МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«МИРЭА – Российский технологический университет»

Институт тонких химических технологий им. М. В. Ломоносова

Кафедра общей химической технологии

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Основы химической технологии»

на тему:

«Производство метилового спирта»

Вариант 1

Студент группы

Преподаватель

Оглавление

1. Введение 3

2. Характеристика исходного сырья 4

3. Характеристика целевого продукта 5

4. Физико-химическое обоснование основных процессов производства целевого продукта и экологической безопасности производства 6

5. Описание технологической схемы процесса 11

6. Расчёт материального баланса ХТС 15

N₁₂^CO(1-X)= N₃₁ɣ₃₁^CO+ N₃₀ɣ₃₁^CO 17

По Н₂: 17

7. Расчёт основных технологических показателей процесса 22

8. Вывод 22

9. Список использованной литературы 23

1. Введение

Метанол — сырье для многих производств органического синтеза. Основное количество его расходуется на получение формальдегида. Он служит промежуточным продуктом в синтезе сложных эфиров органических и неорганических веществ (диметилтерефталата, метилметакрилата, диметилсульфата), пентаэритрита. Его применяют в качестве метилирующего средства для получения метиламинов и диметиланилина, карбофоса, хлорофоса и других продуктов. Метанол используют также в качестве растворителя и экстрагента, в энергетических целях как компонент моторных топлив и для синтеза метилтретбутилового эфира — высокооктановой добавки к топливу. В последнее время наметились новые перспективные направления использования метанола, такие как производство уксусной кислоты, очистка сточных вод, производство синтетического протеина, конверсия в углеводороды с целью получения топлива. В табл. 1 представлена структура потребления метанола по основным направлениям.

Структура потребления метанола, %

Таблица 1.

Область применения	Беларусь и Россия	Западная Европа
Производство формальдегида	34,6	42,4
Производство СК	12,6	-
Производство диметилтерефталата	1,8	4,3
Производство уксусной кислоты	2,0	6,0
Компонент моторного топлива	1,0	6,3
Процессы метилирования	4,7	10,7
Прочие направления использования	43,3	30,3

2. Характеристика исходного сырья

Сырьем для синтеза метилового спирта (метанола) служит синтез–газ (смесь оксида углерода и водорода). В основе процесса лежит обратимая экзотермическая реакция:

СО + 2H2 = CH3OH.

(1)

Одновременно протекает ряд побочных реакций, например:

СО + 3Н2 = СН4 + Н2О,	(2)
2СО + 8Н2 = (СН3)2О + Н2О.	(3)

Сегодня исходный синтез-газ (сингаз) для синтеза метанола получают в результате конверсии (превращения) углеводородного сырья: природного газа, коксового газа, жидких углеводородов (нефти, мазута, легкого каталитического крекинга) и твердого топлива (угля, сланцев). Исходный газ для синтеза метанола можно получить почти из всех видов сырья, которые используют при получении водорода, например в процессах синтеза аммиака.

Процесс синтеза метилового спирта в зависимости от температурного режима работы катализатора может быть осуществлен в двух вариантах:

а) высокотемпературный (катализатор 2,5ZnO·ZnCr2O4,

температура 370–420оС, давление 20–35 МПа);

б) низкотемпературный (катализатор ZnO·CuO·Al2O3 или

ZnO·CuO·Cr2O3,температура 250–300оС, давление 5–10 МПа)

неактивный сульфид меди.

Сырье, используемое для производства низкотемпературных катализаторов, должно содержать минимальное количество примесей, поскольку наличие последних снижает селективность контакта и ухудшает качество метанола-сырца (особенно жесткие требования предъявляют к содержанию мышьяка, серы и железа). Поэтому при использовании сырья, загрязненного различными примесями, в том числе и сернистыми соединениями, медьсодержащие катализаторы практически не могут быть применены.