| 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 RU2135454
ПЕРЕРОБКА ПРИРОДНОГО ГАЗУ З ОТРИМАННЯМ МЕТАНОЛА
Ім'я винахідника: Кочубей В.А .; Сосна М.Х .; Горьков Т.М .; Кравцова Н.Г.
Ім'я патентовласника: Сосна Михайло Хаймович
Адреса для листування: 127562, Москва, ул.Каргопольская 12, кв.60, Корнієнко О.В.
Дата початку дії патенту: 1998.03.30
Винахід відноситься до галузі хімічної технології і може бути використано на хімічних і нафтохімічних підприємствах, що виробляють синтетичні спирти, зокрема метанол.
Суть методу полягає в тому, що спосіб виробництва метанолу включає парокіслородной конверсію природного газу, утилізацію тепла синтез-газу, часткове видалення з нього діоксиду вуглецю, осушення, компресію до тиску 8.5 - 9.0 МПа і синтез метанолу на низькотемпературному каталізаторі в два ступені - попередню проточну і основну циркуляційну, при цьому попередню щабель синтезу ведуть перед осушенням і компрес під тиском стадії парокислородной конверсії, після чого проводять основну щабель синтезу. Осушення синтез-газу здійснюють з відділенням водно-метанольной фракції. Попередній синтез здійснюють на медьсодержащем каталізаторі при об'ємної швидкості 2000 - 6500 год -1. Спосіб дозволяє здійснити енергозберігаючу технологію.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до галузі хімічної технології і може бути використано на хімічних і нафтохімічних підприємствах, що виробляють синтетичні спирти, зокрема метанол.
Відомий спосіб переробки природного газу з отриманням метанолу, що включає нагрівання технологічного природного газу до 380 - 400 o C в вогневому підігрівачі, очищення від сірки, змішання з водяною парою, парову конверсію в трубчастої печі, парокіслородной конверсію в шахтному конверторі, очищення газу від діоксиду вуглецю , компримування синтез-газу, синтез метанолу в поличних колонах на медьсодержащем каталізаторі циркуляційним методом (Авторське свідоцтво SU N 1465410, З 01 в 3/32, 1989).
Недоліком способу є висока енергоємність процесу.
Відомий спосіб отримання метанолу з синтез-газу, що включає дві стадії синтезу метанолу при підвищеній температурі і тиску, де на першій стадії синтез ведуть в проточному реакторі, а на другій стадії - в реакторі з рециклом, і об'ємне відношення СО / (H 2 + СО 2) на виході з реактора другого ступеня регулюють шляхом додавання до газу, що подається на другу стадію, додаткового газового потоку, що містить надлишок водню або оксидів вуглецю.
Недоліком способу є значні енерговитрати і низька ефективність використання реагуючих компонентів реакційної суміші через високу розчинність діоксиду вуглецю в метанол при його конденсації після першої стадії синтезу.
Відомий спосіб отримання метанолу, що включає парокіслородной конверсію вуглеводневої сировини в шахтному конверторі з отриманням конвертованого газу, утилізацію тепла отриманого газу, часткове видалення двоокису вуглецю з конвертованій газової суміші до отримання факторіала f, що визначається як (H 2 - CO 2) / (CO 2 + СО), рівного 2.05-2.1, осушку залишилася вологи шляхом виморожування і контактуванням з алюмогелем, компресію сухого газу до тиску 8.5 - 9.0 МПа і синтез метанолу в поличних колонах із ступінчастим байпасірованіем газу на мідь-цинк-хромовому каталізаторі при температурі 230-250 o C циркуляційним методом (Аналог, патент РФ N 2099320, опуб. 1997).
Недоліками способу є підвищена витрата енергії через необхідність стиснення всього свіжого синтез-газу до тиску синтезу і значні витрати холоду на конденсацію залишкової вологи зі свіжого синтез-газу перед стадією компресії і на стадії компресії.
Заявлений винахід направлено на усунення зазначених недоліків і створення економічного способу виробництва метанолу, що включає парокіслородной конверсію природного газу з отриманням синтез-газу, утилізацію його тепла, часткове видалення з синтез-газу діоксиду вуглецю, осушення, компресію до тиску 8.5-9.0 МПа і синтез метанолу на низькотемпературному каталізаторі, причому синтез здійснюють у два щаблі - попередню проточну під тиском стадії парокислородной конверсії та циркуляційних, при цьому осушку і компресію проводять між згаданими стадіями.
Осушення синтез-газу перед компресією здійснюють з відділенням водно-метанольной фракції.
Крім того, попередній синтез здійснюють на медьсодержащем каталізаторі при об'ємної швидкості 2000-6500 год -1.
Спосіб здійснюється наступними прикладами.
приклад 1
Природний газ під тиском 1.6 МПа у кількості 8380 нм 3 / год піддають процесу парокислородной конверсії з отриманням 51200 нм 3 / год вологого конвертованого газу, після утилізації його тепла і відділення з нього вологи з синтез-газу при температурі 40 o C частково видаляють діоксид вуглецю , отримуючи при цьому 25725 нм 3 / год синтез-газу наступного складу, об.%: CO 15.89, СО 2 11.55, H 2 69.16, H 2 O 0.43, CH 4 1.48, Ar 0.62, N 2 0.87, з факторіалом 2, 1.
Отриманий синтез-газ розділяють на два потоки, більший з яких, пройшовши рекуперативний теплообмінник, нагрівається до 233 o C теплом реакційної суміші після стадії предкатализа синтезу і надходить в проточний реактор, завантажений в два шари низькотемпературних медьсодержащим каталізатором синтезу метанолу в обсязі 8 м 3.
У першому шарі відбувається реакція синтезу з одночасним підвищенням температури до 269 o C.
Реакційна суміш після першого шару змішується з другим, меншим потоком реакційної суміші так, щоб температура на вході в другій шар знизилася до 226 o C.
На виході з другого шару каталізатора температура реакційної суміші підвищується до 257 o C і має наступний склад, об.%: CO 14.728, CO 2 11.764, H 2 67.596, H 2 O 0.718, CH 3 ОН 2.099.
Об'ємна швидкість синтезу метанолу в реакторі предкатализа становить 3200 год -1.
Реакційна суміш охолоджується до 5 o C, при цьому з неї виділяється водно-метанольна суміш в кількості 709 кг / год з 90% вмістом метанолу і відбувається осушення газу, і далі 24000 нм 3 / год сухого синтез-газу стискають компресором синтез-газу до тиску 9.0 МПа і ділять на 4 рівних потоку по числу контурів синтезу, після чого змішують з потоком газу після циркуляційного компресора і подають на другу стадію синтезу, в колону поличного типу з об'ємом каталізатора 3.8 м 3.
На каталізаторі синтезу метанолу, розміщеному на п'яти полицях, відбувається синтез метанолу так, що після колони синтезу газ має наступний склад, об.%: CO 2.24, CO 2 4.43, H 2 57.15, H 2 О 1.62, CH 3 ОН 4.03.
Температура на виході з останньої полиці становить 263 o C.
Після охолодження у вбудованому теплообміннику реакційна суміш надходить в конденсатор, де охолоджується за рахунок оборотної води з одночасною конденсацією водно-метанольной суміші. Отриманий метанол-сирець містить 20.05% води, продуктивність колони синтезу по метанолу-сирцю становить 2.816 т / год.
Після сепарації водно-метанольной суміші циркуляційний газ ділиться на два потоки, більший з яких надходить на всмоктування циркуляційного компресора, а менший потік у вигляді продувних газів виводиться з циклу синтезу. Загальна продуктивність установки по метанолу-сирцю 11.97 т / год з концентрацією метанолу 80,53%.
приклад 2
Природний газ під тиском 1.6 МПа у кількості 8272 нм 3 / год піддають процесу парокислородной конверсії з отриманням 50557 нм 3 / год вологого конвертованого газу, після утилізації його тепла і відділення з нього вологи з синтез-газу при температурі 40 o C частково видаляють діоксид вуглецю , отримуючи при цьому 25403 нм 3 / год синтез-газу наступного складу, об.%: СО 15.89, CO 2 11.55, H 2 69.16, H 2 О 0.43, CH 4 1.48, Ar 0.62, N 2 0.87, з факторіалом, рівним 2,1.
Отриманий синтез-газ розділяють на два потоки, більший з яких, пройшовши рекуперативний теплообмінник, нагрівається до 248 o C теплом реакційної суміші після стадії предкатализа синтезу і надходить в проточний реактор, завантажений в два шари низькотемпературних медьсодержащим каталізатором синтезу метанолу в обсязі 4 м 3.
У першому шарі відбувається реакція синтезу з одночасним підвищенням температури до 275 o C.
Реакційна суміш після першого шару змішується з другим, меншим потоком реакційної суміші так, щоб температура на вході в другій шар знизилася до 238 o C.
На виході з другого шару каталізатора температура реакційної суміші підвищується до 262 o C і має наступний склад, об.%: СО 15.081, CO 2 11.616, H 2 67.829, H 2 O 0.759, CH 3 ОН 1.647.
Об'ємна швидкість синтезу метанолу в реакторі предкатализа становить 6350 год -1. Реакційна суміш охолоджується до 5 o C, при цьому з неї виділяється водно-метанольна суміш в кількості 556 кг / год з 86.88% вмістом метанолу і відбувається осушення газу, і далі 24000 нм 3 / год сухого синтез-газу стискають компресором синтез-газу до тиску 9.0 МПа і ділять на 4 рівних потоку по числу контурів синтезу, після чого змішують з потоком газу після циркуляційного компресора і подають на другу стадію синтезу, в колону поличного типу з об'ємом каталізатора 3.8 м 3.
На каталізаторі синтезу метанолу, розміщеному на п'яти полицях, відбувається синтез метанолу так, що після колони синтезу газ має наступний склад, об.%: CO 2.248, CO 2 4.42, H 2 56.99, H 2 О 1.59, CH 3 ОН 4.05.
Температура на виході з останньої полиці становить 263.7 o C.
Після охолодження у вбудованому теплообміннику реакційна суміш надходить в конденсатор, де охолоджується за рахунок оборотної води з одночасною конденсацією водно-метанольной суміші. Отриманий метанол-сирець містить 19.73% води, продуктивність колони синтезу по метанолу-сирцю становить 2.817 т / год.
Після сепарації водно-метанольной суміші циркуляційний газ ділиться на два потоки, більший з яких надходить на всмоктування циркуляційного компресора, а менший потік у вигляді продувних газів виводиться з циклу синтезу. Загальна продуктивність установки по метанолу-сирцю 11.82 т / год з концентрацією метанолу 80,57%.
приклад 3
Природний газ під тиском 1.6 МПа у кількості 8448 нм 3 / год піддають процесу парокислородной конверсії з отриманням 51632 нм 3 / год вологого конвертованого газу, після утилізації його тепла і відділення з нього вологи з синтез-газу при температурі 40 o C частково видаляють діоксид вуглецю , отримуючи при цьому 25943 нм 3 / год синтез-газу наступного складу, об.%: СО 15.89, CO 2 11.55, H 2 69.16, H 2 О 0.43, CH 4 1.48, Ar 0.62, N 2 0.87, з факторіалом 2, 1.
Отриманий синтез-газ розділяють на два потоки, більший з яких, пройшовши рекуперативний теплообмінник, нагрівається до температури 224 o C теплом реакційної суміші після стадії предкатализа синтезу і надходить в проточний реактор, завантажений в два шари низькотемпературних медьсодержащим каталізатором синтезу метанолу в обсязі 12 м 3 . У першому шарі відбувається реакція синтезу з одночасним підвищенням температури до 266 o C.
Реакційна суміш після першого шару змішується з другим, меншим потоком реакційної суміші так, щоб температура на вході в другій шар знизилася до 219 o C.
На виході з другого шару каталізатора температура реакційної суміші підвищується до 254 o C і має наступний склад, oб.%: CO 14.514, CO 2 11.852, H 2 67.442, H 2 O 0.699, CH 3 ОН 2.382.
Об'ємна швидкість синтезу метанолу в реакторі предкатализа становить 2162 год -1. Реакційна суміш охолоджується до 5 o C, при цьому з неї виділяється водно-метанольна суміш в кількості 808 кг / год з 91.31% вмістом метанолу і відбувається осушення газу, і далі 24000 нм 3 / год сухого синтез-газу стискають компресором синтез-газу до тиску 9.0 МПа і ділять на 4 рівних потоку по числу контурів синтезу, після чого змішують з потоком газу після циркуляційного компресора і подають на другу стадію синтезу, в колону поличного типу з об'ємом каталізатора 3.8 м 3.
На каталізаторі синтезу метанолу, розміщеному на п'яти полицях, відбувається синтез метанолу так, що після колони синтезу газ має наступний склад, об.%: CO 2.248, CO 2 4.42, H 2 56.99, H 2 О 1.59, CH 3 ОН 4.05.
Температура на виході з останньої полиці становить 262,8 o C.
Після охолодження у вбудованому теплообміннику реакційна суміш надходить в конденсатор, де охолоджується за рахунок оборотної води з одночасною конденсацією водно-метанольной суміші. Отриманий метанол-сирець містить 20.25% води, продуктивність колони синтезу по метанолу-сирцю становить 2.815 т / год.
Після сепарації водно-метанольной суміші циркуляційний газ ділиться на два потоки, більший з яких надходить на всмоктування циркуляційного компресора, а менший потік у вигляді продувних газів виводиться з циклу синтезу. Загальна продуктивність установки по метанолу-сирцю 12.068 т / год з концентрацією метанолу 80,53%.
Як видно з прикладів, в пропонованому способі виробництва метанолу в порівнянні з прототипом на 0.9-1.2% зменшується витрата енергії на стиснення синтез-газу до тиску синтезу. Крім того, збільшується ефективність використання реагуючих компонентів реакційної суміші в метанолі при його конденсації після першої стадії синтезу і поліпшується якість метанолу-сирцю.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб переробки природного газу з отриманням метанолу, що включає парокіслородной конверсію природного газу з отриманням синтез-газу, утилізацію його тепла, часткове видалення з синтез-газу діоксиду вуглецю, осушення, компресію до тиску 8,5 - 9,0 МПа і синтез метанолу на низькотемпературному каталізаторі, який відрізняється тим, що синтез здійснюють у два щаблі - попередню проточну під тиском стадії парокислородной конверсії і основну циркуляційну, при цьому осушку і компресію здійснюють між згаданими стадіями.
Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що осушку синтез-газу здійснюють з відділенням водно-метанольной фракції.
Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що попередній синтез здійснюють на медьсодержащем каталізаторі при об'ємної швидкості 2000 - 6500 год -1.
Версія для друку
Дата публікації 21.11.2006гг
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.