метанол синтез катализатори

В реакцията на въглероден монооксид и водород качествен състав на реакционните продукти определят от вида на използвания катализатор. По този начин, в зависимост от състава на катализатора от въглерод и водород прозорец при подходящи условия (температура, налягане и концентриране) може да бъде метанол, висши алкохоли, въглеводороди, алдехиди и киселини.

В синтеза на метанол допълнение към основните реакции се появят следните процеси:

ZNg CO + Н -> - СН ^ мяна 2CO + 2NC + •<—>- СН<+ СОа 2СО + 4На ^==fc (CHg)20 + НаО 4СО + 8Нг у—^ СДОН + ЗНзО

Метанолът може също да взаимодейства с въглероден монооксид и по-едър, оформяне на серия от нежелани вещества.

Основни изисквания за катализатор синтез метанол: висока активност и селективност (процес на директно про-настрана преференциално образуване на метанол) до сто-ност в резистентност, температурни колебания и болка Шай механична якост. Катализаторите за синтез на метанол са разделени в две групи: цинк-хром и medsoderzha-проводящ (мед-цинков-алуминий и цинк-мед-хром). На вътрешния производството на метанол се използва главно активен / цинк-хромен катализатор при 250-400 кгс / cm2 и 380-400 ° С "Катализатор цинков хром състои от цинков оксид и цинков хромит. Химичният състав на .ego следното: ZnO-ZnCrzO, 3ZnO-ZnCr204, 3,3ZnO-ZnCr20.

Понастоящем изпълнява СМС-4 катализатор (Severodo netsukes-метанолов среда температура). Този катализатор бо-Lee активен в сравнение с конвенционалните промишлено цинк-хромен катализатор; технически и икономически параметри на работа на него Предпочитание-titelnee: • намалени изходен скорост на газовия поток се увеличава, превръщане на въглероден окис и двуокис, при 5-10 ° С температура намалява процеса на синтез.

Наскоро, поради промяна на суровина основа (повторно курс на природен газ), подобряване на методите за пречистване на газ и развитието на технологията в редица страни се използва мед-цинков-алуминий и магнезий и цинк-мед катализатори. Катализатори, имащи в техния състав мед, са по-активни от цинк-хром, и тяхната максимална активност се наблюдава при 220-260 ° С Поради тази функция мед катализатор обикновено се нарича ниска температура. Висока активност на тури нисък процент позволява процеса при налягане по-ниско от 200 кгс / см 2, което значително опростява дизайна хардуер. Разработен и усвоили в катализатор промишлен мащаб SNM-1 (ниска температура Severodonetsky метанол). Chi-тират състав нередуциран проба следното: 52-54% CuO, 26-28% ZnO, 5-6% AlaOs, * насипна плътност 1.3-1.5 кг / м 3 специфична повърхностна площ от 80-90 т ^ г, шупливост

Трябва да се отбележи, че мед-съдържащи катализатори в сравнение с цинк-хром имат ниска устойчивост на топлина и са по-чувствителни към катализаторни отрови. катализатор активност съдържащия мед бързо намалява при прегрява, но в присъствие на серни съединения-Obra-zuetsya меден сулфид неактивни.

Суровини, използвани за производството на ниска температура на катализатора трябва да съдържат минимално количество онечиствания още, тъй като присъствието на последната намалява селективността Contac-та и намалява качеството на суров метанол (особено строги изискването менти правят по-съдържанието на арсен, сяра и желязо). Следователно, когато се използват суровини, замърсени с различни-mesyami, включително серни съединения, съдържащи мед катализатори не могат да се прилагат на практика.

Производство на катализатори се състои от два основни етапа:

Получаване на катализатора и да го върне в активно състояние. В промишлеността, цинк-хромови катализатори могат да бъдат получени от "сухи" и "мокро" методи.

В "сух" метод за получаване на предварително ШИРОК пулверизира цинков оксид и хромен анхидрид, взети в определена след това се навлажняват с дестилирана вода сажди износване, старателно се разбърква пътеки първо в сухо състояние. Получената смес е до 1% от фини графит и формира в раздела-Отвор за източване 5x5 или 9x9 mm. Съгласно така наречения метод на "мокро" към кашата от цинков оксид се добавя разтвор на хромна анхидрид. Процесът се извършва в специални устройства Lyakh-микс-вода, последвано от разделяне. Получената паста-sequently следвана суши, смесва се с графит и се таблетира. Prigotov-Лени "мокър" метод на катализатора е по-хомогенна в хи-тират състава, повече порест на и има висока механична якост. активността на катализатора, получен крак метод "мокро", е 10-15% по-висока от получен по метода на "сух".

Цинк-хромен катализатор се получава чрез съвместно утаяване на нитрати като соли на цинк и хром. Разтворът при взаимодействие-Wii тези соли с амониев карбонат се утаява основи целия карбонати. Калциниране на утайката във водородна атмосфера, в резултат на цинк и хром оксиди реагират за образуване на цинк хромит. Получената контакт маса след стриване, се смесва с графит и се таблетира. Получените катализатори са силно развити в вътрешната повърхност (100 м 2), 30-36% по-малка обемна плътност и по-висока активност от катализатори, получени чрез метода на "сух".

SMS-4 клас катализатор се получава чрез така наречения метод на "полу-мокро". Освен това, могат да се получат по-SRI съоръжения, предназначени за производство на метод "сух", без значително усложнява технология процес на подготовка.

Получаване на маса на катализатора във всеки случай придружено-Nied чрез взаимодействие хромова анхидрид с цинков оксид:

2ZnO + наред + Н ^ О • -> • 2n2 (ОН) aSg04

Според характеристики ненамалените проби навита претоварване трябва да съдържа 55 ± 1,5% ZnO, 34 ± 1,0% SgOz не повече от 1,3% графит, не повече от 2,0% от абсорбиращ вода (останалите NOE - вода кристализация). Нередуциран катализатор е ниска порьозност материал с малка специфична повърхностна площ от 10-15 м ^ г а.

Активната форма на катализатор цинк-хром се образува по време на намаляване на различни газове-редуктор, например водород. Специфичната повърхност на катализатора намалява на 100-120 м ^ г ( "сух" метод) m ^ и 196 грама (метод "мокър"). Възстановяване цинк-хромен катализатор е придружено от голям отделяне на топлина. Възстановяване обикновено се провежда при бавно повишаване на температурата до 190-210 ° С Когато се прилага по невнимание процес може samoproizvol в натура, в някои случаи, локално прегряване на катализатор, кото-ръж водят до загуба на неговата активност като резултат на синтероване.

При възстановяване на катализатора възстановяването на въглероден монооксид интензитет-ност забавя освобождава въглероден диоксид. При локално прегряване на катализатора може образование и метан-определя като резултат от рязко покачване на температурата. Когато възстановяването на водород инхибиращия ефект върху процеса има водна пара. За да се намали скоростта на възстановяване на редуциращ газ разреден с инертен газ (обикновено азот).

Когато възстановяването цинк-хром синтез катализатор колона е с кипящ слой преди таблетиране осигури добър контакт на газа с катализатора и интензивно прехвърляне на топлина. • Последно въвежда за производството на метод RESET-среда на катализатор цинк-хром (CMC-4) метанол пара при 170-230 ° С и атмосферно или повишено налягане. продължителност Pro-възстановяване на 8-36 часа. Когато се използва в редуктор отличие ка-метанол пара намалява риска от прегряване катализатора, освен това, процесът на възстановяване, но може да носи без циркулиращ компресор.

Километри промишлено цинк-хромен катализатор в znĂ-голяма степен се определя от условията на намаляване катализатор и процес синтез метанол тях. В началния етап на производството на метанол, когато се използва като суровини Wali вода газ със значително количество примеси и процесът се провежда при отношения на. СО не по-голяма от 4. валцувани управляван задръстванията не надвишава 4-5 месеца. При използване на природен газ и съотношение на Н2. CO в цикъл 6 по-горе цинк-хром валцувани жълт същество не намалява активността през цялата година. обикновено

* Изходният газ отнася пречистен преобразуваната газ идва-проводящ на синтез единица високо налягане.

** д. Работното време на катализатор, по време на който на изхода на мета-nōl съответства на средните стойности за проекта. катализатор, прекарано цинк-хром не се регенерира. За стабилизиране на катализатор цинк-хром в момента влиза в метални оксиди VI група на периодичната система, като например окиси на молибден, волфрам и др. -

Ниско температурни катализатори могат да бъдат получени чрез методи, noobraznymi време и на различни суровини. Когато бисквитки-SRI предпочитание катализатори се прилага метода на съвместно утаяване. Производството на такива катализатори в размер таблетка 5x5 mm.

Възстановяване на нискотемпературни катализатори трудно от цинк, хром и изисква голямо внимание. Catalyzate-RY намалена в тесен температурен диапазон (110-115 ° С), с голямо количество топлина. Редукцията може да се проведе при атмосферни и повишено налягане - е важно да се осигури отвеждане на топлината от катализатора. Това е необходимо за маркер-, който има ниска температура катализатор е пирофорни-ционни свойства и силната си отопление и запалване дори по време на разтоварването на синтез колони е възможно. Следователно, за да се освободи катализаторът е пасивирана, т. Е. се обработва с пара или азот ", съдържаща до 5 об.% Оз.

Процентът на агрегати, използвайки нискотемпературни катализатори в производството на метанол все още е незначително. Въпреки това, прехвърлянето на природен газ, развитието на пречистване на газ от сяра съединения, методи и простота на дизайна синтезисен апарат при ниско налягане се разширява употреба на тези катализатори в промишлеността,

Ефект на различни параметри на процеса на синтез метанол.

В процеса на синтез метанол време катализатор активност намалява. За да се осигури нормални условия

условията на процеса. Въз основа на термодинамиката и кинетиката на условията на процеса, избрани за изпълнението на неговите сажди лзвани катализатори.

Така, в промишлена среда на цинк-хром-серпентини процес катализа провежда при налягане от 25-70 МРа, при темпера-кръг 370-420 ° С, скоростта на обемния емисия на газова смес,-lOOOO-35000-I и моларно съотношение на Н2: CO = (1 , 5-2,5): 1. Обикновено захранващия газ съдържа 10-15% инертни примеси. В тази връзка изисква непрекъснато отнемане на част от сместа рециклирания газ ( »10%) от системата. При тези условия конверсията на СО на подаване е 5-20% с добив 85-87% метанол на стехиометрично. ВРЪЩАНЕ непревърнатия газ schaetsya в реактора след кондензация на метанол и вода. Единична временно метанол, произведен редица странични продукти: диметилов етер, висши алкохоли и др.