Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА СИНТЕЗА МЕТАНОЛА

Изобретение относится к установкам для получения метанола из синтез-газа и может быть использовано в химической и газовой промышленности.

Известен способ и установка улавливания СО₂ в процессе синтеза метанола [RU 2538598, опубл. 10.01.2015 г., МПК С07С 31/04, С07С 29/151, B01J 19/24], которая включает блок получения синтез-газа в составе устройства для конверсии, газоохладителя, компрессора синтез-газа и компрессора углекислого газа, а также блок синтеза метанола, включающий расположенные на линии подачи синтез-газа контур синтеза метанола, секцию выделения водорода из отходящего газа и сепаратор сырого метанола.

Основным недостатком данной установки является высокое энергопотребление из-за необходимости использования компрессора для рециркуляции углекислого газа вследствие его получения в сепараторе при низком давлении.

Наиболее близок по технической сущности к заявляемому изобретению способ получения метанола (варианты) [RU 2252209, опубл. 20.05.2005 г., МПК С07С 31/04, С07С 29/151, С01В 3/38], осуществляемый на установке, которая включает блок получения синтез-газа и блок (установку) синтеза метанола, включающий расположенные на линии подачи синтез-газа по меньшей мере два узла синтеза метанола, каждый из которых содержит устройство для охлаждения, сепарации, рекуперационного нагрева синтез-газа и охлаждаемый каталитический реактор, а также устройство для охлаждения и сепарации отходящего газа.

Основным недостатком известной установки является низкой выход метанола из-за потерь углекислого газа, одного из реагентов синтеза метанола, с выводимыми с установки водным конденсатом и сырым метанолом, содержащими растворенный углекислый газ.

Задача изобретения - повышение выхода метанола.

Техническим результатом является повышение выхода метанола за счет оснащения установки дефлегматорами в качестве устройств для охлаждения, сепарации и рекуперационного нагрева синтез-газа и расположение устройства для дегазации метанола на линии вывода метанола из устройства для охлаждения и сепарации отходящего газа.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей расположенные на линии подачи синтез-газа по меньшей мере два узла синтеза метанола, каждый из которых содержит устройство для охлаждения, сепарации, рекуперационного нагрева синтез-газа и охлаждаемый каталитический реактор, а также устройство для охлаждения и сепарации отходящего газа, особенностью является то, что в качестве устройств для охлаждения, сепарации и рекуперационного нагрева установлены дефлегматоры, а на линии вывода метанола из устройства для охлаждения и сепарации отходящего газа расположено устройство для дегазации метанола, оснащенное тепломассообменным блоком, соединенным с линией подачи катализата в устройство для охлаждения и сепарации отходящего газа, а также соединенное линией подачи газа дегазации с линией подачи синтез-газа по меньшей мере в один из каталитических реакторов.

Расположение устройства для дегазации метанола на линии вывода метанола из устройства для охлаждения и сепарации отходящего газа позволяет за счет использования тепла технологического потока катализата, без использования сторонних источников тепла, рециркулировать в поток синтез-газа большую часть углекислого газа, растворенного в метаноле, полученном в последнем реакторе, и благодаря этому увеличить выход метанола. Удаление растворенного углекислого газа происходит за счет его отпарки при нагреве по меньшей мере частью катализата. Применение дефлегматоров в качестве устройств для дегазации газонасыщенной жидкости известно из уровня техники и также способствует увеличению выхода метанола.

В качестве устройства для дегазации метанола может быть использован, например, вертикальный трубчатый аппарат, в межтрубное пространство тепломассообменного блока которого в качестве теплоносителя подают катализат, а в трубном пространстве осуществляют дегазацию сырого метанола.

Предлагаемая установка включает по меньшей мере два охлаждаемых каталитических реактора 1 и 2 с дефлегматорами 3 и 4 на входе (условно - двухсекционными), устройство для охлаждения и сепарации отходящего газа 5 и устройство для дегазации метанола 6.

При работе установки синтез-газ по линии 7 подают в нижнюю часть дефлегматора 3, с низа которого по линии 8 выводят дегазированный водный конденсат, а с верха, по линии 9 - охлажденный осушенный синтез-газ, который нагревают в нижней секции дефлегматора 3 и направляют в реактор 1. Полученный катализат, содержащий пары метанола, по линии 10 подают в нижнюю часть дефлегматора 4, с низа которого по линии 11 отводят дегазированный сырой метанол, который затем выводят с установки по линии 12, а с верха, по линии 13 - непрореагировавший синтез-газ, который нагревают в нижней тепломассообменной секции дефлегматора 4 и направляют в реактор 2. Полученный катализат, содержащий пары метанола, по линии 14 подают в устройство 5, из которого по линии 15 выводят отходящий газ, а по линии 16 метанол направляют в устройство для дегазации метанола 6 с тепломассообменным блоком, соединенным линиями 17 с линией 14, которое оснащено линией вывода дегазированного метанола 19 в линию 12 и линией 18 подачи газа дегазации по меньшей мере в одну из линий 9, 13. Количество реакторов с дефлегматорами на входе может быть больше двух.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет повысить выход метанола и может быть использована в промышленности.