Sección de metanol: Una pregunta al día. ¿Qué importancia tiene controlar la temperatura del gas después de su enfriamiento por medio de agua? 31.03.2016
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Sección de metanol: Una pregunta al día. ¿Qué importancia tiene controlar la temperatura del gas después de su enfriamiento por agua en los procesos de síntesis? 31.03.2016 ¿Qué importancia tiene controlar la temperatura del gas después de su enfriamiento por agua? Respuesta: Los gases a alta temperatura que salen de la torre de síntesis son enfriados mediante un enfriador de agua. De esta manera, el metanol y el vapor de agua presentes en la mezcla se condensan en estado líquido. Después de pasar por el separador, el metanol en estado bruto (agua y metanol) se separa. La cantidad de separación por condensación depende de la temperatura y la presión después del enfriamiento. Por lo general, la temperatura se mantiene por debajo de 40 °C para sintetizar metanol por método a baja presión; después del enfriamiento y separación, el contenido de metanol en el gas es del 0,6 %. Con el método a alta presión, este valor puede ser inferior al 0,1 %. Si la temperatura de la mezcla se controla en un nivel demasiado alto, esto afectará la eficacia de la condensación del metanol crudo. Por lo tanto, un aumento en el contenido de metanol gaseoso en el gas de circulación incrementará el consumo de energía del compresor de dicho gas. Además, esto inhibirá la reacción en la dirección que favorezca la formación de metanol. Pero tampoco es necesario controlar esta temperatura a un nivel demasiado bajo. Cuando la temperatura de la mezcla desciende por debajo de 20 °C, el efecto de condensación del metanol crudo no aumenta de manera significativa. Por lo tanto, buscar temperaturas de enfriamiento demasiado bajas incrementa las exigencias en cuanto al diseño del enfriador y el consumo de agua para su funcionamiento, lo cual no es económico.
Respuesta: Un control excesivo de la temperatura del gas después de su enfriamiento por agua afecta negativamente el proceso de condensación del metanol y del vapor de agua en el gas. Como resultado, aumenta la cantidad de metanol que no se condensa en el gas sintético. Este metanol no solo incrementa el consumo energético del compresor, sino que también inhibe la reacción de síntesis del metanol dentro de la torre de síntesis. Sin embargo, tampoco es necesario controlar la temperatura del gas después del enfriamiento por agua a un nivel demasiado bajo. Cuando la temperatura del gas desciende por debajo de cierto umbral, el efecto de condensación del metanol no aumenta de manera significativa. Por lo tanto, es poco económico tratar de mantener una temperatura de enfriamiento por agua excesivamente baja
Un control excesivo de la temperatura del gas después de su enfriamiento por agua sintética afecta el proceso de condensación del metanol y del vapor de agua en el gas. Como resultado, aumenta la cantidad de metanol que no se condensa en el gas sintético. Este metanol no solo incrementa el consumo energético del compresor, sino que también inhibe la reacción de síntesis del metanol dentro de la torre de síntesis. Sin embargo, tampoco es necesario controlar la temperatura del gas después del enfriamiento por agua a un nivel demasiado bajo. Cuando la temperatura del gas desciende por debajo de cierto umbral, el efecto de condensación del metanol no aumenta de manera significativa. Por lo tanto, es poco económico tratar de mantener una temperatura de enfriamiento por agua excesivamente baja.
Respuesta: Los gases a alta temperatura que salen de la torre de síntesis son enfriados mediante un enfriador de agua. De esta manera, el metanol y el vapor de agua presentes en la mezcla se condensan en estado líquido. Después de pasar por el separador, el metanol en estado bruto (agua y metanol) se separa del resto de los componentes. La cantidad de separación por condensación depende de la temperatura y la presión después del enfriamiento. Por lo general, la temperatura se mantiene por debajo de 40 °C para sintetizar metanol por método a baja presión; después del enfriamiento y separación, el contenido de metanol en el gas es del 0,6 %. Con el método a alta presión, este valor puede ser inferior al 0,1 %. Si la temperatura de la mezcla se controla en un nivel demasiado alto, esto afectará la eficacia de la condensación del metanol crudo. Por lo tanto, un aumento en el contenido de metanol gaseoso en el gas de circulación incrementará el consumo de energía del compresor de dicho gas. Además, esto inhibirá la reacción en la dirección que favorezca la formación de metanol. Pero tampoco es necesario controlar esta temperatura a un nivel demasiado bajo. Cuando la temperatura de la mezcla desciende por debajo de 20 °C, el efecto de condensación del metanol crudo no aumenta de manera significativa. Por lo tanto, buscar temperaturas de enfriamiento demasiado bajas incrementa las exigencias en cuanto al diseño del enfriador y el consumo de agua para su funcionamiento, lo cual no es económico.
Los gases calientes que salen de la torre de condensación pasan por un enfriador de alta eficiencia, donde se mezclan. Los gases y el metanol se condensan en líquidos, y posteriormente, mediante un separador, se obtiene metanol puro junto con el agua (metanol y agua separados). La cantidad de separación por condensación depende de la suma de la temperatura y la presión. La temperatura de control general se mantiene por debajo de 0°C. Bajo presión, el metano se forma; después del enfriamiento y separación, el metano contiene un 0% de alcohol. A alta presión, este valor puede reducirse a 0,1%. Si se controlan de forma inadecuada la mezcla y la temperatura, ello afectará negativamente al proceso de condensación del metanol. El aumento en la cantidad de alcohol presente en el gas con grosor medio de ese anillo de gas, a su vez, incrementa la eficiencia del compresor que se utiliza para comprimir ese gas. Además, en las reacciones de síntesis, esto favorece la formación de metanol de manera más eficiente. Pero no es necesario controlar la temperatura a un nivel demasiado bajo. Cuando la temperatura de la mezcla es inferior a 20 °C, aumenta significativamente la eficacia de enfriamiento del metanol. Sin embargo, buscar una temperatura de enfriamiento demasiado baja implica necesidades mayores en cuanto al diseño del sistema de enfriamiento y al volumen de agua necesario para ello, lo cual no es económico.
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El efecto de separación no es bueno; esto afecta el equilibrio de reacción dentro de la torre de síntesis, y además puede causar que el compresor funcione con líquido
Los gases a alta temperatura que salen de la torre de síntesis son enfriados mediante un enfriador de agua. De este modo, el metanol y el vapor de agua presentes en la mezcla se condensan en estado líquido. Después de pasar por el separador, el metanol en estado bruto (agua y metanol) se separa del resto de los componentes. La cantidad de separación por condensación depende de la temperatura y la presión después del enfriamiento. Por lo general, se controla la temperatura por debajo de los 40 grados, para reducir el consumo de energía debido al vapor de metanol.
El gas que sale del tanque, después de haber sido enfriado por el enfriador de agua, contiene en su mayor parte metanol y agua en estado líquido. Este gas pasa a un separador, donde se separa el metanol en bruto. El gas resultante contiene aproximadamente un 0,611% de vapor de metanol. Si la temperatura del gas que entra al separador aumenta, entonces la cantidad de vapor de metanol también aumentará. Al ser enviado a presión hacia el tanque de síntesis, esto afectará la calidad del metanol producido. El aumento de los subproductos causa problemas en la destilación. Al mismo tiempo, el compresor puede provocar golpes de líquido. No es necesario que la temperatura sea tan baja; se desperdicia una gran cantidad de agua de refrigeración.
El diseño inicial se centra en el rendimiento y la economía; sin embargo, cuando la formación de cera es grave, es necesario mantener un nivel más alto que el habitual para evitar su acumulación en la superficie de las paredes refrigeradas por agua y en los separadores.
¿Qué importancia tiene controlar la temperatura del gas después de su enfriamiento por agua? Una temperatura del gas demasiado alta o demasiado baja afecta la eficacia de la condensación del metanol y del vapor de agua. Es demasiado alto; esto aumenta el contenido de metanol en el gas que no se ha condensado y separado. Esto no solo incrementa la carga de trabajo del compresor, sino que también inhibe la reacción de síntesis del metanol dentro de la torre de síntesis ； Demasiado bajo: el efecto de condensación del metanol no aumenta de manera significativa, y el sistema de procesamiento tampoco es económico.
El efecto del enfriamiento por agua influye directamente en la eficacia de la separación. Una buena separación implica una alta tasa de conversión en un solo paso; de lo contrario, el ciclo del metanol aumenta las impurezas, afectando así la conversión óptima. Además, un efecto de enfriamiento por agua deficiente o una mala eficiencia en la separación aumenta el consumo de energía y perjudica al compresor. Por otra parte, la presencia de espuma dificulta la vaporización en la torre de síntesis, lo que requiere más calor y afecta la temperatura de entrada.