Сырье для производства
метанола
Технологический исходный газ для синтеза метанола получается в
результате конверсии (превращения) углеводородного сырья:
природного газа, синтез-газа после производства ацетилена,
коксового газа, жидких углеводородов (нефти, мазута, легкого каталитического
крекинга) и твердого топлива (угля, сланцев).
Исходный газ для синтеза метанола можно получить почти из всех
видов сырья, которые используют при получении водорода, например в процессах
синтеза аммиака и гидрирования жиров. Поэтому производство метанола может
базироваться на тех же сырьевых ресурсах, что и производство аммиака.
Использование ого или иного вида сырья для синтеза метанола определяется ядом
факторов, но прежде всего его запасами и себестоимостью в выбранной точке
строительства. - В соответствии с реакцией образования метанола
СО +
2Н2-;—>- CH3OH
В исходном газе отношение водорода к окиси углерода должно
составлять 2:1, то есть теоретически необходимо, чтобы газ содер-жал 66,66
объемн.% H2
и 33,34 объемн.% СО. В производственных условиях синтез метанола осуществляют
по циркуляционной схеме при отношении H2 : СО в цикле выше стехиометрического. Поэтому
необходимо иметь избыток водорода в исходном газе, т. е. отношение H2 : CO в нем обычно поддерживают
в пределах 1,5—2,25.
При содержании значительных количеств двуокиси углерода в
исходном газе отношение реагирующих компонентов целесообразно выражать
соотношением (H2—CO2) : (CO+CO2). Это соотношение
.учитывает расход водорода на реакции восстановления окиси и двуокиси углерода.
В исходном газе оно должно быть несколько выше стехиометрического для обеих
реакций и равно 2,15—2,25. Величина соотношения (H2—CO2) : (СО+СО2) не
определяет концентрации двуокиси углерода в исходном газе. Количество СО2
может быть различным в зависимости от метода получения газа, . также
условий синтеза (давление, температура, состав катализатора синтеза метанола)
и изменяется от 1,0 до 15,0 объемн.%. Природный и попутный газы представляют
наибольший интерес как с экономической точки зрения, так и с точки зрения
конструктивного оформления процесса подготовки исходного газа (конверсия,
очистка и компримирование). Кроме того, они содержат меньше нежелательных
примесей, чем газы, полученные газификацией твердого топлива.
Состав природного газа в зависимости от месторождения различен.
Основным компонентом природного газа является метан;
наиболее значительно меняется содержание гомологов метана
(этан, пропан, бутан) и инертных газов,
Большинство крупных производств метанола базируется на использовании
природного газа. Для получения исходного газа,S углеводородное сырье подвергают
конверсии различными окислителями —кислородом, водяным паром, двуокисью
углерода и их смесями. В зависимости от используемых видов окислителей или их |
| смесей различают следующие способы конверсии: паро-углекислотная при
атмосферном или повышенном давлениях, паро-углекислотная с применением
кислорода, высокотемпературная и паро-углекислородная газификация жидких или
твердых топлив. Выбор окислителя или их комбинации определяется назначением
получаемого исходного газа (для синтеза метанола на цинк-хромовом или
медьсодержащем катализаторах) и технико-экономическими факторами.
В качестве сырья для
производства метанола используют также синтез-газ после производства ацетилена
методом окислителного пиролиза (на 1 т ацетилена обычно образуется до 10000 м*
газа). Этот газ содержит водород и окись углерода в соотношениях, близких к
стехиометрическому для реакции синтеза метанола. Остаточный, метан является нежелательной примесью, поэтому до
поступления в отделение синтеза газ
проходит и каталитическую конверсию.
При использовании в качестве сырья для получения
исходного газа твердого топлива (кокса
и полукокса) последнее подвергают с газификации водяным паром. Кроме кокса,
газификации могут Е подвергаться антрацит, сланцы, бурые угли, мазут и нефть.
Процессы газификации проводят при атмосферном или при повышенном давлении. По
технологическим принципам процессы газификации разделяют на циклические и
непрерывные. Получение исходного газа таким способом в настоящее время
устарело. Отметим лишь, что практически при любом режиме газификации отношение
Н2: СО в конвертированном газе меньше теоретического. Поэтому часть
газа после очистки от примесей направляют на конверсию окиси углерода водяным
паром.
Коксовый газ,
получаемый в процессе коксования каменных углей, содержит значительное
количество метана (до 19—25%), У непредельных соединений и большое количество
различных прим сей. От некоторых из них (смолы, аммиак, бензол, нафталин и
др.) газ очищают на коксохимических заводах.
При подготовке данной работы были использованы материалы с
сайта http://www.studentu.ru