Способ получения метанола

 

Изобретение касается производства низших спиртов, в частности получения метанола - продукта основного органического синтеза. Процесс ведут контактированием смеси оксидов углерода и водорода с медьсодержащим катализатором при нагревании и давлении с интенсивным удалением воды потоком газовой смеси и/или ее химическим превращением при контакти ровании с катализатором газовой смеси . В последней поддерживается соотношение СО : СО (0,03-40):1.и содержание СО. 0,3-25 об.%, соотношение (СО + СОг) (1-24) : 1, пропускается она с объемной скоростью 3600-1400000 ч При этом целесообразно использовать скорость газовой смеси и соотношение в ней СО : СОг, равные: а) 3600-1400000 ч и (3-40):1; б) 60000-1400000 ч и

СОЮЗ СОВЕТСНИХ социАлиСтичесних

РЕСПУБЛИН (gg 4 С 07 С 29/15, 31/04

Гт ;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двторсномм свиДательСтву

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4092943/31-04 (22) 24.07.86

{46) 07. 12.88., Бюл. Р 45 (7 1) Институт нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева (72) А.Я.Розовский, Г.И.Лин, С.М.Локтев и В.П.Мочалин (53) 547. 261. 07 (088. 8) (56) Розовский А.Я. Новые данные о механизме каталитических реакций с участием окислов углерода. — Кинетика и катализ. Т. 21, .1980, вып. I, с. 97.

Патент Великобритании У 1159035, кл. С 2 С, опублик. 1969, Патент Великобритании 11- 1259945, кл. С 2 С, опублик. 1972. (54) СПОСОБ - ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА (57) Изобретение касается производства низших спиртов, в частности получения метанола — продукта основного органического синтеза. Процесс ве„.SU„„1442513 A 1 дут контактированием смеси оксидов углерода и водорода с медьсодержащим катализатором при нагревании и давлении с интенсивным удалением воды потоком газовой смеси и/или ее химическим превращением при контактировании с катализатором газовой смеси. В последней поддерживается соотношение СО : СО (0,03-40): 1 и содержание СО 0,3-25 об.Х, соотношение Н g . (СО + СОg) (1-24) : 1, пропускается она с объемной скоростью 3600-1400000 ч . При этом целесообразно испольэовать скорость газовой смеси и соотношение в ней

СО : СО, равные: а) 3600- 1400000 ч ф и (3-40): 1; б) 60000-1400000 ч и (0,03-40):1; в) 3600-60000 ч и Щ (0,03-3): 1. Эти условия повышают С удельную производительность катализатора с 0,4 до 1-1,7 т/м ч при пони- ф женном содержании водорода в реакционной смеси. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

1442513

Изобретение относится к алифатическим спиртам, а именно к способу получения метанола, который находит широкое применение в технологии ос5 новного органического синтеза.

Цель изобретения — повышение удельной производительности катализатора контактированием смеси оксидов углерода и водорода с медьсодер- 10 жащим катализатором при повышенных температуре и давлении при интенсивном удалении воды из реакционной зоны потоком газовой смеси и/или путем ее химического превращения нри соот- 15 ношении СО : СО .в газовой смеси, равном (О, 03-40): 1, содержании СО

0,3-25 об., соотношении Н g . (СО +

+ СО ), равном (1-24):1 и объемной скорости подачи смеси 3600-1400000ч 0

При соотношении СО : СО в газовой смеси (3-40):1 объемная скорость подачи составляет 3600-1400000 ч . При объемной скорости подачи 60000- 1400000 ч соотношение СО : СО в .5 газовой смеси составляет (0,03-40)!1.

При соотношении C0 : СО, равном (О, 03-3): 1 объемная скорость подачи

rasoaoA смеси составляет 360060000 ч ЗО

Пример 1. Навеску медьсодер1кащего катализатора с размером зерен

2-3 мм загружают в реактор установки высокого давления. В реактор закачивают азот до давления 40 атм, включают циркуляционный насос, нагревают до 90 С, добавляют 3 об. водорода и после выдержки в течение 15 мин о нагревают до 105 С в течение 1 ч, выдерживают при этой температуре 1 ч, > добавляют 3 об. водорода и после

15-минутной выдержки нагревают до

1150С в течение 1 ч, выдерживают при

115 С 1 ч, добавляют 3 об., водорода, после 15-минутной выдержки нагре- 45 вают до 1250С в течение 1 ч, выдерживают при этой температуре 1 ч.

Для осуществления каталитического синтеза метанола в реактор подают синтез-газ, постепенно заменяющий азот, устанавливают заданное давление и скорость газовой смеси и нагревают реактор до температуры опыта со скоростью 20 С/ч. Устанавливают поток газа,отдуваемого из циркуляционной системы. Состав входящего и

55 выходящего газа и метанола-сырца определяют хроматографическм. Съем метанола проводят каждые 4 ч, причем в период испытаний его значение не изменяется.

В примере 1 загружают 3 r медьцинкалюминиевого катализатора. Метанол получают при 240 С, 50 атм и объемной скорости 200000 ч . Состав газа, контактируемого с катализатором

o6. : СО 5,9; CO 6,5; Н 81,1, Ng

6,5. Съем метанола за 4 ч 12 г, что соответствует производительности

I т/т ч. Для пересчета производительности единицы объема катализатора (в т/м ) используют значение насыпной плотности катализатора

1,3 т/м . Найденная производительность единицы объема катализатора составляет 1,3 т/м ч.

В примерах 2-18 варьируют температуру, давление, состав газовой смеси, контактируемой с катализатором, и объемную скорость, которую изменяют путем изменения потока газовой смеси на входе в реактор (от 10 до

1000 л/ч) и навески катализатора (от 0,5 до 40 г). Данные осуществления способа по примерам приведены в таблице. Объемные скорости пересчитаны к нормальным условиям.

Как видно иэ таблицы, при соблюдении предлагаемых интервалов значений параметров производительность единицы объема катализатора достигает 1 т/м и более для различных медьсодержащих катализаторов. Снижение концентрации C0I ниже 0,3 об. (до 0,2 об.%, пример 8) приводит к резкому снижению производительности до уровня известного {0,4 т/м ч).

Удовлетворительные значения производительности сохраняются и при низких содержаниях водорода в смеси (Н /СО + СО ) = 1., пример 6). Производительность практически не изменяется при изменении размеров зерен катализатора (пример 15). Высокие значения производительности получают также при использовании рассчитываемых сочетаний объемной скорости и соотношения СО/СО при значениях параметров: объемная скорость менее

60000 ч и СО/СО менее 3 (пример 14).

Предлагаемый способ позволяет повысить удельную производительность катализатора до 1,0- 1,7 т/м ч (против 0,4 т/м .ч), позволяет вести высокопроизводительный процесс при пониженном содержании водорода в реакционной смеси.

13!

»ро>51вопи> елы>ость

Нт

>о7са, 1

Т Г «Т

Прн- Темпе- объемная Дав»е" Состав газовой сивси, об.s

СО/Со. иер рату- cKopocTb> кне> ра, С ч ати Со СО 1 Н-. Н.

6 ° 5

l>3

1,О

6 5

81,!

5,9 6,S

1 240 200000 51

i,0

0,& з,о

32,5 0,03

50,6

0,5

2 240 1400000 50 16, 4 з г4о 12000 51 О, 5 19, 5

1 ° 7

1,З

3,7

73 О 7 ° 0 40

71,г

1,4

3,З

7,5 3

5,3 16,0

4 240 12000 50

5 240 60000 51

6 240 180000 5!

7 240 12000 51

l>3

1,0

4>2

72 7 10 0 О 7

44 ° 0 10,0 22

93 ° 4 2,7 12

74 ° 4 17,4 40

89,4 5,2 0,6

83,8 11,6 3,6

72,1 9,4 1,4

7,З! о,о

1,3

1,0

1,О

2,0 44,0

0,3 3>6

0>2 8,0

3,4 2,0

1,0 3,6

0,8

0,6

0,5

0,4

50000 51

8 240

2,0

1,5

9 240 140000 51

10 240 210000 51

240 280000 Bi

1,7

1,3

7 ° 7 10,8

1,7

1,3

83,7 3>8 2,8

62000 51.

3600 51

i,0

0,8

6,7

3,3 9,2

2,0 22,0

4 0 9 ° 6

12 240 !

3 гао

2,8

0,9

1,2

66 О 10 ° 0 11

76,4 10,0 2,4

71 8 25 35

69,7 5,7 0,6

69,7 5 7 0 6

1 3

i,о

5,6

14 240 36000 51

1,3

2,8

5,7 20,0

12000 5 t!

5 240

16 240-270

17 240

18 240

2,8

0,4, 8300 50 15,3 9, 3

8300 50 153 93

0,5

0,4. 2,8

1,О! е4 70>0 3 ° 6 Ое056

OЪВ

2,65

70000 53 25,0

1- i1 13 14 н 18 прнменаит медъцииналввеюниевнй аатапиеатар

Применение. Впрнмерах1- °, н е 1S - размер вереи

В примере 12 - медъцпнниремовъа! иатапиеатер, в примере катализатора 5>5 мв,,в прнмераи 17 и 18 в услевияв невестам е евее

Формула изобретения.

1. Способ получения метанола контак гированием смеси оксидов углерода

5 и водорода с медьсодержащим катализатором при повышенных температуре и ,давлении, отличающийся тем, что, с целью повьппения удельной производительности катализатора, про- 10 цесс ведут при интенсивном удалении воды из реакционной зоны потоком газоной смеси и/или путем ее химического превращения контактированием с катализатором газовой смеси с соотно- 15 шением СО : С02 (равным(0,03-40):1, при содержании С02 0,3-25 об.%, сооттношении Нg (СО-С02), равном 1-24: 1 и объемной скорости подачи смеси

3600-1400000 ч .

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что соотношение СО:С в газовой смеси составляет (3-40): 1 при объемной скорости подачи 36001400000 ч !.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что соотношение СО:СО

1 в газовой смеси составляет (0,0340): 1 при объемной скорости подачи

60000-1400000 ч .

4. Способ по п.1, о т л и ч а"юшийся тем, что соотношение CO:СО2 в газовой смеси составляет (0,03-3): 1 IIDH объемной скорости по" дачи 3600- 60000 ч