Способ получения метанола

Способ получения метанола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

<>829609

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, сеид-ву— (51)м КЛЗ

С 07 С 31/06 (С 07 С 29/15 (22) Заявлено 160479. (2g) 2753475/23-04 с присоединением заявки No (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 1505.81. Бюллетень И9 18 (53) УДК 547. 261 (088.8) Дата опубликования описания 150581 (72) Лвторы . изобретения

М.Х. Сосна, Ю.К. Байчток, A.Ï. Селицкий, Х.Х. Хабибулин, В.П. Семенов, Л.Б. Кандыба, П.Р. Олешко и И.И. Вакуленко (11) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к усовершенствованному способу получения метанола. 5

Известен способ получения метанола путем конверсии природного газа водяным паром при 665-1050 С и давлении 10 5-50 атм в присутствии никелевого катализатора, восстановления окислов углерода водородом до метанола при 250-420 С и давлении 35-70 атм в присутствии медно-хромового катализатора; отделения образовавшегося метанола, рециркуляции непрореагиро-. вавшей смеси в реактор синтеза метанола, отвода части циркуляционного газа в виде продувки и возврата про- дувочных газов на стадию конверсии.

Выход целевого продукта .1733 моль/ч, выход воды 852 моль/ч (1Г. 20

Недостаток этого способа †.высокий выход воды (852 моль/ч).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения метанола путем, конверсии природного газа или нефти

Водяным паром при 600-1000©С и,4ав- ленйи 8-53 атм в присутствии никелевого катализатора, восстановления окислов углерода водородом до мета- 30 нола при 215 450оС 70

300 атм в присутствии алюминий-цинкмедного или алюмо-цинк-хромового катализатора, отделения образовавшегося метанола, рециПкуляции непрореагировавшей смеси в реактор синтеза .метанола, отвода части циркуляционного газа в виде продувки и возврата продувочных газов, имеющих соотношение водород : .Углерод, равное

10-20:1, частично или полностью на стадию конверсии. Выход целевого продукта 0,27 кг с 1 кг катализатора в час, Расход:природного газа

760 м на 1 т метанола (2 ).

Недостатком даннбго способа является присутствие в непрореагировавшем газе значительного количества водорода,,которое превышает стехиометрическое в 2,5-5 раэ, в результате чего возрастают энергозатраты на нагрев и сжатие балластного водорода и увеличивается расход природного газа.

Цель изобретения — снижение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что непрореагировавшие газы перед подачей на стадию конверсии гидрируют при температуре 180-200 С о

829609 и скорости подачи сырья 100-300 10 ч1 в присутствии катализатора состава, вес.Ъ:

Окись никеля 32-40

Окись алюминия 47-57

Окись кальция 3-21 5 с последующим догидрированием при температуре 250-450ОС и скорости подачи сырья 10-50.10 ч"" в присутствии катализатора состава, вес.В:

° Окись никеля 23-26

Окись алюминия 43-49

Окись магния 13-17

Окись кальция 6-13

Окись бария 0(6»*1,2 и вьделением 40-70 об.Ъ водорода посредством палладиевой мембраны. 15

Использование предлагаемого способа позволяет снизить энергоэатраты. на проведение процесса вследствие снижения количества балластного водорода и снижения расхода природного 29 газа на 1 т метанола до 720-750 м.

Пример 1. Подогретый до .

500 С и очищенный от серы природный гаэ следующего состава, Ъ: СН 90, Синаи 7(N< 0(8, СО 0,2(СОа 2 в ко- 25 личестве 720 м /т смешивают с водяным паром в количестве 0,88 т/т в соотношении пар/гаэ.1,56:1. К парогазовой смеси добавляют. двуокись

190 м углерода ЗО т СН ОН

Полученную таким образом парогаэовую смесь подвергают пароуглекислот- ной конверсии метана в трубчатой печи на катализаторе ГИАП-16 при

850 С и давлении, близком к атмосфер ному. Из трубчатой печи конвертированный гаэ следующего состава, об.Ъ:

СН4 2,3, CO 26, CO g 3,7, H(I 67(5 (N g 0,5 в количестве 2400 мэ/т СН ОН после охлаждения и сепарации влаги 40 поступает в компрессор, где газ сжимают до давления 300 кг/см и в качестве свежего газа подают в реактор синтеза метанола.

Синтез метанола осуществляют при 45

400-450 С на Zn-Cr-Cu катализаторе.

Смесь, содержащая 8% метанола, покидает реактор.

После охлаждения смеси и отделения сконденсировавшегося метанола в сепараторе непрореагировавшие газы смешивают со свежим газом и рециркулируют на вход в реактор синтеза

Метанола. В цикле синтеза происходит накопление инертов СН+ и N, уменьшающих степень превращения сырья в метанол.

Во.избежание черезмерного снижения степени превращения часть циркуляци онного газа продувают (его состав, об. Ъ: СО 0(6, Н 70, СН4 16, N g 7,4, Щ расход 400 мз/т СН ОЙ.

Примерно половину общего количества продувочного газа отводят на стадию пароуглекислотной конверсии углеводородов. Продувочный газ посту- g$ пает в подогреватель, где подогревается до температуры начала реакции метанирования — 180 С, а затем в метанатор, где происходит каталитическая реакция гидрирования окислов углерода в метан.

В метанаторе применяют в качестве лобового слоя катализатора высокоактивный, но недостаточно термостойкий катализатор марки НКМ, который содержит, Ъ: N i О 32-40, А l 09

47-57 и СаО - остальное, имеющий активную удельную поверхность 150 м /г.

Температура выхода газовой смеси иэ этого слоя катализатора не превышает 250 С. Во избежание перегрева процесс на катализаторе проводят при объемной скорости порядка

100 ° 10 ч "" . Степень превращения

CO в метан составляет 1,5 об.Ъ. Дальнейшую реакцию гидрирования осуществ-. ляют на термостойком, но малоактивном катализаторе марки ГИАП-16, имеющем состав вес а: Ni0 23-26. А 12.0Ъ

43-49, Mg0 13-17, СаО 6-13, ВаО 0,61,2, обладающим активной удельной поверхностью 40 м /г.

Реакцию на этом катализаторе ведут при объемной скорости 10 10 ч

Газовая смесь покидает метанатор с температурой 450 С и имеет состав, об. Ъ: СН4 25, H.g 59, N 9, Н О 7.

Количество смеси 35 0 м э/т СН э ОН.

Подогретая в метанаторе газовая смесь указанного состава поступает в диффузионный отделитель водорода.

Здесь иэ газовой смеси путем диффузии Н через мембрану из палладиевых -сплавов удаляют 40% содержащегося в ней водорода. Непродиффундировавшую смесь, имеющую следующий состав, об.Ъ: СН4 36, Н 2 51, N 13 в количестве 120 м /т СЙ ОН после сепарации влаги возвращают на стадию конверсии природного газа в трубчатую печь. Количество выделенного водорода равно 83 м /т СНЗОН. Расход

3 природного газа на 1 т метанола

720 м Э

Пример 2. Отличается от примера 1 тем, что степень выделения водорода иэ продувочных газов равна

70%. В этом случае сухой конвертированный газ имеет следующий состав, об.В: СН4 1,9, СО 25, СО 4,6, I м

Н < 68, N < 0,5, количество 2600 т "НОН

Продувочный газ имеет следующий состав:» об.В: СО 0,5, СО. 5,3, Н д 70, СН+ 14, Ng 10, расход .м

350 т CH NOH

Метанирование производят на катализаторе HEM при объемной скорости

300 ° 10 3 ч-." и затем на катализаторе

ГИАП-16 при объемной скорости

50 "10 3 ч " . Состав газа на выходе иэ метанатора следующий, об.%: СН4

829609

Формула изобретения

Составитель A. Евстигнеев

Техред М.Рейвес Корректор М. Демчик

Редактор М. Петрова

Заказ 3779/84 Тираж 443 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенийи открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

23, Н .59, N 2 11, Н20 7, его расход м

-. СН ОН

На конверсию возвращают 90 м т СЙ ОН газа следующего состава, об.%: СН4 . 44, Н 2 3355, й2 21%. Количество ведем ленного водорода 130 :------" . Рас т СНЗОН ход природного газа на 1 т метанола

750 м

3 !

О

Пример 3. Отличается от примера 1 тем, что степень извлечения водорода из продувочных газов равна 57% — вариант близкий к оптималь ному.

В этом примере сухой конвертированный газ.имеет следующий состав, об.%: CHg 2, СО 25, СО 5, Н 67,5, м 3

N< 0 5 раск<.д его 2500

2 т СН ОН

Продувочный газ имеет следующий сос- 20 тав, об. %: СО 0,5, СО 6, Нд 70, м 3

СН 15 N.-8 5, расход .370 . — — ——

4 . - СН ОН 3

Метанирование осуществляют на катализаторе НКМ при объемной скорос- yg ти 200 10 ч-" и затем на катализаторе ГИАП-16 при объемной скорости

40 ° 10 ч -". Состав газа на выходе из метанатора следующий, об.%: сн 4. 24, н 59, N 2 10, н О 7, расход

,„э

4.330!.-- †-- . На конверсию возвраща-.т СНуОН ют 110 м -газа следующего сост СЙЗОН гaaa, o6.%: CH 40, н д 43, и 17. 3

Количество выделенного водорода ,мз

110, -----— г СН3 ОН

Расход природного газа на 1 т метанола 730 м

Способ получения метанола путем конверсии природного газа водяным паром при 850-1000 С в присутствии никелевого катализатора, восстановления окислов углерода .водородом до о метанола при 400-450 С в присутствии цинк-хромового катализатора, отцеления образовавшегося метанола и подачи части непрореагировавших газов на стадию конверсии, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью

"нижения энергозатрат, непрореагировавшие газы перед подачей на стадию конверсии гидрируют при температуре

180-200 С и скорости подачи сырья

100-300 10 ч "в присутствии катализатора состава, вес. %:

Окись никеля 32-40

Окись алюминия 47-57

Окись кальция 3-21 последующим догидрированием при температуре 250-450 С и скорости подачи сырья 10-50 10 ч в присутствии. катализатора состава, вес.%:

Окись никеля 23-26

Окись алюминия 43-49

Окись магния 13-17

Окись кальция 6-13

Окись бария 0,6-1,2 и выделением 40-70 об.% водорода посредством палладиевой мамбраны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIIJA 9 3763205, кл. 260-449.5, опублик. 1973.

2. Патент Великобритании

Р 1190071, кл. С 2 C опублик.

29.04.70 (прототип).