×
18.05.2019
219.017.581c

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002331625
Дата охранного документа
20.08.2008
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу получения метанола контактированием газовой смеси, содержащей оксиды углерода и водород, с медно-цинковым катализатором при температуре 200-290°С, давлении 5-15 МПа и объемной скорости 3000-10000 ч. При этом конвертированный газ состава, об.%: Н - 64,0-75,5; Ar - 0,02-0,08; N - 0,05-2,0; СН - 1,0-3,6; СО - 10,7-19,4; CO - 3,3-10,4, подаваемый с печи риформинга с объемной скоростью 800-2000 ч, предварительно смешивают с диоксидом углерода в объемном соотношении (3-100):1 и вместе с газами циркуляции пропускают последовательно через 4 катализаторные зоны горизонтального реактора при их объемном соотношении (1,20-1,40):(0,85-0,95):(0,9-1,2):(0,9-1,1), разделенные двумя котлами и одним теплообменником, с охлаждением реакционного газового потока и отделением метанола в сепарирующем устройстве. Способ позволяет усовершенствовать технологическую схему получения метанола при сохранении на высоком уровне показателей процесса и продлении срока службы катализатора. 1 табл., 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области основного органического синтеза, в частности к производству метанола из водорода и оксидов углерода.

Известен [GB №1159095, МПК C07С 32/00, заявл. 18.08.65 г., опубл. 23.07.69 г.] способ получения метанола, включающий реакцию оксидов углерода с водородом под давлением 1,0-15,0 МПа (предпочтительно от 4,0 до 8,0 МПа), температуре 160-300°С (предпочтительно от 190 до 270°С), объемной скорости 7000-25000 ч-1 в присутствии катализатора, содержащего оксиды меди и цинка и, по крайней мере, один трудновосстанавливаемый оксид металла второй - четвертой групп Периодической системы элементов Д. И. Менделеева, выделение метанола из реакционной смеси и рециркуляцию не прореагировавших в синтезе метанола веществ. В качестве сырья применяют смесь водорода с оксидом и диоксидом углерода, в которой содержание СО2 варьирует в интервале 1-20 об.% (предпочтительно 3-12 об.%). В реакционном газе, контактирующем с катализатором, объемное отношение водорода к сумме оксидов углерода в 1,3-3,0 раза больше стехиометрического.

К недостаткам данного способа следует отнести пониженную удельную производительность медно-цинкового катализатора, а также высокие энергетические затраты на рециркуляцию газовой смеси.

Известен [SU №1442514, МПК C07С 29/15, 31/04] способ получения метанола контактированием смеси оксидов углерода и водорода с медьсодержащим катализатором при повышенных температуре и давлении в две стадии с последующим выделением метанола, причем с целью увеличения удельной производительности катализатора и упрощения технологической схемы на первой стадии газовую смесь, содержащую СО 0,7-30,0 об.%, CO2 0,3-23,6 об.% при соотношении СО:CO2, равном (0,03-87):1, контактируют с катализатором в реакторном узле, состоящем из одного проточного реактора или каскада проточных реакторов, и на второй стадии процесс ведут при концентрации CO2 во входящей газовой смеси 0,4-20,0 об.% и соотношении СО:CO2, равном (0,25-55), с последующим выделением метанола и воды известными приемами в нескольких устройствах или в едином для обеих стадий устройстве.

Недостатком указанного способа является невысокая удельная производительность катализатора при получении метанола из газовых смесей с высоким содержанием диоксида углерода, а также повышенное содержание воды в метаноле-сырце, превышающем 30 мас.%.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому изобретению является способ получения метанола [RU №2181117, МПК C07С 29/154, 31/04] контактированием газовой смеси, содержащей оксиды углерода и водород, с медьсодержащим катализатором при температуре 190-290°С, давлении 5,0-10,0 МПа и объемной скорости 4500-100000 ч-1, причем исходную газовую смесь, содержащую 1,0-33,7 об.% оксида углерода, 0,3-22,5 об.% диоксида углерода при объемном отношении водорода к сумме оксидов углерода, равном 1,91-5,60, а также 0,5-50 об.% азота, последовательно пропускают через каскад проточных реакторов трубчатого типа в одну стадию, а метанол и воду отделяют после каждого реактора.

Рассматриваемый каскадный способ позволяет существенно повысить удельную производительность катализатора, однако его реализация сопряжена со значительными материальными затратами и технически сложна. Кроме того, при его осуществлении возможно существенное снижение срока эксплуатации медно-цинкового катализатора, а производительность метанольной установки пропорциональна количеству проточных реакторов.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования технологической схемы получения метанола при сохранении на высоком уровне показателей процесса и продлении срока службы катализатора.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе метанол синтезируют контактированием газовой смеси, содержащей оксиды углерода и водород, с медно-цинковым катализатором при температуре 200-290°С, давлении 5-15 МПа и объемной скорости 3000-10000 ч-1, при этом согласно изобретению конвертированный газ состава, об.%: Н2 - 64,0-75,5; Ar - 0,02-0,08; N2 - 0,05-2,0; СН4 - 1,0-3,6; СО - 10,7-19,4; CO2 - 3,3-10,4, подаваемый с печи риформинга с объемной скоростью 800-2000 ч-1, предварительно смешивают с диоксидом углерода в объемном отношении (3-100):1 и вместе с газами циркуляции пропускают последовательно через 4 катализаторные зоны горизонтального реактора при их объемном соотношении (1,20-1,40):(0,85-0,95):(0,9-1,2):(0,9-1,1), разделенные двумя котлами и одним теплообменником, с выделением метанола.

Последняя стадия хорошо изучена и предусматривает охлаждение реакционной смеси в рекуперативном теплообменнике и холодильнике-конденсаторе и отделение метанола-сырца в сепарирующем устройстве [М.М.Караваев, А.П.Мастеров. Производство метанола. М.: Химия, 1973. С.78 и далее].

Отличительными особенностями предлагаемого способа получения метанола являются следующие:

- конвертированный газ состава, об.%: Н2 - 64,0-75,5; Ar - 0,02-0,08; N2 - 0,05-2,0; СН4 - 1,0-3,6; СО - 10,7-19,4; CO2 - 3,3-10,4, подаваемый с печи риформинга с объемной скоростью 800-2000 ч-1, предварительно смешивают с диоксидом углерода в объемном отношении (3-100):1 и вместе с газами циркуляции подают в реактор с объемной скоростью 3000-10000 ч-1:

- функции каскада реакторов выполняют 4 катализаторные зоны горизонтального реактора, взятые в объемном соотношении (1,20-1,40):(0,85-0,95):(0,9-1,2):(0,9-1,1), разделенные двумя котлами и одним теплообменником.

Хорошо известно, что переработка синтез-газа с содержанием оксида углерода более 30 об.% и азота свыше 40 об.% неэкономична. По указанной причине в предлагаемом способе используется синтез-газ, в котором дозировки СО и N2 поддерживаются ниже 15 об.%, а объемное отношение Н2/(СО+CO2) находится в интервале от 3 до 5. Важно отметить, что для протекания последовательных реакций

с требуемой скоростью концентрации СО и CO2 должны находиться в интервале 5-15 об.%.

Для достижения указанной концентрации CO2 используется подпитка конвертированного газа чистым диоксидом углерода.

Ограничение верхнего предела по CO2 в синтез-газе в 15 об.% объясняется возможностью снижения скорости образования метанола при более высоком содержании диоксида углерода в газовой смеси,

В отличие от известных методов получения метанола в предлагаемом способе функции каскада проточных реакторов выполняют катализаторные зоны реактора горизонтального типа, разделенные двумя котлами 1 и одним теплообменником 2 для утилизации тепла экзотермических реакций (Фиг.1). Это существенно упрощает технологическую схему процесса и позволяет на сепарирующих устройствах разных конструкций отделять метанолсодержащую фракцию для последующей ее ректификации.

Таким образом, сущностью предлагаемого технического решения является способ получения метанола контактированием газовой смеси, содержащей оксиды углерода и водород, с медно-цинковым катализатором при температуре 200-290°С, давлении 5-15 МПа и объемной скорости 3000-10000 ч-1, причем конвертированный газ состава, об.%: Н2 - 64,0-75,5; Ar - 0,02-0,08; N2 - 0,05-2,0; СН4 - 1,0-3,6; СО - 10,7-19,4; CO2 - 3,3-10,4, подаваемый с печи риформинга с объемной скоростью 800-2000 ч-1, предварительно смешивают с диоксидом углерода в объемном отношении (3-100):1 и вместе с газами циркуляции пропускают последовательно через 4 катализаторные зоны горизонтального реактора, взятые в объемном соотношении (1,20-1,40):(0,85-0,95):(0,9-1,2):(0,9 -1,1), разделенные двумя котлами и одним теплообменником, с охлаждением реакционного газового потока и отделением метанола в сепарирующем устройстве.

На фиг.2 приведена принципиальная схема технологического процесса.

Конвертированный газ с печи риформинга (линия I) смешивается с чистым диоксидом углерода (линия II) и газами циркуляции с сепаратора метанола (линия III) и подается на всас компрессора 1. Компремированный синтез-газ подогревается в рекуперативном теплообменнике 2 и встроенном теплообменнике 3 и поступает в горизонтальный реактор 4. Выходящая из реактора метанолсодержащая газовая смесь последовательно охлаждается потоком синтез-газа в рекуперативном теплообменнике 2 и далее воздушным холодильником 5 и холодильником-конденсатором 6. После отделения метанола-сырца в сепараторе 7 газовый циркуляционный поток направляется на смешение с конвертированным газом и диоксидом углерода.

В качестве катализатора синтеза метанола использовали продукт в виде цилиндрических таблеток диаметром 5,2 мм и высотой 5,4 мм, имеющих состав, мас.%: CuO - 64; ZnO - 24; Al2О3 - 10; HgO - 2. Его загрузка по зонам реактора (по ходу следования синтез-газа) составила, м3:

первая - 29,8; вторая - 21,6; третья - 23,8; четвертая - 23,8.

В таблице приведены примеры осуществления предлагаемого способа.

Из описания изобретения и таблицы следует, что по заявленному техническому решению удается существенно упростить технологическую схему процесса, сохранив на высоком уровне его показатели при длительной эксплуатации катализатора.

Таблица.
Условия и результаты синтеза метанола по примерам его осуществления.
ПоказательПрототипПримеры
123
Количество реакторовкаскадодин
Температура в реакторе, °Cнет данныхx)250240240
Температура на выходе из реактора, °С220-280х)270262265
Давление в реакторе, МПа5,0-10,0Х)10,510,09,7
Объемная скорость синтез-газа на входе в реактор, ч-1.4500-100000370042204700
Объемное отношение Н2/(СО+CO2) в синтез-газе на входе в реактор.1,91-5,6х)3,74,04.,8
Состав синтез-газа на входе в первый реактор, об.%:
СО1,0-33,714,811,27,1
CO20,3-22,55,26,86,8
N20,5-50,00,60,70,5
Н2Oотс.0,05
H238,0-84,074,072,066,7
Arнет данныхменее 0,05
СН3ОНотс.0,20,10,2
СН4остальное
Объем добавляемого диоксида углерода, нм3-100001500020000
Объемное отношение конвертированный газ: диоксид углерода.-9:17:15,5:1
Объем циркулирующего газа, нм3-270000302000340000
Срок службы катализаторанет данныхне менее 5 лет
Съем метанола с одного реактора, т/ч9,676-43,4746,450,657,0
x) Данные для первого реактора в каскаде.

Способполученияметанолаконтактированиемгазовойсмеси,содержащейоксидыуглеродаиводород,смедно-цинковымкатализаторомпритемпературе200-290°С,давлении5-15МПаиобъемнойскорости3000-10000ч,отличающийсятем,чтоконвертированныйгазсостава,об.%:Н64,0-75,5;Ar0,02-0,08;N0,05-2,0;СН1,0-3,6;СО10,7-19,4;CO3,3-10,4,подаваемыйспечириформингасобъемнойскоростью800-2000ч,предварительносмешиваютсдиоксидомуглеродавобъемномсоотношении(3-100):1ивместесгазамициркуляциипропускаютпоследовательночерез4катализаторныезоныгоризонтальногореактораприихобъемномсоотношении(1,20-1,40):(0,85-0,95):(0,9-1,2):(0,9-1,1),разделенныедвумякотламииоднимтеплообменником,сохлаждениемреакционногогазовогопотокаиотделениемметанолавсепарирующемустройстве.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-9 из 9.
10.04.2019
№219.016.ff4b

Способ получения огнезащитного состава

Изобретение относится к способам получения антипиренов и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности, а также в строительстве при проведении профилактических мероприятий по огнезащите изделий из сухой древесины. Способ осуществляют путем смешения алюмохромфосфата,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002277046
Дата охранного документа: 27.05.2006
10.04.2019
№219.017.00c2

Добавка для бетонной смеси

Изобретение может быть использовано в строительстве и промышленности строительных материалов. Технический результат - улучшение качественных показателей бетона и изделий на его основе за счет оптимизации состава добавки. Добавка для бетонной смеси содержит, мас.%, отход производства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02209792
Дата охранного документа: 10.08.2003
10.04.2019
№219.017.01f8

Способ получения модифицированной карбамидомеламиноформальдегидной смолы

Изобретение относится к области получения карбамидомеламиноформальдегидных смол, используемых в производстве древесно-стружечных плит, композиционных материалов, в качестве клеев для фанеры. Способ основан на конденсации карбамидоформальдегидного концентрата, получаемого окислительным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02215007
Дата охранного документа: 27.10.2003
18.05.2019
№219.017.552f

Прозрачная глазурь

Использование - в производстве материалов для стройиндустрии, в частности для покрытия изделий декоративного, утилитарного и хозяйственного назначения, керамических плиток. Прозрачная глазурь включает SiO, AlО, ВО, СаО, MgO, NaO, КО, FeО и TiO при следующем содержании компонентов, мас.%: SiO...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002259326
Дата охранного документа: 27.08.2005
18.05.2019
№219.017.5530

Глазурь

Использование в производстве материалов для стройиндустрии, в частности для покрытия изделий декоративного, утилитарного и хозяйственного назначения, керамических плиток. Предлагаемое техническое решение основано на оптимизации состава глазури, в ней увеличено содержание MgO, NaО, TiO и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002259327
Дата охранного документа: 27.08.2005
18.05.2019
№219.017.57e1

Прозрачная глазурь

Использование в производстве материалов для стройиндустрии, в частности для покрытия изделий декоративного, утилитарного и хозяйственного назначения, керамических плиток. Прозрачная глазурь включает, мас.%: SiO - 51,0-66,0; AlО - 5,0-12,0; ВО - 8,1-15,0; CaO - 1,0-7,0; MgO - 1,0-7,0; SrO -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002338705
Дата охранного документа: 20.11.2008
18.05.2019
№219.017.5802

Способ определения концентрации карбамидоформальдегидного концентрата

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения суммарного содержания карбамида и формальдегида в карбамидоформальдегидном концентрате. Способ определения концентрации карбамидоформальдегидного концентрата включает измерение двух его характерных параметров....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002339035
Дата охранного документа: 20.11.2008
18.05.2019
№219.017.5815

Огнетушащий состав

Изобретение относится к огнетушащим составам и может быть использовано при пожаротушении твердых материалов. Огнетушащий состав включает смачиватель и воду. В качестве смачивателя используют антипирен марки "ОСА-1", полученный путем взаимодействия карбамидоформальдегидного концентрата с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002333025
Дата охранного документа: 10.09.2008
18.05.2019
№219.017.5821

Способ получения карбамидоформальдегидного концентрата

Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидного концентрата, применяемого в качестве сырья в производстве высококачественных малотоксичных смол, используемых для склеивания древесины, при получении ДСП, ДВП и МДФ класса эмиссии Е-1 по формальдегиду, а также как...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002331654
Дата охранного документа: 20.08.2008
Показаны записи 1-10 из 38.
10.05.2013
№216.012.3db0

Способ получения карбамидоформальдегидного концентрата

Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидного концентрата. Способ включает окислительное дегидрирование метанола в формальдегид на серебряном или железомолибденовом катализаторе в одном или нескольких реакторах трубчатого или полочного типа, а также хемосорбцию и абсорбцию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481359
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.06.2013
№216.012.4ca2

Жаропрочный хромоникелевый сплав с аустенитной структурой

Изобретение относится к области металлургии, в частности к жаропрочным хромоникелевым сплавам с аустенитной структурой, и может быть использовано при изготовлении отливок для коллекторов и реакционных труб печей риформинга крупнотоннажных агрегатов аммиака и метанола с температурой эксплуатации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485200
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.11.2013
№216.012.81fb

Глазурь

Изобретение относится к использованию в производстве материалов для стройиндустрии, в частности для покрытия изделий декоративного, утилитарного и хозяйственного назначения, керамических плиток. Глазурь содержит компоненты в следующих количествах, мас.%: SiO 40-56; AlO 4-12; BO 6-20; FeO...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498951
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.81fc

Глазурь

Изобретение относится к использованию в производстве материалов для стройиндустрии, в частности для покрытия изделий декоративного, утилитарного и хозяйственного назначения, керамических плиток. Глазурь содержит компоненты в следующих количествах, мас.%: SiO 40-56; AlO5-12; BO 6-20; FeO...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498952
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.04.2014
№216.012.b9da

Способ защиты бетонных строительных конструкций от коррозионного воздействия карбамида

Изобретение относится к способам защиты бетонных строительных конструкций. Технический результат - увеличение проникающей способности пропиточного состава вглубь бетона, повышение срока эксплуатации бетонных конструкций. Способ защиты бетонных строительных конструкций от коррозионного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513306
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.11.2014
№216.013.0687

Жаропрочный хромоникелевый сплав с аустенитной структурой

Изобретение относится к области металлургии, в частности к жаропрочных хромоникелевым сплавам с аустенитной структурой. Жаропрочный хромоникелевый сплав с аустенитной структурой, содержащий, мас.%: углерод 0,05-0,10, хром 24-27, никель 33-35, ниобий 0,6-1,3, церий 0,005-0,10, цирконий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533072
Дата охранного документа: 20.11.2014
20.12.2014
№216.013.1133

Способ получения синтез-газа путем паровой конверсии углеводородов

Изобретение относится к химической промышленности. Технологический углеводородный газ после сероочистки в смеси с водяным паром подают в обогреваемые жаропрочные трубы, внутри которых размещают никельсодержащий катализатор в виде слоя гранул в форме шара или цилиндра с поверхностью 400÷700 м/м...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535826
Дата охранного документа: 20.12.2014
27.12.2014
№216.013.14ca

Устройство для отбора проб космонавтом с внешней поверхности космического объекта

Изобретение относится преимущественно к инструментам, используемым космонавтом в открытом космосе. Устройство содержит корпус из химически, термически, механически устойчивого и γ-проницаемого материала. В корпусе выполнены одна или более глухих полостей с резьбой и конической поверхностью на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536746
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.08.2015
№216.013.739a

Нейтрализатор (поглотитель) сероводорода и способ его использования

Изобретение относится к области нейтрализации (поглощения) сероводорода в углеводородных и/или водных средах химическими реагентами-нейтрализаторами и может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей и других отраслях промышленности. Изобретение относится к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561169
Дата охранного документа: 27.08.2015
10.09.2015
№216.013.75b5

Способ получения карбамидоформальдегидного концентрата

Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидного концентрата с мольным отношением карбамид:формальдегид 1:(4,9-5). Способ включает окислительное дегидрирование метанола в формальдегид на серебряном или железомолибденовом катализаторе в одном или нескольких реакторах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561722
Дата охранного документа: 10.09.2015
+ добавить свой РИД