализатора в первом слое - 1.4 м3.
6. Температура конденсации метанола - 40°C.
Расчеты примеров выполнены с помощью программы, разработанной фирмой «НВФ Техногаз-ГИАП». Методика расчета основывается на уравнениях материального и теплового баланса, термодинамики и кинетики процесса синтеза метанола.
Пример 1
Расчет базового варианта без предварительного адиабатического реактора.
В качестве базового варианта принята схема, в которой отсутствует дополнительный предварительный адиабатический реактор. Производительность агрегата при этих условиях составляет 4.881 т/час метанола-ректификата.
Пример 2
Расчет варианта с предварительным адиабатическим реактором с объемом катализатора 0.5 м3. Соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора составляет 35%.
Производительность агрегата при этих условиях составляет 5.415 т/час метанола-ректификата.
Пример 3
Расчет варианта с предварительным адиабатическим реактором с объемом катализатора 1 м3.
Производительность агрегата при этих условиях составляет 5.585 т/час метанола-ректификата. Соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора составляет 71%.
Пример 4
Расчет варианта с предварительным адиабатическим реактором с объемом катализатора 2 м3.
Производительность агрегата при этих условиях составляет 5.749 т/час метанола-ректификата. Соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора составляет 143%.
Пример 5
Расчет варианта с предварительным адиабатическим реактором с объемом катализатора 3 м3.
Производительность агрегата при этих условиях составляет 5.787 т/час метанола-ректификата. Соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора составляет 214%.
Пример 6
Расчет варианта с предварительным адиабатическим реактором с объемом катализатора 4 м3.
Производительность агрегата при этих условиях составляет 5.823 т/час метанола-ректификата. Соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора составляет 286%.
Пример 7
Расчет варианта с предварительным адиабатическим реактором с объемом катализатора 5 м3.
Производительность агрегата при этих условиях составляет 5.836 т/час метанола-ректификата. Соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора составляет 357%.
| Таблица | |||||||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | Пример 5 | Пример 6 | Пример 7 | |
| Производительность, т/час | 4.881 | 5.415 | 5.585 | 5.749 | 5.787 | 5.823 | 5.836 |
| Объем катализатора дополнительного реактора, м3 | 0 | 0.5 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 |
| % увеличения производительности | 0 | 10.9 | 14.4 | 17.8 | 18.6 | 19.3 | 19.6 |
| Отношение объемов предварительного реактора и первого слоя, % | 0 | 35 | 71 | 143 | 214 | 286 | 357 |
Как видно из примеров 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, сведенных в таблицу:
- с ростом объема предварительного адиабатического реактора катализатора с 35 до 357% по отношению к первому слою производительность по метанолу возрастает от 10.9 до 19.6%;
- увеличение объема катализатора свыше 150% по отношению к первому слою не приводит к существенному увеличению производительности.
Claims (3)
1. Способ производства метанола, включающий:
смешение синтез-газа с циркуляционным газом, нагревание полученной газовой смеси до начальной температуры синтеза, пропускание нагретого газа через реактор синтеза метанола, состоящий из нескольких адиабатических слоев катализатора, охлаждение прореагировавшего газа, выделение сконденсированного метанола-сырца и разделение несконденсированного газового потока на два: возвратный и продувочный, сжатие возвратного несконденсированного потока в циркуляционном компрессоре, отличающийся тем, что перед реактором синтеза метанола дополнительно устанавливают предварительный адиабатический реактор и утилизационный теплообменник и основной поток смеси циркуляционного и свежего газа проходит адиабатический реактор, в котором происходит частичный синтез метанола с повышением температуры, затем проходит утилизационный теплообменник, в котором происходит охлаждение полученной реакционной смеси до температуры начала реакции в первом слое основного реактора синтеза метанола.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора находится в пределах от 35 до 143%.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в утилизационном теплообменнике осуществляется либо нагрев питательной деаэрированной воды, либо получение пара низкого или среднего давления, либо перегрев пара низкого или среднего давления, либо нагрев циркуляционного конденсата.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005129878/04A RU2289566C1 (ru) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Способ производства метанола |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005129878/04A RU2289566C1 (ru) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Способ производства метанола |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2289566C1 true RU2289566C1 (ru) | 2006-12-20 |
Family
ID=37666804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005129878/04A RU2289566C1 (ru) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Способ производства метанола |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2289566C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008079046A1 (fr) * | 2006-12-27 | 2008-07-03 | Obschestvo S Ogranichennoyi Otvetstvennosti 'est-Invest' | Procédé de production de méthanol |
| CN102936186A (zh) * | 2011-08-16 | 2013-02-20 | 贵州兴化化工股份有限公司 | 一种高效合成氨联醇生产方法 |
| RU2522560C1 (ru) * | 2013-03-04 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" | Способ получения метанола |
| RU2729077C2 (ru) * | 2015-08-12 | 2020-08-04 | Хальдор Топсеэ А/С | Новый способ производства метанола из низкокачественного синтетического газа |
-
2005
- 2005-09-28 RU RU2005129878/04A patent/RU2289566C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008079046A1 (fr) * | 2006-12-27 | 2008-07-03 | Obschestvo S Ogranichennoyi Otvetstvennosti 'est-Invest' | Procédé de production de méthanol |
| CN102936186A (zh) * | 2011-08-16 | 2013-02-20 | 贵州兴化化工股份有限公司 | 一种高效合成氨联醇生产方法 |
| CN102936186B (zh) * | 2011-08-16 | 2015-07-22 | 贵州兴化化工股份有限公司 | 一种合成氨联醇生产方法 |
| RU2522560C1 (ru) * | 2013-03-04 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" | Способ получения метанола |
| RU2729077C2 (ru) * | 2015-08-12 | 2020-08-04 | Хальдор Топсеэ А/С | Новый способ производства метанола из низкокачественного синтетического газа |
| US11117851B2 (en) | 2015-08-12 | 2021-09-14 | Haldor Topsoe A/S | Reactor layout for methanol production from low quality synthesis gas |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU729993B2 (en) | Method of manufacturing methanol | |
| CN106000000B (zh) | 一种合成氨脱碳吸收塔底富液的多级闪蒸解析分离装置及方法 | |
| CN1123536C (zh) | 用于联合生产氨和尿素的方法 | |
| JPWO2006118071A1 (ja) | 尿素合成装置およびその改造方法 | |
| US10287224B2 (en) | Method and apparatus for producing methanol with hydrocarbon recycling | |
| RU2289566C1 (ru) | Способ производства метанола | |
| CN105026365B (zh) | 尿素合成方法和设备 | |
| US7619114B2 (en) | Method for the modernization of a urea production plant | |
| RU2283832C2 (ru) | Способ совместного получения аммиака и мочевины | |
| RU2225356C2 (ru) | Способ совместной модернизации установки для получения аммиака и установки для получения мочевины | |
| CN1088451C (zh) | 氨和甲醇联合生产方法 | |
| RU2621671C1 (ru) | Установка низкотемпературного получения метанола | |
| CN216856654U (zh) | 一种烟气直接回收利用装置 | |
| RU2203214C1 (ru) | Способ получения метанола | |
| RU2453525C1 (ru) | Способ получения метанола из природного газа и установка для его осуществления | |
| CN215288580U (zh) | 一种二氧化碳加氢制备甲醇的系统 | |
| RU102537U1 (ru) | Установка для получения метанола из природного газа | |
| CN203269817U (zh) | 一种异丁烷脱氢制备异丁烯的改进生产装置 | |
| CN109847555B (zh) | 一种基于水合物法回收催化干气中多种气体的装置及方法 | |
| RU2539656C1 (ru) | Способ получения жидких углеводородов из углеводородного газа и установка для его осуществления | |
| RU2277528C1 (ru) | Способ производства диметилового эфира | |
| RU2499791C1 (ru) | Способ и установка для получения карбамида и способ модернизации установки для получения карбамида | |
| RU2291851C1 (ru) | Способ производства метанола | |
| RU2135454C1 (ru) | Переработка природного газа с получением метанола | |
| RU2796561C1 (ru) | Способ получения аммиака |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090929 |