Способ получения метанола

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА путем окисления природного газа кислородсодержащим газом при температуре SSO-ISOO C и давлении 100150 атм при раздельной подаче природного газа и кислородсодержащего газа в реактор, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса, последний ведут при температуре подачи кислородсодержащего газа в реактор 30-200 С / и соотношении линейной скорости подачи кислородсодержащего газа и линейной скорости подачи природ§ ного газа

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСГ1УЬЛИН г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н *ВТОРСНОМ (СИ <<ЕТВ ЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ П. НИЙ И ОТНРЫТЮ (21) 3374477/23-04 (22) 23. 12. 81 (46) 15.03.85. Бюл. 9 10 (72) H.N. Саркисян, В;Е. Леонов, В.Г. Батнгин, В.Ф. Будымка, В.И. Атрощенко, Н.А. Гавря, И.А. Слабун, Б.В. Григорян и Г.А. Сотникова (53) 547.261.07(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 132623, кл. В 01 Л 23/24, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 455085, кл. С 07 С 31/04, 11.05.72.

3. Авторское свидетельство СССР

У 869243, кл. С 07 С 27/12, 25.04.80 (прототип)..,Я0„„1 45014 A

4(51) С 07 С 31 04 С 07 С 27 12 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА путем окисления природного газа кислородсодержащим газом при температуре 350-1600 С и давлении 100150 атм при раздельной подаче природного газа и кислородсодержащего газа в реактор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса, последний ведут при температуре подачи кислородсо-< держащего газа в реактор 30-200 С < и соотношении линейной скорости подачи кислородсодержащего газа и линейной скорости подачи природного газа (1-20):1.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения метанола, который может быть использован в качестве растворителя, . агента для осушки газа.

Известен способ получения формальдегида и метанола путем окисления метансодержащих газов кислородом при температуре 375-390 С, давлении 25-75 атм, объемной скорос" ти подачи сырья 50000 ч " в присут- ствии в качестве катализатора оксидов серебра и хрома на пемзе.

Выход метанола от вступившего в реакцию метана 30% (1 1.

Недостатком этого способа является низкий выход целевого продукта от. вступившего в реакцию метана (30%).

Известен также способ получения метанола путем окисления метана кислородсодержащим газом при повышенной температуре и небольшом давлении в присутствии цинкникель-кадмиевого катализатора, причем исходное сырье нагревают раздельно: метан — до 200 С, кислород — до 450 С. Селективность процесса до целевого продукта

33% 323.

Недостатком укаэанного способа является невысокая селективность процесса до целевого продукта (33%).

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ получения метанола путем окисления природного газа кислородсодержащим газом при температуре 350-1600 С и давлении 100150 атм, нри раздельной подаче природного газа и кислородсодержащего газа в реактор=, причем кислородсодержащий газ предварительно нагревают до 800-1600 С. Выход целевого продукта от общего количества поступившего B переработку метана

1,8% (31.

Однако известный способ характеризуется недостаточно высоким выходом целевого продукта от общего количества поступившего в переработку метана (1,8%). Кроме того, данный процесс является технологически сложным вследствие наличия в технологической линии стадии нагрева кислородсодержащего газа до

800-1600 С.

1145014 2

Цель изобретения — повышение выхода целевого продукта, а также упрощение процесса.

Поставленная цель достигается

S предлагаемым способом получения метанола путем окисления природного газа кислородсодержащим газом при температуре 350-1600 С и давлении 100-150 атм при раздельной подаче природного rasa и кислородсодержащего газа в реактор и соотношении линейных скоростей потоков кислородсодержащего газа и природного газа (1-20):1, причем кислородсодержащий газ подают в реактор при 30-200 С.

II р и м е р 1. Природный ras состава, об,%:

СН,1 92в52

20 СЙ

3,95 с,н, 1,00

i-cqH10 0 910 сан12 0,22

Hg 2,11 со 0,10 в количестве 760 нм /ч подают под давлением 100 атм в рекуперативный теплообменник, после которого с температурой 430 С направляют в

30 две секции реактора. Газовый поток вводят в реакционный объем в виде конической тонкой струи со скоростью 30 м/с (в расчете на нормальные условия).

Через кольцевые зазоры в эти же секции реактора подают воздух в количестве 112,1 нм3/ч при 60 С при

Р = 100 атм. На выходе из кольцевых зазоров воздух, приобретая скорость 300 м/с, в виде кольцевой струи под углом 45 врезается в поток природного газа (соотношение литейных скоростей потоков = 10).

Получают реакционную газовую смесь состава, об.%:

СН, 78,00

С2Н6 3,42 з"ц 0,85

i-С Н +высшие 0,27

0,24 г 12,02

02 0,16

CQ 0,90

Н2 0,30 сн он 1,65

С2н он 0,03 с н он 0,01

i-с неон 0,001

1145014 4 переработку, составляет 2,67Х, полезных органических продуктов — 3,08Х.

Пример 2. Условия проведения процесса отличаются от указанных в примере 1 тем,.что природный газ и воздух поступают в реакционный объем с линейной скоростью

20 м/с и 400 и/с соответственно (соотношение скоростей = 20) прн

10 температуре воздуха 200 С. Температура природного газа после теплообменника 400 С. Температура реакционной газовой смеси перед контактом с охлаждаемой перегородкой 390400 ñ.

Концентрация органической части в оксидате составляет 64,8 мас ° X., в том числе метанола 56,4 мас.X.

Общее количество получаемого окси20 дата 47,9 кг/ч при выходе его на поступивший метан 9,5%. Выход метанола составляет 2,8%, полезных органических продуктов — 3,0Ж.

Пример 3. Условия проведе25 ния процесса отличаются от указанных в примере 1 тем, что природный газ и воздух поступают в реакционный объем с линейной скоростью

250 м/с н 300 м/с соответственно (соотношение скоростей = 1,2) при температуре воздуха 30 С. Температура природного газа после теплообменника 440 С. Температура реакционной газовой смеси перед контактом

3 с о а даемой перегородкой 420-440 С

Концентрация органической части в оксидате составляет 55,82 мас,X, в том числе метанола 44,76 мас.X.

Выход оксидата 28,6 кг/ч (5,77 по

4О отношению к СН 4). Выход метанола

1,9%. сн о 0,050 сн соон 0,006 (снз)2 со 0,017. (сн,), о 0,050

СН СОС2 Нк 0,006

Нфо 2,020 в количестве 869,11 нм3/ч. Температура реакционной газовой смеси

400-420 С. После контакта газовой смеси с поверхностью межсекциоиных перегородок смесь охлаждается до 370 С и подается в блок охлаждения и сепарации.

После сепаратора непрореагировавший газ (Ч = 835,42 нм /ч) состава, об.Ж: сн 81,05

С2Н 3957 сн 0,90 -С4Н 4 0,29

СО 0,25 н2 12;51

О2 0,17

СО 0,95 н2 0,31 частйчно в количестве 250,6 нм /ч с помощью компрессора возвращается в последнюю секцию реактора для дальнейшего окисления. При этом в эту секцию подают воздух в количестве 31,6 нмз/ч. Концентрацию кислорода на входе в секции реактора поддерживают в пределах 2,5+ 0,2 o6.X.

Содержание полезных органических соединений (метанол, высшие спирты, метиловый эфир, ацетон и другие органические примеси) в продукте {оксидате) составляет 62,8 мас., в том числе метанола 54,2 мас.X.

Общее количество получаемого оксидата 49,5 кг/ч при выходе его на поступивший метан 9,9 . Выход метанола, рассчитанный из отношения израсходованного на его образование метана к общему поступлению метана на

В таблице приведены результаты испытаний процесса синтеза метанола неполным окислением природного газа в трехсекционном реакторе.

1145014

С!

Ф фЬ

С Ъ

Ф л са

00

СЧ о оо о оо

k( о

Ч!

Ю

ССЪ

СиЪ

СЧ. a

СЧ

СЧ о

Ч) С»

СЧ

A Ю ф ъ

° Ф

О

СЧ о

Ю о

ССЪ

СЧ и

Си) O

С Ъ фс» а

СЧ

Ф

СЧ

/ о

КФ ф ь

° иЪ о

CO

СЧ сО

С»..oс» й."(е ь

Си, С Ъ

° а

СЧ

Ю

Ю

О»

° 1 сО

С»

СЧ

ССЪ

С Ъ

СЧ

C)

Ю

ССЪ

ССЪ