- •Введение
- •Характеристика исходного сырья
- •Характеристика целевого продукта
- •Физико-химическое обоснование основных процессов производства целевого продукта и экологической безопасности производства
- •Описание технологической схемы процесса
- •Структурная блок-схема
- •Операторная схема процесса
- •Расчёт материального баланса хтс
- •Материальный баланс производства на 1000 кг метанола.
- •Расчёт основных технологических показателей процесса
- •Список использованной литературы
- •Приложение
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«МИРЭА – Российский технологический университет»
Институт тонких химических технологий им. М. В. Ломоносова
Кафедра общей химической технологии
ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине
«Основы химической технологии»
на тему:
«Производство метилового спирта»
Вариант 1
Студент группы
Преподаватель
Оглавление
1. Введение 3
2. Характеристика исходного сырья 4
3. Характеристика целевого продукта 5
4. Физико-химическое обоснование основных процессов производства целевого продукта и экологической безопасности производства 6
5. Описание технологической схемы процесса 11
6. Расчёт материального баланса ХТС 15
N12CO(1-X)= N31ɣ31CO+ N30ɣ31CO 17
По Н2: 17
7. Расчёт основных технологических показателей процесса 22
8. Вывод 22
9. Список использованной литературы 23
Введение
Метанол — сырье для многих производств органического синтеза. Основное количество его расходуется на получение формальдегида. Он служит промежуточным продуктом в синтезе сложных эфиров органических и неорганических веществ (диметилтерефталата, метилметакрилата, диметилсульфата), пентаэритрита. Его применяют в качестве метилирующего средства для получения метиламинов и диметиланилина, карбофоса, хлорофоса и других продуктов. Метанол используют также в качестве растворителя и экстрагента, в энергетических целях как компонент моторных топлив и для синтеза метилтретбутилового эфира — высокооктановой добавки к топливу. В последнее время наметились новые перспективные направления использования метанола, такие как производство уксусной кислоты, очистка сточных вод, производство синтетического протеина, конверсия в углеводороды с целью получения топлива. В табл. 1 представлена структура потребления метанола по основным направлениям.
Структура потребления метанола, %
Таблица 1.
Область применения |
Беларусь и Россия |
Западная Европа |
Производство формальдегида |
34,6 |
42,4 |
Производство СК |
12,6 |
- |
Производство диметилтерефталата |
1,8 |
4,3 |
Производство уксусной кислоты |
2,0 |
6,0 |
Компонент моторного топлива |
1,0 |
6,3 |
Процессы метилирования |
4,7 |
10,7 |
Прочие направления использования |
43,3 |
30,3 |
Характеристика исходного сырья
Сырьем для синтеза метилового спирта (метанола) служит синтез–газ (смесь оксида углерода и водорода). В основе процесса лежит обратимая экзотермическая реакция:
-
СО + 2H2 = CH3OH.
(1)
Одновременно протекает ряд побочных реакций, например:
-
СО + 3Н2 = СН4 + Н2О,
(2)
2СО + 8Н2 = (СН3)2О + Н2О.
(3)
Сегодня исходный синтез-газ (сингаз) для синтеза метанола получают в результате конверсии (превращения) углеводородного сырья: природного газа, коксового газа, жидких углеводородов (нефти, мазута, легкого каталитического крекинга) и твердого топлива (угля, сланцев). Исходный газ для синтеза метанола можно получить почти из всех видов сырья, которые используют при получении водорода, например в процессах синтеза аммиака.
Процесс синтеза метилового спирта в зависимости от температурного режима работы катализатора может быть осуществлен в двух вариантах:
а) высокотемпературный (катализатор 2,5ZnO·ZnCr2O4,
температура 370–420оС, давление 20–35 МПа);
б) низкотемпературный (катализатор ZnO·CuO·Al2O3 или
ZnO·CuO·Cr2O3,температура 250–300оС, давление 5–10 МПа)
неактивный сульфид меди.
Сырье, используемое для производства низкотемпературных катализаторов, должно содержать минимальное количество примесей, поскольку наличие последних снижает селективность контакта и ухудшает качество метанола-сырца (особенно жесткие требования предъявляют к содержанию мышьяка, серы и железа). Поэтому при использовании сырья, загрязненного различными примесями, в том числе и сернистыми соединениями, медьсодержащие катализаторы практически не могут быть применены.