Содержится ли бензол в грубом метаноле?

Если толуол синтезирован из метанола, его появление практически невозможно. Для ароматизации метанола требуется катализатор с определенными свойствами, а температура реакции также отличается от температуры синтеза метанола. Рекомендуется проверить, не попал ли толуол в продукт в результате смешивания на последующих этапах процесса

Рабочее давление в установке по синтезу метанола этого предприятия составляет 6,0 МПа. В двух каталитических колоннах расположен катализатор общим объемом 73 кубических метра; содержание метана в сыром газе — 11%. Введена в эксплуатацию в марте 2013 года. Из-за недостаточной площади теплообмена газового теплообменника на входе в синтезатор температура газа на входе в него оказалась низкой. В настоящее время температура газа при выходе из башни составляет 235°C, а при входе — 188°C и 191°C. В начальный период работы двигателя температура на выходе из башни составляла 215°C, а температура на входе была ещё ниже. В теплообменниках с газовым обменом теплом часто возникает явление образования воска, а также может появляться желеобразное вещество; при остановке оборудования необходимо использовать высокопрочный пар для промывки.

При проектировании предприятие было рассчитано на производство 200 тысяч тонн метанола в год, и в настоящее время объем производства не вызывает проблем. В настоящее время давление в системе составляет 5,9 МПа. Состав газа, поступающего в реактор: водород – 43,29%, монооксид углерода – 17,22%, углекислый газ – 2,74%, метан – 34,11%, азот – 2,63%. В другом случае: водород – 55,59%, монооксид углерода – 29,54%, углекислый газ – 2%. 17%, метан 10,02%, азот 2,57%

Институт угольной химии при Китайской академии наук в провинции Шаньси совместно с компанией Sai Ding Engineering разработали технологию получения ароматических углеводородов из метанола с использованием фиксированного слоя катализатора. В качестве сырья используется метанол, а в качестве катализатора – модифицированный молекулярный сит ZSM-5. Процесс протекает при давлении от 0,1 до 5,0 МПа и температуре от 300 до 460 °C; скорость потока жидкого сырья составляет от 0,1 до 6,0 час⁻¹. В результате этого процесса получаются продукты, в основном представляющие собой ароматические углеводороды； После охлаждения и разделения происходит разделение газофазного продукта – углеводородов с низким количеством атомов углерода, и жидкостного продукта – углеводородов C5+ ； Жидкий продукт C5+ углеводороды подвергаются экстракционной сепарации с целью получения ароматических и неароматических углеводородов. Это изобретение обладает преимуществами в виде высокой общей селективности к ароматическим углеводородам и гибкости в процессе эксплуатации. Эта технология относится к технологиям крупномасштабной переработки метанола в нижнем сегменте цепочки производства; целевыми продуктами являются ароматические углеводороды, в основном BTX. Используя молекулярный сит МoHZSM-5 (с ионным обменом) в качестве катализатора, а метанол – в качестве исходного вещества, при температуре T = 380–420°C, при нормальном давлении и скорости потока газа LHSV = 1 ч/ч степень превращения метанола превышает 99%; селективность жидких продуктов составляет более 33% (исходя из массы метанола), а селективность газообразных продуктов – менее 10%. Содержание ароматических углеводородов в жидкой фазе продукта превышает 60%. Завершены тесты на отбор катализаторов в лабораторных условиях и испытания на многократную регенерацию; срок службы катализатора при одном цикле работы превышает 20 дней, а общий срок службы оценивается более чем в 8000 часов. Совместная разработка этой технологии вступила в фазу промышленных демонстраций; проектирование и строительство установок для промышленных демонстрационных испытаний (мощностью 10–100 тыс. тонн метанола в год) уже завершены. В конце февраля 2012 года установка по производству ароматических углеводородов из метанола мощностью 100 тысяч тонн в год, спроектированная компанией SDIC, успешно прошла первый пуск, и проект был запущен в эксплуатацию. Это первый в Китае комплекс для производства ароматических углеводородов из метанола, разработанный компанией Сайдинг с использованием патентованной технологии «Метод получения углеводородных продуктов из метанола в одном этапе», созданной в сотрудничестве с Институтом угольной химии при Китайской академии наук в провинции Шаньси. 5 июля 2012 года в промышленной зоне Алашан-Лян в Внутренней Монголии началось строительство второй фазы проекта группы Qinghua: переработка 500 тысяч тонн каменноугольного катрана с получением легких продуктов, производство ароматических углеводородов из 100 тысяч тонн метанола, а также создание инфраструктуры для транспортировки грузов на сумму 10 миллионов тонн. Общий объем инвестиций в проект по производству 500 тысяч тонн легких продуктов из каменноугольного дегтя в год, реализуемый группой компаний «Цинхуа», составляет 4,28 млрд юаней. В рамках строительства предусмотрены установки предварительной фракционировки сырья, обезвоживания и отделения примесей, реакторные и фракционирующие установки, а также вспомогательные объекты: установка по получению водорода из коксовального газа, система хранения и транспортировки, две циклонные котлоагрегаты с кипящим слоем производительностью по 75 тонн/час, а также вспомогательные сооружения для электроснабжения, водоснабжения и охраны окружающей среды. После завершения строительства этого проекта ежегодно будет производиться 122,2 тыс. тонн легкого каменноугольного дегтя типа 1, 285 тыс. тонн – дегтя типа 2, а также 80,38 тыс. тонн угольного асфальта. После ввода в эксплуатацию проекта по производству ароматических углеводородов из метанола мощностью 100 тысяч тонн в год, он сможет ежегодно производить 75 тысяч тонн ароматических углеводородов, 22,5 тысячи тонн сжиженного газа и 3,4 тысячи тонн сухого газа. Данный проект имеет такие преимущества, как обилие сырья, зрелая технология, возможность регулирования соотношения этилена и пропилена в продукции, а также низкий уровень выбросов отходов.

Технология производства ароматических углеводородов из метанола с использованием циклической пылевой камеры, разработанная в Университете Цинхуа (FMTA). Компания Datang International строит на территории Внутренней Монголии завод по производству 1 миллиона тонн высококачественной фталевой кислоты в год. Основной технологией этого проекта является технология получения ароматических углеводородов из метанола (FMTA) от Университета Цинхуа. Для её реализации используются реакторы с плавающим слоем; масштаб производства составляет 10 тысяч тонн ароматических углеводородов (ксилола) в год. В качестве сырья используется метанол, производимый на первом этапе строительства угольно-химического завода в Тулуне. Университет Цинхуа также совместно с компанией Hualu создает промышленный пилотный установочный комплекс для производства ароматических углеводородов из метанола мощностью 30 тысяч тонн в год. Китайская группа Huadian планирует построить на промышленной зоне угольно-химической промышленности в Юйхэнге, в энергетико-химическом регионе на севере провинции Шэньси, первый пилотный комплекс для производства ароматических углеводородов из угля, а также полноценный промышленный проект. Это позволит создать совершенно новый способ производства ароматических углеводородов. Согласно плану строительства проекта, китайская компания Huadian сначала построит пилотный завод для производства ароматических углеводородов из угля мощностью в 10 тысяч тонн в год. Одновременно будет запущен промышленный пилотный проект мощностью 3 миллиона тонн в год на производство метанола из угля и 1 миллион тонн в год на производство ароматических углеводородов. Разработанная Цинхуаским университетом технология производства ароматических углеводородов из угля с использованием циркулирующего псевдоожиженного слоя (FMTA), защищенная патентами, использует в качестве сырья метанол. Экспериментальная установка производительностью 100 тонн в год функционирует непрерывно и стабильно уже более тысячи часов, что свидетельствует о готовности технологии к промышленному внедрению. 　 В конце марта 2011 года в Юйлине, провинция Шэньси, началось строительство пилотного проекта по производству ароматических углеводородов из угля компании Huadian. Общая стоимость этого проекта составляет примерно 38,1 миллиарда юаней. Для его реализации используется технология производства ароматических углеводородов из метанола на флюидизированном слое, разработанная в Цинхуа-университете и являющаяся оригинальным отечественным изобретением. Планируется построить завод с мощностью производства миллион тонн метанола в год для дальнейшего производства ароматических углеводородов. В 2011 году было вложено 100 миллионов юаней в реализацию промышленного экспериментального проекта мощностью в 10 тысяч тонн. В середине января 2013 года компания Donghua Technology выпустила объявление, согласно которому на первом в мире пилотном заводе по производству ароматических углеводородов, строящемся компанией Shaanxi Huadian Yuheng Coal Chemical Co., Ltd. на промышленной площадке в северной части провинции Шэньси при участии этой компании в качестве генподрядчика, было получено производство ароматических углеводородов. Первая попытка запуска оборудования завершилась успешно, что позволило полностью запустить весь производственный процесс. Как сообщается, в рамках проекта Huadian планируется построить установку по производству ароматических углеводородов из миллионов тонн угольного метанола. Данная пилотная установка является первым этапом промышленного испытательного проекта по производству ароматических углеводородов из десятков тысяч тонн метанола. В начале февраля 2013 года в промышленном парке угольной химии Юйхэн в провинции Шэньси был успешно запущен промышленный пилотный проект по производству ароматических углеводородов с использованием метанола на флюидизированном слое. В реализации этого проекта участвовали группа Huadian Coal Industry, а также Университет Цинхуа; инвестиции в проект были произведены группой Huadian Coal Industry. При первой загрузке сырья степень преобразования метанола превышала 99,99%, а доля ** в нефтяной фазе продукта (в основном толуола, диметилбензола и триметилбензола) составляла более 90%. По состоянию на 15 января общий объем поступившего сырья в виде метанола составил примерно 100 тонн. Установка работала стабильно в течение 54 часов. В ходе промышленных испытаний удалось осуществить одну успешную зажигание, а также одну успешную попытку запуска установки с использованием сырья; это позволило реализовать ключевые этапы процесса.

Проект по разработке технологии получения ароматических углеводородов из метанола на основе угля, разработанный совместно Исследовательским институтом группы Henan Coal Chemical Group и Пекинским университетом химической инженерии, в конце августа 2011 года прошел промежуточную оценку. Эта технология позволяет перейти от традиционного способа производства ароматических углеводородов на основе нефти к способу, основанному на использовании угля. С момента начала реализации проекта в июне 2010 года Исследовательский институт группы Henan Coal Chemical Group совместно с Пекинским университетом химической технологии провели множество исследований по таким вопросам, как совершенствование свойств катализаторов для ароматизации метанола, разработка процессов изомеризации дихлорбензола, алкилирования бензола и толуола, а также проектирование процессов получения ароматических углеводородов из угольного метанола. Были достигнуты определенные результаты в рамках этих исследований. В рамках проекта были определены оптимальный катализатор и подходящие технологические условия реакции; предложены масштабы установки, предварительный проект реактора и параметры ключевого оборудования. Таким образом, была в общих чертах сформирована относительно полная технология получения ароматических углеводородов из метанола на основе угля. Все технические показатели соответствуют установленным целям; срок службы катализатора за один цикл, коэффициент превращения бензола в алкилбензол и другие показатели превышают ожидаемые значения и достигают высокого уровня. Далее исследователи ускорят разработку технологических комплексов мощностью в десять тысяч тонн, чтобы заложить основу для последующих испытаний процесса превращения метанола в ароматические углеводороды. Кроме того, китайская компания China Five Rings Engineering Co., Ltd. также разработала проект пилотной установки для каталитического преобразования метанола в ароматические углеводороды.

Часть технологического процесса производства синтетического масла на одном из предприятий: очищенный метанол, поступающий из резервуарного парка для метанола, под давлением насоса для метанола повышается до 2,0 МПа; его расход составляет 38,8 м³/ч. Затем метанол поступает в трубный контур подогревателя метанола, где он обменивается теплом с реакционным газом, проходящим между трубами; в результате температура метанола достигает 160 °C при давлении 1,95 МПа. После этого метанол поступает в корпус испарителя метанола, где происходит его испарение; при этом он обменивается теплом с реакционным газом, в результате чего температура метанола повышается до примерно 162 °C при давлении 1,9 МПа. Далее метанол проходит через трубный контур перегревателя метанола, где снова обменивается теплом с реакционным газом; в итоге его температура достигает 340 °C. Затем перегретый метанол смешивается с циркулирующим газом и поступает в реактор по производству синтетического масла. Под действием катализатора происходит синтез смеси воды, углеводородов и водорода. После выхода реакционной смеси из колонны она поступает в последующую систему двумя потоками: первый поток направляется в нагреватель метанола для теплообмена (небольшая часть поступает в парогенератор для получения вспомогательного пара) ； Второй поток направляется в трубопровод циркуляционного теплообменника для теплообмена (часть из него поступает в систему отбора проб для анализа данных) ； Самое важное — это сначала обеспечить такое условие, чтобы температура газа, выходящего из трубчатой части перегревателя метанола, и температура газа, полученного в результате теплообмена в теплообменнике циркулирующего газа, после смешивания оставались на уровне выше 320°C при поступлении в реактор для синтеза нефти. Оставшийся газ направляется в парогенератор для получения побочного пара. Газы, собранные на выходах из корпуса предварительного нагревателя метанола, из корпуса перегревателя метанола и с общего выхода реактора синтетического масла, смешиваются при температуре 110°C. Затем они поступают в воздушный охладитель синтез-газа, где их температура снижается до 80°C. После этого газы попадают в корпус охладителя синтез-газа, где их температура снижается до 40°C. Наконец, в разделителе газа и жидкости происходит разделение газа, жидкости и воды. Грубый бензин подается насосом в колонну для удаления газов для дальнейшей сепарации компонентов, в результате чего получается конечный продукт. Большая часть газа сжимается компрессором циркуляционного газа до давления 2,0 МПа, затем поступает в корпус теплообменника циркуляционного газа, где нагревается до температуры выше 320 °C; после этого смешивается с перегретым метанолом и поступает в реактор синтеза синтетического масла. Часть газа в качестве флегмы направляется в бак подачи абсорбера на установке разделения нефтепродуктов для поглощения углеводородов, что обеспечивает поддержание в системе определенного содержания инертного газа, необходимого для протекания синтетической реакции. Технологическая вода с помощью насоса подается на биохимическую обработку.

Согласно вышеизложенному анализу, в процессе синтеза метанола не должно образовываться бензол, однако в теплообменнике газ-газ в реакторе по синтезу метанола этой компании возникла проблема — он забился желейными веществами; при остановке оборудования для его очистки использовался высокопрочный пар. Стоит изучить более подробно.

В первую очередь смотрят на содержание бензола. В CO2, удаляемом из синтез-газа, присутствует небольшое количество бензола