Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Мухленов И.П. -> "Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп." -> 83

Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.

Мухленов И.П., Авербух А.Я., Кузнецов Д.А., Амелин А.Г., Тумаркина Е.С., Фурмер И.Э. Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп.: Учебник для вузов. Под редакцией И.П. Мухленова — M., «Высш. школа», 1977. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): genapplchem2.djv
Предыдущая << 1 .. 77 78 79 80 81 82 < 83 > 84 85 86 87 88 89 .. 127 >> Следующая


Таблица 14

Равновесные концентрации метанола в зависимости от давления

Давление, H
Равновесные концентрации метанола (%) при температурах
Давление,
Н/М2
Равновесные концентрации метанола (%) при температурах


30С° С
350е С

300° С
350° С

5- 10» 10 10<> 20- 10«
9,9
26,3 53,4
8,2 24,0
30- 10е 40- 10е
76,0
86,0
37,7' 53,1

всегда ниже равновесных вследствие недостаточной активности и избирательности применяемых катализаторов. Каталитическую способность для реакции синтеза метанола проявляют многие металлы. В промышленности используется цинк-хромовый катализатор, который получается осаждением окислов -цинка и хрома, при соотношении ZnO : Cr2O3 ~ 2 : 1. Катализатор восстанавливают в токе того же газа. Длительность работы такого катализатора без регенерации колеблется от 4 до 6 месяцев.

Исследованием процесса синтеза метанола во взвешенном слое цинк-хромового катализатора при широком изменении параметров технологического режима (300— 400°, 5-Ю6—25-10е Н/м2, при очень больших объемных скоростях; от 358 000 до 800 000 ч-1, H2 : СО = 2,6 : 8, средний диаметр зерна катализатора 0,38—2,5 мм) выявлена применимость уравнения Темки-на для описания скорости процесса. Общая скорость реакции синтеза определяется адсорбцией водорода. По опытным данным определены показатели степени при концентрациях компонентов и получено кинетическое уравнение (процесс изучался во взвешенном слое катализатора при 5•1O6—25•1O6 Н/м2, 360—440° С и лимитирующей стадией принималась адсорбция водорода)

340 380 420 Температура, "С

Рис. 72. Зависимость выхода метилового спирта от температуры реакции при среднем диаметре зерен катализатора 0,38 мм, 25-10е Н/м2; H2 : СО ^ = 8, K06 = 450000ч-1:

/ — спирт-сырец; 2 — чистый спирт

dx и PrI2PCO

PCH3OH

- ka

PcH3OH

PtS

(IX.5)

гДе kx и k2 — константы скорости прямой и обратной реакций. Температурная зависимость константы скорости прямой реакции описывается уравнением Аррениуса и соответствует энергии активации E = 100 кДж/моль.

Интервал оптимальных температур, соответствующих наибольшему выходу продукта, определяется активностью катализатора, объемной скоростью газовой смеси и давлением. Для цинк-хромо-

вого катализатора при давлениях около 5-10°—25-10е Н/м2 и объемных скоростях 20 ООО—40 ООО ч"1 оптимальные температуры колеблются в пределах 360—380° С На низкотемпературных катализаторах, например на медь-цинк-алюминиевых катализаторах, используемых при 220—280° С, процесс осуществляется при более низких давлениях 4-10°—10-106 Н/м2 На рис. 72 приведены кривые общей и полезной степени превращения СО в процентах от исходной окиси углерода. В производстве процесс синтеза осуществляет -ся при объемных скоростях 20 000— 40 000 ч-1 и выход метанола составляет около 4% за один проход. При увеличении объемной скорости

320 340 360 380 400 Температура, °С

Рис 73. Зависимость производительности катализатора при 30 10е Н/м2 от объемной скорости

до 100 000 ч-1 степень превращения исходной смеси за один проход уменьшается, но при циклической схеме с рециркуляцией газов количество полученного метилового спирта возрастает, так как степень превращения снижается медленнее, чем увеличивается объемная скорость (рис. 73). Ниже приведена зависимость выхода метанола от объемной скорости реакционных газов при 370° С, 25-10е Н/м2 на цинк-хромовом катализаторе.

Объемная скорость газа, ч"і . . 2400 9000 18 000 35 000 Выход CH3COOH, г л • ч . . . . 170 327 375 750

Технологическая схема производства метилового спирта представлена на рис. 74. Исходная смесь газов после предварительной

Си» тез-газ со2+н?

2 3

А

Вода

У

Г

TT

.-8

метанол-сырец

Рис 74 Схема установки для синтеза метилового спирта из окиси углерода и

водорода

/ — компрессор 2 — смеситель, 3 — унльтр, 4 — трубчатый теплообменник о — ииР кутяционный компрессор, 6 — котонна синтеза, 7 — холодильник конденсатор, ^ сепаратор, 9 — сборник спнрта-сырца

очистки от примесей сжимается пятиступенчатым компрессором до 25-10° Н/м2. После каждой ступени сжатия установлены холодильники (не показанные на схеме), которые отбирают тепло сжатия Затем газовая смесь смешивается в смесителе с циркуляционным газом и, пройдя фильтр для очистки от масла, поступает в трубное пространство теплообменника, где нагревается примерно до 220 С за счет тепла реакционных газов и далее направляется в колонну синтеза (высота 12—18 м, внутренний диаметр 0,8—1,2 м и толщина стенок 0,09— —0,1 м). Требуемая температура в колонне поддерживается за счет^ тепла реакции, часть которого отбирает идущая по тепло-обменным трубкам исходная газовая смесь, поступающая затем в катализаторную массу. При необходимости регулирования температуры в колонну вводят холодную смесь газов.

Колонны синтеза различаются по типу насадки. В полочной колонне катализатор расположен на нескольких полках и газ последовательно проходит один слой за другим. На рис. 75 приведена схема колонны синтеза, в которой в одном корпусе совмещены катализаторная коробка, электроподогреватель и теплообменник. Синтез-газ вводится сверху и проходит по кольцевому пространству между корпусом колонны и катализаторной коробкой. Затем
Предыдущая << 1 .. 77 78 79 80 81 82 < 83 > 84 85 86 87 88 89 .. 127 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed