SINTEZA etilenei metanul
Reducerea producției de petrol în anii următori, iar creșterea simultană în producția de carburant (în viitor) va conduce inevitabil la o scădere în valoare a fracțiunilor petroliere utilizate pentru nevoile industriei petrochimice. Pentru a compensa reducerea bazei de resurse tradiționale necesare pentru a căuta materii prime alternative. O astfel de sursă este de gaze naturale.
Prepararea metan la etilenă se poate realiza în trei moduri: prin gazul de sinteză prin metanol și dimerizarea directă de metan la etilenă.
Conversia metan la etilenă, chiar și la temperaturi foarte ridicate care stabilesc reacție de echilibru termodinamic limitată. grad semnificativ de conversie se realizează numai în cazul în care reacția cu oxidanți. Utilizarea oxidant, la rândul său, complică selectarea catalizatorului pentru această reacție, drept catalizator, activând în mod eficient metan, trebuie simultan slab activa oxigenul pentru a preveni oxidarea profundă a metanului.
Această împrejurare nu permite să fie utilizat pentru această reacție sunt catalizatori eficiente de activare a hidrocarburilor, cum ar fi metale din grupa platinei. Pentru a evita această dificultate, procesul se desfășoară în două etape: prima - pur metan este dimerizat folosind un catalizator de oxigen, iar al doilea - reokislyayut catalizator gaz conținând oxigen. Dezvoltarea unui lot în două etape și continuu proces cu un singur pas pentru dimerizarea oxidativă de metan. Oxidativă dimerizarea metan pur se realizează la o temperatură de 973-1073K catalizatori - oxizi tari sunt acoperite cu metale nobile. Catalizatorul cel mai activ sa dovedit a dioxidului de toriu. Gradul de conversie este metan
50%, cu o selectivitate (etilenă) de 8%.
dimerizarea oxidativă metan schemă în două etape, cu o selectivitate mai mare la oxid de etilenă este condusă în prezența catalizatorilor, dintre care catalizatorii cei mai activi sunt oxid de mangan: hidrocarburi NaMnO4MgOSiO2 Mn3O4SiO2 Yield și C2 la aceste sisteme la 1073 K este de 13-15%. Se obține un randament mai mare de hidrocarburi C2 se realizează prin utilizarea ca oxid de azot oxidant cu un catalizator care conține 12,5% NaMnO4MgO: la 1073 K și un randament raport SN4N2O1 etilenă este
12%. O metodă pusă în aplicare într-o scară industrială pilot și are perspective bune pentru uz industrial.
Un dezavantaj al cunoscute schemele tehnologice sunt ridicate de energie asociată cu separarea gazului și randamentul insuficient ridicată a produsului. Cel mai aproape în esență tehnică la soluția propusă este de a instala producția de etilenă de gaze naturale combinate pentru a obține energie electrică, care constă dintr-un cuplaj oxidativ reactor de metan (OCM), (vapori de presiune înaltă generator) de stingere-evaporare aparat de la unitatea de purificare a CO2 folosind etanolamina , spălare alcalină nod, uscare și compresie unitate, în care gazul este răcit la minus 100 ° C, unitate de separare unitară a produselor gazoase din coloanele folosind temperatură joasă Saturn rectificare, unitatea de generare de energie și echipamentele auxiliare (schimbatoare de caldura, compresoare, frigidere, pompe și așa mai departe. P.). În timpul funcționării instalației, fluxul de alimentare cu gaze naturale este trimis la etapa de sinteză a etilenei cuplarea oxidativă a reacției de metan, care este efectuată în prezența catalizatorilor de oxid la o temperatură de la 700 ° C până la 950 ° C. Mai mult, din amestecul de reacție sta etilenă, restul fluxului gazos constituit din metan nereacționat și produse combustibile (hidrogen și CO) este trimis la unitatea de generare de energie (generare de energie la), în care generarea de energie electrică și termică. Energia eliberată în procesul de producere a etilenei prin cuplarea oxidativă a reacției metan este utilizat împreună cu o energie generată de centrală electrică, care este alimentat cu gaz natural și metan, nereacționat reactor de sinteză a etilenei.
Un dezavantaj al aparatului menționat este nevoie de echipamente pentru a izola porțiunea principală a metanului, etilena și etan din amestecul gaz-produs care mărește costul procesului, precum și utilizarea oxigenului pur ca agent metan de oxidare, ceea ce conduce la costuri suplimentare considerabile de separare a aerului, crește exploziv de fabricație și necesită personal calificat pentru a deservi instalația de separare a aerului.
Problema tehnică a fost de a dezvolta o structură care să permită să utilizeze metan ca aerul oxidant și de a crea o schemă mai eficientă de separare a produșilor de reacție și utilizarea resurselor de căldură. Rezultatul tehnic se realizează prin introducerea în instalație care cuprinde un dispozitiv de cuplare oxidativă reactor de metan, unitate de stingere-vaporizator, purificarea de absorbție unitate de dioxid de carbon, blocul de uscare și comprimarea hidrocarburilor unități de separare cuprinzând coloane de distilare de metan, etan și etilenă, generarea de energie unitate și distribuitor de alimentare accesoriu printr-un schimbător de căldură asociat cu cuplarea oxidativă reactor de metan precum și unitatea de adsorbție și coloana demetanare Olona deethanization suflantă suplimentară pentru alimentarea cu aer conectat la cuplarea oxidativă reactor de metan, după includerea unității de curățare bloc de dioxid de carbon adsorbție purificarea pe coloană a amestecurilor de gaze de apă și fracțiunea metan-etan-etilenă alocare bloc conținând adsorbanți zeoliți.
În schema generală, următoarea notație:
1 - colector de materii prime;
2 - schimbător brut;
cuplarea oxidativă reactor de metan (OCM) - 3;
5 - unitate de călire-vaporizatorului;
absorbție bloc de purificare de dioxid de carbon - 8;
9 - coloana de absorbție;