ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.07.2024
Просмотров: 124
Скачиваний: 1
I
І
4
К- V
. ; , 4 V -
b.
-Л?ГГ
М. М. КАРАВАЕВ
A.П. МАСТЕРОВ
B.Е. ЛЕОНОВ
ПРОМ Ы Ш ЛЕННЫ Й
СИН ТЕЗ М ЕТАНОЛА
'Л |
' ' щ- er Ä7.-о г? |
ксят V/Ч>» |
і Wk ЗШ£££Р |
МОСКВА. ИЗДАТЕЛЬСТВО «ХИМИЯ»-
'T^V
1974
УДК 661.721
К 21 |
|
|
|
< ß c ? /£ r |
Ц х /- |
У S ' % у |
|
К 21 Караваев |
М. М., |
Мастеров |
А. П., Леонов В. Е. |
Промышленный синтез |
метанола. М., «Химия», 1974 г. 144 с., |
||
14 табл., |
43 рис. |
|
|
Книга является пособием, в котором в доступной форме приведены физико-химические основы производства и даны ос новные сведения по технологии получения метанола. Рассмот рены также способы получения газового сырья для синтеза ме танола и методы ректификации метанола-сырца. Изложены технологические схемы получения метанола с использованием прогрессивных способов конверсии природного газа и низко температурных катализаторов.. В пособии освещены пути улуч шения качества продукта, экономика производства и воп росы техники безопасности, а также правила эксплуатации оборудования. В Приложении приведены физико-химические свойства метанола и его водных растворов, даны расчеты ма териального, теплового балансов процесса и насадки колонн.
Книга предназначена для аппаратчиков іг среднего техни ческого персонала заводов органического синтеза и азотной промышленности, а также для учащихся химических технику мов и профессионально-технических училищ.
ѵ31407-139
А050(01)-74
--
©'"'Издательство «Химия», 1974
С О Д Е Р Ж А Н И Е
Введение................................................................................................................................ |
|
|
|
|
|
|
5 |
Г л а в а I. Физико-химические основы производства метанола . . . . |
8 |
||||||
Свойства метанола и его водных р а с т в о р о в .......................................... |
|
|
8 |
||||
Основные закономерности |
процесса синтеза м е т а н о л а ..................................... |
|
11 |
||||
Катализаторы синтеза |
м е т а н о л а .......................................... |
|
|
16 |
|||
Влияние различных параметров на процесс синтеза метанола . . |
20 |
||||||
Г л а в а II. Производство |
исходного газа для синтеза |
метанола . . . |
29 |
||||
Сырье для производства метанола............................................................................... |
|
|
29 |
||||
Основы конверсии |
углеводородов............................................................................... |
|
|
32 |
|||
Методы получения |
исходного г а за ........................................................ |
|
|
35 |
|||
Паро-углекислотная |
конверсия................................................................................ |
|
|
35 |
|||
Паро-углекислотная |
конверсия |
с применением |
кислорода . . . |
38 |
|||
Высокотемпературная |
к о н в е р с и я ........................................................................ |
|
|
40 |
|||
Паро-кислородная газификация жидких и твердых топлив . . . |
4Г |
||||||
Г л а в а III. Производство |
м етан ола .......................................... |
|
|
43 |
|||
Технологические схемы получения |
метанола-сы рца............................................ |
|
43 |
||||
Выделение метанола-сырца и его |
к а ч е с т в о .......................................................... |
|
|
51 |
|||
Технологические схемы ректификации метанола-сы рца..................................... |
|
54 |
|||||
Утилизация отходов |
производства ................................................................ |
|
|
62 |
|||
Качество метанола-ректификата......................................................................... |
|
|
63 |
||||
Г л а в а IV. Основные аппараты и контроль производства..................................... |
|
68 |
|||||
Аппараты для конверсии угл ев одор одов .................................................................. |
|
|
68 |
||||
Аппараты для синтеза |
м е т а н о л а ................................................................................ |
|
|
73 |
|||
Аппараты для ректификации метанола-сырца |
|
|
79 |
||||
Контроль производства |
............................................................................................ |
|
|
|
|
82 |
|
Измерение температуры . |
|
|
|
84 |
|||
Измерение давления |
......................................................... |
|
|
. . . . . |
85 |
||
Измерение р а с х о д а ....................................................................... |
|
|
\ |
. |
85 |
||
Аналитический |
контроль производства........................................... |
|
> . |
86 |
|||
Автоматическое регулирование п р оц есса ............................................ |
|
|
87 |
3
Г л а в а |
V. Пуск и эксплуатация агрегатов синтеза и ректификации |
89 |
|
Подготовительные р а б о т ы |
............................ ' .......................................................... |
89 |
|
Эксплуатация агрегатов синтеза и ректификации............................................ |
91 |
||
Остановка агрегатов............................................................................................................ |
|
93 |
|
Регулирование технологических р еж и м ов ................................................................. |
95 |
||
Возможные нарушения технологического режима, их причины и способы |
|
||
у ст р а н ен и я .......................................................................................................................... |
|
96 |
|
Г л а в а |
VI. Техника б е зо п а с ................................................................................н о с т и |
99 |
|
Г л а в а |
VII. Краткие сведения |
о планировании и технико-экономических |
|
показателях производства ................................................................ |
106 |
|
Себестоимость |
продукции и пути ее с н и ж е н и я ................................................. |
НО |
Рекомендуемая |
литература . . . . . |
113 |
Приложения........................................................................................................................ |
|
114 |
ВВЕДЕНИЕ
Метанол (метиловый спирт) является одним из важнейших по значению и масштабам производства органическим продуктом, вы пускаемым химической промышленностью. Впервые метанол был найден в древесном спирте в 1661 г., но лишь в 1834 г. был выде лен из продуктов сухой перегонки древесины Думасом и Пелиготом. В это же время была установлена его химическая формула.
Способы получения метилового спирта могут быть различны: сухая перегонка древесины, термическое разложение формиатов, гидрирование метилформиата, омыление метилхлорида, каталити ческое неполное окисление метана, каталитическое гидрирование окиси и двуокиси углерода.
До промышленного освоения каталитического способа метанол получали в основном сухой перегонкой древесины. «Лесохимиче ский метиловый спирт» загрязнен ацетоном и другими трудноот делимыми примесями. В настоящее время этот метод получения метанола практически не имеет промышленного значения. По при чинам технического и главным образом экономического характера промышленное развитие получил метод синтеза метанола из окиси углерода и водорода.
В 1913 г. был разработан синтетический способ получения мета нола из окиси углерода и водорода на цинк-хромовом катализа торе при давлении 250—350 кгс/см2. Позднее, в 1923 г. этот про цесс был осуществлен в Германии в промышленном масштабе и в дальнейшем интенсивно развивался и совершенствовался.
История развития отечественного промышленного синтеза ме танола началась в 1934 г. выпуском ~ 3 0 т/сут. метанола на двух небольших агрегатах Новомосковского химического комбина та. Сырьем для производства метанола служил водяной газ, полу ченный газификацией кокса. В настоящее время основное количе ство метанола вырабатывается на базе природного газа. Процесс синтеза осуществляется при 250—300 кгс/см2 и 380 °С.
В соответствии с Директивами XXIV съезда КПСС об ускорен ном развитии химической промышленности и расширении ассор-
5
тимента химической продукции производство метанола, являющее ся в настоящее время крупнотоннажным производством, растет бурными темпами (в %):
1958 г. |
1962 г. |
1966 г. |
1970 г. |
1972 г. |
100 |
206 |
450 |
691 |
771,2 |
Выпуск метанола за указанный период значительно превышал темпы роста производства многих продуктов химической промыш ленности. Увеличение выпуска метанола проводилось путем интен сификации процесса, расширения существующих и строительства новых производств. В дальнейшем выпуск будет расти в резуль тате строительства крупных однолинейных установок с использо ванием турбоциркуляционных компрессоров вместо поршневых машин и применения новых катализаторов, позволяющих прово дить процесс при относительно низком давлении (50—150 кгс/см2).
Бурный рост производства метанола обусловлен постоянно воз растающим многообразием сфер его применения. Метанол являет ся сырьем для получения таких продуктов как формальдегид (око ло 50% от всего выпускаемого метанола), синтетический каучук (-—11%), метиламин (~ 9 % ), а также диметилтерефталат, метил метакрилат, пентаэритрит, уротропин. Его используют в производ стве фотопленки, аминов, поливинилхлоридных, карбамидных и ионообменных смол, красителей и полупродуктов, в качестве рас творителя в лакокрасочной промышленности. В большом количе стве метанол потребляют для получения различных химикатов, например хлорофоса, карбофоса, хлористого и бромистого метила и различных ацеталей.
Предприятия по выпуску метанола размещены в различных эко номических районах страны, поэтому и виды используемого сырья различны. Наиболее дешевый метанол получают при использова нии в качестве сырья природного газа. Это и стимулирует перевод предприятий метанола на природный газ, что видно из следующих данных (в %):
|
1964 г. |
1970 г. |
1972 г. |
<$> Природный га з...................................................... |
28,2 |
62,6 |
67,5 |
Синтез-газ после производства ацетилена . . |
14,4 |
12,0 |
11,1 |
Коксовый газ ...................................................... |
14,6 |
5,7 |
— |
Водяной газ из кокса и полукокса ................. |
42,8 |
19,7 |
21,4 |
Несмотря на достигнутые успехи, производство метанола про должает совершенствоваться. Разрабатываются более активные и селективные катализаторы, а также совершенствуются цинк-хромо- вые катализаторы, методы получения и подготовки исходного тех нологического газа, аппаратурное оформление процесса. Более полно используется тепло, выделяющееся при синтезе метанола.
6
Разрабатываются технологические схемы на основе прогрессив ной техники. Новые мощные агрегаты синтеза метанола производи
тельностью до 30 |
тыс. т/г в энергетическом отношении будут |
автономны — для |
ведения процесса практически не потребуется |
подводить извне энергию и пар. Одновременно с созданием круп ных одноагрегатных установок с использованием низкотемператур ных катализаторов, в мировой практике имеются примеры создания
крупных агрегатов, работающих |
при высоком |
давлении (250— |
||
350 кгс/см2). Однако в мировой |
и отечественной практике ввиду |
|||
технико-экономических |
преимуществ |
намечается развитие схем |
||
производства метанола |
при низком |
давлении |
50—150 кгс/см2. |