RU2724085C1 - Устройство для получения метанола высокой концентрации - Google Patents

Устройство для получения метанола высокой концентрации Download PDF

Info

Publication number
RU2724085C1
RU2724085C1 RU2020111497A RU2020111497A RU2724085C1 RU 2724085 C1 RU2724085 C1 RU 2724085C1 RU 2020111497 A RU2020111497 A RU 2020111497A RU 2020111497 A RU2020111497 A RU 2020111497A RU 2724085 C1 RU2724085 C1 RU 2724085C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methanol
distillation column
synthesis
reactor block
high concentration
Prior art date
Application number
RU2020111497A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Витальевич Никитин
Владимир Владимирович Соколов
Наталья Николаевна Исаева
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Флотметанол"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Флотметанол" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Флотметанол"
Priority to RU2020111497A priority Critical patent/RU2724085C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2724085C1 publication Critical patent/RU2724085C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к устройству для малотоннажного получения метанола из синтез-газа. Предлагаемое устройство состоит из реакторного блока, ректификационной колонны и теплообменника, при этом продукты синтеза метанола из реакторного блока подаются непосредственно в ректификационную колонну, при этом теплообменник выполнен с возможностью съема тепла из реакторного блока и одновременного подогрева низа ректификационной колонны. Технический результат: повышение концентрации метанола (до 92-95 мас. %) без использования энергии извне. 2 пр., 1 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к малотоннажной технологии получения метанола, а именно к устройству, в котором совмещены два процесса: синтез метанола из синтез-газа и выделение метанола методом ректификации.
Уровень техники
Из уровня техники [патент RU 2188790, опубл. 10.09.2002] известен способ получения метанола и устройства для его осуществления, согласно которому метанол получают, в основном, в два этапа. На первом этапе в трубчатых печах риформинга на катализаторах паровой конверсией получают синтез-газ, т.е. смесь монооксида углерода и водорода. На втором этапе очищенный и нормализованный синтез-газ подают в реактор синтеза метанола с получением метанола-сырца, который затем конденсируется и поступает в ректификационную колонну, в которой выделяют чистый метанол.
Данный способ позволяет получать метанол из синтез-газа. Однако указанный способ подразумевает стадию конденсации метанола-сырца, который потом в жидком состоянии подается на стадию ректификации для выделения, чистого метанола. На стадии ректификации метанол-сырец подвергается повторному нагреву в теплообменнике для перевода его в газообразное состояние. Для проведения ректификации требуется дополнительный подвод тепла.
При этом из уровня техники [патент RU 2252209 С1, опубл. 20.05.2005] известно техническое решение, в соответствии с которым реализуется способ получения метанола-сырца с использованием одного или нескольких трубчатых изотермических реакторов. Изотермический режим в реакторах синтеза метанола поддерживается испарением воды в полостях между трубопроводами, заполненными катализатором синтеза метанола. Причем заданная температура в реакторе синтеза поддерживается соответствующим давлением во внешнем сепараторе.
Однако в данном техническом решении в реакторе синтеза метанола можно получить лишь метанол-сырец с содержанием метанола ниже 90 мас. %.
Раскрытие сущности изобретения
Техническая задача состояла в получении метанола высокой концентрации без использования энергии из вне в одном устройстве.
Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении концентрации метанола (до 92-95 мас. %) и снижении энергозатрат.
Указанный технический результат достигается за счет создания совмещенного реактора получения метанола, позволяющего проводить процесс синтеза метанола-сырца и выделения из него концентрированного метанола.
Более подробно, технический результат достигается тем, что устройство для малотоннажного получения метанола из синтез-газа состоит из реакторного блока, ректификационной колонны и теплообменника, причем указанное устройство характеризуется тем, что продукты синтеза метанола из реакторного блока подаются непосредственно в ректификационную колонну, при этом теплообменник выполнен с возможностью снятия тепла из реакторного блока и одновременного подогрева низа ректификационной колонны.
Краткое описание чертежа
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства. Устройство включает: реакторный блок, состоящий из 1 - нижней распределительной решетки, 2 - труб, заполненных катализатором, 3 - межтрубного пространства, 4 - верхней распределительной решетки; 5 - теплообменник; 6 - ректификационную колонну.
Осуществление изобретения
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Синтез-газ под давлением 40-50 бар и Т=200-250°С, состоящий в основном из СО, СО2 и водорода (поток I), подается вниз изотермического реактора синтеза метанола, где, пройдя через нижнюю распределительную решетку 1, подается в трубы, заполненные катализатором, 2, в которых протекает экзотермическая реакция синтеза метанола. Изотермический режим в реакторном блоке синтеза метанола поддерживается испарением воды в межтрубном пространстве 3 между трубами, запененными катализатором, 2. Причем заданная температура 200-250°С в реакторе синтеза поддерживается соответствующим давлением в теплообменнике 5. Вода, испаряясь в межтрубном пространстве 3, попадает (поток IV) в теплообменник 5, в котором пар отдает тепло продуктам низа ректификационной колонны (поток V), конденсируется и возвращается в нижнюю часть реакторного блока (поток III), а нагретые продукты низа ректификационной колонны возвращаются обратно в ректификационную колонну 6 (поток VI). Газообразные продукты (поток II), пройдя через верхнюю распределительную решетку 4, подаются в ректификационную колонну б. Между реакторным блоком и ректификационной колонной 6 находится дроссельное устройство (на фиг. 1 не показано), пройдя которое продуктовый газ дросселируется до давления 1-2 бар и температуры 50-90°С. В ректификационной колонне 6 продуктовый поток делится на три потока согласно температуре кипения: внизу ректификационной колонны отбираются тяжело кипящие продукты разделения - тяжелые спирты и вода (поток VII), из средней части ректификационной колонны отбирается метанол концентрацией 92-95 мас. % (поток VIII), сверху ректификационной колонны отбираются газообразные компоненты - непрореагировавшие компоненты синтез-газа и эфиры (поток IX).
Выносной теплообменник реакторного блока, являющийся неотъемлемой частью предлагаемого устройства, предназначен для снятия тепла из зоны синтеза и одновременно для подогрева низа ректификационной колонны. Подача горячих газообразных продуктов синтеза непосредственно в ректификационную колонну, а также использование тепла реакции синтеза метанола, позволяет снизить энергетические затраты на получения метанола высокой концентрации.
Пример 1. Синтез-газ, состоящий из СО (50 мас. %), СО2 (29 мас. %) и водорода (21 мас. %), расходом 1900 кг/ч под давлением 40 бар и Т=200°С подается в реакторный блок устройства, где протекает экзотермическая реакция синтеза метанола. Газообразные продукты подаются в ректификационную колонну под давлением 1 бар и Т=50°С. Из низа ректификационной колонны (70 теоретических тарелок) отбираются вода и тяжелые спирты, из средней части ректификационной колонны отбирается метанол концентрацией 92 мас. %, сверху ректификационной колонны отбираются газообразные компоненты (СО, Н2, СО2, эфиры).
Пример 2. Синтез-газ, состоящий из СО (52 мас. %), CO2 (29 мас. %) и водорода (19 мас. %), расходом 2500 кг/ч под давлением 50 бар и Т=250°С подается в реакторный блок устройства, где протекает экзотермическая реакция синтеза метанола. Газообразные продукты подаются в ректификационную колонну под давлением 2 бар и Т=90°С. Из низа ректификационной (70 теоретических тарелок) отбираются вода и тяжелые спирты, из средней части ректификационной колонны отбирается метанол концентрацией 95 мас. %, сверху ректификационной колонны отбираются газообразные компоненты (СО, Н2, CO2, эфиры).
Таким образом, предлагаемая конструкция устройства позволяет в одном реакторе получать метанол высокой концентрации (92-95 мас. %) без использования энергии из вне, что приводит к снижению энергозатрат на получение метанола высокой концентрации.

Claims (1)

  1. Устройство для малотоннажного получения метанола из синтез-газа, состоящее из реакторного блока, ректификационной колонны и теплообменника, характеризующееся тем, что продукты синтеза метанола из реакторного блока подаются непосредственно в ректификационную колонну, при этом теплообменник выполнен с возможностью съема тепла из реакторного блока и одновременного подогрева низа ректификационной колонны.
RU2020111497A 2020-02-03 2020-02-03 Устройство для получения метанола высокой концентрации RU2724085C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020111497A RU2724085C1 (ru) 2020-02-03 2020-02-03 Устройство для получения метанола высокой концентрации

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020111497A RU2724085C1 (ru) 2020-02-03 2020-02-03 Устройство для получения метанола высокой концентрации

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2724085C1 true RU2724085C1 (ru) 2020-06-19

Family

ID=71096179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020111497A RU2724085C1 (ru) 2020-02-03 2020-02-03 Устройство для получения метанола высокой концентрации

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2724085C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2099320C1 (ru) * 1995-06-21 1997-12-20 Сосна Михаил Хаймович Способ получения метанола
EP1019346B1 (en) * 1997-01-13 2003-05-07 Catalytic Distillation Technologies Process for production of methanol
US6723886B2 (en) * 1999-11-17 2004-04-20 Conocophillips Company Use of catalytic distillation reactor for methanol synthesis
RU2252209C1 (ru) * 2003-10-01 2005-05-20 Астановский Дмитрий Львович Способ получения метанола (варианты)
RU102537U1 (ru) * 2010-11-15 2011-03-10 Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" Установка для получения метанола из природного газа

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2099320C1 (ru) * 1995-06-21 1997-12-20 Сосна Михаил Хаймович Способ получения метанола
EP1019346B1 (en) * 1997-01-13 2003-05-07 Catalytic Distillation Technologies Process for production of methanol
US6723886B2 (en) * 1999-11-17 2004-04-20 Conocophillips Company Use of catalytic distillation reactor for methanol synthesis
RU2252209C1 (ru) * 2003-10-01 2005-05-20 Астановский Дмитрий Львович Способ получения метанола (варианты)
RU102537U1 (ru) * 2010-11-15 2011-03-10 Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" Установка для получения метанола из природного газа

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112638849B (zh) 在没有二氧化碳排放下由合成气制备甲醇的方法
CN101293812B (zh) 含甲烷合成气联产甲醇和天然气技术
EA034987B1 (ru) Способ получения метанола
CN100526273C (zh) 以焦炉气为原料一体化生产液氨和甲醇和/或二甲醚的方法
CA3056430A1 (en) Method for producing hydrogen and methanol
CN102585951A (zh) 一种由焦炉气联产液化合成天然气、纯氢和甲醇的新工艺
KR102286147B1 (ko) 대량 생산 용량을 위한 메탄올 합성 공정 레이아웃
EP2831025A1 (en) Continuous process for the preparation of methanol by hydrogenation of carbon dioxide
CN102875500B (zh) 2-甲基四氢呋喃的连续化生产方法
CN211871828U (zh) 一种煤制乙二醇副产甲酸甲酯加氢连续生产甲醇的系统
JP2000109441A (ja) メタノールの製造方法
CN114534653B (zh) 丙烷脱氢与合成氨耦合系统和工艺
CN101704714B (zh) 甲醇合成回路弛放气经纯氧催化部分氧化后制合成气以增产甲醇的方法及装置
CN112142547A (zh) 一种乙烷催化氧化脱氢制乙烯的产物流中残余氧脱除方法
RU2724085C1 (ru) Устройство для получения метанола высокой концентрации
CN101898930A (zh) 苯加氢生产环己烷的装置及合成工艺
CN104525057B (zh) 一种合成气两步法制备汽油的装置及工艺
DK2895453T3 (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING DIMETYLETS AND SUITABLE FITTINGS
CN101704715B (zh) 甲醇合成回路弛放气经纯氧非催化部分氧化后制合成气以增产甲醇的方法及装置
US20230031590A1 (en) System for methanol production from a synthesis gas rich in hydrogen and co2/co
CN207210294U (zh) 一种节能型醋酸加氢或醋酸乙酯加氢制乙醇的生产装置
CN111943807A (zh) 一种热集成甲醇合成四补碳位置的工艺设计
CN114349589B (zh) 一种利用甲苯和乙烯制取对甲乙苯的方法
CN113277924B (zh) 一种用于丙烯制备的热交换系统
RU2472765C1 (ru) Способ получения метанола