Синтез метанола в системе проточных реакторов

Abstract

Экспериментальным и расчетным путем исследован процесс синтеза метанола в отдельном реакторе и системе проточных реакторов. Получены зависимости производительности катализатора от времени контакта и состава газа в широких пределах изменения концентраций исходных компонентов. Установлено, что благодаря работе на газовых смесях с высоким парциальным давлением оксида углерода в проточных реакторах с интенсивным отводом тепла получена удельная производительность катализатора, многократно превышающая аналогичное значение, достигаемое в системе с рециклом. Определен оптимальный состав газовой смеси, позволяющий производить глубокую переработку синтез-газа в системе проточных реакторов без циркуляции газа с использованием минимального количества реакторов (от 1 до 3). Полученные данные дают возможность разрабатывать новые технологические схемы синтеза метанола, исключающие циркуляцию газовой смеси и оптимизировать двухстадийные процессы получения метанола

Експериметальним і розрахунковим шляхом досліджено процес синтезу метанолу в окремому реакторі і системі проточних реакторів. Одержано залежності продуктивності каталізатора від часу контакту і складу газа в широких межах змінення концентрацій вихідних компонентів. Встановлено, що завдяки роботі на газових сумішах з високим парціальним тиском оксиду вуглецю в проточних реакторах з інтенсивним відведенням тепла получена питома продуктивність каталізатора, яка в декілька разів перевищує аналогічне значення, досягнуте в системі з рециклом. Визначено оптимальний склад газової суміші, що дозволяє проводити глибоку переробку синтез-газу в системі проточних реакторів без циркуляції газу з використанням мінімальної кількості реакторів (від 1 до 3). Одержані дані дозволяють розробляти нові технологічні схеми синтезу метанолу, що виключають циркуляцію газової суміші та оптимизувати двостадійні процеса виробництва метанолу.

Experimental investigations and calculation have been carried out on methanol synthesis in a single unit and in a system of flow reactors. Dependence of catalyst yields on contact time and gas compositions within a wide range of starting components concentrations have been obtained. It has been established that the operation employing gaseous mixtures with a high partial carbon oxide pressure in flow reactors with intensive heat removal will provide a specific catalyst yield many times exceeding the similar value obtained in a recycle system. An optimum gas mixture composition has been established enabling a deep syngas processing in the flow reactors system without gas recycle using minimal quantity of reactors (from 1 to 3). The obtained data allow to develop novel methanol synthesis process diagrams excluding gaseous mixture recycle and to optimize two-stage methanol processes.