Реакции, лежащие в основе получения метанола

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА ИЗ СИНТЕЗ-ГАЗА

Метод синтеза метанола из окиси углерода и водорода был разработан в 1913 году и в дальнейшем интенсивно развивался и совершенствовался.

Сегодня исходный синтез-газ (сингаз) для синтеза метанола получают в результате конверсии (превращения) углеводородного сырья: природного газа, 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. Поэтому производство метанола часто базируется на тех же сырьевых ресурсах, что и производство аммиака и поэтому является составной частью основного химического производства. Примером такого смешанного производства являются ОАО "Невинномысский Азот", расположенное в г. Невинномысске (Ставропольский край) и НПО "Азот" в г. Новомосковске.

Реакции, лежащие в основе получения метанола

CO+2H₂⇔CH₃OH+90,8кДж

CO₂+3H₂⇔CH₃OH+49,6кДж

являются обратимыми, гомогенными, экзотермическими и протекают с уменьшением объема. Поэтому равновесие можно сместить в сторону выхода продукта при повышении давления и понижении температуры. Однако, ввиду того, что при низких температурах скорость реакции снижается, прибегают к нагреванию. Процесс осуществляют на цинк-хромовых и медьсодержащих катализаторах. На отечественных производствах метанола в основном используют активный цинк-хромовый катализатор (3ZnO-ZnCr ₂ О ₄ ) при 380—400⁰C и давлении 20 – 30 МПа. Выбирая оптимальный температурный режим и величину давления, необходимо учитывать возможность образования побочных соединений: метана, высших спиртов, кислот, альдегидов, кетонов и эфиров. Эти реакции обусловливают бесполезный расход синтез-газа и удорожают очистку метанола.

Таким образом, промышленный синтез метилового спирта включает три основные стадии:

· получение смеси окиси углерода и водорода (синтез-газ);

· получение метилового спирта-сырца;

· выделение и очистка метилового спирта (ректификация).

· Как и в производстве аммиака, при синтезе метанола используют принцип циркуляции. Очищенный от сернистых соединений синтез-газ сжимается в компрессоре до давления 5—9 МПа, охлаждается в холодиль­нике и поступает в сепаратор для отделения сконденсировавшейся воды. Пройдя сепаратор, синтез-газ смешивается с циркуляционным газом, который снова доводится до рабочего дав­ления в циркуляционном компрессоре.

· В последние годы проводятся работы по созданию комбинированных установок, где совмещены экзотерми­ческий синтез метанола и эндотермические процессы получения синтез-газа, то есть установки самообеспечиваются теплом (принцип теплообмена).

· Контрольно-измерительные и регулирующие приборы промыш­ленных установок должны

обеспечивать бесперебойное осуществ­ление процесса, в частности смягчать влияние различных на­рушений в системе путем автоматического включения быстродействующих вентилей. Особое внимание уделяется предотвращению загрязнения окружающей среды отходящими газами и сточными водами.