Вдосконалення процесу ізотермічної конверсії метану для виробництв метанолу
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2022-273-3-66-71Ключові слова:
синтез метанолу, каталізатор, конверсія метану, синтез-газАнотація
У хімічній промисловості метанол є одним із найважливіших органічних продуктів, враховуючи його вартість та масштаби виробництва. Метанол використовується для виробництва плівок, амінів, полівінілхлориду, іонообмінних смол, барвників та напівпродуктів як розчинники в лакофарбовій промисловості. Перспективними напрямками є: використання метанолу для високооктанових присадок для моторного палива, виробництво синтетичного бензину та його подальше використання як паливо, а також використання енергії, що отримується від побічних продуктів синтезу метанолу та ін. Синтез метанолу в промисловості проводиться із синтез-газу, до складу якого входять водень, монооксид вуглецю і діоксид вуглецю. Процес одержання технологічного газу або синтез-газу достатньо складний комплекс хімічних перетворень, які протікають у гомогенній або гетерогенній фазах, в тому числі за присутності каталізаторів. Дослідження методів створення каталізаторів та вивчення їх фізико-хімічних властивостей та кінетики призвели до появи нових технологій синтезу метанолу. Незважаючи на це, хімічне виробництво потребує розробки більш активних та селективних каталізаторів, нових процесів для виробництва та виготовлення вихідного технологічного газу. Зазвичай для отримання вихідного газу та його підготовки для синтезу метанолу застосовують парокисневу, парову, парову з дозуванням діоксиду вуглецю, високотемпературну та інші види конверсії. Підготовка вихідного синтез газу для виробництва метанолу в більшості промислових технологій, які використовуються в Україні, провадять методом паро-киснево-вуглекислотної конверсії природного газу. Каталізатори, що використовуються для цього процесу, повинні мати покращену активність, селективність, високу механічну міцність та забезпечувати стабільну роботу. Тому в статті розглянута новітня технологія виробництва структурованих волокнистих стільникових каталізаторів, оснащених електричними нагрівачами. Проведені лабораторні та дослідно-промислові випробування розроблених каталізаторів у ізотермічній конверсії. Виконане обстеження діючої схеми виробництва похідного синтез-газу для виробництва метанолу, проведене техніко-економічне порівняння цих процесів.
Посилання
1. Лейбуш А.Г.,Семенов В.Я., Казарновский Я.С., Кархов Н.В. Производство технологического газа для синтеза аммиака и метанола из углеводородных газов.-Химия, М.,1971, 288с.
2. Handbook of Heterogeneous Catalysis-/13.11-Steam Re-forming/, Edited by G. Ertl, H. Knozinger, J. Weitkamp, «WILEY-VCH», 2008, p.p. 2882-2905
3. С.В. Дигонский, В.В. Тен. Неизвестный водород.-Санкт-Петербург, Наука, 2010, 219с.
4. Hou, K.and Hughes, R. The kinetics of methane steam re-forming over a Ni/α-Al2O3 catalyst. Chemical Engineering Journal, 2001, 82, p.311-328
5. Zaufir, M. and Gavriilidis J. Catalytic combustion assisted steam reforming in a catalytic plate reactor., Chem. Eng. Sci., 2003, 58, p. 3947-3960
6. Valensa, J. A mixed-dimensionality modeling approach for interaction of heterogeneous steam reforming reactions and heat transfer, Marquette University, 2009, 143 p. (http://publications.marquette.edu/theses-open/143)
7. Kimmel, Adam Stefen, Heat and mass transfer correlations for steam Methan reforming in non-adiabatic, process-instensified catalytic reactors, Marquette University, 2011, Masters Theses, paper 103 (http://epublications.marquette.edu/theses-open/103).
