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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2152378

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG METHANOL

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG METHANOL

Name des Erfinders:. VN Pisarenko; Abaskuliev DA. Tschernomyrdin AV. Katchalov VV. Brezgin BE
Der Name des Patentinhabers: Geschlossene Aktiengesellschaft "COMPANY Rusinvest"
Korrespondenzanschrift: 103498, Moskau, K498, Birke Gasse, k.423, kv.81, Kremleva VY
Startdatum des Patents: 1999.04.28

Verfahren zur Herstellung von Methanol, umfassend den Schritt Synthesegas herzustellen, den Schritt der katalytischen Umwandlung von Synthesegas zu Methanol in einer Reihe von Reaktoren, die in Reihe geschaltet sind, umfassend das Zuführen und Heizoperationen des Synthesegases in den Eingangsbereichen Reaktoren außerhalb Kühlmittel katalytischen Umwandlungsoperation von Synthesegas in Methanol unter Erwärmen des Gasstromes im Austrittsbereich des Reaktors, Trennoperationen und Recycling Methanol, Endgas aufgrund der Wärme aus dem Gasstrom. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang des Reaktorkerns Synthesegas zugeführt wird, mehr als 40 Vol% Stickstoff enthält, in einem Molverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid im Bereich von 2,8: 1 bis 1,8 :. 1 wird der Gasstrom auf eine Temperatur in der Kühlmittelheizung Eingabebereiche Reaktor Temperaturgradienten entlang der Reaktorlänge größer als der Temperaturgradient in dem Gasstrom getragen den aktiven Teil des Reaktors durch die Reaktionswärme erhitzt wird. 280 o C, einem Druck von 4,0 - - Beispielsweise wird der Methanolsyntheseverfahren im Temperaturbereich von 170 durchgeführt , 10,0 MPa und einer volumetrischen Strömungsraten von 1000 bis 10.000 h -1, der Gasstrom auf die Vorlauftemperatur des Reaktoreingangs Erhitzen zonyh ohne Temperaturgradienten durchgeführt mit dem Gasstrom Temperaturgradienten in dem aktiven Beheizung des Reaktors als 10 o C / dm, ist nicht mehr als 3 o C / dm.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Leistungssparverfahren zur Synthese von Methanol aus Synthesegas durch partielle Oxidation von Erdgas mit Luft, mit Sauerstoff angereicherter Luft oder Sauerstoff enthaltenden Gasströmen mit einem hohen Gehalt an Stickstoff in den Kraftmaschinen mit Strom auf allen Stufen der Herstellung von Methanol erhalten.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf dem Gebiet der chemisch-technischen, energieeffiziente Verfahren zur Herstellung von Methanol aus Erdgas oder "Schwanz" Kohlenwasserstoffgase der chemischen, petrochemischen und metallurgischen Industrie.

In herkömmlichen Methanolherstellungstechnologie der Regel die erste Stufe des Verfahrens ist die Erzeugung von Dampf Syngas Reformierung von Methan. In diesem Stadium nicht vollständige Umwandlung von Methan zu Synthesegas zu erreichen und damit die Restmethan wird in einem nachfolgenden Schritt überführt - Dampf-Sauerstoff-Umwandlung (möglicherweise Kombination dieser Phasen). Zur Überführung der Dampf Sauerstoff normalerweise reinem Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherter Luft, deren Herstellung verwendet wird, mit der Energiekosten verbunden. Zusätzlich erfolgt die Prozesse der Dampf Umwandlung von Kohlenmonoxid aus den Wasserstoffgehalt in dem Synthesegas zu erhöhen weiter hergestellt und Isolieren von Kohlendioxid aus dem Synthesegas. Der Selbstkostenpreis des produzierten Synthesegas eine geringe Menge an Stickstoff enthält, ist hoch genug, um erzeugte Synthesegas verwendet werden können, mit Ausnahme der Methanolproduktion Industrie noch Olefine oder Kraftstoffe herzustellen. Methan Dampfreformierungsreaktion und es vysokoendotermichna zusammen mit Dampf-Sauerstoff-Umwandlung von Methan in teure Ausrüstung und erhebliche Energiebetriebskosten durchgeführt.

Bekannte Technologien für Synthesegas aus Erdgas (Siehe. US-Patent 5.177.114), die deutlich niedrigeren Kosten im Vergleich zu den Kosten des Synthesegases durch traditionelle Technologien hergestellt. Dies ist vor allem aufgrund der Tatsache erreicht, dass das Synthesegas durch partielle Oxidation von Erdgas erhalten. Und als das Oxidationsmittel verwendet, nicht Sauerstoff, und Luft oder mit Sauerstoff angereicherter Luft. Kostenreduzierung wird erreicht durch:

1) die Kosten für die Herstellung von mit Sauerstoff angereicherter Luft zu reduzieren, im Vergleich mit den teuren Herstellung von reinem Sauerstoff;

2) die Verwendung einer einfacheren und weniger kostspielige Ausrüstung;

3) Reduzierung der Betriebskosten;

4) die Verwendung eines einfachen und billigen Prozessleitsystemen.

Die Nachteile des Verfahrens ist die Notwendigkeit, ein Synthesegas, das erhebliche Mengen an Stickstoff der Herstellung, bis zu (40 Vol.%). Daher sollte die Herstellung von Methanol oder Treibstoffen oder petrochemischen Synthese Schlüssel verabreicht bezretsirkulyatsionnoy Schema Kosten sonst gewünschten Produkte wieder aufgrund der großen Rückführströme Inerten (Stickstoff, Methan) erhöht werden. Somit ist die Nachteile der bestehenden Erdgasverarbeitungsschemata die Komplexität des technologischen Design-Prozess, eine Menge von technischen Anlagen Einheiten und den Mangel an Flexibilität und technologischen Regelungen für Rohstoffe.

In der DE 4300017 A1 in der Niedrigkonzentrations Methanol kohlenwasserstoffhaltigen Gase recycelt. Aber bei niedrigen Methanol als ohne die Verwendung von Wärme der chemischen Reaktionen und die Wärme des Abgases des erwarteten Produkts erhalten wird, ist relativ hohen Kosten und Installation energozamknutoy. Letztere Tatsache wird ihre Verwendung in verschiedenen Branchen abzuschrecken.

In der Nähe von dem beanspruchten Verfahren zur Herstellung von Methanol, als Prototyp gewählt ist das Verfahren in Patent beschrieben (US 5.472.986). In der Prototyp-Verfahren wird Synthesegas mit hohem Stickstoffgehalt, mit einem Zwischenanschluß in dem Methanolreaktor gebildet umgewandelt, nach jedem katalytischen Reaktor.

Der Hauptnachteil der Erfindung, als Prototyp genommen, ist, dass die Reaktionswärme der Partialoxidation von Methan und Methanol-Synthese nicht zur Stromerzeugung verwendet wird, die nicht wesentlich die Effizienz erhöhen lässt (und somit die Kosten des gewünschten Produkts verringern - Methanol) Industrieanlagen dieses Typs. Zusätzlich enthält das synthetisierte Methanol, um eine große Menge an Wasser und organische Verunreinigungen, die das gewünschte Produkt von hoher Reinheit ziemlich komplexe Destillationssystem zu erhalten, erfordert. Folglich Stromverbrauch für die Trennung und die Erhöhung im Vergleich mit der Trennung der Reaktionsprodukte, die enthalten keine signifikanten Mengen an Nebenkomponenten.

Somit Analyse bekannter Technologien zur Herstellung von Methanol zeigt, dass die Produktion von Methanol-Synthese energozamknutyh, dadurch gekennzeichnet, das gewünschte Produkt zu erhalten - Methanol - Qualität.

In der vorliegenden Erfindung sind: Verbesserung der Qualität des gewünschten Produktes - Methanol bei der Umwandlung von Erdgas und die Umwandlung der Wärme der chemischen Reaktionen in allen Phasen der chemischen Umwandlung von Reaktanden in Elektrizität erzeugt, die Isolierung Anlage zur Energiegewinnung für die Methanolsynthese liefert, sondern auch Fließschema vereinfacht die Herstellung Methanol eine Verringerung der Investitions- und Energiekosten.

Diese Aufgaben in einem Verfahren zur Herstellung von Methanol erreicht werden, umfassend den Schritt des Erzeugens eines kohlenwasserstoffhältigen Einsatzmaterials in Synthesegas umzuwandeln, wobei der Schritt der katalytischen Umwandlung von Synthesegas zu Methanol in einer Reihe von Reaktoren, die in Reihe geschaltet sind, umfassend das Zuführen und Heizoperationen des Synthesegases in den Eingangsbereichen Reaktoren außerhalb Kühlmittel katalytischen Umwandlungsschritt-Synthese -gaza in Methanol unter Erwärmen des Gasstromes durch die Wärme der Methanolsynthesereaktionen im aktiven Teil des Reaktors, die Wärmeabfuhr aus dem Gasstrom im Austrittsbereich des Reaktors, Trennoperationen und Methanol utilization "tail" Gase, bei dem der Eingang eines Synthesegasreaktor zugeführt mit mehr als 40 vol. % Stickstoff, wobei das Molverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid im Bereich von 2,8: 1 bis 1,8: 1, der Gasstrom auf die Kühlmitteltemperatur in der Eingangszone des Reaktors erhitzt wird mit einem Temperaturgradienten entlang der Reaktorlänge größer ist als die Steigung des Gasstromes in der Erwärmungstemperatur durchgeführt, der aktive Teil des Reaktors durch die Reaktionswärme.

Im Gegensatz zu einem Verfahren zur Herstellung von Methanol ist, dass am Eingang des Reaktors eingespeist Syngas mehr als 40 vol enthält. % Stickstoff, bei einem Molverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid im Bereich von 2,8: 1 bis 1,8: 1, der Gasstrom auf die Kühlmitteltemperatur in der Eingangszone des Reaktors erhitzt wird mit einem Temperaturgradienten entlang der Reaktorlänge größer ist als die Steigung des Gasstromes in der Erwärmungstemperatur durchgeführt, der aktive Teil des Reaktors durch die Reaktionswärme.

Die zweite Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung von Methanol in dem Methanolsyntheseverfahren ist gekennzeichnet mit einem Druck von 4,0-8,0 MPa im Temperaturbereich von 170 bis 280 o C, durchgeführt wird und eine Strömungsgeschwindigkeit von 500-10.000 h -1.

Eine dritte Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung von Methanol , daß das Erhitzen des Gasstroms auf die Kühlmitteltemperatur in der Eingangszone Reaktor nicht mehr dadurch gekennzeichnet, durchgeführt als 10 o C / dm mit einem Temperaturgradienten, wobei der Gasstrom um den Temperaturgradienten in dem aktiven Teil des Reaktors Heizung ist nicht mehr als 3 o C / dm .

Eine vierte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung von Methanol, dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle des Synthesegases in zwei Ströme geteilt wird, von denen einer mit Wasserstoff Stoffübertragungsinstallation Membran und zugeführt zu dem ersten katalytischen Reaktor angereichert ist, durch das Seitenverhältnis von Wasserstoff und Kohlenmonoxid Einstellung und einen zweiten Strom in Wasserstoff abgereicherten wird mit dem Gasstrom verlassen des letzten katalytischen Reaktor nach Abtrennung von Methanol und dem Gemisch zu der Gasturbine als Brennstoff, Bereitstellen der Kraftstoffverbrennung zugeführt gemischt.

Die fünfte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung von Methanol, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf durch die Wärme der Methanolsynthesereaktion erzeugt wird, einer Dampfturbine zugeführt wird, Strom und Wärme "tail" Gase zu erzeugen, die in Gasturbinen verwendet wird, um Elektrizität zu erzeugen.

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG METHANOL

Fig. 1. Der Kern der Erfindung veranschaulicht, die die Verwendung einer Methanolanlage umfasst, bestehend aus drei in Reihe geschalteten Reaktoren 1, 2, 3. Jede von ihnen hat eine Einlaßzone 4, eine Haupt katalytische Reaktionszone 5 Zone 6 Ausgang, der mit den Ausgangszone Separatoren 7 8, 9, und sie sind - mit den Wärmetauschern 10, 11 am Eingang der Anlage (Figur 1) weist einen Verdichter 13 und dem Wärmetauscher 12.

Fig. 2 schematisch die Energiespareinstellung für Methanol gemäß Ziff. 4, 5 die Ansprüche. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Membraneinheit 14, eine Dampfturbine 15, Dampf- und Gas Heizofen 16 strömt, um die Gasturbine 17.

Energo realisiert ein Verfahren Methanol in einer Anlage nach Fig erzeugen. 1.2 wie folgt.

Beschickungsmaterial - Synthesegas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 - 10.000 h -1 (erhalten durch partielle Oxidation von Erdgas in Verbrennungsmotoren, Gasturbinen oder katalytische Reaktoren) mit dem Kompressor 13 zugeführt wird, komprimiert wird , wenn zum Beispiel auf einen Druck von 6,0 MPa. Dann geht es zu dem Wärmetauscher 12, wo es erwärmt Produkt 1. Reaktor auf eine Temperatur nahe der Temperatur der Methanolherstellungsreaktion fließt. Nach dem Wärmetauscher 12 das Synthesegas tritt in die Einlaßzone 4 des Reaktors 1. In ihm nicht mehr als 10 o C / dm auf die Vorlauftemperatur mit einem Temperaturgradienten erhitzt wird. Der Wärmeträger kann zum Beispiel Wasser verwendet. Ferner liegen nicht über den Gasstrom passiert einen Reaktorzone 5, in der die primäre Umwandlung von Synthesegas in Methanol und die Reaktorzone 6 Zone 5 1. In dem Reaktor 1 wird ein Gasstrom durch die Wärme der chemischen Reaktion mit einem Temperaturgradienten entlang der Reaktorachse erhitzt 3 o C / dm. In der Zone 6 des Reaktors 1 wird gekühlten Gasstrom und dem Temperaturgradienten entlang der Reaktorachse ist negativ.

Aus dem Reaktor 1 gelangt der Gasstrom den Wärmetauscher 12, der das Einsatzmaterial auf eine Temperatur nahe der Temperatur im Reaktor 1. Weitere erwärmt, tritt es in den Abscheider 7, wobei die Kondensation von Methanol durchgeführt, und nicht kondensierbare Gase strömen durch den Wärmetauscher 10 in die Einlaßzone 4 des Reaktors 2.

Reaktorbetriebsbedingungen 2 und 3 sind ähnlich zu den Betriebsbedingungen des Reaktors 1. Aus dem Reaktor 3 ein Gasproduktstrom zu einem Separator 9 zugeführt, wo die Reaktionsprodukte flüssige Methanolsynthese kondensiert werden, und nicht kondensierbare Gase werden in die Entsorgungseinheit "tail" Gase zugeführt (dargestellt in Fig. 2).

Alternative Methoden entsprechenden Absätze. 4, 5, wie folgt. Rohstoff - ein Synthesegas mit einem hohen Stickstoffgehalt wird dem Kompressor zugeführt, der 14. Die Membranvorrichtung empfängt einen Teil des Synthesegasstroms aus dem Kompressor 13. Die Gasströmung darin unterteilt wird in zwei Ströme am Eingang mit Wasserstoff angereicherte Synthesegasstrom aus der Membranvorrichtung empfängt. Die erste - die Permeatströmungsdurchsatz - mit Wasserstoff angereichert, die zweite - retantny Fluss - verarmt in Wasserstoff und Stickstoff angereichert.

Komprimierte, in dem Kompressor 13 mit wasserstoffreichen Beschickungsstrom geht durch drei in Reihe geschalteten Reaktoren, die Methanol in jeder von ihnen zu bilden, (ähnlich dem Schema in Fig. 1 gezeigt). Nicht umgesetztes Synthesegas aus dem Abscheider wird mit 9 retantnym Strom kombiniert und in die Gasturbine 17 als Brenngas für die Energieerzeugung geschickt. Die Abgase der Turbine 17, geben Sie den Ofen 16 zum Erwärmen der Dampf aus den 1-Reaktoren kommen, 2, 3. Der überhitzte Dampf 16 strömt zu einer Dampfturbine Strom zu erzeugen.

Diese Beispiele erschöpfen nicht alle möglichen Implementierungen eines Verfahrens zur Herstellung von Methanol.

Folglich ist eine physikalisch-chemische Punkt der Erfindung liegt darin, daß die Synthese Methanol wird in einer Umgebung von Stickstoff durchgeführt (mit der letzten mehr als 40 Gew.%) Bei einer voreingestellten Temperatur Betriebsarten Reaktoren, hochselektive Flow-Verfahren bietet aufgrund der Gleichmäßigkeit der Wärmeströme und der Abwesenheit in den Reaktor, Körner und Katalysatorzonen mit hoher Konzentration an Reaktanten.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele von spezifischen Ausführungsformen des Verfahrens veranschaulicht.

Beispiel 1. Die Kraftmaschine (Gasturbine) in 1002 m 3 / h Methan und Oxidationsmittel (Luft) serviert. Überschüssiges Oxidationsmittel-Verhältnis von 0,35. Gegründet 5400 m 3 / h Synthesegaszusammensetzung: H 2-27 vol. %, CO - 1,4 vol. %, N 2-52 vol. %, CO 2 - 3 vol. % Bei 1000 m 3 reines Syngas (ohne Stickstoff) als 0,3 MW Strom mehr erzeugt.

Die sich ergebende Synthesegas (Fig. 2) wird dem katalytischen Reaktor 1 zugeführt, wobei bei einem Druck von 6,5 MPa und einer Temperatur von 200 o C, Methanol in einer Menge von 486 kg / h synthetisiert wird. Das Reaktionsgemisch am Ausgang des Wärmetauschers 1 wird gekühlt auf 12 und Methanol wird in den Abscheider 7. Der nichtkondensierte Gasstrom abgetrennt wird erwärmt durch die Reaktionsprodukte von 2 bis 205 o C und mit dem katalytischen Reaktor 2 zugeführt , wobei ein Druck von 6,5 MPa und einer Temperatur von 210 o C synthetisiert wird , Methanol in einer Menge von 178,2 kg / h. Die Zusammensetzung der Reaktanten an dem Einlass des nächsten 2: H 2 - 18.1ob. %. CO - 9,66 vol. % CO 2 bis 4,0 vol. GuD% der Reaktionsproduktmischung 2 wird im Wärmetauscher gekühlt 10 und das Methanol aus der Reaktionsprodukte in den Abscheider 8. Die nicht kondensierbaren Bestandteile der Gaszusammensetzung unterteilt: H 2-13,19 vol. %, CO - 7,26 vol. % CO 2 bis 4,5 vol. Geben Sie% der katalytischen Reaktor 3, nach dem Erwärmen im Wärmeaustauscher 11, in dem ein Druck von 6,5 MPa und einer Temperatur von 210 o C hergestellten 83,2 kg / h Methanol. Er Gasgemisch nach in Wärmetauscher Kühl 11 in Abscheider 9 getrennt.

Die Gesamtmenge an Methanol hergestellt - 747,4 kg / hr. Die Zusammensetzung des Methanol :. Wasser - 1,5% Methanol -. 98,5 Gew%. Der Gehalt an den anderen Reaktionsprodukten (Dimethylether, Formiat, Ethanol) in Spurenmengen. Die katalytischen Reaktoren 1, 2, 3 verwendet wird, insbesondere Kupfer-Zink-Katalysator vom Typ SNM-1.

Die katalytische Umsetzung von Methanolsynthesereaktoren 1, 2, 3, mit einem Katalysatorvolumen von 1150 l jeweils an einem Temperaturgradienten in den Reaktoreinlass geleitet Bereichen von weniger als 10 o C / dm und den Temperaturgradienten in Reaktorkernen mindestens 3 o C / dm. Somit aufgrund der Wärme, die durch chemische Reaktionen in der Dampfturbine erzeugten über 0,07 MW.

Katalytischer Reaktor "Caudal" werden die Gase in die Gasturbine geleitet. Dies erzeugt mehr als 0,9 MW Strom.

Beispiel 2. In der Energie das Auto aufgrund der partiellen Oxidation von 1005 m 3 / h Erdgas erhalten 5400 m 3 / h Synthesegaszusammensetzung von Wasserstoff - etwa 37,2. % Kohlenmonoxid - 18,5 vol. % Kohlendioxid - 3,0 vol. %, Methan - etwa 1,5. %, Der Rest - Stickstoff.

Die sich ergebende Synthesegas (molare Gesamtströmungs - 10. MärzH 241,07 Mol / h) wird dem ersten katalytischen Reaktor zugeführt. Der Druck in dem Reaktor von 7,0 1 MPa, Temperatur 220 o C. Der Maulwurf Abströmung eines folgenden: Wasserstoff - 42.84 h 10 3 Mol / h von Kohlenoxid - 21.18 h 10 3 mol / h Kohlendioxid - 7,13 × 10 March mol / h, Methanol - 23.42 h 10 3 mol / h, Inertstoffe - 99,6 h 10 3 mol / h. 7,0 MPa, Temperatur - nach Abkühlung und Kondensation des Gases aus Methanol und Wasser nicht kondensierbaren Gasanteile werden nach Vorwärmung in einem Wärmetauscher 10 zu dem Katalysatorreaktor 2. die Volumengeschwindigkeit des Gases Eingabe der P-2 3836 m 3 / h, der Druck P-2 zugeführt - 220 o C. die molaren Strömungskomponenten am Ausgang des 2: Wasserstoff - 21.80 × 10 3 mol / h von Kohlenoxid - 10,66 x 10 3 Mol / h Kohlendioxid - 6,7 × 10 3 mol / h, Inertstoffe - 99,8 × 10 3 mol / h. Nach dem Abkühlen Kondensation von Methanol und Wasser in dem nichtkondensierten Gas 3. Bulk - Vorschubgeschwindigkeit 3107,3 m 3 / h übertragen. 3-6,9 MPa in Druck, Temperatur - 220 o C. Das molare Gasströmung am Auslass des 3: Wasserstoff - 13.22 h 10 3 mol / h Kohlenmonoxid - 6,37 h 10 3 mol / h Kohlendioxid - 5,86 h 10 3 mol / h Methanol - 4.29 h 10 3 mol / h, Inertstoffe - 3. Oktoberh 100,25 Mol / h.

Die Gesamtmenge an Methanol hergestellt - 1223,2 kg / h, wobei der Gewichtsanteil des Wassers in den flüssigen Reaktionsprodukten -. 2,5 Gewichts-%. Die katalytischen Reaktoren 1, 2, 3 verwendet wird, unter anderem die Art der Kupfer-Zink-Katalysator SNM-1.

Verwendung von katalytischen Reaktoren 1, 2, 3 Katalysatorvolumen 1,150 Liter jeweils bei Werten Temperaturgradienten in den Eingangsbereichen Reaktoren 1, 2, 3 durchgeführt , weniger als 10 o C / dm, Temperaturgradienten in Reaktorkernen 1, 2, 3, mindestens 3 o C / dm.

Beispiel 3. Der Triebwagen wird teilweise Oxidation von 1002 m 3 / h Erdgas statt. Die Zusammensetzung des erhaltenen Synthesegas: Wasserstoff - 30.05ob. % Kohlenmonoxid - 17.41ob. % Kohlendioxid - 2.03ob. %, Der Rest - Inertstoffe - Stickstoff und Methan.

4608 m 3 / h an Synthesegas zu dem katalytischen Rohrreaktor eingespeist , enthaltend 288 Röhrchen. Das Volumen des Katalysators in jedem Reaktionsrohr 4 dm3. Der Druck in der Reaktionszone des Reaktors 8,0 MPa, Temperatur 220 o C. Die Menge der Reaktionsflüssigkeit Produkte 708,8 Liter erhalten. Der Methanolgehalt von Katalysat - 92 Gew. %, Der Rest - Wasser. Der Temperaturgradient in der Eingangszone des Reaktors von weniger als 10 o C / dm, dem Gradienten der Temperatur im Reaktorkern mindestens 3 o C / dm. Die katalytischen Reaktoren 1, 2, 3 verwendet wird, insbesondere Kupfer-Zink-Katalysator vom Typ ICI.

Beispiel 4. Der Triebwagen wird teilweise Oxidation von 1002 m 3 / h Erdgas statt. Die Zusammensetzung des erhaltenen Synthesegas: Wasserstoff - 31.0ob. % Kohlenmonoxid - 16.2ob. % Kohlendioxid - 3,2 vol. %, Der Rest - Inertstoffe - Stickstoff und Methan.

4840 m 3 / h an Synthesegas zu dem katalytischen Rohrreaktor eingespeist , enthaltend 288 Röhrchen. Das Volumen des Katalysators in jedem Reaktionsrohr 4 dm3. Der Druck in der Reaktionszone des Reaktors beträgt 6,5 MPa, Temperatur 220 o C. Die Menge der Reaktionsflüssigkeit Produkte 662,4 Liter erhalten. Der Methanolgehalt in catalyzate - 94.5mas. %, Der Rest - Wasser. Der Temperaturgradient in der Eingangszone des Reaktors von weniger als 10 o C / dm, dem Gradienten der Temperatur im Reaktorkern mindestens 3 o C / dm. Die katalytischen Reaktoren 1, 2, 3 verwendet wird, insbesondere Kupfer-Zink-Katalysator vom Typ ICI.

Beispiel 5. In der Energie hat das Auto die partielle Oxidation von 1020 m 3 / h Erdgas. Die Zusammensetzung des Synthesegases Wasserstoff - 29 vol. % Kohlenmonoxid - 16,0 vol. % Kohlendioxid - 3,0 vol. %, Der Rest - Inertstoffe - Stickstoff und Methan. Molare Gesamtfluss Syngas 10. MärzH 241,07 Mol / h, Fluss Reaktanden: Wasserstoff - 69,9 H 10. März mol / h Kohlenmonoxid - 38.57 h 10 3 Mol / h Kohlendioxid 7,23 h 10 3 Mol / h. Der Synthesegasstrom wird dem Membranelement gerichtet, in dem sie in retantny und Permeat-Ströme aufgeteilt wird. Der Permeatfluß - 4.640 m3 / h (molar Fluss Reaktanden: Wasserstoff 64,2 h 10 3 mol / h, Kohlenmonoxid - 29.41 h 10 3 mol / h Kohlendioxid - 6,42 h 10 3 mol / h). Retantny stream - 760 m 3 / h (molar Fluss Reaktanden: Wasserstoff - 5,7 h 10 3 mol / h, Kohlenmonoxid - 9.16 h 10 3 mol / h).

Retantny Strom wird zu der Gasturbine gesendet wird, und der Permeatstrom in Wasserstoff zu dem katalytischen Reaktor 1 (Fig. 2) angereichert. Darin bei einer Temperatur von 205 o C, einem Druck von - 7,0 MPa erzeugt 489 kg / h Methanol , das in dem Abscheider 7 aus dem Gasstrom abgetrennt wird. Molenstrom Komponenten von Synthesegas in den Reaktor eintritt 2, die folgenden: Wasserstoff - 33.62 h 10 3 Mol / h von Kohlenoxid - 14.15 h 10 3 Mol / h Kohlendioxid - 6.11 h 10 3 Mol / h. In dem Reaktor 2 bei einem Druck von 7,0 MPa, einer Temperatur von 205 o C gebildet wird 158,5 kg / h Methanol. Nach der Trennung in dem Abscheider 8 wird das Synthesegas in den Reaktor 3. Die molaren Eduktströme eingespeist in den Reaktor 3 eintritt: Wasserstoff 23,72 B 10 3 mol / h Kohlenmonoxid - 9.2 × 10 3 mol / h Kohlendioxid - 6,13 × 10 3 mol / h. Darin bei einem Druck von 7,0 MPa, einer Temperatur von 210 o C 83,4 kg Methanol gebildet. Die Gesamtmenge in drei Methanolreaktoren 730,9 kg / h erhalten.

Nicht umgesetztes Synthesegas wird mit retantnym Strom vermischt und der Gasturbine zugeführt. In der Gasturbine produziert mehr als 1,2 MW Strom.

Die katalytischen Reaktoren verwendet werden, die unter anderem Art Katalysator ICI.

Die katalytische Umsetzung von Methanolsynthesereaktoren 1, 2, 3 mit einem Volumen von 1150 Liter pro Katalysator wird bei jedem Temperaturgradienten in den Reaktoreinlassbereiche von weniger als 10 o C / dm und den Temperaturgradienten in Reaktorkernen mindestens 3 o C / dm durchgeführt. Aufgrund von chemischen Reaktionen in der Dampfturbine über 0,07 MW erzeugt Wärme.

Beispiel 6. Der Triebwagen wird teilweise Oxidation von 1002 m 3 / h Erdgas statt. Die Zusammensetzung des erhaltenen Synthesegas: Wasserstoff - 31,0 vol. % Kohlenmonoxid - 16.2ob. % Kohlendioxid - 3,2 vol. %, Der Rest - Inertstoffe - Stickstoff und Methan. Die Temperaturänderung Modi von Reaktoren und Prozessindikatoren sind in der Tabelle dargestellt. 1

Beispiel 7. Der Triebwagen wird teilweise Oxidation von 1002 m 3 / h Erdgas statt. Die Zusammensetzung des erhaltenen Synthesegas: Wasserstoff - 38.1ob. % Kohlenmonoxid - 18,4 vol. % Kohlendioxid - 3,2 vol. %, Der Rest - Inertstoffe - Stickstoff und Methan. Änderungen in der Zusammensetzung von Stickstoff in dem Synthesegas und Prozessparameter sind in der Tabelle dargestellt. 2.

FORDERUNGEN

den Schritt der katalytischen Umwandlung von Synthesegas zu Methanol, mit einem Erwärmungsvorgang und Zuführen des Synthesegases in den Eingangsbereichen des Reaktorbetriebs 1. Verfahren zur Herstellung von Methanol, umfassend den Schritt Synthesegas herzustellen, die katalytische Umwandlung von Synthesegas in Methanol mit dem Heizgas durch den Wärmefluß Methanolsynthesereaktionen Operationsauswahl Methanol utilization "tail" Gas, wobei das Verfahren in mehreren in Reihe geschalteten Reaktoren durchgeführt, während der Gassynthese Erhitzen mit mehr als 40 vol.% Stickstoff, wobei das molare Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid im Bereich von 1,8: 1 bis 2,8: 1 in den Eingangsbereichen externen Kühlmittelreaktoren, bevor die Kühlmitteltemperatur wird mit dem Temperaturgefälle entlang der Länge des Reaktors durchgeführt wird, überschreitet der Gasstromtemperatur die Heizungs Gradienten im aktiven Teil des Reaktors durch die Reaktionswärme, wobei die Wärmeabfuhr in den Reaktorausgangszonen .

2. Verfahren zur Herstellung von Methanol nach Anspruch 1, bei dem die Methanolsynthese wird im Temperaturbereich von 170 durchgeführt - 280 o C, einem Druck von 3,0 bis 8,0 MPa und einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 - 10.000 h -1.

3. Verfahren zur Herstellung von Methanol nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen des Gasstroms auf die Kühlmitteltemperatur in der Eingangszone Reaktor wird mit einem Temperaturgradienten nicht mehr als 10 o C / dm durchgeführt wird , wobei der Gasstrom um den Temperaturgradienten in dem Reaktor erhitzt aktiv ist nicht mehr als 3 ° C / dm.

4. Verfahren zur Herstellung von Methanol nach einem der Ansprüche von 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfangssynthesegasstrom in zwei Teile geteilt wird, von denen eine in Wasserstoff Stoffaustauschmembran Installationsart angereichert ist und mit dem ersten katalytischen Reaktor zugeführt, während das Verhältnis von Wasserstoff und Kohlenmonoxid Stell und einen zweiten Strom in Wasserstoff abgereichert, mit dem Abgasstrom gemischt, um den letzten katalytischen Reaktor nach Abtrennung von Methanol zu verlassen, und die Mischung wird in die Rückführgasturbine als Brennstoff zugeführt.

5. Verfahren Methanol zur Herstellung gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführung "Schwanz" Gase durch die Fütterung sie in die Gasturbinen-Kraft erzeugt.

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Erscheinungsdatum 07.04.2007gg