Способ получения смеси метанола и с @ -с @ -спиртов топливного сорта

Способ получения смеси метанола и с @ -с @ -спиртов топливного сорта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается производства спиртов, в частности получения смеси С -Сз-алканолов, которая может быть использована как топливо в чистом виде либо в смеси с бензином. Цель изобретения - повышение выхода и качества целевого продукта. Синтез последнего ведут реакцией СО и Иг

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВ=ННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3280252/23-04 (22) 11.05.81 (31) 22116А/80 (32) 16.05.80 (33) IT (46) 30.09.88. Бюл, В 36 (71) Снампрогетти С.п,А. (ЕТ) (72) Рафаэле ди Пиетро, Альберто

Паггини и Винченцо Лагана (IT) (53) 547.26.07 (088,8) (56) Патент США Ф 2490488, кл. 260-449.6, опублик. 1949, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ МЕТАНОЛА

И С2-С4 СПИРТОВ ТОПЛИВНОГО СОРТА (57) Изобретение касается производства спиртов, в частности получения смеси С -С -алканолов, которая может быть использована как топливо в чистом виде либо в смеси с бензином.

Цель изобретения — повышение выхода и качества целевого продукта. Синтез последнего ведут реакцией СО и H z

„80„„! 428187 А Ъ (ц) 4 С 07 С 31/02, 29/!5 27/06 (41, 4-43, 5 об.% СО и 53-58, 1 o6.% H g) при 360-415 С, давлении 100-260 атм в присутствии катализатора (КТ). В состав КТ входят, мас.% а) ZnO 59,872,18; Crz O> 25,4-37,7; К О 1,45-4 или б) ZnO 65,8; Cr<0 28,3; СиО 1,7;

К О 0,9; МпОЗ 3,3. Полученную смесь охлаждают и контактируют при 165—

200 С и давлении 100-260 атм с КТ состава, мас.%: а) ZnO 25,9-31,4;

CrgOp 36,7-49,9; СиО 18,7-38,4 или б) ZnO 53,7; СиО 32,8; А1 0 13,5, с последующим охлаждением, отделением жидкой смеси целевых спиртов и рециркуляцией газовой фазы в начало процесса. Эти условия обеспечивают повышение выхода до 58000 кг/ч смеси спиртов топливного сорта, содержащего

66;28% СН ОН, 13,5% Сz-С4 спиртов, 20,06% спиртов с С>- и выше с примесями воды (0,01%), СО (0,08%) и СН4 (0,07%). 1 ил., 2 табл.

1428187

Изобретение относится к алифатическим спиртам, а именно к способу получения смеси метанола и Ср-С4спиртов, которая может быть использована как топливо в чистом виде или в смеси с бензином.

Целью изобретения является повышение выхода и качества целевого продукта. 10

Цель достигается взаимодействием газовой смеси, содержащей 41,4—

43,5 об. СО и 53-58,1 сб. Н, при

360-415 С, давлении 100-260 атм в присутствии катализатора, состава, 15 мас. : ZnO 59,80-72,18; Cr O 25,437,7; KzO 1,45-4,0, или катализатора. состава, мас. : ZnO 65,8; Cr O 28,3;

СиО 1,7; К О 0,9; МпОз 3,3, с послед ующим охлаждением полученной смеси 20 о

: и ее взаимодействием при 165-200 С и давлении 100-260 атм в присутствии катализатора состава, мас. : ZnO

25,9-31,4; CrgOq 36,7"49,9; СиО 18,738,4, или катализатора состава,мас. .: 25

ZnO 53,7; СиО 32,8 — А1 0з 13,5, с последующим охлаждением реакционной смеси, отделением жидкой смеси метанола и С -Cq-спиртов и рециркуляцией газовой смеси на первую стадию. 30

На,чертеже представлена технологическая схема для осуществления ñïîñîба.

Синтеэный 1 и рециркулируемый 3 газы сжимают до рабочего давления и 35 подают через трубопровод 2 в реактор

7, реакционный продукт выходит из реактора синтеза по трубопроводу 4 и после охлаждения в рекуператоре 15 направляют в конверсионный реактор 40

16> где содержание воды в нем заметно уменьшается.

Прореагировавший газ выводят из конверсионного реактора по трубопроводу 5, направляют сначала в тепловой рекуператор 14, затем в конденсатор 11 и затем в сепаратор 12, из основания которого через трубопровод

10 извлекают спиртовую смесь топливного сорта, а иэ насадки б — газовую 50 фазу, которую частично удаляют через деталь 8, а:частично через деталь 9 направляют в секцию абсорбции СО 13, а затем возвращают в реактор 7 синтеэа.

Пример 1. В соответствии с

I технологической схемой в реактор синтеза вместе с рециркулируемым газом подают газовую смесь, состоящую из:

@M3./ч

6055,9

0,27 об, 41,40

НезначиСО

CO тельное количесткуб.м/ч

30 норм.куб.м/

/ч

33190,4

3636,1

601,1 следы/всего

70648,82 норм. куб.м

СО 0,04 об.

46,485 об.

5,14 об. .

0,85 o6. следы

Н

Nq

СН„

СН ОН

ghSV (часовая 7064,9/ч скорость потока газа)

Реакция конверсии, Используют

20 м катализатора, который имеет состав, мас. .; ZnO 31, 4, С rz Оз 49, 9, окись меди 18,7, ghSV 3073,4/ч, давление 260 атм, температура 200 С, После реакции синтеза в реакторе

7 тепловой рекуперации в 15 и конверсионной реакции в реакторе 16 получают продукт, состоящий: нмз /ч об.

СО 27599,2 44,84

СО, 1031,7 1,68

Нг 25013,1 40,80

N 3636,1 5,92

СН4 601,1 0,97

СН ОН 3159,8 5,10

С Н ОН 67,2 0,11

Сз Н OH 119,5 О, 19

С НзОН 234,4 0,38

Н,о 0,01

Этот реакционный продукт после предварительного охлаждения направляют в сепаратор 12, иэ основания которого через трубопровод 10 выводят спиртовую смесь топливного сорта следующего состава: кг/ч

4508

138

o6, 78,5

2,4

СН ОН, С,Н,ОН во н 8509, 2 58, 10

N 55 72 О 38

Реакция синтеза. Катализатор имеет следующий состав, мас. .: ZnO

72,18; Cr O 25,98; KqO 2,08. Объем катализатора 10 м, температура 410 С, давление 260 атм.

Состав в точке 2 на чертеже следующий:

СО 46,985 об. 33190,4 норм.

1428187

СзН ОН 320 5,57

С4НЗ Он 773 13,4

6 0,1

Пример 2 (сравнительный), Этот пример показывает, как важен выбор режима работы конверсионного реактора. Если бы температура этого реактора была равна температуре реактора синтеза, то оператор получил бы спиртовую смесь, содержащую воды

7,600 ч/млн, т.е. слишком большое количество, чтобы эта смесь была топливного сорта.

Для простоты из приведенной технологической схемы исключен тепловой рекуператор 15, а реакцию синтеза осуществляют в одном реакторе 7 с реакцией конверсии. .В реактор синтеза совместно с возвращаемым газом подают газовую смесь состава: нм /ч

6008,2

0,27 об.Х

CO 41,14

Сог Незначительное количество .

Нг 8556,9 58,45

Мг 55,72 0,38

СН4 18,3 0,12

Катализатор синтеза аналогичен примеру 1, с такой же температурой, давлениями и часовой скоростью потока газа (ghSV), где катализатор конверсии является промьппленным катализатором SK-12, сделанным легкой фракцией {окись железа .с окисью хрома).

Температура 410 С, давление

260 атм, объем 20 м, ghSV

3073,4/ч.

Из реактора извлекают продукт реь, акции следующего состава: нмз /ч об. Х

СО 27646,9 44,98 со, 984 1,61

Нг 24965,4 40,62

Яг 3636,1 5,92 сн, 601, 1 0,97

СН ОН 3159,82 5,14

Сгн он 67,24 0,1

С Н1ОН 119,5 0,19

С4 НЕОН 234,38 0,38

НгО 55,38 0,09 который после охлаждения дает спиртовую смесь следующего состава: кг/ч об.Ж снзон 4508 77,98 . Сгн он 138 2,38

С Н ОН 320 : 5,51 нм /ч

СО 6341, 2

15 Соа 0,27 об. Х

43,32

Незначительное количество н, 8223,9 56,17

Ng 55,72 0,38

20 СН4 18,3 0 ° 12

Для синтеза используют 12 м катализатора следующего состава, мас.й:

Епо 70, 6; Сггоз 25,4; Кго .4,0, давление 200 атм, температура 400 С, ghSV

25 5887/ч. Для реакции конверсии используют 20 м катализатора, состава, мас.Х: ZnO 53,7; окись меди 32;8;

А1гОз 13,5. Температура 180 С, дав ление 200 атм, ghSV 3073,4/ч.

30 После реакции синтеза в реакторе

7, тепловой рекуперации в 15 и конверсионной реакции в реакторе 16 получают продукт состава: нмз /ч об X

СО 27313,9 44,45

СО 1317 2,16

Нг 25298,4 41,15

N . 3636,1 5,92

СН4 601,1 0 97

40 СНЬ ОН 2702,8 4,39

СгНкон l334,3 0,21

СзН ОН 205,8 0,33

Сунзон 250,4 0,40 н,о 10 0,02

45 В конденсированном виде этот продукт дает спиртовую смесь следующего состава: кг/ч об,X

СнзОН 3855,5 69,88.

50 Сан он . 275,5 4,99

Сзн он 551 9,99 н,о 8,03 0,16

С4Н ОН 826 ° 6 14,98, Пример 4. а) Реактор. синтеза, Состав катализатора, мас.Ж: ZnO 65,8;

Cr 0 28,3; СиО 1,7; К О 0,9; МпОЗ, 3,3, давление 100 ата, температура 375-415 С, объемная скорость 25 из /

/7200 ч.

С4 Н ОН 773,8 13,37

Нго 44,5 0,76

П р и и е р 3. Этот пример показы- .

5 вает, что для получения спиртовой смеси с более высоким содержанием высших спиртов, то в соответствии с изобретением все равно можно получить смесь топливного сорта.

1р В реактор синтеза подают рециркуляционный газ вместе с газовой смесью состава:

1428187

Таблица 1

Белевак смесь

Смесь после

1 реактора

1. конверсии нм /ч о

Исколнан смесь ллк реактора конверсии ь после тора

8se кгlч | uac.2 нм>/ч об.2 им>lч об,l им>/ч об.в им>lч ) об.в б.2

> о,o!

О,ОО7 О,ЗВ

11,73

444,3 0,27 444 ° 3

0,27.54,67

38>4

О,2

27,1 нто

9572,5 53,0 99587,0

91182 ° 25 54,9!

56,46 90749,9 54,64 90149,9

7856,7 43,5 44592,1 25,28 37849,6 22,19 37849,6 22,79 37417,0 2ã,53

1,23 4,99 о,ов

2076,4

1424,7

1613,8 0,97

1424,7 0,86

16!3>8 0,97

1224,7 0>06

18>l

О,г о,!

27>9

0,86

0 15 1424,7 о,в!

27,1

16,9 29927,6 18>02 29927,6 18 ° 02 29927,6

559,9 3, 10 29818,6

0,07

18,02 4,15 сна

0,49

3565,0 2 ° 15 3565,0 2,15

3844,03 66,28

64,94 1,12

90,48 1,56

627 ° 69 10,82

3565,0 сн он

С,Н,ОН с н он

С!неон

864>1.

2,15

0,02

Ý7,6 0,4 37,6 о,о

О,г

37,6

5,9

27,2

О,o

37,2

o,ã

27,2

0,2

0,02

208,З

208,3 О, I2 208,3

1В,2

0, I2

О,О1

0,12

Спннт с более чем

Са

0> 14 215,1

215 ° 1

7,4 о,о

0>14

215,1

1163,34 20,06

0,14

18061,4 100

175387>7 100,0 166043>4 100 ° 0 166073,4 100>0 166073«4 100,0 5800,00 100,0

Всего

Температура, c

40 (чо>лкость) 40 (Пар) 415 (пар) 165 (пар) 375 (пар) 168 (пар) /Веление, ата

100

100

100

100 б) Реактор конверсии. Состав катализатора, мас.%: ZnO 24,9; Cry 08 . 36,7; СиО 38,4, давление 100 ата, температура 165-168 С, объемная скорость 20 мз/6000 ч.

Составы исходных потоков реагентов, промежуточных и конечных даны в табл. 1.

Пример 5. а) Реактор синтеза. 10

Состав катализатора, мас,X: ZnO 59,8;

Сгр Оз 37, 7; К О 1, 45, давление

150 ата, температура 360-410 С, объемная скорость 13 м /10500 ч. б) Реактор конверсии. Состав ката- 15 лиэатора, мас.%: ZnO 28,6; Cr Og

40,7; СиО 30,7, давление 150 ата, температура 195-198 С, объемная скорость 20 мз /6800 ч.

Составы исходных потоков реаген- 20 тов, потоков после реактора синтеза и конверсии и целевого продукта даны в табл. 2.

Предложенный способ позволяет по25 высить выход спиртов топливного сорта при высоком их качестве: малом содержании воды (менее 2000 ч/млн), Формула и э о б р е т е н и я

Способ получения смеси метанола и

Ср-Сг -спиртов топливного сорта на основе взаимодействия моноокиси углерода и в4)дорода при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора, содержащего соединение щелочного металла, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения выхода и качества целевого продукта, газовую смесь, содержащую 41,4—

43,5 об.% СО и 53,0-58,1 об.X Нр, подвергают взаимодействию при 360—

415 С и 100-260 атм в присутствии катализатора состава, мас.X: ZnO

59180 72в18; CrgOg 2514 37т7; K>IO

1,45-4,0 или катализатора состава, мас.%: ZnO 65,8; СтрОт(28,3; СиО 1,7;

КоО 0,9 и МпОе 3,3, полученную реакционную смесь, состоящую из метанола, Со-С4-спиртов, воды и непрореагировавших газов, охлаждают, а затем подвергают взаимодействию при

165-200 С и 100-260 атм в присутствии катализатора состава, мас.X: ZnO

25, 9-31, 4; Сгр Ол 36,7-49, 9; СиО 18, 738,4 или катализатора состава, мас.%:

ZnO 53,7; СиО 32,8; А1р Ов 13,5 с последующим охлаждением реакционной смеси, состоящей из метанола Ср-С,3спиртов, непрореагировавших газов СОо и незначительного количества воды, отделением жидкой смеси метанола С С4-спиртов топливного сорта н рецир" куляцией газовой смеси, состоящей в основном из СО, Нр и СОр, после удаления иэ нее СОр на первую стадию.

1 428187

Теплкца2

1(елеэак смесь

Смесь после реактора конеерсин кгlч мас. 2 кн /ч об.2

0,01Э 0,91 0,016

17 6

27,2 0,15

43, я!О

50 89 66801,2 48 4

67 125,6 48>63

35034,1 25,38

66801,2 48,4

9610,8 5Ý,OO 75440,8

7888, 1 43, 5 42154, 7

2В,43 35558,5 25,62 35358,5 25,62

7,18 0,12

1,48

2037 ° 4

1164,9

1713,1 .1,24

0,2

27,9

17 13> 1 1 ° 24

18,1 0,1

1164,9

0,84

0,84

0,79 1164,9 0,84

27 ° 2 О, 15 1164 „9

28692, 3

19, 35 28794, 9 20,86 28794 ° 9 20 ° 86

28794,9 20,86 6,2 0,11

562>1 3,1

0,47 3359,2 2,43

696>2

3359,2 2,43

2,43

3359,2

36,7

С8508

0,03

36>7

5,!

36,7

0,03

0,03 о ° о

0>03

0,03 35,6

0,0

35,6

3,0

35,6

О ° 03

208,0

0,01 208,0 0,15

17,0

0, l5

0,15

208,0

7 5

Спарт бопаа с

216,9 О, IS

0,0

1214,51 20,94

0,16

216,9

216,9

0,15

148252,9 100,0 138031,0 100,0 138031,0 100

1ЗВОЭ1,0 100,0 5800 ° О 100,0

Зсесо

18133 5 100

40 (пар) Те>>паратура, c

410 (nap) 360 (пар) 195 (nap) 40 (пппкость) к

198 (пар) Лаапакпа> ата

1S0

150

150

Составитель Н,Капитанова

Редактор М.Келемеш Техред А.Кравчук Корректор В.Романенко

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

C,Í,0II

СтвтОН

cе8аОн

Заказ 4869/58 Тираж 370 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/ 5

Э788,61 65>32

64 &3 1 12

87,31 I SI

630,45 10,87