SU1442514A1 - Способ получени метанола - Google Patents

Description

(21)А092944/31-04

(22)2А.07.86 . (46) 07.12.88. Бюл. f 45

(72) А,Я. Розовский, Г.И. Лин, С.М. Локтев, А „А. Кочетков,, В.Н. Меньшов, И.А. Рыжак, А.А, Лендер, 10.В. Лендер, В.А. Топчий и Б.А. Еулачев

(53)547.261.07(Х)88.8)

(56)Розовский А.Я. Новые данные о - механизме каталитических реакций с участием оксидов углерода, - Кинетика и катализ, .Т, 21, 1980, вып. 1, с. 97.

Патент Великобритании № 1159035, кл. С 2 С, дпублик, 1969.

Патент Великобритании № 125994S, кл. С 2 С, опублик. 1972,

(54)СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА

(57)Изобретение касаетс  алифатических спиртов, в частности, способа получени  метанола, что может быть использовано в технологии основного ор. ганичёского син геза.. Цель - увеличение удельной производительности катализатора и упрощение процесса. Последний ведут контактированием смеси оксидов углерода и водорода с медьсодержащим катализатором при l90-270°C и давлении 50-100 атм в две стадии. На первой стадии газовую смесь, содержащую СО 0,7-30,0 об.%, СО 0,3- , 23,6 об.% при соотношений COtCO (О,03-87):1, контактируют,с катализатором в реакторном узле, состо щем из одного или каскада проточных торов. На второй стадии процесс ведут при концентрации COj на входе 0,4- 20 об.% и соотношении СО:СО « (0,25- 55):1s но лучше (0,25-3,6):, с последующим выделением метанола. Причем последний желательно выдел ть в едином дл  обеих стадий устройстве. Способ позвол ет повысить удельную производительность катализатора с 0,4 до 1,46 т/м ч при общей степени превращени  оксидов углерода 9.4-99% и упростить процесс за счет исключени  системы циркул ции газовой смеси. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

d

4 4

ГО. 01

1U4

Изобретение относитс  к алифатическим спиртам, а именно к способу получени  метанола, который находит широкое применение в технологии основ кого органического смитеза.

Цель изобретени  - увеличени  удельной производительности катализатора и упрощение технологической схемы контактированием газорой смеси, со- держащей СО 0,7-30,0 обЛ, C04-0:j3- 23,6 об.% при соотношении , равном (О,03-87):1, на первой стадии с катализатором в реакторном узле , состо щем из одного проточного реактора илц каскада проточных реакторов , а на второй стадии - при концентрации СО во вход щей газовой смеси 0;4-20 Ьб,% и соотношении СО; SCO/;, равном (0,25-55):1 (лучше .(О,25-3,6):1),

Предпочтительно отделение метанола осуществл ют в едином дл  обеих стадий устройстве.

На фиг. 1 представлена схема осу- ществлени  предлагаемого способа получени  метанола с конденсацией ме танола после каждой стадии в отдельных устройствахJ ,на фиг. 2 - то же, где охлаждение газа, конденсаци  и отделение метанола первой и второй стадий совмещены.

На схемах обозначены сепараторы 1-3; конденсаторы 4 и 5, рекуперативные теплообменники 6-9j проточные реакторы 10 и It первой стадии, реакторы 12 второй стадии, одркул ци- онные компрессоры 13 и 14, шахтный реактор.второй стадии 15 и холодильник-конденсатор 16.

Исходный синтез-газ I, содержащий оксиды углерода и водород, подогретый в рекуперативном теплообменнике 6 (фиг. 1) до 190-240°С под давлением 50-100 атм подают в про- точный реактор 10, например трубчатый . В реакторе ocymectBnnroT процесс образовани  метанола. Выдел ющеес  при этом тепло реакции Используют дл  образовани  вод ного пара VI из вод ного конденсата V, подаваемого в реактор. Газы выход щие из реактора с температурой 240-27., направ л ют в рекуггеративный теплообменник 6 дл  нагрева газа, поступающего в реактор г и затем, охлаждают в холодиль нике конденсаторе. После отделени  метанола-сырца IV в сепараторе 1 газовый поток II смешивают с циркула

O 5

0

5 0

.

5

0

ционным газом второй стадии, сжимают циркул ционным компрессором 13 и через рекуперативный теплообменник 7 направл ют в прследовательно расположенные реакторы 12, где осуществл ют дальнейшую переработку газа с достижением заданной степени превращени . Образующийс  на второй стадии метанол конденсируют в конденсаторе 5. После отделени  метанола-сырца IV в сепараторе 2 часть газа III вывод т из системы, а остальной смешивают с газом, поступающим из первой стадии, и подают на всас циркул ционного компрессора .

Пример 1 (известный). 94000 нм /ч конвертированного газа, содержащего, %; СО 15,8j СО 12,4} Н 69,4; СН, 1,9; N70j4, подают на первую стадию синтеза, состо щую из реактора, содержащего 47,6 м катализатора , с реттчклом и системы отделени  метанола-сырца. Скорость подачи газа в реактор 294000 . 63% газового потока подогревают до 240 С и подают в реактор, а остальной газ с температурой дел т на п ть nor токов и используют дл  регулировани  температуры в реакторе. Температура газа на вькоде из реактора 270°С. Газ, выход щий из реактора, подогревает газ, поступающий в реактор, затем охлаждаетс  в вод ном холодильнике , в котором метанол конденсируют и затем отдел ют.

Продувочный газ в количестве 44500 им /ч направл ют на вторую стадию , подобную первой, содержащую i 46,3 м катализатора. Продувочный газ первой стадии вместе с газом циркул ции (464300 ) подают в реактор Причем 453000 пропускают через теплообменник и нагревают до , а остальной газ дел т на грн части и используют. дК  регулировани  температурного режима в реакторе. Выход щий из реактора газ имеет температуру Продувочные газы второй стадии составл ют 9700 . На первой стадии получают 19 т/ч метанола , на второй - 13 т/ч, что сооответ- ствует производительности катализатора Os4 и 0,28.т/м катализатора в час или суммарно дл  обеих стадий 0,34 т/м ч. Обща  степень превращени  СО+СО равна 84,5%. Расход исходного газа на тонну продукта 2937 нм,

Пример 2. 94000 газа, содержащего, ,%: СО 15,8; COi 12,4j Иэ 69,4; СН4 1,9; NaO,4, подают в трубчатый реактор первой стадии, содержащий 30 м катализатора. Температура газа на выходе из реактора На первой стадии получают 12,71 т/ч метанола. Производительность единицы объема катализатора 0,42 т/м.ч. По- еле оклаждени  газа в рекуперативном теплообменнике, холодильнике-конденсаторе и отделени  метанола газ в количестве 65486 им /ч состава, %j СО 9,72; СОг 16,45; СЕ 2,72; Nt 0,57j CHjOH 0,76; , подают на вторую стадию в адиабатический реактор, содержащий 40 м катализатора. Расход циркулирующего таза 500000 нм /ч На второй стадии получают 21,29 т метанола в 1 ч. Производительность единицы объема катализатора 0,53 т/м.ч, Количество произведенного метанола на первой и второй стади х 34 т/ч. Суу марна  производительность едини- , цы объема катализатора 0,49 т/м -ч. Обща  степень превращени  равна 93,1%. Расход исходного газа на тонну продукта 2765 нм.

Данные примеров 1-11 сведены в таблицу.

В примерах 3-9 метанол получают аналогично примеру 2 при различных составах и расходах исходного газа, давлени х и-тe пepaтypaXe

Примеры 10 и 11 описывают только первую стадию.

Пример 12. Исходный газ подают на первую стадию, состо щую из дйух последовательных трубчатых ре- акторов 280000 исходного газа , содержащего, % СО 27,49; СО 3,5; .Нг 67,7; СНд 0,5} Nj , подают 8 первый реактор, содержащий 30 м катализатора. Температура газа на выходе нз реактора 250 С, После первого реактора отдел ют 48,81 т/ч метанола. Промзсодительность едини объема катализатора в первом реакторе первой стадии 1,63 т/м -ч. После отделени  метанола газ в количестве 175695 состава, %г СО 24,08| COi 5,4П Й4 67,95; СН 0,81; .Na 1i,28| СНзОН 0,45; НаО 0,02, подают на второй трубчатый проточный реак- тор первой стадии содержащий 20 м катализатора. Температура газа после второгЬ реактора , После второго реактора отдел ют 26,0 т/ч ме4 , танола. Производительность единицы обьема катализатора во втором реакторе первой стадии 1,3 т/м .ч.

После отделени  метанола газ в количестве 120558 им /ч состава, %: СО 20,29} СОг 7,76; Hj 68,39; СН t,18; Nj 1,87; CHjOH 0,5; Н,,0 0,02, подают на вторую стадию в адиабати- чрский реактор, содержащий 30 м катализатора с газовым рециклом. Расход циркулирующего газа 600000 .

На второй стадии получают 41,82 т/ч метанола, Производктельиость единиць объема катализатора в реак торе второй стадии 1,39 т/м.ч. Общее количество произведенного метанола на двух стади х 116,62 т/м -ч. Суммарна  производительность единицы объема катализатора 1,Д6 т/м -с. Обща  степень превращени  , равна 94,1%. Расход исходного газа 2401 им /т продукта.

Пример 13,. (совмещение конденсации и отделени  метанола первой и второй стадий) .

Процесс ведут аналогично примеру 12, Исходный газ в количестве 137000 нмз/ч состава, об.%; COi 7,18$ СО 22,18; Hj 67,63; СН4 2,15; N 0,86, -поступает в трубчатый реактор первой стадии, содержащий 30 м ката™ лизатора. Температура газа на выходе из реактора 260°С, Р 8,0 МПа, Газ из трубчатого реактора s количестве 109950 м /ч состава, об.%: COj 8,5; СО 15,79; Н., 59,24;.СН4 2,68; N, 1,07; CHjOH 12,28; . 0,44, пройд  рекуперативный теплообменник (фиг.2) дл  подогрева вход щего в реактор свежего газа, поступает в холодильник-конденсатор , перед которым он смешиваетс  с потоком циркул ционного газа, выход щего из циркул ционного реактора второй стадии (после рекуперативного теплообменника) Количество газа после смешени  двух потоков составл ет 710570 нм /ч, состав , обЛ: 5,53; СО 5,28; Н 57,33; СН 17,41; Na 7,37j СНjOH 5,87; KjO 1,21, После охлаждени  объединенного газового потока до 0°С в сепараторе отдел ют метанол в количестве 55 т/ч. После отделени  етанола циркул ционный газ из сепаратора подают на всас циркул ционного компрессора. Проход  через рекуперативный теплообменник, газ нагреваетс  о 240 С и поступает в адиабатический

реактор с объемом катализатора 50 м Суммарна  производительность единицы объема,катализатора 0,69 (по двум стади м). Обща  с гепень превращени  оксидов углерода 95,8%. Расход исходного газа 2481 продукта.

Предлагаемый способ позвол ет повысить удельную производительность катализатора до 1,46 т/м -ч (против 0,4 ) при общей степени превращени  оксидов углерода .

Повышение удельной производительности катализатора в предлагаемом способе позвол ет уменьшить количество катализатора, требуемое дл  переработки заданного количества газовой смеси( снизить расход энергии на циркул цию газа и сырь , что открывает путь к разработке агрегатов большой единичной мощности без увеличени  объема реакторов или при его снижении,

Повьпленив удельной производительности катализатора достигаетс  при упрощении технологической схемы, так как из схемы исключены насос дл  циркул ции газовой смеси и система цир- кул ции. Кроме того, в том случае, когда газовую смесь после реактора первой ступени направл ют в холодильник-конденсатор второй стадии, позвол ет дополнительно исключить из схемы холодильники-конденсаторы на

, 5

to

425146

Claims (3)

1.Способ получени  метанола контактированием смеси оксидов углерода и водорода с медьсодержащим катализатором при повышенных температуре

и давлении в две стадии с последующим вмцелением метанола, отличающийс  тем, что, с цепью увеличени  удельной производительности катализатора и упрощений технологической схемы, на первой стадии газовую смесь, содержащую СО 0,7- 30,0 обЛ, СО, 0,3-23,6 обЛ . при соотношении COsCO, равном (0,03- 87): 1, контактируют с катализат( в реакторном узле, состо щем из одного проточного реактора или каскада проточных реакторов, и на второй стадии процесс ведут при концентрации СО во вход щей тазовой смеси 0,4- 20 об Л и соотношеиии СОtСО2, равном (О,25-55):1.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а - ю щ и и с   тем, что на второй стадии процесса соотношение СОгСО во вход щей газовой смеси составл ет (О,25-3,6)1.

3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что метанол вьщел - ют в едином дл  обеих стадий устройстве .

15

20

25

30

(Put.1