catalizatori de sinteză metanol

În reacția monoxidului de carbon și a hidrogenului compoziția calitativă a produselor de reacție determinate de tipul de catalizator utilizat. Astfel, în funcție de compoziția catalizatorului carbonului fereastră și hidrogen în condiții corespunzătoare (temperatură, presiune și concentrare) pot fi metanol, alcooli superiori, hidrocarburi, aldehide și acizi.

În sinteza metanolului plus față de reacțiile principale au loc următoarele procese:

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

Metanolul poate reacționa, de asemenea, cu monoxid de carbon și în corpolent, formând o serie de substanțe secundare.

Cerințele de bază pentru catalizator pentru sinteza metanolului: activitate și selectivitate înaltă (proces de formare pro-o parte preferențială directă de metanol) la O suta de ity în rezistență, fluctuațiile de temperatură și rezistență mecanică durere Shai. Catalizatorii pentru sinteza metanolului se împart în două grupe: zinc-crom și-medsoderzha conductor (cupru-zinc-aluminiu și zinc-cupru-crom). La producția internă de metanol este utilizat în principal catalizator activ / crom-zinc la 250-400 kgf / cm2 și 380-400 ° C „Catalizator de zinc-crom compus din oxid de zinc și cromit de zinc. Compoziția chimică a .ego următoarele: ZnO-ZnCrzO, 3ZnO-ZnCr204, 3,3ZnO-ZnCr20.

În prezent, implementat CMC-4 catalizator (Severodo netsukes-metanolică temperatură medie). Acest catalizator bo-Lee activ decât catalizatorul convențional de crom-zinc industrial; parametrii tehnici și economici ai muncii pe aceasta Preferinta-titelnee: • reducerea numărului de pornire debitul gazului este crescută, conversia monoxidului de carbon și dioxid, la temperatura de 5-10 ° C, diminuează procesul de sinteză.

Recent, datorită modificării bazei de materii prime (re-curs la gaze naturale), îmbunătățirea metodelor de purificare a gazelor și dezvoltarea tehnologiei într-un număr de țări folosesc catalizatori de zinc-cupru cupru-zinc-aluminiu și magneziu și. Catalizatorii având în cupru lor compoziție, sunt mai active decât zinc-crom, iar activitatea lor maximă este observată la 220-260 ° C Datorită acestei caracteristici de catalizator pe bază de cupru este de obicei numită temperatură scăzută. Activitatea ridicată a tures rată scăzută permite procesului la o presiune mai mică de 200 kgf / cm2, care simplifică foarte mult designul hardware. Dezvoltarea si stăpânite într-un catalizator pe scară industrială SNM-1 (temperatură scăzută metanol Severodonetsky). Chi-ică compoziția eșantionului neredus următoarea: 52-54% CuO, 26-28% ZnO, 5-6% AlaOs, * densitate în vrac de 1,3-1,5 kg / m 3 o suprafață specifică de 80-90 m ^ g, porozitate

Trebuie remarcat faptul că, catalizatorii cu conținut de cupru, comparativ cu zinc-crom au o rezistență termică scăzută și sunt mai sensibile la otrăvuri. Activitatea catalizatorului cu conținut de cupru scade rapid la supraîncălzește, dar prezența compușilor-Obra-zuetsya sulf sulfură de cupru inactiv.

Materiile prime utilizate pentru producerea catalizatorului cu temperatură scăzută, trebuie să conțină o cantitate minimă de impuritate încă, deoarece prezența acestuia reduce selectivitatea contac-ta și degradează calitatea de metanol brut (mente require- în special stricte fac la conținutul de arsenic, sulf și fier). Prin urmare, atunci când se utilizează materii prime contaminate cu diverse-mesyami, inclusiv compuși ai sulfului, catalizatori cu conținut de cupru nu pot fi aplicate practic.

Fabricarea de catalizatori constă în două etape principale:

Prepararea catalizatorului și restabili în starea activă. In industrie, un catalizator de zinc-crom pot fi preparate prin „uscate“ și metodele „umede“.

La metoda „uscată“ pentru prepararea oxidului de zinc pre-LARG pulverizat și anhidrida cromică, luată într-un anumit apoi se umezește cu apă distilată clasați purtând funingine temeinic agitate mai întâi în stare uscată. Amestecul rezultat este de până la 1% din grafit fin și formate în tab; 5x5 sau 9x9 gură de evacuare mm. Conform așa-numita metodă „umedă“, la suspensia de oxid de zinc se adaugă o soluție de anhidridă cromică. Procedeul se realizează în dispozitive speciale Lyakh-mix-apă, urmată de separare. Pasta-sequently rezultată a urmat uscate, amestecate cu grafit și a fost tabletat. Prigotov-lenny „umed“ metoda catalizatorului este mai omogen în compoziția chi-ică, mai poros, și are o rezistență mecanică ridicată. Activitatea catalizatorului, preparat picior metoda „umed“, este de 10-15% mai mare decât cele obținute prin metoda „uscată“.

catalizator de zinc-crom este preparat prin coprecipitarea nitrați ca săruri de zinc și crom. Soluția la interacțiunile Wii aceste săruri cu carbonat de amoniu precipită carbonații fundații-VASTE. Calcinarea precipitatului într-o atmosferă de hidrogen, rezultante de zinc și oxizi de crom reacționează pentru a forma cromit de zinc. Masa de contact rezultată după măcinare, s-a amestecat cu grafit și a fost tabletat. Catalizatorii preparați sunt foarte dezvoltate în suprafața interioară (100 m 2), densitatea în vrac 30-36% mai mică și o activitate mai mare decât catalizatorii preparați prin metoda „uscată“.

SMS-4 catalizator grad este preparat prin așa-numita metodă „semi-umed“. Mai mult, poate fi preparat pe SRI echipamente destinate producției de metoda „uscată“, fără a complica în mod semnificativ procesul tehnologic de preparare.

Prepararea masei de catalizator, în orice caz, însoțit-prin reacția anhidridei Nied cromică cu oxid de zinc:

2ZnO + amiss + H ^ O • -> • 2N2 (OH) aSg04

În conformitate cu specificațiile mostrelor nereduse laminate congestie ar trebui să conțină 55 ± 1,5% ZnO, 34 ± 1,0% SgOz nu mai mult de 1,3% grafit, nu mai mult de 2,0% al (Noe rămase absorbant apa - apa cristalizare). catalizator neredus este un material cu porozitate mică, cu o mică suprafață specifică de 10-15 m ^ g.

Forma activă a catalizatorului crom-zinc se formează în timpul său de reducere a diferite gaze-reducator, de exemplu hidrogen. Suprafața specifică a catalizatorului redus de 100-120 m ^ g (metoda „uscată“) m ^ și 196 grame (metoda „umedă“). Recuperarea catalizatorului crom-zinc este însoțită de o degajare de căldură mare. Recupera de obicei efectuată la o creștere lentă a temperaturii la 190-210 ° C Atunci când este administrat din neatenție proces poate samoproizvol în natură, în unele cazuri, supraîncălzirea locală a catalizatorului, Koto-secară conduce la pierderea activității sale ca rezultat al sinterizării.

Când recuperarea catalizatorului recuperarea carbonului intensitate monoxidului-Ness încetinește dioxidul de carbon eliberat. Când supraîncălzirea locală a catalizatorului poate educație și metan stabilit, ca urmare a unei creșteri a temperaturii ascuțite. Când recuperarea efectul de inhibare a hidrogenului asupra procesului au un vapori de apă. Pentru a reduce viteza de recuperare a gazului reducător diluat cu gaz inert (de obicei azot).

Când recuperarea coloanei de sinteză catalizatorului crom-zinc este un pat fluidizat, înainte de tabletare a asigurat un bun contact al gazului cu catalizatorul și transferul de căldură intensă. • a introdus recent în industria metoda RESET-ment a catalizatorului crom-zinc (CMC-4) metanol vapori la 170-230 ° C și presiune atmosferică sau ridicată. Durata Pro-recuperare de 8-36 ore. Când se utilizează în reducătorul vaporilor onoruri ka-metanol reduce riscul de supraîncălzire a catalizatorului, în plus, procesul de recuperare, dar putem transporta fără compresor circulant.

Kilometraj catalizator crom-zinc industrial în ZNA-în mare măsură determinată de condițiile de reducere a catalizatorului și a procesului de sinteza metanolului pe acesta. În faza inițială a producției de metanol, atunci când sunt utilizate ca materii prime Wali gaz de apă, cu o cantitate considerabilă de impurități și procedeul a fost efectuat la relații pe. CO nu este mai mare decât 4. congestie alerga laminate nu depășesc 4-5 luni. Atunci când se utilizează gaze naturale și raportul de H2. CO în ciclul 6 de mai sus wort laminate zinc-crom substanțial nu reduce activitatea pe tot parcursul anului. uzual

* Gazul de pornire se referă gaz convertit purificat coming conductor la unitatea de sinteză la presiune ridicată.

** e. Timpul de funcționare de catalizator, în care producția de meta-Nol corespunde valorilor medii pentru proiect. catalizatorul uzat zinc-crom nu a fost regenerat. Pentru stabilizarea catalizatorului crom-zinc în momentul în care intră în oxizi metalici VI grupa sistemului periodic, cum ar fi oxizii de molibden, tungsten și altele. -

Catalizatori de temperatură joasă pot fi preparate prin metode noobraznymi-timp și a diferitelor materii prime. preferință catalizatori Când cookin-SRI este dată metoda coprecipitare. Producerea de astfel de catalizatori în dimensiunea tabletei 5x5 mm.

Recuperarea catalizatorilor de temperatură scăzută decât zincul mai greu, crom și necesită multă prudență. Catalyzate-ry redusă într-un interval de temperatură îngust (110-115 ° C), cu o mare cantitate de căldură. Reducerea poate fi realizată la presiuni atmosferice și crescute - este important să se asigure îndepărtarea căldurii din catalizator. Este necesar pentru tag-ul, care are un catalizator de temperatură scăzută este proprietăți piroforice-TION și încălzire puternică și aprindere chiar în timpul descărcării de coloane de sinteză este posibilă. Prin urmare, pentru descărcarea catalizatorul este pasivizat, t. E. este tratat cu abur sau azot „care conține până la 5% voi. Oz.

Proporția unităților care utilizează catalizatori de temperatură joasă, în producția de metanol este încă nesemnificativă. Cu toate acestea, transferul producției de gaze naturale, dezvoltarea de purificare a gazului de sulf compuși metode și simplitate a aparatelor de sinteză de proiectare la presiune scăzută se extinde utilizarea pe termen lung a acestor catalizatori în industrie,

Efectul diferiților parametri asupra procesului de sinteza metanolului.

În procesul de sinteza metanolului asupra activității catalizatorului timp scade. Pentru a asigura condiții normale

Condițiile de proces. Pe baza termodinamica și cinetica condițiilor de procedeu selectate pentru efectuarea catalizatorilor săi-corespun- de funingine.

Astfel, într-un mediu industrial asupra procesului de cataliză zinc-crom-tori efectuat la o presiune de 25-70 MPa, la o tempera-rotund 370-420 ° C, debitul de alimentare volumetric de gaz amestec lOOOO-35000-i și un raport molar de H2: CO = (1 , 5-2,5): 1. De obicei, gazul de alimentare conține 10-15% impurități inerte. În acest sens, se impune retragerea continuă a unei părți a amestecului gazos de recirculare ( »10%) din sistem. În aceste condiții conversia CO la o singură trecere este de 5-20% într-un randament de metanol 85-87% din stoichiometric. RETURN neconvertit gaz-schaetsya în reactor după condensare de metanol și apă. Single temporar metanol a produs un număr de produși secundari: dimetil eter, alcooli superiori și altele.