Анализ возможности использования избытка реагента для регулирования технологических параметров в процессе синтеза метанола. Повышение давления в процессах изготовления метилового спирта. Создание производств, не имеющих вредных выбросов в атмосферу.
Аннотация к работе
Министерство образования и науки Российской Федерации (Институт тонких химических технологий) Курсовая работа на тему: «Производство метилового спирта»Метанол (метиловый спирт) является одним из важнейших по значению и масштабам производства органическим продуктом, выпускаемым химической промышленностью. По причинам 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 метанола из окиси углерода и водорода на цинк-хромовом катализаторе при давлении 250-350 кгс/см2. История развития отечественного промышленного синтеза метанола началась в 1934 г. выпуском ~30 т/сут. метанола на двух небольших агрегатах Новомосковского химического комбината. В дальнейшем выпуск будет расти в результате строительства крупных однолинейных установок с использованием турбоциркуляционных компрессоров вместо поршневых машин и применения новых катализаторов, позволяющих проводить процесс при относительно низком давлении (50-150 кгс/см2)."" \/ Бурный рост производства метанола обусловлен постоянно возрастающим многообразием сфер его применения..Метанол является сырьем для получения таких продуктов как формальдегид (около 50% от всего выпускаемого метанола), синтетический каучук (~11%), метиламин (^"9%), а также диметилтерефталат, метилметакрилат, пентаэритрит, уротропин.Тогда скорости прямой и обратной реакций выразятся уравнениями u1 = k1 [Н2]2 [СО] u2 = к2 [СНЗОН] где [H2], [СО] и [СНЗОН]-концентрации водорода, окиси углерода и метанола; k1, k2-константы скорости прямой и обратной реакций, значения которых зависят от температуры. Равновесный выход-это теоретический максимальный выход метанола, который может быть получен из водорода и окиси углерода,.взятых при данных концентрациях, температуре и давлении процесса. Равновесный выход метанола, степень превращения окиси и двуокиси углерода в значительной мере меняются в зависимости от давления, температуры, отношения Н2: СО и содержания двуокиси углерода в газе. В этих условиях (при 300 кгс/см2) начинает снижаться степень превращения окиси и двуокиси угле рода в метанол, причем более резко окиси углерода: Температура, °С....... Реакция восстановления двуокиси углерода водородом до окиси углерода в промышленных условиях синтеза метанола протекает практически до равновесного состояния, и пренебрегать ею при расчете равновесных выходов метанола нельзя.В современных технологических схемах используются реакторы трех типов: - трубчатые реакторы, в которых катализатор размещен в трубах, через которые проходит реакционная масса, охлаждаемая водным конденсатом, кипящим в межтрубном пространстве; -реакторы, для синтеза в трехфазной системе, в которых тепло отводится за счет циркуляции жидкости через котел-утилизатор или с помощью встроенных в реактор теплообменников. Очищенный от сернистых соединений синтез-газ сжимается в компрессоре 1 до давления 5-9 МПА, охлаждается в холодильнике 3 и поступает в сепаратор 4 для отделения сконденсировавшейся воды. Один поток подогревают в теплообменнике 8 и подают в верхнюю часть реактора 6, а другой поток вводят в реактор между слоями катализатора для отвода тепла и регулирования температуры процесса. Очищенный от соединений серы синтез-газ сжимается в компрессоре 1 до давления 3-10 МПА, подогревается в теплообменнике 5 продуктами синтеза до 200-280°С, смешивается с циркуляционным газом и поступает в нижнюю часть реактора 4." Образовавшаяся в реакторе парогазовая смесь, содержащая до 15% метанола, выходит из верхней части реактора, охлаждается последовательно в теплообменниках 5 и б и через холодильник-конденсатор 7 поступает в сепаратор 8, в котором от жидкости отделяется циркуляционный газ.Избыток водорода способствует смещению равновесия, ускорению лимитирующей стадии - хемосорбции водорода, регулированию температуры, подавлению побочных реакций, а также увеличивает срок службы катализатора в результате гидрирования продуктов уплотнения, отлагающихся на катализаторе в процессе синтеза. Для увеличения движущей силы процесса используются: повышение давления в процессах с участием газовой фазы, создание производств не имеющих вредные выбросы в атмосферу, схемы с рециркуляцией газов. Если в системе, состоящей из теплообменника и реактора, полное количество тепла, необходимое для нагревания газов до заданной температуры перед входом в реактор, поставляются газом, покидающим реакционное пространство, то такая система будет работать автотермично. Интенсивность потока газа на входе или нагрузка реактора позволяет регулировать температурный режим процесса. В настоящее время применяется, в основном, термин “чистое производство” - это производство, которое характеризуется непрерывным и полным применением к процессам и продуктам природоохранной стратегии, предотвращающей загрязнение окружающей среды таким образом, чтобы понизить риск для человечества и окружающей среды.
План
Содержание
Введение
1. Характеристика сырья
2. Характеристика целевого продукта
3. Физико-химическое обоснование основных процессов производства целевого продукта