Tìm hiểu công nghệ tổng hợp methanol - Thảo luận KTPU

Chia sẻ: Nguyên Ngọc | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

63
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung chính của bài viết là tìm hiểu công nghệ tổng hợp methanol. Để hiểu rõ hơn, mời các bạn tham khảo chi tiết nội dung bài thuyết trình.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tìm hiểu công nghệ tổng hợp methanol - Thảo luận KTPU

Mở đầu Metanol, còn gọi là metyl alcol hoặc cacbinol hoặc rượu gỗ, có công thức hóa học là CH3OH, khối lượng phân tử 32,042. Metanol là rượu đơn giản nhất trong dãy đồng đẳng các rượu no đơn chức. Lần đầu tiên vào năm 1661, Robert Boyle đã thu được methanol sau khi cất giấm gỗ bằng sữa vôi. Nam 1857 Berthelot cũng đã tổng hợp được methanol bằng cách xà phòng hóa metyl clorua. Tới năm 1923 methanol đã được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp từ CO và H2
I. Tổng quan.
Chỉ tiêu kĩ thuật methanol thương phẩm Ứng dụng Tên chất Giới hạn cho phép (% khối lượng) Metanol Min 99,88% Etanol Max 0,002% Axeton Max 0,001% Axit Axetic Max 0,003% Amoniac Max 0,003% Nước Max 0,1%
II. Tổng hợp methanol Tổng hợp methanol Đi từ khí thiên Đi từ than nhiên, dầu mỏ
1. Tổng hợp methanol từ khí thiên nhiên, dầu mỏ. 1.1 Cơ sở của quá trình chuyển hóa a) Quá trình chuyển hóa metan bằng hơi nước (steam metan reforming). Nhiệt được lấy từ quá trình oxy hóa một phần khí CH4 trong lò phản ứng:
b) Tổng hợp methanol từ khí tổng hợp:
1.2. Công nghệ quá trình tổng hợp Hình 1. Sơ đồ nguyên lý công nghệ sản xuất methanol 1. Lò phản ứng; 2. Thiết bị trao đổi nhiệt; 3. Thiết bị làm lạnh ngưng tụ; 4. Tháp tách; 5. Bơm tuần hoàn
Các dạng lò phản ứng. Áp suất thấp Dạng Tầng Khoan Áp suất cao THIẾT BỊ PHẢN ỨNG Áp suất thấp Dạng Ống Chùm Áp suất cao
v Lò phản ứng áp suất cao kiểu tầng khoang Xúc tác được dàn trải toàn bộ thiết diện ngang của từng ngăn kéo dạng lưới. Phía dưới ngăn là các hộp trộn phân phối khí tổng hợp đi vào các lỗ ngăn. Khí lạnh, để điều chỉnh nhiệt độ trong ngăn, được dẫn qua nắp lò phản ứng.
v Lò phản ứng áp suất cao kiểu ống chùm Có 2 dạng: một dạng xúc tác ở trong ống, bên ngoài được làm nguội bằng tác nhân làm lạnh và một dạng xúc tác ở bên ngoài còn chất làm nguội đi bên trong ống. Hình 2. Lò phản ứng ống chum, xúc tác nằm ngoài ống làm lạnh 1. Khoang chứa và thoát hơi nước tạo ra từ nước làm lạnh 2. Xúc tác trong lò
v Các loại lò phản ứng áp suất thấp. Có kết cấu tương tự loại lò phản ứng ở áp suất cao. Do phản ứng êm dịu hơn nên đơn giản hơn và vật liệu làm cũng rẻ hơn. Lò phản ứng tầng khoang thường dùng tác nhân làm lạnh là khí. Một phần nhiệt tỏa ra dùng để tạo áp suất thấp hoặc để đun nóng nước cấp cho nồi hơi Lò phản ứng kiểu ống chùm, xúc tác nằm trong các ống còn nước làm nguội chảy phía ngoài ống . Hầu như toàn bộ nhiệt tỏa ra được tận dụng sản xuất hơi nước. Thiết bị này ưu việt hơn các kiểu lò phản ứng khác ở chỗ không cần dùng nhiều lượng khí tuần hoàn. Chính vì thế có thể giảm kích thước các thiết bị và đường ống.
Thiết bị phản ứng chính trong tổng hợp hợp metanol
Thiết bị phản ứng dạng ống: Thiết bị thông dụng, còn gọi là thiết bị đẳng nhiệt, trong ống chứa chất xúc tác và hỗn hợp khí chuyển động tại đây được làm lạnh bằng lượng nước giữ các ống. Lượng nhiệt do nước hấp thụ sẽ được sử dụng để đốt nóng hỗn hợp khí ban đầu. Điển hình cho loại này có công nghệ hãng Lurgi. Thiết bị phản ứng đẳng áp: hiện nay được sử dụng nhiều hơn thiết bị đẳng nhiệt, trong đó xúc tác được sắp thành 4 lớp liên tục và khí nguyên liệu được đưa vào từng bậc. Điển hình công nghệ của hang ICI chỉ gồm một tầng xúc tác hay hãng Amonia – Casale với thiết bị phản ứng nhiều tầng xúc tác, hãng Topsoe, hãng Kellog với thiết bị phản ứng riêng nối tiếp nhau
Thiết bị phản ứng hệ 3 pha: quá trình thực hiện trong pha lỏng của hydrocacbon( chỉ có nhiệm vụ là làm môi trường để thực hiện phản ứng). Xúc tác được phân bố trong hydrocacbon tạo một hệ huyền phù. Phản ứng xảy ra trong hệ huyền phù này
Sơ đồ công nghệ tổng hợp methanol áp suất thấp với thiết bị phản ứng nhiều bậc
2. Tổng hợp methanol từ than v. Công nghệ sản xuất metanol từ than bao gồm quá trình khí hóa than tạo ra khí tổng hợp ( hỗn hợp khí hidro và oxit cacbon như đã trình bày ở phần tổng hợp metanol từ khí thiên nhiên và dầu mỏ) tiếp theo là quá trình tổng hợp và tinh chế. v. Các phản ứng chính của quá trình than hóa là: C + O2 CO2 + Q (toả nhiệt) C + H2O CO + H2 Q (thu nhiệt) C + CO2 2CO
Hình 2: Các quá trình công nghệ sản xuất metanol từ than.
CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÍ HOÁ THAN Khí hoá than Lò Tĩnh Dòng Động
Nguyên liệu than cục được khí hóa ở trạng thái tĩnh( lò tĩnh). Khi đó than được rót từ từ vào lò, còn các tác nhân khí hóa đưa vào từ phía dưới. Ưu điểm: tạo hệ số truyền nhiệt cao, giảm chi phí nguyên liệu và nâng cao hiệu quả các quá trình. Tro tạo ra chứa cacbon không cháy hết sẽ lại truyền nhiệt cho tác nhân khí hóa. Nhược điểm: Than nguyên liệu đát hơn than vụn, than cám. Than bị bán cốc hóa trong quá trình khí hóa tạo sản phẩm không mong muốn làm bẩn khí tạo ra . Than bị đóng kết với nhau nên phải có thiết bị phụ trợ chống đóng kết dẫn đến mài mòn thiết bị