Практическая работа 3

Тема: Расчет материального баланса установки получения метилового

           спирта.

Цель: Составить и рассчитать материальный баланс установки получения метилового спирта.

Теоретические основы 

     Основным промышленным процессом получения метилового спирта является гидрирование оксида углерода.

СО + 2Н₂ СН₃ОН

Синтез идет при высоком давлении и высокой температуре. Равновесные выходы метилового спирта незначительны, поэтому процесс проводят с многократной циркуляцией исходной газовой смеси. Степень конверсии исходной газовой смеси (СО + Н₂) в метанол растет с увеличением давления и уменьшается с повышением температуры. Образование метанола из синтез-газа – реакция экзотермическая. При синтезе метанола наряду с основной реакцией протекают побочные реакции, приводящие к метану, формальдегиду, диметиловому эфиру и высшим спиртам. Синтез метилового спирта – процесс каталитический. На большинстве заводов метанол получают на оксидных цинк-хромовых катализаторах, а также на цинк-медных катализаторах.

Рисунок 3.1 Технологическая схема получения метилового спирта из СО и Н₂

     Исходную газовую смесь (СО + Н₂), очищенную от сернистых соединений, сжимают пятиступенчатым компрессором 1 до 25 МПа. Между третьей и четвертой ступенями сжатия газ под давлением 3 МПа отмывают водой в насадочном скруббере 3 от диоксида углерода.

     Сжатый до 25 МПа и очищенный от СО₂ газ смешивают с циркуляционным газом и подают на фильтр для очистки от пентакарбонила железа активным углем. Затем газ поступает в трубное пространство теплообменника 5, где отходящими контактными газами нагревается до 320⁰С и при этой температуре попадает в колонну синтеза 6. В этой колонне газ проходит снизу вверх через внутренний теплообменник, расположенный ниже катализаторной зоны, а затем сверху вниз через катализатор, размещенный по полкам колонны. После этого контактный газ проходит через трубки внутреннего теплообменника, выходит снизу и поступает в межтрубное пространство теплообменника 5, где охлаждается до 80 -100⁰С, а оттуда – в холодильник-конденсатор 7, где охлаждаются и конденсируются пары метанола. Газ вместе с образующимся метанолом при 30⁰С подают в сепаратор высокого давления, затем направляют в приемную линию циркуляционного компрессора 2 и возвращают в процесс, а метанол-сырец через дроссельный клапан проходит в сборник 9, а оттуда идет на ректификацию и химическую очистку.

Задание

Составить и рассчитать материальный баланс установки получения метилового спирта. Катализатор – цинк-хромовый.

Варианты заданий

Порядок выполнения работы

Таблица 3.1 – Материальный баланс установки получения метилового спирта

Вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы:

1. Источники получения синтез-газа.

2. Производство метилового спирта.

3. Технологическая схема получения метилового спирта из СО и Н₂.