1799865 - Способ получения метанола

Способ получения метанола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Использование: в основном органическом синтезе. Сущность изобретения: продукт - метанол, БФ , степень превращения оксидов углерода в метанол 92-97%, производительность 1 м3 катализатора: I стадия 1,16-2,0 т СНзОН/ч, II стадия: 1,02-1,28 т СНзОН/ч. Реагент 1: оксид углерода , реагент 2: диоксид углерода, реагент 3: водород. Условия реакции: при повышенных температуре и давлении в две стадии. На I стадию в проточный реактор подают синтез-газ при объемном отношении Н2/СО+С02 1,47-3,65. На II стадии в реакторе с рециклом процесс ведут при объемном отношении СО/Н20+С02 в газе на выходе из реактора в пределах0,82-2,89. 1 з.п.ф-лы, 4 табл. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 07 С 31/04, 29/151

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОйлУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 табл, (21) 4916507/04 (22) 04.03,91 (46) 07.03,93. Бюл, N 9 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт метанола и продуктов органического синтеза и Институт нефтехимического синтеза им, А.B.Топчиева (72) Ю,В.Лендер, А.В.Черепнова, А,А.Лендер, Л,И.Крупник, А,Я.Розовский и Г,ИЛин (56) 1. Патент Великобритании

М 1259945, кл. С 07 С 31/04, опублик. 1972.

2. Заявка РСТ 88/00580, кл. С 07 С 29/15, опублик. 1988.

Изобретение относится к области основного органического синтеза, в частности к производству метанола из оксидов углерода и водорода, Цель изобретения вЂ” увеличение удельной производительности катализатора.

Для достижения цели предложен способ получения метанола контактированием смеси оксидов углерода и водорода с медьсодержащим катализатором при повышенных температуре и давлении в две стадии, где первую стадию осуществляют в проточном реакторе, а вторую вЂ” в реакторе с рециклом с последующим выделением метанола после каждой стадии, в котором согласно изобретению на первую стадию подают синтез-газ при объемном отношении

Hz/CO+COz, равном 1,47-3,65, а на второй стадии процесс ведут так, чтобы объемное отношение СО/Н20+СО2 в газе на выходе из реактора находилось в пределах 0,82-2,89, причем объемное отношение СО/HzO+COz

„„Я2 „„1799865 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА (57) Использование: в основном органическом синтезе. Сущность изобретения: продукт вЂ” метанол, БФ СНБО, степень превращения оксидов углерода в метанол

92-97%, производительность 1 м катализатора; I стадия 1,16-2,0 т СНЗОН/ч, II стадия:

1,02-1,28 т СНЗОН/ч, Реагент 1; оксид углерода, реагент 2: диоксид углерода, реагент

3: водород. Условия реакции: при повышенных температуре и давлении в две стадии.

На стадию в проточный реактор подают синтез-газ при объемном отношении

Н2/СО+СО2=1,47-3,65. На li стадии в реакторе с рециклом процесс ведут при объемном отношении СО/HzO+COz в газе на выходе из реактора в пределах 0,82-2,89. 1 з.и. ф-лы, на выходе из реактора второй стадии регулируют путем добавления к газу, подаваемому на вторую стадию, дополнительного газового потока, содержащего избыток водорода или оксидов углерода.

Существенным отличительным признаком предлагаемого способа получения метанола является то, что на первую стадию подают синтез-газ при объемном отношении Hz/ÑO+ÑOz, равном 1,47-3,65, а на второй стадии процесс ведут так, чтобы объемное отношение СО/НгО+СОг в газе на выходе из реактора находилось в пределах

0,82-2,89, причем объемное отношение

СО/HzO+COz на выходе из реактора второй стадии регулируют путем добавления к газу, подаваемому на вторую стадию, дополнительного газового потока, содержащего избыток водорода или оксидов углерода.

Сущность предлагаемого способа получения метанола заключается в следующем, 1799865

Исходный синтез-газ с объемным соотношением H2/CO+C02, равным 1,47-3,65, нагревают в теплообменнике и при повышенных температуре и давлении, подают на первую стадию в проточный реактор с повышенным теплоотводом, например в трубчатый реактор. В реакторе исходный газ контактируют с медьсодержащим катализатором, имеющим следующий состав, мас. :

СиО 53,2; ZnO 27,1; AlzOz 6,5. При контактировании синтез-газа с медьсодержащим катализатором образуются метанол и вода

Выделяющееся при этом тепло отводится из зоны реакции и используется, например, для получения водяного пара, К газовой смеси, выходящей из проточного реактора, после отделения метанола и воды добавляют газовый поток, содержащий избыток водорода или оксидов углерода, таким образом регулируют отношение

СО/Н О+СО в газе на выходе из реактора второй стадии ч пределах 0,82-2,89. Полученный газовый поток подают на вторую стадию, которую осуществляют в реакторе при циркуляции газовой смеси с объемной скоростью не ниже 7500 ч . При этом температура и давление на второй стадии такие же, как и на первой стадии. Циркулирующую газовую смесь, выходящую из второй стадии и содержащую оксид углерода, диоксид углерода, водород, пары метанола и воду, подают в теплообменник для отвода тепла, а затем выделяют из указанной газовой смеси метанол и воду в сепараторе, Предлагаемый предел объемного отношения Н /CO+COz, равный 1,47-3,65, для первой стадии выбран из следующих соображений. Снижение объемного отно- шения ниже 1,47 нецелесообразно, так как будет приводить к увеличению скорости образования побочных продуктов и ухудшению качества метанола-сырца, а следовательно, возрастут потери продукта при ректификации и затраты на ректификацию, Экспериментально установлено, что при отношении Нг/СО+СОг, равном 2,18, содержание метанола-сырца составляет

98,97 мас., при отношении 1,67-96,34 мас, при отношении 0,76-95,6 мас, . При отношении Н /СО+СО2 выше 3,65 первая стадия синтеза метанола работает неэффективно, потому что большую часть метанола получают на второй стадии, вреакторе,,работающем с рециклом, При отношении

Hz/CO+CO2 выше 3,65 снижается производительность катализатора по метанолу. Если увеличить количество катализатора, резко снижается удельная производительность катализатора в процессе синтеза метанола, что следует из примеров 9 и 10.

Вторая стадия осуществляется так, что объемное отношение СО/HzO+COz в газе на выходе из реактора находится в пределах

0,82-2,89, причем в случае необходимости это отношение регулируют путем добавления газового потока, содержащего избыток водорода или оксидов углерода. Проведение процесса синтеза метанола за пределами указанного отношения приводит к снижению удельной производительности катализатора.

Приведенные примеры выполнения предлагаемого изобретения иллюстрируют практическое осуществление предлагаемого способа.

Пример 1(сравнительный).

На первую стадию в проточный реактор подают 135000 нм /ч газовой смеси следующего состава, об. :

С02 2,0

Нг 66,7

Nz 0,8

СН4 0,5

СО 30,0 с объемной скоростью 4500 ч

В проточном реакторе при давлении 7

МПа, температуре 240 С газовая смесь контактирует с медьсодержащим катализатором следующего состава, мас. :

СиО 54,0

ZnO 25,0

СггОз 12,6

АЬОз 397 взятым в количестве 30 м . Ha первой стадии образуется 33,6 т/ч метанола.

Выходящую из проточного реактора га-зовую смесь, имеющую после отделения воды и метанола следующий состав, об. :

COz 4,07

Н2 66,31

НгО 0,03

N2 1,68

СНд 1,05

СО 26,32

СНзОН 0,54 в количестве 64413 нм /ч подают на вторую стадию, На второй стадии этот газ перерабатывают в шахтном реакторе, в который загружено 40 м медьсодержащего катализатора, разделенного на 4 слоя. Температура циркулирующей смеси на входе в реактор составляет 220 С, на выходе из реактора равна

290 С, Расход циркулирующей газовой смеси на входе в реактор составляет

400000 нм /ч, объемная скорость 10000 ч

Объемное отношение СО/HzO+COg равно

3,44. На второй стадии образуется 26 т/ч метанола. Общее количество метанола, полученного на первой и второй стадиях, со1799865

2,64

67,09

1,10

0,69

28,20

0,18 ставляет 59,6 т/ч, На образование 1 т метанола расходуется 2268 нм газа, Пример 2. Исходную газовую смесь следующего состава, об, ;

С02 2,0 5

СО 38,0

Нг 58,7

1ч2 0,8

СН4 0,5 в количестве 140000 нм /ч подают на пер- 10 вую стадию синтеза метанола в проточный реактор, где она при температуре 250 С и давлении 8 МПа контактирует с медьсодержащим катализатором следующего состава, мас. : 15

СиО 53,2

2п0 27,1

А!20Э 5,5

Количество катализатора на первой стадии 30 м .- Объемное отношение водорода к 20 сумме оксидов углерода равно 1,47, На первой стадии образуется 34,75 т/ч метанола.

Выходящая из проточного реактора газовая смесь после отделения метанола-сырца имеет следующий состав, об. : 25

С02 4,03

Н2 49,66 12 1,69

СН4 1,05

СО 43,14 30

СНзОН 0,43

Этот газ в количестве 66106 нм /ч поступает на вторую стадию с объемной скоростью 10530 ч в шахтный реактор, работающий с рециклом. Шахтный реактор со- 35 держит 38 м катализатора, разделенного на 4 слоя. На вход реактора подают

400000 нм /ч циркуляционного газа. Температура на входе в каждый слой катализатора: 1 вЂ” 210 С; 2 вЂ” 220 С; 3 вЂ” 230 С; 4 вЂ” 230 С, 40 на выходе из реактора 260 С, Объемное отношение СО/Н20+С02 равно 6,01.

На второй стадии образуется 20,87 т/ч метанола. Общее количество метанола, полученного на первой и второй стадиях, со- 45 ставляет 55,62 т/ч. На образование 1 т метанола расходуется 2517 нм исходного газа.

Пример 3. Первая стадия та же, что в примере 2. К газовому потоку, выходяще- 50 му из первой стадии, добавляют 35009 нм /ч водорода. При этом образуется

101115 нм /ч газа следующего состава, об, :

С02 55

Н2 ч2

СН4

СО

СНзОН

Этот газ перерабатывают в шахтном реакторе, в который загружено 40 м медьсодержащего катализатора.На вход шахтного реактора подают 600000 нм /ч циркуляционного газа с объемной скоростью 15000 ч

-1

Температура на входе в каждый иэ слоев катализатора та же, что в примере 2, температура на выходе из реактора 286 С. Объемное отношение СО/Н20+С02 равно 2,76.

При этом на второй стадии образуется 43,54 т/ч метанола, Общее количество метанола. полученного на первой и второй стадиях, составляет 78,29 т/ч, На образование 1 т метанола расходуется 2235 нм исходного газа.

Пример 4. Первая стадия аналогична описанной в примере 2. Затем к газовому потоку, выходящему из первой стадии, добавляют 25966 нм /ч водорода, При этом образуется 92072 нм /ч газовой смеси следующего состава, об, :

С 02 2,89

Н2 63,87

Nz 1,21

СН4 0,75

С0 30,97

СнзОН 0,31

Этот газ поступает на вторую стадиювЂ” в шахтный реактор, где перерабатывается при параметрах, описанных в примере 2, Температура на выходе из реактора 274 С.

Объемное отношение CO/HzO+C02 равно

2,89, При этом образуется 39,20 т/ч метанола. Общее количество метанола, полученного на первой и второй стадиях, составляет

73,95 т/ч; на образование 1 т метанола расходуется 2244 нм исходного газа.

Пример 5. Первая стадия аналогична описанной в примере 2. Затем к газовому потоку, выходящему из первой стадии, добавляют 63386 нм /ч водорода, При этом образуется 129492 нм /ч газовой смеси, следующего состава, об, :

С02 2,06

Нг 74,30

Nz 0,86

СН4 0,54

СО 22,02

СНзОН 0,22

Этот гаэ перерабатывают в шахтном реакторе при параметрах, описанных в примере 2, Температура на выходе из реактора равна 288 С. Объемное отношение

CO/HzO+COz равно 2,85. На второй стадии образуется 42,23 т/ч метанола. Общее количество полученного на первой и второй стадиях метанола составляет 76,98 т/ч, на 1 т метанола расходуется 2642 нм газа, 1799865

Пример 6, Первая стадия осуществляется в каскаде из трех проточных реакторов. В первый проточный реактор подают

140200 нм /ч исходной газовой смеси следующего состава, об, :

СОг 2 00

Нг 58,61 чг 0,86

СН4 0,58

СО 37,95, где она при температуре 250 С и давлении

8 МПа контактирует с медьсодержэщим катализатором, В реактор загружено 10 м катализатора, Объемное отношение водорода к сумме оксидов углерода равно 1,47, В первом реакторе образуется 19,01 т/ч метанола, Газовая смесь, выходящая из первого проточного реактора, после отделения метанола-сырца имеет следующий состав, об. :

СОг 2,74

Нг 55,31

Nz 1,23

СН4 0,81

СО 39,55

СН3ОН 036, этот газ в количестве 96321 нм /ч направляют во второй проточный реактор и при температуре 250 С и давлении 8 МПа контактируют с 10 м катализатора, Во втором проточном реакторе образуется

16,26 т/ч метанола, Выходящая из второго реактора газовая смесь после отделения метанола и воды имеет следующий состав, об. :

СОг 4,13

Нг 49,54

Йг 1,93

СН4 1,23

СО 42,70

СН3ОН 0,47

Ее в количестве 59980 нм /ч направляют в третий проточный реактор. Указанная газовая смесь контактирует при температуре 250 С и давлении 8 МПа с 10 м катализатора. При этом образуется 11,01 т/ч метанола, Общее количество катализатора в трех проточных реакторах равно 30 м .

Всего на первой стадии образуется 46,28 т/ч метанола, Выходящая из первой стадии газовая смесь (34649 нм /ч) после отделез ния метанола-сырца имеет следующий состав, об. :

СОг 6,70

Нг 38,80 чг 3,22

СН4 2,00

СО 48,46

СН3ОН 0,82

К ней добавляют 66468 нм /ч газовой смеси состава, об. :

СОг 0,51

Нг 81,85

5 СО 17,64

При этом образуется 101115 нм /ч газовой смеси следующего состава, об. :

СОг 2,64

Нг 67,09

10 Йг 1,10

СН4 0,69

СО 28,20

СН30Н 0,28

Этот газ перерабатывают в шахтном ре15 акторе при параметрах, что указаны в примере 3, Объемное отношение СО/НгО+СОг на выходе из второй стадии равно 2,76, На второй стадии образуется 43,54 т/ч метанола, Общее количество метанола, полученное

20 на первой и второй стадиях, составляет

89,82 т/ч. На образование 1 т метанола расходуется 2301 нм исходного газа.

Условия и результаты примеров 1-6 приведены в табл,1.

25 Пример 7. Исходную газовую смесь следующего состава, об. :

СОг 1,96

Нг 67,10

Мг 0,90

30 СО 30,04 в количестве 156042 нм /ч подают íà первую стадию синтеза метанола в проточный реактор, где при температуре 250 С и давлении 8 МПа контактируют с медьсодержа35 щим катализатором. Количество катализатора на первой стадии 32 мз. Объемное отношение Нг/СО+СОг равно 2,10.

На первой стадии образуется 38,94 т/ч метанола, Выходящая из проточного реактора

40 газовая смесь после отделения метаноласырца имеет следующий состав, об. :

СОг 4,03

Нг 67,03

НгО 0

45 йг 1,89

СО 26,42

CH3O H 0,35

Весь газ в количестве 73653 нм /ч по50 ступает на,вторую стадию в шахтный реактор, работающий с рециклом. В шахтный реактор загружают 36 м катализатора. Нэ вход реактора подают 500000 нм /ч циркуляционного газа, Объемная скорость

55 13889 ч ". Температура на входе в каждый слой катализатора равна: 1 вЂ” 220 С; 2вЂ”

220 С; 3 вЂ” 230 С; 4 вЂ” 240 С. Температура на выходе из реактора 268 С, Объемное отношение СО/НгО+СОг равно 1,68, На второй стадии образуется 30,13 т/ч метанола. Об1799865

10 щее количество метанола, полученного на первой и второй стадиях, составляет 69,07 т/ч. На образование 1 т метанола расходуется 2259 нм синтез-газа, з

Пример 8. Первая стадия осуществляется в каскаде из трех проточных реакторов, в первый проточный реактор подают

132520 нм /ч исходной газовой смеси слез дующего состава, об. : СОг 2,41; Н2 74,69;

Nz 4,84; СО 18,06, где она при температуре

250 С и давлении 7 МПа контактирует с 5 м медьсодержащего катализатора, Объемное отношение водорода к сумме оксидов углерода равно 3,65. В первом реакторе образуется 10 т/ч метанола. Газовая смесь, выходящая из первого проточного реактора, после отделения метанола-сырца имеет следующий состав, o6. : СО2 2,62; Н2 76,03;

N2 5,86; СО 15,08; СНзОН 0,41. Этот газ в количестве 109064 нм /ч направляют во з второй проточный реактор, где он при температуре 250 С и давлении 7 МПа контактирует с 5 м катализатора. Во втором з проточном реакторе образуется 9,72 т/ч метанола. Выходящая из второго реактора газовая смесь после отделения метанола-сырца имеет следующий состав, об.о : СО2 2,84; 82 78,22; Nz 7,27; СО 11,27;

СНзОН 0,40. Ее в количестве 87323 нм /ч направляют в третий проточный реактор, Указанная газовая смесь при температуре

250 С и давлении 7 МПа контактирует с 5 м катализатора, При этом образуется 8 т/ч метанола. Общее количество катализатора в трех проточных реакторах составляет з

15 м, На первой стадии всего образуется

27,72 т/ч метанола. Выходящая из первой стадии газовая смесь (69168- нм /ч) после отделения метанола-сырца имеет следующий состав, об. :

СО2 2,88

Н2 80,91

Н20 0,01

Иг 9,1 1

СО 6,60

СНзОН 0,49

К ней добавляют 25420 нм /ч газовой смеси следующего состава, об. :

СО2 25,15

Нз 23,19

СО 51,66

При этом образуется 94588 нм /ч газовой смеси следующего состава, об.%:

СОр 8,86

Нг 65,41 ч2 6,66

СО 18,71

СНЗОН 0,36

Этот газ перерабатывают в шахтном реакторе, в который загружено 38 м медьсодержащего катализатора, разделенного на

4 слоя. Температуры на входе в каждый слой катализатора: 1 вЂ” 220 С; 2 вЂ” 220 С; 3вЂ”

230 С; 4 вЂ” 230 С. Температура на выходе из

5 реактора 261 С. Расход циркулирующей газовой смеси на входе в реактор составляет

570000 нм /ч. На второй стадии образуется з

30,45 т/ч метанола. Объемное отношение

СО/НгО+СОг равно 0,82. Общее количество

10 метанола, полученное на первой и второй стадиях, составляет 58,17 т/ч. Расход газа на 1 т метанола равен 2715 нм, Пример 9. На первую стадию в проточный реактор подают 90000 нм /ч ис15 ходного газа, имеющего состав, об, :

COz 3,0

Нг 73,0

Мг 7.0

СО 17,0

20 В проточном реакторе при давлении 7

МПа, температуре 250 С газовая смесь контактирует с медьсодержащим катализатором, взятым в количестве 5 м, На первой з стадии образуется 8,49 т/ч метанола. К газо25 вому потоку, выходящему из первой стадии, добавляют 15931 нм /ч газа следующего соз става, об.%:

COz 37,62

Н2 60,28

30 СО 2,10

При этом образуется 86349 нм /ч газовой смеси следующего состава, об.%:

СОг 9,71

Н2 71,64

35 Н20 0,03 ч2 7,30

СО 10,93

СНзОН 0,39

Этот газ перерабатывают на второй ста40 дии в шахтном реакторе при параметрах, описанных в примере 8. Температура на выходе из реактора 248 С. На второй стадии образуется 24,57 т/ч метанола, Объемное отношение СО/Н20+СО2 равно 0,31, Общее

45 количество метанола, полученное на первой и второй стадиях, равно 33,06 т/ч. Расход сырья на 1 т метанола равен 3204 нм .

Пример 10. На первую стадию вЂ” в проточный реактор подают 90000 нм /ч ис50 ходной газовой смеси следующего состава, o6

СО2 7,0

Нг 78,0

N2 7,0

55 СО 8,0

В проточном реакторе при давлении 7

МПа, температуре 250 С газовая смесь контактирует с медьсодержащим катализатором, взятым в количестве 1,5 м, На первой з стадии образуется 1,93 т/ч метанола.

1799865

Пример 11. На первую стадию вЂ” в проточный реактор подают 90000 нм /ч исходной газовой смеси следующего состава, об,%:

C0z 7,0

Нг 78,0

Nz 7,0

СО 8,0

В проточном реакторе при давлении 7

МПа, температуре 250 С газовая смесь контактирует с медьсодержащим катализатором, взятым в количестве 30 м . Здесь образуется 9,96 т/ч метанола.

Условия и результаты синтеза метанола по примерам 6-11 даны в табл,2, Как следует из табл.1 и 2, удельная производительность катализатора увеличивается как на второй стадии, так и во всем процессе в целом, если объемное отношение СО/HzO+COz в газе на выходе из реактора второй стадии поддерживать в пределах 0,82-2,89. Как увеличение, так и уменьшение этого отношения в газе на вы ходе из реактора второй стадии приводит к уменьшению удельной производительности катализатора (примеры 2 и 9). В указанном и ределе объемного отношения

СО/HzO+COz наблюдается высокая степень превращения оксидов углерода в метанол.

При этом под степенью превращения оксидов углерода понимается отношение количества оксидов углерода, превращенного в метанол, к исходному количеству оксидов углерода. В процессе синтеза метанола не используются лишь оксиды углерода, выводимые с постоянной продувкой и растворенные в метаноле, Они выводятся из процесса и используются в качестве топлива. В примерах 3, 4 и 5 при использовании исходного газа приблизительно одинакового состава на второй стадии на выходе из реактора получают газ, значительно отличающийся по своему составу. Это объясняется тем, что в примере 3 функционал газа HrC0z/CO+C0z, подаваемого на вторую стадию, равен 2,08, т.е. близок к стехиометрии, в примере 4 вЂ” ниже стехиометрии (1,83), в примере 5 значительно больше (3,0). Поэтому в примере 3 соотношение HzCOz/CO+COz на выходе из реактора становится равным 4,6, т,е. возрастает, В примере 4, где оно меньше 2,0 вЂ” уменьшается и становится равным 0,56, В примере

5, где отношение Hz ÑOz/CO+COz на входе в реактор равно 3,0, на выходе из реактора становится равным 19,7. Таким образом, если в исходном газе соотношение реагирующих компонентов ниже стехиометрии, то после проведения реакции в циркуляционном газе накапливаются те компоненты, ко5

40 торые были в избытке, т.е, оксиды углерода.

Если соотношение реагирующих компонентов выше стехиометрии, то в реакционной смеси накапливается водород.

Наибольший положительный эффект наблюдается, если первую стадию осуществлять в каскаде из нескольких проточных реакторов. Это видно из сравнения примеров 3 и 6 табл,1 и примеров 8 и 9 табл.2.

Увеличение удельной производительности катализатора при проведении первой стадии в каскаде проточных реакторов объясняется тем, что после каждого из проточных реакторов выводятся продукты реакции (метанол и вода). Поэтому снижается термодинамическое торможение процесса продуктами реакции и достигаются более высокие скорости образования метанола в каждом отдельном реакторе по сравнению со скоростью реакции в случае, когда первую стадию проводят в одном проточном реакторе, В табл.3 и 4 приведены материальные балансы всех потоков, Предложенный способ получения метанола дает положительный эффект: увеличение удельной производительности катализатора при достаточно низком удельном расходе синтез-газа; от 2235 до 2715 нм /т. Это дает возможность применять з данный способ получения метанола в две стадии, используя в качестве исходного газа газовые смеси, содержащие водород и оксиды углерода в более широких пределах изменения концентраций, чем указано в прототипе, т.е. значительно расширить сырьевую базу производства метанола, При этом можно использовать газы, отходящие иэ других производств, а также полученные высокотемпературной конверсией или газификацией твердого топлива, Формула изобретения

1. Способ получения метанола контактированием смесей оксидов углерода и водорода с медьсодержащим катализатором при повышенных температуре и давлении в две стадии, где первую стадию осуществляют в проточном реакторе, а вторую вЂ” в реакторе с рециклом, с выделением метанола после каждой стадии, отличающийся тем, что, с целью увеличения удельной производительности катализатора, на первую стадию подают синтез - газ при объемном отношении Hz/СО+СОг 1,47-3,65, а на второй стадии процесс ведут при объемном отношении СО/H20+C02 в газе на выходе из реактора в пределах 0,82-2,89.

1799865

2, Способ по и. 1, отличающийся тем, что объемное отношение СО/H20+C02 на выходе из реактора второй стадии регулируют путем добавления к газу, подавае5

Условия и результаты синтеза метанола по примерам 1 вЂ” 6

По известноПоказатель

П име 6

1 реактор

I I реактор

111 реактор

Пример

Пример Пример

4 5 му способу

Пример

1 стадия

1. Объем катализатора, мз

2. Расход исходного газа, нм /ч

3. Объемная скорость, ч

4, Объемное

135000

140000

140000 140000

4667 4667

140200

96321

59980

4500

4667

14020

4667

9632

5998 отношение

Н /СО+СОг в газе

2,08

1,47

1,31

1,06 на входе в реактор

5. Количество полученного метанола, т/ч

6. Производительность 1 м

34,75

33,6

34,75

34,75 34,75

19,01

16,26

11,01

1,12

1,16

1,90

1,63

1,10

600000

400000

600000

600000 600000

35009

25966 63386

66466 полученного метанола, т/ч

26,0

20,87

43,54

39,20 42,23

43,54 катализатора, т

СНЗОН/ч

1! стадия

7, Объем катализатора, м

8. Скорость циркуляции, нм /ч

9. Количество добавляемого газа, нм /ч

10. Количество мому на вторую стадию, дополнительного газового потока, содержащего избыток водорода или оксидов углерода, Таблица 1

Условия и результаты синтеза метанола по примерам 7 вЂ” 11 т а б л и ц а 2

1799865

Продолжение табл. 1

1799865

Пример

П име 8

Пример

II I реакто то

1,29

1,22

2,00

1,94

1,60

1,70

0,33

500000

570000

25420

15931

30,13

30,45

24,57

1,68

0,82

0,31

69,07

58,17

33,06

2259

2715

3204

1,02

1,10

0,77

96,81

87,30

95,12

Показатель

6, Производительность 1 м катализатора, т СНзОН/ч

II стадия

7. Объем катализатора, м

8, Скорость циркуляции, нм /ч

9. Количество добавляемого газа, нм /ч

10. Количество полученного метанола, т/ч

11. Объемное отношение СО/HzO +

СОг в газе на выходе из реактора

Общие показатели

12. Общее количество катализатора, з

13. Общее количество полученного метанола, т/ч

14. Расход исходного газа на 1 т метанола, т/ч

15, Производительность 1 м катализатора, т СНзОН/ч

16. Степень превращения (СО+СОг) в метанол, I реактор И реакПродолжение табл. 2

19 сч а л а

СГ\

С 3 ш

Ч) а со сЧ (Ч

CO OO

0 \ -П

ОЪ -Ф а сч

О о г

--С ( л

ОЪ

» (О

СО -П сч м

--»

С4 П (Ч - T

m м сЧ

Ю о м о л о

-3 а м

ОЪ

Л Г (Ч

-) о с» а л о сЪ о (Ч сО (Ч

Ч» о л ( о сО о

Ю о со л

СО

ЪО М (О

О о

СЧ П ае м л

v -сч

Ф ОЪ

ОЪ О м (Ч

-Ф о а

LA (Ч (Ч о м (4

СО о о о

С)

СЧ OO м а м

ОЪ о

CO м м

--д а а

Cl CO м а сЧ

CO л (ч с ъ сч

С4

О Л м

С 4

CO л л

-С 0 Ъ сЧ сч

СО

ОЪ (О 0 Ъ сч Ш

О\

СЧ (A

»Г О С)

О м

-П ъО (Ч

С4 О

М CO

О а

ОЪ (4 а ш

О м ъа а

LA ЪО м

ОЪ м ю (Г\

СО о о

Ч) (О --»

О ъа м

-Ф а

ОЪ

- П с ъ

О а о

С) м (Ч (Ч

ОЪ

"О (\

О\ о

П ( (Ч (ъ м (Ч а

LA м

СГ\ о л

Ю о

С»

CO (D о а о м

С)

С»

С 4 СО

lD сч

-т л (Ч (D

CO (Ч

С4 С4

Cl с4 м а о О а м

0Ъ а л ш

СО П

О 0Ъ Ъ» Н»

С» л (4

О ГМ сч а м

СО (О л м л о

О\

Ю (D

CO (Ч (Ч (O м (О м Оъ

О о

ОЪ о а

0Ъ л м с»

С 4 м

С»

0Ъ

LA (ГЪ

ОЪ о м ае Оъ ъО

v м

СП 0 \

X ОЪ о О ч» о «со

CO (ч а о

Ю м о

О (Ч

СО

Cl м о сч о (ч о л а о м

-т м л а

СЧ LA м сч о (О м о о о

П) о х о

i о

З и

Z а (O

tC»

X а с

2i т с

ГП

Ф н

П) с

»С с

Ю о о а

3 сч

CO О (Ч сч

СО

С»

Cl сч м

LA О с! м ( (Ч LA м ъО

О 0Ъ ъО л

-П (Ч ОЪ

CO сч

"О СО (O C4 сч м

CO (О

С) lA

0 \ CO CO (О

"О сЧ (Ч О

Ш ОЪ л о

П -Т о м

С»

С 4

С»

1 ъО

-) CO л (ч

»Г л

3о л о (О

LA (D! (Ч а

С» О сЪ CI

С»

CO м о а о л а л - о л о о м (ч

Ч» м О

ОЪ

-С аЕ ОЪ

CO о

Е ОЪ О м а о л

-де (D

Cl (4

Ю а (:) м о

О о с "Ъ о о о м м (Ч

0 \ (О о

С»

lD о а Оъ м ъа (4

- д с!

0Ъ сч 0 б

-и- л

С) О» (ч а а Оъ м л г4 CO

С)

Ю а

C) о ()Ъ о . о

О О О» о о

СЧ ОЪ

LA а

О л л

Ч» с 4 сч сЧ Г О с! сч

ГЧ

lD (Ч

СО

ОЪ О а л

О (D л о

OO (О

О С»

С»

С)

Cl м о

С)

CO CA о

-) о

I о ° .О (Ч

ОЪ

Г М л

0Ъ

С» (Ч а м о

Ч» (4 ае ъО

CO -С с)

lO ОЪ

ОЪ С»

С» а

С) С)

С) (Ч

СО

О ОЪ о

С 4 л м о

Ч)

)О м (Ч

С(Ъ CO о ч) ш с»

Ю о. (D

C) О с ь с

Ю х

Сб с

Ю Ю с и с

Ю х о х

v) L) о и и

Ю и х о о о

Х с ) Z X Е

Ф I

Ц ГП о v о

С Ф (Е

П) о х

I I

ГП а з

Ф v

П) с

)т

X (Z

X (O

v (o

1 с

)С И о

L о

Л: о

Iо н т о

L о

3Л: т 2 Ф

1 I

1 1

1 t

1 1

1 I

1 1

I t

1 1

1 I

1 1

I I

I !

1 1

1 l

3 1

1 1

1 (О 1

1 I а 1

I 1

1 X I а i

1 С 1

1 1

1 !

1 1

1 !

1 1

1 I

I 1

1 1

I 1!

I 1

1 1

I 1! 1

I 1

I !

1 1

1 I

1 LA 1

1 а 1

1 П) 1

I Е 1

1 X 1 а !

I! !

I 1

3 1

1 !

I I

I 1 а ! 2! т а 1 с

1 1! 1

1 I

I I

1 1

1 1 м !

1 1

a !

1 Ф 3

X б

) X I а с

1 !

1 1

I (3 1

1 1 а !! (33 1

1 X 1

X а с

I I

1 I

I 3

1 3

1 I

I I

1 1

1 I

I I а !

l Ф I

1 X I

1 X 1 а

t c

I 1

1 1

1 I

1 б

1 1

I 1

1 1

1 I

1 i

I 1

1 1

I 1!

1 П) I

1 (П I

1 t I

1 1

1 3

1 I

I т

\ I

X 1 т 1

I дЕ I

° 1 (О 1 о

1 м

Z 1

1 дд 1

° 1 (О 1 о

1 т

1 м 1 б

1 дд 1

° 1

П:) 1 о !

У I

Ч ° 1!

Е I

Z I

I дд б

° I

О 1 о !!

0 !

1 м

I дЕ I

° I

О I о i

J 1

1 м 1

Z 1

f ае I

° 1 o о

m I

Е I

1 ае

° 1

0 i

У I

1 м !

Х 1

ПЕ 1

lD о !

П) 1

Ф 1

1- 1

v i о !

Ф I т т

tO 1

Ф 1

C) (П I

Z 1

I а о

I l

1 Y

I lO

1 Ф

I О.

I н н н

I tL о

i Щ

I К

1 н н

1 CL о н

3 ltl

1 Н

1 !

3 !

1 !

I lL

I (Е

1 Щ

I Iv

1 l-(I

I !

Ф Ф Ф

О * (X Ф

L 0 а (o

О П) X CL

Ф з м о

tO X 3м м о а (ГЪ (О а (О

ОЪ СО -П Э О

"О Л ссъ м

О М О 1- СЪ Ю М

I 1 1 I 1 I б

I 1 I

1 1 1 3 б !

1 1 1 1 I 1

1 I I 3 3 I I

I I I 1

1 I 1 I 1

I 1 I 1

С3 о (ч (ч м

CO ОЪ м

cl о о

Оъ о сч О сЧ ъо (О с | ОЪ а Оъ

-т а а м

СО

-о м О со

Чо (ч о о со а

СО CO

Сч (4 о о ю сЧ 0 ъо -т 0 ъ о г а л ъо л т г

o o o со -т (ч а (Ч (О т гЪ

-т г а Оъ (ч л -т

CO ) а о

Л со (ч м м а

ОЪ (о -т (Ч (О (Ч

ОЪ т

Ю с Ъ т О

Оъ м

0 г

ОЪ о (О л сч о о о

СЧ CO (Ч

СО (ч о

О 3

N о (ч л (ч

ОЪ м (Ч

Ю а д о гч л (О

СО

CO (Ч LA о

О ОЪ О о

Г а

СЪ

ГЧ

CO м ю о

"О

СО ОЪ

С)

О (О

Ю о о о (Ъ CI (Ъ CO

0 Ъ ОЪ

С|

С3

Оо ОЪ

1 а оъ

СО СО СЧ

N (4

Ю (О

О С( о о (О (Ч

"О а

Ю о о о о о

С> с4 О л

ОЪ

0 ( л со сч а

3 со м(ОЪ Л л о

-т м а т

-т

"О гч

Ч) (О

СЧ ОЪ О

Ю ъо м о а (О о о (О

CO ОЪ а

О\ -3

С) (О сО м м а (Ч о о а

CO ъо

Г Оо

0 (а т

Ь С) .т м (ъ

N л л а (С) (О м о

4 г| л о (Ч о (ч сч о

N (ч о (О

Ю ЪО

ОЪ

ОЪ Л л

Ф о оо а (Ч

CO о

О ОЪ

Ч) - 4 (О а о о ъо о а сч м 0

0 О

3 .О м о

С) о

3 (О

О N а

0О м

CO O о а м сО л м м

-т о о о

С)

С3

О о о

-т

ОЪ о м а сч

O а

С)

С (Ю

Ю ь о

-т о м

N 0

CO (4

-т о (0 а

О о л сч а

СО

О т О сч л

LA (УЪ

СО 4

Оъ -т

N LA а

О\

ЪО ъо CO сч а о

СО (4

3 а о

СО (О (4 (Ч N ОЪ

С) "О о л о г 4

-т

С3

N (O

LA л л о л (О CO

СО N (О

О\ (О (Ч (О

Ю м (ч

М CO л

0 \ CO

CO м

N 30 л

ОЪ м о о о м о а

ОЪ

ОЪ сЪ

-т

ОЪ о

Г м л о

С(о (л м а (О (Ч (Ъ

Ю а (ч л о

ОЪ л (О о л м а о а с о а м

Г о\

Ю а Оъ

- т

OO сг\

СЪ

М С(Ю о

Cl о а (О м о

-:г о о

О о

Ю а

CO а г со со о

N (Ч

Ю о (ч

СЧ гЪ

О> ОЪ л л с Ъ

-т м (О CO

"О л сч О о

С)

CD о о сО о сч о (Ч .О (0 (Ч а оъ а а м о о о

N ъо т Оъ о л а л ъо л -т л

T со 1 а о л (ч м ъ а л

ОЪ (О о о о со -т (ч а о -т м

-т л а оъ (Ч

0 \ т о -т м л

ОЪ М о л

ОЪ

-т О

0 л (ч о о

С)

N co (4 О

СО О

СЧ Ю (Ч сч

ОЪ м 4 "О

Сл а

Ф т о сч л ъо

CO со (ч а

1 а

I о,О т о (Ч м о

ОЪ о (4 о

ОЪ с I

СО (\ o

Ю о

С| а м о т

О:) 0Ъ л о ю о (О м о м СО

0Ъ ЪЪ о о

О о

С1

СЪ о

СЪ (|

-т (Ч

N О (О О (4 (ч м о

О о о

Со О .о о

-т

СО о а .оCO СО

N (Ч о о

CO О сО М л м СО (О о а гч л л (Ч с 4

С)

СЪ

Г о

ОЪ

"О.т (о

СЪ ъо м л о м о

0 (Со Л о (О м г сч м (О м о

ОЪ

-т О л м

-т м

-т о

-т л (ъ

-т (4

ОЪ N

С( а

О ,0

0 \ а ъо о

O a

Ю (О

Г м -т

ОЪ - М О

С1 сч О ц.

ОЪ 07

-1. Л о -т N а 0

ОЪ

О,О (Ч о

О о

0 Ъ

N CA N

- б о м «о съ О о а со о -т

ID о а

О а о

О с \

Ю СО сч л

ОЪ М о (Ч

N сч л (О (Ч ОЪ (Ч о с:> о о (ч о

О (4 л

О \ сч о (ч а

CO I

0 Ъ с Ъ

1А

0 ъ со т

0 Ъ о

ID ъо м

CD (!

-т 3

О\

М ОЪ

CD о о

N М

С)

С4 а т

С)

Г Ъ сч

Со (О о л ъо (Л Ъ(3

-т м

С) N л о о а (4 -т а л м

ЧЭ а ю

О сч (Ч (О о т

ОЪ

О О

N a

О ОЪ л а э а

N ("Ъ а о

"О

С4 О

-т м л м

N a

0 Ъ о о сО

О л м гъ о о чо о о ("С

CO (Ъ со а

ЪО Ю

О\

N .-т г оо

О:3

0Ъ 0 (N

ОЪ

ОЪ 0 м

N О О т (О

N a м м а о

Ю о л (О

СЧ ОЪ м о а (4 (4 г

С) а

Сл о

Ю о

С| о

O и

O о и и

O о с

Г.

v z о о

С) о и z z

0 о

z и

Х и

С3

v о и и

С3 и о и и

CC .)

Z Z

Ф Ф о л

3- СГ

О ю с

X c() а (33 О с( о х

Г) X (C (C Ф Э

1 (33 а

Ф а о э л(X о Ф

C3) Х Ф (Ф а

X X

Г)

Ф Ф и

1 I I

I I 1

I I )

1 I )

I I

ICO1 I

1 1 I

I 1 I

) 1 I м

I I 1

c ) (О I I 1

C3) 1Л)

3-)1!

1 1 1

Э I )

Z I I

Q I 1

X 3(O I 1

С 3-)

cZ I

Я 1 1

1 I с

1 1 ба!

1 1 1

1 I )

I I 3

I I б

3 тб

3т) л)

) 1

1 1 Е)

I I 1

I 3 I

1 I 3

)м! р)

) ° 3

1 1 303

О!

I 1 1

1 1 I

I I I

I I XI

1 1»1

3(Ч)

l l Zl

I ) Zl

1 I 1

1 3 I

1 1 I

I I I ! 4Р)

1 3 1

)-л О! о! ! 1 1 б 3 1

1 ) I

Х!

1 1 "!

)Ю I

I I ZI

I I I

I 1 I

1 I 1

1 I c)C I

103) ° ° I

1 I )Dl

О)

I ) б

I 1 I

I I I

1 1 1

1 1 Jl

ICOl " 1

1 I гъ)

1 Zl х)

I 1 1

I 1

1 1 1

)Лб 4(33

1 I ° I

1 1 (O I

1 ) О)

1 I I

1 1

1 I I

I I I

Лоб З)

1 I » 1

I I \ 1 х)

1 I ZI

1 1 I

1 I 1

)а) ср)

I I

1 130) о)

I б I

1 I I

1 I 1

3»1 I

I 1 » I

1 I Ф 1

1 I ZI

ZI ! I 1

I I 1

1 1 1

I )

)м) ррб

1 1 ° 1

1 I (O I

О3

I 1 I

I I 1

I 1 1

I )

1 1 1

1 3 I

1 I 1

lN I

1 3

I 3 I

1 I I (C

1 1 I X

1 I 1 (Z

I I I Ф л.

1 1 U

1 1 1

I 1 ) Н

)Ч

1 I I

1 1

I ) I

1 I 1 3 I 1 I I

1 1 I I I 1 I I I

I I 1 I I 1 I I 1 I I 1 I 1

I I I I 1 1 1 I I 1 I I 1 1 I

1 I ) I I (I I 1 I

1799865

1 I 1

I 1 (CO(. I

1» ° 1

1 I

I I 1 м

° 1 1 1

С(lO I 1 1 (33 (Л(I- 1 1 1

1 I I

С3 1 1 1

X I 1 1

X 1 1

31 1 I 1 м м(с

О 1

Ctl I I

Я I. I I с

I I 1! а! I

l l 3

1 I I

l 3 1

I I 1

1 I 1

1 I 71

L1 I 1

1 вЂ” 1 О 1 (1 I Zl

1 I 1

1 1 1

1 1 1 (М(4бб(1 1 ° 1

1 I LOI

1 I I

1 I 1

I I I

I I Х(I 1 «1 (Сч I

1 вЂ” 1 Xl

1 1 Х!

1 I I

1 1 I

I 1 I

I 1 4С(1-1, Ч

1-Л С(!

О(1 1 1

1 I I

1 1 1

1 1 У!

I 1 " 1

IС(Г « 1

1 1 Xl

1 I Il

1 1 !

1 1 1

I ««ЕI

ICCL3 . ° 1

1 I (O I

О(1 1 I

1 1

1 I 1

I 1 1

1 1 У(ICOlL." 1

1 1 «LI

1 1 X,I

1 1 Хб

I 3 1

1 I I

l 1 1

1 3 М3

1 ° 1 (О(о(1 1 1

I 1 1

1 I 1

1 1 1

КО!" Х(I I Л(I 3 «31

1 (Xl

Х(1 1 1

I 1 I

1 I 1 (а(блГ(1 I 1

1 (О!

О(1 1 1

I 1 I

1 1 I

31 1 г(1 1 1

3 1 «LI

I I Xl

1 1 Х(1 1 I

1 1 1

1 ) I

I 1 I (М(Li«3

1 1 I

1 1 LO I

1 1

1 1 1

1 1 I

1 1 1

I 1 1

1 I 1

I 1 1

IСЧ(1

I I I

1 I

1 I 1

1 1 I

I 1 I

1 I I

1 I 1

I 1 1

1 1 1

I 1 1

1 1 1

1 3 1

I 1 1

1 I 1

1 I 1 I 1 I

1 1 1 I I 1

I 1 1 1

I I 1 1

1 б (Ч а о

01 м

СО

О\ -Ф 0

«о а О б .Ф CO СЧ 01

Сб о о

Сб

О СО 03

ОЪ» СО

" Об

-Ф .О CO

-з л л дУ О CO

Г С а сЧ

L3 «СЧ О «-т сс а - о л

О1 - Об сЧ о

cD м а. с(б (" сЧ о м

Ц I

М Об

« "О

СО

Ссс сч N

«Ф а сО

- 3 I (Ч о

СО

LCc (Ч о

О l

Об с 4 о о

CO а а

«С(Ч(3 о -м

О 03

Ccc cD о

Cl о

00 «О «Сб

" CO О 01 сч ао о о

С:б о о

L о

IО л. о

z о ю

C3 Z

4Ч (Ч

CO СО и (33 а

03 м сч л сО с4

l3 о (Ч М т «.(Ч

0 б

I4Ч ЧО

Ссс -Ф и о (0 м (Ч а о в л м .С

Ж ° (Ч

° CO CO

33 а

Х Об -С

Г сО а

У о

l с 4 сб

СФ О б

ГЧ

CI Г х сп о

cD о

CO .О

3- (Ч О сбС СО

0L СЧ

L3 cD бС "О

X 03 б"\

Сб

Ю т сб z

1 с о х сС (О о а

О(Х и (Ч

cD (Ч

0с СЧ

«о

0L О

С 4

"О 0 а а сб

СО а сч

Об сч сч

LCL (л(3

-т

Ч(1799865

Таблица/1

Пример 8

Пример 7

Пример 9

Газ об. Ф нмз/ч об. Ф нмэ/ч об. 4 нмз/ч название

I нм/ч

L нмз/ч об.Ж состав

> 1 4

1 стадия

I реактор

2, 41 3198

74,69 98982

0 0

II реактор

2,62 2856

76,03 82920

0 0

Ш реактор

2,84 2476

78,22 68309

0 0

1,96

67,10

Нсходный СО

73 газ

Н О

4,84

18,06

0,90

30,04

Способ получения метанола

Патент 1799865