Portalul științific și tehnic independent WWW.NTPO.COM - tehnologii bancare, invenții și descoperiri științifice versiune completa
În prezent, DME este utilizat în principal în aparatele de gaz și uz gospodăresc, ca un propulsor pentru aerosoli. În ultimele două decenii, datorită creșterii constante a prețurilor la petrol și schimbarea asociate în materii prime pentru producția de produse și intermediari de sinteză petrochimice a gazelor naturale, a existat mai multe destinații, folosind DME - ca un combustibil curat alternativ pentru motoarele cu ardere internă sau a materiilor prime pentru sinteza benzinei și olefine.
În scopul moderne DME industria petrochimică în cantități limitate obținute din metanol prin deshidratare folosind alumină gamma activă, precum și un produs secundar în sinteza metanolului.
Caracteristicile sintezei-o singură etapă de DME din gazul de sinteză, care poate fi descris sistemul ecuațiile stoechiometrice (1) - (3) sunt conversia incompletă a syngaz per trecere exotermicității care apar în sistemul de reacție, formarea împreună cu cantități DME semnificative de metanol și monoxid de carbon (IV):
Compoziția optimă pentru sinteza DME este un gaz de sinteză care are un raport hidrogen / monoxid de carbon al (II), aproape de 1,0, care este produsă în principal în procesul de gazeificare a cărbunelui.
Cu toate acestea, în România gaz de sinteză din gaze naturale a fost preparat în mod esențial prin metoda de reformare a aburului, compoziția gazului de sinteză (raportul hidrogen / monoxid de carbon (II) 4,5-5,0, 2,6-3,0 modulul ) este cea mai puțin favorabilă pentru sinteza DME. Creșterea cererii pentru DME duce la necesitatea de a găsi noi soluții tehnice pentru proces, o sinteză pas. În acest sens, sarcina de a dezvolta un proces de sinteză a DME din gazul de sinteză se obține prin această metodă, și separarea acestuia din gazul de contact este importantă.
Astfel, cunoscut procedeul de preparare a dimetil eter din gazul de sinteză este descrisă în brevetul 4222655 conform căruia sinteza directă a DME din gazul de sinteză cu modulul 1.3 se realizează la o temperatură de 200-350 ° C, la o presiune de 1.0-10.0 MPa și raportul de circulație la 1,0-5,0 catalizator bifuncțional cuprinzând o compoziție componentă constă din sinteza metanolului și deshidratare. Izolarea predeterminată DME de calitate se realizează conform unei scheme care cuprinde răcire și separare la presiune ridicată în faze lichidă și de gaz; absorbție DME și oxid de carbon (IV), conținute în curentul de gaz cu metanol; regenerarea absorbantului - metanol; Evoluția de oxid de carbon (IV), conținut în faza lichidă după separarea și faza gazoasă după desorbția, prin distilare extractivă, cu extractant este metanol sau apă sau 10-30% în greutate. metanol apos; separarea amestecului echimolar de DME / metanol / apă prin rectificare cu două circuite de coloană.
Un dezavantaj al acestei metode este necesitatea de a oferi, împreună cu produsul secundar DME - metanol (circuit cu două produs), și voluminoase procesul de proiectare hardware tehnologic, care implică utilizarea a cel puțin cinci etape pentru izolarea DME comercial.
Cea mai apropiată soluție tehnică este o metodă pentru prepararea dimetil eter de gaz de sinteză cu un modul 2,2-2,7 (raportul de monoxid de hidrogen / carbon (II) 2,2-4,2), descris în compania de brevet Haldor Topse US5908963, potrivit căruia proces se realizează la o temperatură de 240-290 ° C, o presiune de 42 bari și la 4,0-5,0 multiplicitate circulație catalizator bifuncțional. Separarea produșilor de reacție cuprinde etapele de răcire și separare a gazului de contact; întoarcerea fluxului de gaz fără a produce monoxid de carbon (IV) sinteza oxigenați; Selecția DME de purjare a absorbției gazului metanol; obținerea unei cantități suplimentare de DME prin deshidratarea bogat absorbant; separarea produșilor de reacție de deshidratare în fază lichidă, și care conține un amestec de DME / metanol / apă prin rectificare cu două circuite coloană, în care metanolul eliberabil este folosit ca absorbant în separarea pas DME din gazele de purjare și de ieșire a apei condensate din sistem. Randamentul și selectivitatea DME pe carbon bazat pe carbon de oxizi de carbon (II) și (IV) este de 83,9-85,4% în greutate. și 89,6-90,3% în greutate. respectiv, la un grad de utilizare a carbonului 93,7-94,6%.
Un dezavantaj al acestei metode nu este suficient de mare randament și selectivitatea formării DME, și puritatea produsului - obținut prin DME conține în compoziția sa de până la 20% în greutate. impurități - de metanol și apă și pot fi folosite numai drept combustibil în motoarele cu ardere internă.
Cu toate acestea, prezența metanolului la DME este utilizat ca materie primă pentru sinteza benzinei și olefine, de nedorit, deoarece metanol conduce la formarea de produse secundare, cum ar fi metan și duren. În plus, prezența monoxidului de carbon și metanol (IV) în combustibil DME degradează performanța.
Implementarea metodei propuse pentru producerea posibil dimetil eter atunci când se utilizează gaz de sinteză, modulul corespunzător de 1,0-3,0 și raportul de monoxid de hidrogen / carbon (II), egal cu 1,0-5,0.
În metoda de producere a dimetileter ca tip de catalizator 1 este utilizat un catalizator de cupru-zinc este dispus în toate stadiile reactorului și tipul de catalizator 2 - catalizator de cupru-zinc-crom situat în etapa ultimul reactor în straturi sub tipul de catalizator 1 de-a lungul principal fluxul de gaz.
Non-condensabile după absorbția de gaz dimetil eter conținând hidrogen, oxizi de carbon (II) și (IV), metan, azot și urme de metanol și dimetil eter, este trimis la amestecare cu gazul de sinteză inițial ca un gaz de recirculare.
După stripare cu gaz care conține în principal monoxid de carbon (IV), este trimis la amestecare cu gazul de sinteză inițial ca un gaz de recirculare.
Rezultatul tehnic din utilizarea invenției este:
1) pentru a crește randamentul și selectivitatea DME, bazate pe carbon de oxizi de carbon (II) și (IV), în comparație cu stadiul tehnicii, prin utilizarea unui catalizator de încărcare cu două straturi în reactorul final de etapă și reciclați metanol la intrarea primei secțiuni a reactorului.
3) pentru a simplifica procesul prin eliminarea etapei separată de deshidratare a metanolului.
Schema pentru a face și izolarea DME funcționează după cum urmează:
reactor de sinteză DME (3) se repartizează un aparat adiabatic cu călire rece, în care două tipuri de catalizator bifuncțional încărcate. În toate etapele reactorului este modificat cu cupru-zinc catalizator industrial gamma activ alumină sinteza metanolului (tip 1). În a treia etapă este aranjată două straturi de catalizator: un prim strat de catalizator de cupru-zinc (tip 1), un al doilea strat dispus sub primul în cursul curentului principal de gaz, - cupru-zinc-crom catalizator (tip 2). Caracteristicile catalizatorilor sunt prezentate în tabelul 1.
Caracteristica catalizatori de sinteză DME utilizat.
Contactul dintre gazele reactorului au fost răcite la 40 ° C, în timp ce vaporii de metanol și apă condensată. Amestecul de vapori-gaz-lichid rezultat intră în separatorul (5), unde are loc separarea fazelor.
Exemplele următoare ilustrează invenția, dar limitează în nici un fel.
Numerele flux din tabele corespund echilibrului material al pozițiilor prezentate în figura 1. Diagrama schematică a procesului de producere dimetil eter printr-o sinteză într-o etapă și izolare.
Ca gaz de sinteză brut este utilizat cu modulul de 2,9 și un raport de monoxid de hidrogen / carbon din (II), egal cu 4,7. Procedeul se realizează în reactorul de sinteză a DME (3), la care două catalizator de tip încărcate, la o presiune de 7,0 MPa, la o temperatură de 240-300 ° C și raportul 5,0-5,5 circulație prin metoda descrisă mai sus.
DME din contactul emit succesiv gazele din absorber (8) și de stripare (9) și coloana de distilare (10).
Stripping oxid de carbon (IV) din absorbant bogat se realizează la o presiune de 1,0-1,5 MPa și o temperatură a coloanei de jos 100-120 ° C gaz de stripare, care cuprinde în componența sa cea mai mare parte din oxid de carbon (IV), cu un compresor (2) este comprimat la o presiune de 7,0 MPa, și este trimis la amestecarea cu gazele din absorber (8) și în continuare cu gaz de sinteză proaspăt.
Rezultatele obținute prin calcule inginerești, bilanțul material al procedeului descris mai sus sunt prezentate în tabelul 2.
Condițiile selectate vor atinge randamentul și selectivitatea DME, bazate pe carbon de oxizi de carbon (II) și (IV) 90,6% în greutate. și 97,8% în greutate. respectiv cu gradul de utilizare a carbonului de 92,6% în greutate. și productivitatea 0,21 kg DME (DME) / Nm3 (gaz de sinteză).
Rezultatele de calcul din bilanțul material sunt prezentate în tabelul 3.
scheme de bilanț material care funcționează în Exemplul 2.
1 și gazul de sinteză proaspăt
Condițiile selectate vor atinge randamentul și selectivitatea DME, bazate pe carbon de oxizi de carbon (II) și (IV) 86,2% în greutate. și 92,8% în greutate. respectiv cu gradul de utilizare a carbonului de 92,8% în greutate. și productivitatea de 0,22 kg DME (DME) / Nm3 (gaz de sinteză).
scheme de bilanț material care funcționează în Exemplul 3.
Condițiile selectate vor atinge randamentul și selectivitatea DME, bazate pe carbon de oxizi de carbon (II) și (IV) 89,0% în greutate. și 93,1% în greutate. respectiv cu gradul de utilizare a carbonului de 95,6% în greutate. și productivitatea de 0,28 kg DME (DME) / Nm3 (gaz de sinteză).
bilanțul material al sistemului, care funcționează în conformitate cu exemplul 4.
bilanțul material al sistemului, care funcționează în conformitate cu exemplul 5.
1 și gazul de sinteză proaspăt
Astfel, fără a utiliza un catalizator de tip (2) se obține cu un randament redus de DME. Randament și selectivitatea DME, bazate pe carbon de oxizi de carbon (II) și (IV) este de 74,2% în greutate. și 92,6% în greutate. respectiv, la un raport de carbon, folosind 80,2% în greutate. și productivitatea 0,17 kg DME (DME) / Nm3 (gaz de sinteză).
2. Procedeu pentru prepararea dimetil eter, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că gazul de sinteză, caracterizat printr-un modul de 1,0-3,0 și un raport de monoxid de hidrogen / carbon din (II), egal cu 1,0-5,0.
3. Procedeu pentru prepararea dimetil eter, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca tip de catalizator 1 este utilizat un catalizator de cupru-zinc este dispus în toate stadiile reactorului și tipul de catalizator 2 - catalizator de cupru-zinc-crom situat în ultima etapă straturi de catalizator de tip reactor sub 1 de-a lungul curentului principal de gaz.
4. Procedeu pentru prepararea dimetil eter, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, după absorbția gazelor necondensabile dimetileter conținând hidrogen, oxizi de carbon (II) și (IV), metan, azot și urme de metanol și dimetil eter este alimentat la amestecarea o sursă de gaz de sinteză ca gaz de recirculare.
5. Procedeu pentru prepararea dimetil eter, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, după gazul de stripare care cuprinde în principal monoxid de carbon (IV), este trimis la amestecare cu gazul de sinteză inițial ca un gaz de recirculare.
Fișier motor / inc / cackle_template.php nu a fost găsit.