Метанол: тема недели. Как контролировать соотношение водорода, углерода и метанола? 2015.0...

1. Как контролировать соотношение водорода, углерода и метанола? Для сырьевого газа на основе метанола требуется, чтобы соотношение водорода и углерода составляло H2-CO2/CO+CO2=2,05–2,15. Это соотношение можно регулировать путем контроля содержания CO и CO2 в сырьевом газе, а также путем контроля объема газов, выделяющихся в процессе обработки. 2. Какова роль углекислого газа? 1) Сам углекислый газ является одним из исходных материалов для синтеза метанола. 2) Наличие углекислого газа в определенной степени подавляет образование диметилаэтера. 3) Препятствует превращению угарного газа в углекислый газ, реакция которая происходит в присутствии водяного пара. 4) Способствует регулированию температуры и предотвращает её повышение, поскольку теплообразование при реакции с участием углекислого газа на 42,9 кДж/моль меньше, чем при реакции с участием монооксида углерода. Таким образом, при участии углекислого газа в реакции можно эффективно сдерживать повышение температуры синтеза, что обеспечивает активность катализатора и увеличивает срок его службы. 3. Каково оптимальное количество контроля? Оптимальное содержание углекислого газа в сырой смеси для синтеза должно корректироваться в зависимости от типа катализатора для синтеза метанола и температуры процесса. В установках для производства метанола под высоким давлением с использованием катализаторов на основе цинка и хрома содержание CO2 должно быть ниже 5%, тогда как при использовании катализаторов на основе меди содержание CO2 в исходном газе может быть увеличено. Установка для производства метанола среднего и низкого давления, разработанная компанией Luchi и работающая на природном газе, имеет содержание CO в синтезируемом газе 15,1%, а содержание CO2 — около 7,0%. М.М. Канаралхаев считает, что концентрация углекислого газа в сыром газе определяется техноэкономическими показателями; максимально допустимая концентрация составляет 12–14%, а обычно она находится в пределах 4,5–5,5%. Таким образом, на единицу объема катализатора можно получить максимальное количество метанола.

1. Обычно это 2,05–2,15; на начальном этапе активности катализатора соотношение водорода и углерода может быть выше, примерно 2,3； К концу процесса значение катализатора должно быть соответственно ниже, около 2,2. 1 моль CO2 реагирует с 3 молями H2 для получения метанола, в то время как для CO требуется 2 моля H2. Следовательно, для того чтобы H2 реагировал полностью с 2CO и 3CO2, необходимо, чтобы H2:CO2 = 2CO:2CO2’. При дальнейшем упрощении получаем соотношение H2:CO2/(CO+CO2) = 2/1. Конечно, в обычных условиях количество H2 должно быть немного больше, чем это соотношение. 2、1) Во-первых, сырье. 2) Он вместе с водородом образует метанол и воду; образование воды способствует контролю температуры катализатора и предотвращает её чрезмерное повышение. 3) Опыт показал, что наличие определенного количества углекислого газа позволяет избежать чрезмерного повышения концентрации метанола, что способствует дальнейшему образованию эфиров. 4) Хотя наличие углекислого газа способствует процессу, его концентрация не должна быть слишком высокой, ведь для реакции требуется больше водорода. 3. Как правило, контролируется в пределах 3–5%