| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU1469788
СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ МЕТАНОЛА
Ім'я винахідника: Єгоров С.А .; Гавриїл Н.А .; Новосельцева Л.В .; Сеча А.С .; Хоменко Г.А .; Щербаков П.М .; Бак В.В .; Леонов В.Є.
Ім'я патентовласника: Харківський політехнічний інститут ім. В.І.Леніна
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1986.06.19
Винахід стосується аліфатичних спиртів, зокрема способу отримання метанолу, який використовується в основному органічному синтезі, а й як високооктанових добавок до палив. Мета - підвищення виходу цільового продукту і селективності процесу. Останній ведуть окисленням природного газу О2 -містять газом при роздільній подачі газів в реактор, підвищеному тиску, початкової температурі суміші газів на вході реактора 330-370 o С, тривалості їх контакту 0,2-0,22 з з наступним безперервним введенням в реактор метанолу для охолодження до 330-340 o С розігрівається до 370-450 o С реакційної суміші. Спосіб дозволяє підвищити ступінь конверсії метану в метанол з 2,69 до 3,41-3,57% і селективність процесу по метанолу з 55 до 65-69%.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до нижчих аліфатичних спиртів, а саме до способу отримання метанолу, який широко використовується в основному органічному синтезі, а й як високооктанових добавок до палив.
Мета винаходу підвищення виходу цільового продукту і селективності процесу досягається окисленням природного газу кисневмісних газом при підвищених температурах і тиску при роздільній подачі природного і кисневмісного газу в реактор, при цьому окислення ведуть при початковій температурі суміші природного і кисневмісного газу на вході реактора 330-370 o С , часу контакту газів в реакторі 0,2-0,22 с, з подальшим безперервним введенням в реактор метанолу для охолодження до 330-340 o с розігрівається до 370-450 o с реакційної суміші.
Приклад 1 (порівняльний по прототипу, проведено на Шебелинської дослідній установці)
Природний газ складу, об. CH 4 93,51; C 2 H 6 3,74; C 3 H 8 0,84; з-C 4 H 10 0,10; н-C 4 H 10 0,16; C 5 0,16; N 2 1,5 в кількості 760 м 3 / ч під тиском 10,0 МПа нагрівають до 380 o С і подають у газофазний змішувач реактор.
На вхід в реактор подають 760 м 3 / год газу, що складається з 198,43 м 3 / год свіжого природного газу і 561,57 м 3 / ч циркуляційного газу, а й повітря в кількості 102,7 м 3 / ч. У пусковому режимі на вхід в реактор подають 760 м 3 / год свіжого природного газу та 102,7 м 3 / год повітря. Газовий потік вводять в реакційний об'єм у вигляді конічної тонкої струменя зі швидкістю 30 м / с (в розрахунку на нормальні умови). Через кільцеві зазори подають повітря в кількості 102,7 м 3 / год при температурі 30 o С і тиску 10 МПа. На виході з кільцевих зазорів повітря набуває швидкість 300 м / с і у вигляді кільцевої струменя під кутом 45 o врізається в потік природного газу (співвідношення лінійних швидкостей потоків 10: 1). Природний газ і повітря перемішуються в змішувачі газів. Газоповітряна суміш має температуру на вході реактора 340 o С. При цій температурі спостерігається індукційний період заходження радикально-ланцюгового процесу неповного окислення вуглецевмісних газів.
Потім спостерігається стадія окислення, в якій різко збільшується швидкість процесу, кисень спрацьовує до об. за рахунок екзотермічних реакцій неповного окислення природного газу температура реакційної маси підвищується до 410 o С. При часу перебування газової суміші в реакторі 0,5 с отримують послереакціонную суміш складу, об. CH 4 78,28; C 2 H 6 3,20; C 3 H 8 0,71; н-C 4 H 10 0,13; з-C 4 H 10 0,08; C 5 0,16; N 2 12,5; CO 1,02; CO 2 0,19; H 2 0,5; CH 3 OH 1,65; C 2 H 5 OH 0,028; C 3 H 7 OH 0,002; з-C 4 H 8 OH 0,0009; CH 2 O 23; CH 3 COOH 0,0008; (CH 3)2 O 0,03; CH 3 C 2 H 5 O 0,04; (CH 3)2 CO 0,19; CH 3 C 2 H 5 CO 0,005; H 2 O 1,28.
Після газофазного змішувача-реактора реакційна суміш надходить в холодильник-конденсатор, де рідку фазу відокремлюють від непрореагировавшего газу. Після сепаратора не прореагував газ, який має склад, об. CH 4 81,65; C 2 H 6 3,30; C 3 H 8 0,73; н-C 4 H 10 0,08; з-C 4 H 10 0,13; C 5 0,13; CO 2 0,23; N 2 12,19; CO 1,05; H 2 0,5, повертають в газопровід або в цикл на подальшу переробку. Метанол-сирець, який має склад, мас. CH 3 OH 56,20; CH 2 O 1,80; H 2 O 35,20 і інші органічні продукти 5,80, в кількості 47,90 кг / год надходить в блок ємностей, а потім на ректифікацію з метою визначення метанолу, формальдегіду та інших кисневмісних продуктів. Зміст цільових продуктів (CH 3 OH, CH 2 O) становить 58,0 мас. в тому числі метанолу 56,2 мас. формальдегіду 1,8 мас. загальна кількість одержуваного продукту 47,50 кг / ч, конверсія метану в цільові продукти 2,69% (CH 3 OH 2,68% CH 2 O 0,01%). Селективність процесу за цільовими продуктам 55,88% (CH 3 OH 55,71% CH 2 O 0,11%).
приклад 2
Умови проведення процесу відрізняються від зазначених в прикладі 1 тим, що температура природного газу на вході в реактор складає 365 o С, температура газоповітряної суміші 330 o С, температура в зоні реакції 370 o С, причому після часу перебування газової суміші в реакторі, рівного 0 , 22 с, в зону реакції впорскують метанол-сирець (66,75 кг / год) або метанол-ректифікат (105,05 кг / год), температура реакційної суміші при цьому знижується від 370 до 330 o С.
Метанол-сирець має склад, мас. CH 3 OH 75,25; CH 2 O 6,75; Н 2 O 13,81 і інші органічні продукти 4,19.
Зміст цільових продуктів (CH 3 OH, CH 2 O) становить 820 мас. в тому числі метанолу 75,25 мас. формальдегіду 6,75 мас. загальна кількість одержуваного продукту 44,38 кг / год (без урахування гартувального метанолу), конверсія метану в цільові продукти становить 3,75% (CH 3 OH 3,25% CH 2 O 0,32%). Селективність процесу за цільовими продуктам 75,54% (CH 3 OH 68,71% CH 2 O 6,83).
П р и м і р 3
Умови проведення процесу відрізняється від зазначених в прикладі 1 тим, що температура природного газу на вході в реактор складає 365 o С, температура газоповітряної суміші 330 o С, температура в зоні реакції 370 o С, причому після часу перебування газової суміші в реакторі протягом 0 , 22 з в зону реакції впорскують метанол-сирець або метанол-ректифікат, температура реакційної суміші знижується від 370 до 340 o С.
Метанол-сирець має склад, мас. CH 3 OH 72,36; CH 2 O 6,48; H 2 O 16,25 і інші органічні продукти 4,91. Зміст цільових продуктів 78,84 мас. в тому числі метанолу 72,36 мас. формальдегіду 6,48 мас. загальна кількість одержуваного продукту 44,59 кг / год (без урахування гартувального метанолу), конверсія метану в цільові продукти 3,41% (CH 3 OH 3,08% CH 2 O 0,33%). Селективність процесу за цільовими продуктам 71,96% (CH 3 OH 65,13% CH 2 O 6,83%).
П р и м і р 4 (порівняльний)
Умови проведення процесу відрізняються від зазначених в прикладі 1 тим, що температура природного газу на вході в реактор складає 365 o С, температура газоповітряної суміші 330 o С, температура в зоні реакції 400 o С, причому після часу перебування газової суміші в реакторі, рівного 0 , 22 с, в зону реакції впорскують метанол-сирець або метанол-ректифікат, температура реакційної суміші знижується від 370 до 320 o С.
Метанол-сирець має склад, мас. CH 3 OH 70,35; CH 2 O 6,82; H 2 O 15,48 і інші органічні продукти 7,35.
Зміст цільових продуктів становить 77,17 мас. в тому числі метанолу 70,35 мас. формальдегіду 6,82 мас. загальна кількість отриманого продукту 24,15 кг / год (без урахування гартувального метанолу), конверсія метану в цільові продукти 1,67% (CH 3 OH 1,43% CH 2 O 0,24%). Селективність процесу за цільовими продуктам 74,18% (CH 3 OH 69,52% CH 2 O 4,66%).
П р и м і р 5 (порівняльний)
Умови проведення процесу відрізняються від зазначених в прикладі 1 тим, що температура природного газу на вході в реактор складає 365 o С, температура газоповітряної суміші 330 o С, причому після часу перебування газової суміші в реакторі протягом 0,22 с в зону реакції впорскують метанол -сирець або метанол-ректифікат, температура реакційної суміші знижується від 370 до 350 o С.
Метанол-сирець має склад, мас. CH 3 OH 62,25; CH 2 O 6,18; H 2 O 23,52 і інші органічні продукти 8,05.
Зміст цільових продуктів становить 68,43 мас. в тому числі метанолу 62,25 мас. формальдегіду 6,18 мас. загальна кількість отриманого продукту 44,29 кг / год (без урахування гартувального метанолу), конверсія метанолу в цільові продукти 3,17% (CH 3 OH 2,86% CH 2 O 0,31%). Селективність процесу в цільові продукти 67,63% (CH 3 OH 61,02% CH 2 O 6,61%).
П р и м і р 6
Умови проведення процесу відрізняються від зазначених в прикладі 1 тим, що температура природного газу на вході в реактор складає 410 o С, температура газоповітряної суміші 370 o С, температура в зоні реакції 450 o С, причому після часу перебування газової суміші в реакторі протягом 0 , 20 з в зону реакції впорскують метанол, температура реакційної суміші знижується від 450 до 330 o С. метанол-сирець має склад, мас. CH 3 OH 53,08; CH 2 O 6,45; H 2 O 30,18 і інші органічні продукти 10,29. Зміст цільових продуктів становить 59,53 мас. в тому числі метанолу 53,08 мас. формальдегіду 6,45 мас. загальна кількість отриманого продукту 44,32 кг / год (без урахування гартувального метанолу), конверсія метану в цільові продукти 2,8% (CH 3 OH 2,47% CH 2 O 0,33%). Селективність процесу в цільові продукти 58,33% (CH 3 OH 51,81% CH 2 O 6,52%).
П р и м і р 7
Умови проведення процесу відрізняються від зазначених в прикладі 1 тим, що температура природного газу на вході в реактор складає 380 o С, температура газоповітряної суміші 330 o С, температура в зоні реакції 410 o С, причому час перебування газової суміші в реакторі протягом 0, 20 с, потім в зону реакції впорскують метанол-сирець або метанол-ректифікат, температура реакційної суміші знижується від 410 до 330 o C.
Метанол-сирець має склад, мас. CH 3 OH 68,51; CH 2 O 6,78; H 2 O 15,25 і інші органічні продукти 9,46.
Зміст цільових продуктів становить 75,29 мас. в тому числі метанолу 68,51 мас. формальдегіду 6,78 мас. загальна кількість отриманого продукту 44,53 кг / год (без урахування гартувального метанолу), конверсія метану в цільові продукти 3,54% (CH 3 OH 3,22% CH 2 O 0,32). Селективність процесу в цільові продукти 76,08% (CH 3 OH 69,25% CH 2 O 6,83%).
П р и м і р 8 (порівняльний)
Умови проведення процесу відрізняються від зазначених в прикладі 1 тим, що температура природного газу на вході в реактор складає 380 o С,
Температура газоповітряної суміші 340 o С, температура в зоні реакції 410 o С, причому після часу перебування газової суміші в реакторі протягом 0,18 с в зону реакції впорскують метанол-сирець або метанол-ректифікат, температура реакційної суміші знижується від 410 до 330 o C.
Метанол-сирець має склад, мас. CH 3 OH 60,21; CH 2 O 6,25; H 2 O 25,21 і інші органічні продукти 8,33.
Зміст цільових продуктів становить 66,46 мас. в тому числі метанолу 60,21 мас. формальдегіду 6,25 мас. загальна кількість отриманого продукту 40,28 кг / год (без урахування гартувального метанолу), конверсія метану в цільові продукти 2,82% (CH 3 OH 2,51% CH 2 O 0,31%). Селективність процесу в цільові продукти 61,89% (CH 3 OH 55,28; CH 2 O 6,61%).
П р и м і р 9 (порівняльний)
Умови проведення процесу відрізняються від зазначених в прикладі 1 тим, що температура природного газу на вході в реактор складає 380 o С, температура газоповітряної суміші 340 o С, температура в зоні реакції 410 o С, причому після часу перебування газової суміші в реакторі протягом 0 , 23 з в зону реакції впорскують метанол-сирець або метанол-ректифікат, температура реакційної суміші знижується від 410 до 330 o С.
Метанол-сирець має склад, мас. CH 3 OH 52,28; CH 2 O 6,85; H 2 O 30,28 і інші органічні продукти 10,59.
Зміст цільових продуктів становить 59,13 мас. в тому числі метанолу 52,28 мас. формальдегіду 6,85 мас. загальна кількість отриманого продукту 32,89 кг / год (без урахування гартувального метанолу), конверсія метану в цільові продукти 2,22% (CH 3 OH 1,89% CH 2 O 0,33%). Селективність процесу в цільові продукти 56,04% (CH 3 OH 50,21% CH 2 O 5,83%).
П р и м і р 10
Умови проведення процесу відрізняються від зазначених в прикладі 1 тим, що природний газ має склад, об. CH 4 89,84; C 2 H 6 4,6; C 3 H 8 1,66; C 4 H 10 0,64; C 5 + 3,22; CO 2 0,2; N 2 0,78, температура природного газу на вході в реактор складає 380 o С, температура газоповітряної суміші 330 o С, температура в зоні реакції 410 o С, причому після часу перебування газової суміші в реакторі протягом 0,22 с в зону реакції впорскують метанол-сирець або метанол-ректифікат, температура реакційної суміші знижується від 400 до 330 o С.
Метанол-сирець має склад, мас. CH 3 OH 75,35; CH 2 O 6,77; H 2 O 6,77; H 2 O 13,70 і інші органічні продукти 4,18.
Зміст цільових продуктів (CH 3 OH, CH 2 O) становить 82,0 мас. в тому числі метанолу 75,25 мас. формальдегіду 6,75 мас. загальна кількість отриманого продукту 44,12 кг / год (без урахування гартувального метанолу), конверсія метану в цільові продукти становить 3,51% (CH 3 OH 3,20% CH 2 O 0,31%). Селективність процесу за цільовими продуктам 76,12% (CH 3 OH 69,28% CH 2 O 6,84).
Результати процесу за прикладами 1-10 представлені в таблиці.
Справжній спосіб дозволяє підвищити ступінь конверсії метану в метанол з 2,69 до 3,41-3,57% і селективність процесу по метанолу з 55 до 65-69%
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб отримання метанолу окисленням природного газу кисневмісних газом при підвищених температурі і тиску при роздільній подачі природного і кисневмісного газу в реактор, який відрізняється тим, що, з метою підвищення виходу цільового продукту і селективності процесу, останній ведуть при початковій температурі суміші природного і кисневмісного газу на вході реактора 330 370 o с, часу контакту їх в реакторі протягом 0,2 - 0,22 с з подальшим безперервним введенням в реактор метанолу для охолодження до 330 340 o с розігрівається до 370 450 o с реакційної суміші.
Версія для друку
Дата публікації 14.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.