Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Получение диметилового эфира из синтез-газа на базе метанольного производства

Диссертация: Получение диметилового эфира из синтез-газа на базе метанольного производства
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Синтез-газ (оксиды углерода и водород) является исходным сырьём для ценных химических продуктов, в том числе метанола. Технология синтетического метанола хорошо отработана, а его производство получило значительное распространение из-за широкого использования метилового спирта в промышленности. В 2006 году мировое производство метанола составило 35,3 млн. тонн. По прогнозным данным к 2011 году его… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Литературный обзор
    • 1. 1. Каталитическая переработка метанола и синтез газа
      • 1. 1. 1. Катализаторы получения диметилового эфира
      • 1. 1. 2. Катализаторы переработки метанола до метилформиата
      • 1. 1. 3. Катализаторы переработки метанола в формальдегид
    • 1. 2. Механизм каталитических реакций переработки метанола и синтез-газа
      • 1. 2. 1. Механизм разложения метанола до диметилового эфира
      • 1. 2. 2. Механизм каталитических реакций получения формальдегида из метанола
    • 1. 3. Описание кинетики реакции синтеза и дегидратации метанола
    • 1. 4. Аппаратурное оформление процессов переработки метанола и синтез-газа
  • 2. Исследование каталитических свойств оксида алюминия и медьсодержащих катализаторов
    • 2. 1. Описание лабораторной установки и расчётные формулы
    • 2. 2. Каталитические свойства А
    • 2. 3. Расчет равновесного состава реакционных смесей
    • 2. 4. Идентификация кинетических параметров реакции дегидратации метанола на оксиде алюминия
    • 2. 5. Исследование каталитических свойств модельных образцов1."
    • 2. 6. Активность смеси, катализаторов
  • 3. Математическое моделирование процесса получения метанола и диметилового эфира из синтез-газа
    • 3. 1. Разработка математической модели процесса получения метанола и диметилового эфира на смеси катализаторов
    • 3. 2. Результаты модельных расчётов процесса получения" диметилового эфира в реакторе промышленного размера
  • 4. Промышленные испытания бифункционального катализатора
    • 4. 1. Опытно-промышленная операция прямого синтеза диметилового эфира из синтез-газа на метанольном производстве
    • 4. 2. Проверка адекватности математической модели реактора получения диметилового эфира
  • 5. Улучшение условий разделения на промышленной ректификационной установке обезэфиривания метанола — сырца
    • 5. 1. Усовершенствование схемы узла конденсации паров флегмы
      • 5. 1. 1. Фазовое равновесие парожидкостной двухкомпонентной системы ДМЭ-С
      • 5. 1. 2. Модель конденсатора
      • 5. 1. 3. Результаты модельных расчётов процесса конденсации парогазовой смеси
      • 5. 1. 4. Расчёт теплового баланса и требуемой поверхности теплообмена конденсатора
    • 5. 2. Улучшение схемы отбора жидкого ДМЭ
      • 5. 2. 1. Расчёт схемы ректификации с выводом сдувок и отбором продукта из сборника флегмы
      • 5. 2. 2. Расчёт схемы ректификации с выводом сдувок из сборника флегмы и боковым отбором продукта с тарелок ректификационной колонны
  • 6. Разработка методики выполнения измерения метанола в жидком диметиловом эфире

Получение диметилового эфира из синтез-газа на базе метанольного производства (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Синтез-газ (оксиды углерода и водород) является исходным сырьём для ценных химических продуктов, в том числе метанола. Технология синтетического метанола хорошо отработана, а его производство получило значительное распространение из-за широкого использования метилового спирта в промышленности [1]. В 2006 году мировое производство метанола составило 35,3 млн. тонн. По прогнозным данным к 2011 году его производство возрастёт ещё на 5,5 млн. тонн [2]. В последнее время становится актуальным получение и использование диметилового эфира (ДМЭ), производство которого может быть основано или на дегидратации метанола, или на прямом получении его из синтез-газа.

ДМЭ позволяет решить приобретающие все большую остроту проблемы ухудшения окружающей среды, включающие глобальное потепление, атмосферное загрязнение и истощение ресурсов. Крайняя концентрация нефти в качестве ископаемых носителей энергии несёт определённые риски для будущего, поэтому долгосрочное гарантированное снабжение энергоносителями автотранспорта предполагает диверсификацию источников сырья для производства топлива, с включением альтернативных и возобновляемых месторождений. Синтетическое жидкое топливо (СЖТ) играет в этом плане главную роль, так как оно предоставляет возможность использовать для производства топлива большое количество самых различных первичных источников энергии. Одновременно СЖТ располагает благодаря своей чистоте и функциональности значительным потенциалом к сокращению эмиссии вредных веществ.

Развитие так называемых технологий «газ — жидкость», позволяет производить синтетические жидкие топлива из природного газа. В частности, на данной схеме основана прогрессивная технология получения диметилового эфира. Использование ДМЭ в качестве моторного топлива позволяет радикально улучшить качество выхлопа дизельных двигателей с уменьшением выброса вредных компонентов [3]. ДМЭ легко превращается в бензин, характеризующийся повышенным экологическими характеристиками (преобладание разветвленных углеводородов) и минимальным содержанием нежелательных примесей (сера отсутствует, содержание бензола на уровне 0,1% при норме н/б 1%, содержание непредельных углеводородов — 1%, что обеспечивает высокую стабильность бензина) [4]. Кроме того, ДМЭ обладает нулевыми значениями потенциала озоноразрушения (СЮР) и потенциала глобального потепления (0¥-Р), в связи, с чем не попадает под контроль Монреальского и Киотского протокола [5].

Актуальность производства диметилового эфира связана также с возможностью использования для его синтеза диоксида углерода, как потенциального источника углерода [6], с одновременной утилизацией данного парникового газа [7]. Поэтому широкое использование ДМЭ является эффективным решением проблем окружающей среды, а развитие производства ДМЭ весьма актуальным.

В настоящее время распространена технология косвенного производства ДМЭ, которая предусматривает первоначально получение метанола с последующей каталитической дегидрацией до ДМЭ. В’Японии, США, Германии, Великобритании, Нидерландах и Австралии действует несколько небольших предприятий, использующих эту технологию.

В^ последние годы, как в России, так и за рубежом накоплен опыт по разработке технологии прямого синтеза ДМЭ из синтез-газа, минуя стадию синтезами очистки метанола. Существуют проекты строительства крупных промышленных установок производства ДМЭ зарубежными компаниями. В тоже время, практический опыт эксплуатации промышленных установок синтеза ДМЭ почти отсутствует.

В России на некоторых химических предприятиях идет освоение производства ДМЭ в условиях отсутствия апробированных технических решений и отработанных технологий. При отсутствии существенных капитальных затрат на новое строительство технология* получения ДМЭ внедряется на реконструированном оборудовании метанольных производств, при этом возникает дефицит опыта и знаний по всем аспектам технологии. Так серийный выпуск промышленного катализатора синтеза ДМЭ отсутствует, также как и опыт его экс5 плуатации. Необходима информация по технологии стадии выделения и очистки ДМЭ. Аналитические исследования состава ДМЭ, полученного по промышленной технологии прямого синтеза из синтез-газа, в России также не проводились. Потребность в проведении исследований и разработок также связана с необходимостью адаптации технологии выпуска ДМЭ к конкретному оборудованию и условиям работы действующего метанольного производства, в частности на ОАО HAK «Азот» выпуск ДМЭ осваивался в цехе синтеза метанола, работающего под давлением 30 МПа [8]. Проекты установок синтеза и выделения ДМЭ не ориентированы на соответствующее качество готового продукта, востребованное потребителями ДМЭ (например, установка обезэфиривания метанола-сырца на ОАО HAK «Азот» [9]), что требует доработки технологии производства уже после её внедрения и выхода на рынок продаж ДМЭ.

Поэтому целью данной работы является изучить процессы синтеза и выделения чистого ДМЭ, разработать мероприятия, позволяющие улучшить технологию прямого получения диметилового эфира из синтез-газа. Для решения поставленной задачи необходимо:

— Исследовать свойства различных каталитических систем, в том числе гибридных катализаторов, в процессе дегидратации метанола и прямого синтеза ДМЭ из синтез-газа;

— Идентифицировать параметры кинетического уравнения каталитической реакции образования ДМЭ из метанола;

— Разработать математическую модель каталитического процесса получения ДМЭ и провести численное моделирование для промышленного реактора с целью выбора рациональных режимов работы;

— Провести промышленные испытания катализатора прямого синтеза ДМЭ из синтез-газа;

— Исследовать процесс выделения и очистки ДМЭ в промышленных условиях и разработать мероприятия по усовершенствованию данной технологии;

— Разработать методику выполнения измерений состава ДМЭ для контроля качества продукта.

Научная новизна данной работы заключается в том, что, научный подход к решению производственной задачи получения диметилового эфира использован на основных стадиях действующего метанольного производства:

— исследованы нанесённые катализаторы и их комбинации с промышленным катализатором синтеза метанола, обеспечивающие получение диметилового эфира из метанола и синтез-газа;

— методом математического моделирования установлены рациональные режимы эксплуатации и способы загрузки катализаторов в реактор для получения метанола и диметилового эфира;

— на основании теоретических расчетов и экспериментальных данных по состоянию гетерогенной системы «жидкий диметиловый эфир — диоксид углерода» предложены технические решения по улучшению технологической схемы ректификации для получения чистого ДМЭ.

Практическая значимость работы состоит в том, что:

— проведена апробация процесса совместного получения метанола и диметилового эфира на действующем оборудовании метанольного производства, установлены режимы его промышленного получения из синтез-газа и направления усовершенствования технологии;

— усовершенствована технологическая схема ректификации метанола-сырца с выделением чистого ДМЭ, что позволило снизить содержание примесей в продукте и сократить его потери со сдувками.

— разработана методика анализа диметилового эфира, которая включена в технические условия на ДМЭ: ТУ 2434−059−5 761 643−2001 «Эфир диметиловый жидкий», аттестована в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563−96 и зарегистрирована в ФГУП «ВНИИМС».

1. Литературный обзор

Основные результаты и выводы.

1. Исследованы каталитические свойства оксида алюминия и нанесённых медьсодержащих катализаторов на его основе в реакции разложении метанола и установлено влияние состава катализатора и реакционной среды на их активность и селективность по маршрутам образования ДМЭ и метилформиата.

2. Исследованы свойства гибридных катализаторов, включающих мета-нольные и нанесённые контакты, в реакции получения ДМЭ и метанола из синтез-газа и установлены зависимости их производительности от соотношения катализаторов и способа их загрузки.

3. Разработано математическое описание двухфазной модели каталитического процесса получения ДМЭ из синтез-газа, составлена программа для расчета промышленного реактора и методом численного моделирования обоснованы рациональные способы загрузки катализаторов для максимального выхода целевого продукта.

4. Выполнены расчёты равновесного состояния системы «ДМЭ-С02» и процесса ректификации данной смеси с учётом её неидеальности и кинетики массообменных процессов.

5. Впервые проведены испытания бифункционального катализатора получения ДМЭ из синтез-газа в промышленном масштабе на действующем производстве метанола под давлением 8,0 МПа и показаны направления усовершенствования технологической схемы производства.

6. Обосновано и реализовано изменение технологической схемы отделения ректификации метанола-сырца с целью получения жидкого ДМЭ за счёт изменения мест вывода готового продукта и сдувок инертных газов, что позволило повысить выработку ДМЭ на 26% за счет снижения потерь со сдувками, и снизить концентрацию С02 в жидком ДМЭ с 1,78% до 0,17%.

7. Разработана методика выполнения измерений массовой доли метанола в жидком диметиловом эфире, которая аттестована в соответствии с ГОСТ Р 8.563−96, использована при разработке ТУ 2434−059−5 761 643−2001, зарегистрирована в Федеральном реестре МВИ и внесена в график аналитического контроля производства метанола и ДМЭ ОАО HAK «Азот».

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.В. Перспективные процессы переработки метанола в органические продукты / Бочкарёв В. В., Волгина Т. Н. // Химическая промышленность сегодня. 2008. — № 3. — С. 13 — 17.
  2. Ф. Тенденции и перспективы мирового рынка метанола. / Кильзие Ф. // Тезисы и доклады Московской международной конференции «Метанол 2006». Москва, — с. 72−84.
  3. Т. Н. Диметиловый эфир экологически чистое моторное топливо XXI века. Теория и практика внедрения на городском транспорте / Смирнова Т. Н., Захаров С. А. // Автогазозаправочный комплекс. — 2003. — № 3. — С. 69 — 72.
  4. А.Я. Утилизация С02 — потенциальный источник углерода для нефтехимии / Розовский А. Я. // Нефтехимия. 1995. — Т. 35, № 3. — С. 34−42.
  5. А.Я. Физико-химические аспекты утилизации С02 / Розовский А. Я. // Журнал физической химии. 1996. — Т. 70, № 2, С. 199 — 207.
  6. Временный технологический регламент установки обезэфиривания метанола-сырца с выделением побочного продукта — ДМЭ. Дополнение к постоянному технологическому регламенту № 51 цеха Синтеза 1-С ПАМ, утв. 04.05.2001 г., ОАО HAK «Азот».
  7. Установка получения ДМЭ. Рабочий проект. // АООТ «НИАП», г. Новомосковск, 1995, с. 56.
  8. Brant A. Peppley Methanol-steam reforming on Cu/ZnO/АЬОз catalysts. A comprehensive kinetic mode / Brant A. Peppley, John C. Amphlett, Lyn M. Kearns, Ronald F. Mann // Applied Catalysis A: General, Volume 179, Issues 1−2, 5 April 1999, Pages 31−49.
  9. П.Шелдон P.A. Химические продукты на основе синтез-газа. М.:Химия, 1990. С. 249.
  10. Wang Shou-guo Получение диметилового эфира дегидратацией метанола на катализаторе FLiSiW^O^-I^Os/y-AbOs / Wang Shou-guo, Wang Yuan-hong, Shao Yun, Gong Jian, Qu Lun-yu // Fenzi kexue xuebao=J. Mol. Sei. -2001, -V.17, № 2, -P.99−104.
  11. Hou Zhao-yin Прямой синтез диметилового эфира на нанесенных Cu-Mn-катализаторах / Hou Zhao-yin, Fei Jin-hua, Qi Gong-xin, Zheng Xiao-ming // Shiyou huagong Petrochem. Technol., -2000, -V.29, № 11, -P.819−822.
  12. QI Gong-xin Влияние марганца на катализаторы Cu/A1203 для гидрирования СО / Qi Gong-xin, Fei Jin-hua, Hou Zhao-yin, Zheng Xiao-ming // Ranliao huax-ue xuebao. J. Fuel Chem. and Technol. -2000. -V.28, № 4, -P.382−384.
  13. Т.Шикада Синтез диметилового эфира из синтез-газа, полученного из природного газа/Т.Шикада, Ф. Охно, Е. Огава, М. Око, М. Мизугучи, К. Томура, К. Фуджимото//Кинетика и катализ -1999, -Т.40, № 3. -С.440−446.
  14. Заявка № 2 002 101 353/04 Катализатор и способ получения диметилового эфира и метанола из синтез-газа/ Розовский А. Я., Лиин Г. И., Соболевский B.C.- заявлено 01.09.2002- опубл. 10.09.2003.
  15. Заявка № 97 114 880/04 Способ получения продукта, содержащего диметило-вый эфир, до 20% по массе метанола и до 20% по массе воды/ Бодил Фосс, Финн Енсен, Ен Хансен- заявлено 29.01.1996- опубл. 27.01.2000.
  16. Xu М. Synthesis of dimethyl ether from methanol over solid-acid catalysts / Xu M., Lunsford J.H., Goodman D.W., Bhattachaiyya A. // Applied Catalysis A: General, -1997, -V.149, № 2, P.289−301.
  17. Xu M. Catalytic dehydration of methanol to dimethyl ether over Pd/Cab-O-Sil catalysts / Xu M., Goodman D.W., Bhattacharyya A. // Applied Catalysis A: General, -1997, -V.149, № 2, P.303−309.
  18. Co-production of dimethyl ether and methanol from C02 hydrogenation: development of a stable hybrid catalyst / Tao Jia-Lin, Jun Ki-Won, Lee Kyu-Wan // Appl. Organomet. Chem., -2001, -V.15, № 2, P.105−108.
  19. Zheng Jingzhi Изучение каталитического синтеза диметилового эфира из метанола с использованием модифицированного каолина / Zheng Jingzhi, Мао Liqiu, Yin Dulin, Yin Dulin, Wen Bin, Zhang Juewu, Gan Jun//Hunan hua-gong, -2000, -V.30, V. l, P.9−10.
  20. Chen Song-zhe Лазеро-стимулированные поверхностные реакции метанола на гетерополисоединениях / Chen Song-zhe, Zhong Shun-he, Xin Xiu-lan, Xiao Xiu-fen//Fenzi cuihua=J. Mol. Catal. (China), -2001, V. l5, № 5, -P.321−326.
  21. J.S.Lee Methyl formate as a new building block in CI chemistry / J.S.Lee, J.C.Kim, Y.G.Kim // Appl. Catal., -1990, V.57, № 1, P. l-30.
  22. Linghu Wen-sheng Исследование активности щелочно-метоксидных катализаторов карбонилирования метанола / Linghu Wen-sheng, Liu Zhen-yu, 137
  23. Zhong Bing, Li Yong-wang// Ranliao huaxue xuebao=J. Fuel Chem. and Tech-nol.,-2000, V.28, № 3, P.233−238.
  24. Патент США № 1 400 195, Process of making methyl formate / Willkie, Herman F.- 13.12.1921.
  25. Патент США № 1 975 853 Catalytic dehydrogenation of primary alcohols / Lazier, Wilbur A.- 09.10.1934.
  26. Патент США № 2 160 064 Manufacture of formic acid / Eversole, James F.- 30.05.1939
  27. Патент США № 4 778 923 Process for the production of methyl formate / Aplin Richard P- 18.10.1988.
  28. Патент США № 4 149 009 Process for producing methyl formate / Yoneoka Mikio- 10.04.1979.
  29. Патент США № 5 144 062 Process for producing methyl formate / Chen Shien-Chang- 1.09.1992.
  30. Патент США № 4 480 122 Process for producing methyl formate / Horlenko- 30.10.1984.
  31. M. Ai Dehydrogenation of methanol to methyl formate over copper-based catalysts / M. Ai //Applied Catalysis, -1984, -V.l 1, № 2, -P, 259−270.
  32. Патент США 5 194 675 Preparation of methyl formate / Joerg- Klaus, Mueller- Franz-Josef, Irgang- Matthias, Marosi- Laszlo, Borchert- Gerhard- 16.03.1993.
  33. Патент № 2 875 172, Получение формальдегида. Мисоноо Макото, Ямамото
  34. Такэси, Порипарасутиккусу, Заявл. 20.12.1985. Опубл. 10.11. 1987. Япония.
  35. Патент № 6 410 793, Способ получения формальдегида из метанола. Janear Stefan, Bodajla Michal Kondelka, Ladislav Butkovsky Ludovit, Ridarsky Andrej, Kovac Jozef, Vasil Pavol, Заявл. 01.07.1981. ЧССР.
  36. Патент № 4 544 773, Способ получения формальдегида. Masakazu Sagou, Заявл. 22.06.1984. Опубл. 1.10.1985, Япония.
  37. Патент № 4 420 641, Получение формальдегида. Gerberich Robert М., Smith Elgred Т., Заявл. 12.01.1983. Опубл. 13.12.1983, США.
  38. Патент № 3 485 543, Катализатор для окисления метанола в формальдегид. Хохлер Р. Я., Курина Л. Н., Кудрина Н. В., Заявл. 18.05.1982. СССР, Томск.
  39. Wu Jing-Tao Изучение мембранного катализа. 1. Производство формальдегида с помощью каталитического дегидрирования метанола в реакторе с палладием на керамической мембране / Wu Jing-Tao, Deng Jing-Fa // Acta chim. Sim., -1993, № 5, -P.475−480.
  40. Патент № 4 439 624, Конверсия диметилового эфира в формальдегид над Bi-Mo-Cu катализатором. Lewis Robert М, Ryan Robert С., Slaugh Lynn H., Заявл. 7.10.1982. Опубл. 27.03.1984, США.
  41. Авторское свидетельство Лапидус А. Л., Третьяков В. Ф., Бурдейная Т. Н., Голубева И. А., Ковалева Н. И. Каталитическое неокислительное дегидрирог вание метанола в формальдегид.
  42. Rinaldo S. A mechanistic study of the methanol dehydration reaction on y-alumina catalyst / Rinaldo S. Schiffino, Robert P. // J. Phys. Chem. -1993, -P.6425−6435.
  43. Choi Y. Fuel cell grade hydrogen from methanol on a commercial Cu/Zn0/A1203 catalyst / Choi Y., Stenger H.G. // Applied Catalysis B: Environmental, -2002, -V.38, № 4, -P.259−269.
  44. А.Я. Механизм и кинетика реакций одноуглеродных молекул на Си-со держащих катализаторах / Розовский, А .Я. // Кинетика и катализ. -2003, -Т.44, № 3, -С.391−411.
  45. К.Г. Синтезы углеводородов из соединений, содержащих один углеродный атом, с применением бифункциональных цеолитных катализаторов / Ионе К. Г., Степанов В. Г., Романников В. Н., Шепелев С. С. // Химия твёрдого топлива, -1982, № 6, С. 35−50.
  46. Патент № 2 220 939 Комплексный способ получения диметилового эфира из углеводородных газов/ Розовский А. Я., Лин Г. И., Кубиков В. Б., Майдуров > Н.П., Петров В. Н., Брандт Б. Б., Махлин В.А.- заявлено 09.01.2002- опубл. 10.01.2004.
  47. Патент № 1 173 696 Способ получения диметилового эфира / Ионе К. Г., Мысов В. М. и др.- заявлено 03.03.1983- опубл. 10.03.1997, бюл. № 7.
  48. Заявка № 97 114 880/04 Способ получения простого диметилового эфира, применяемого в качестве топлива/ Бодил Фосс, Финн Енсен, Ен Хансен- заявлено 03.09.1997- опубл. 20.06.1999.
  49. О. А. Кинетика дегидратации метанола до диметилового эфира на СВК цеолите / Синицына О. А., Чумакова В. Н., Московская Н. Ф. // Кинетика и катализ- 1986-Т. 27. № 5-с. 1160−1165.
  50. J.-L. Li Inui Synthesis of dimethyl ether under forced composition cycling / J.-L. Li, X. G Zhang, T. // Applied Catalysis A: General 164 (1997) 303−311.
  51. М.Э., Тодес O.M., Наринский Д. А. Аппараты со стационарным слоем: гидравлические и тепловые основы работы. Л.: Химия, -1979. -176С.
  52. И.Г. Термодинамическое равновесие реакций образования диметилового эфира и метанола из оксидов углерода и водорода / И. Г. Попов, Л.Ф.140
  53. , А.С. Шмелёв, B.C. Соболевский // Химическая промышленность,-2000, № 7, -С. 29−32.
  54. Popov B.I. Effect of excess molybdenum trioxide on the activity and selectivity of some molybdates in methanol oxidation / Popov B.I., Shkuratova L.N., Orlova L.B. // React. Kinet. Catal. Lett., -1976, -V.4, № 3, -P.323−328.
  55. C.B. Механизм дегидрирования метанола в метилформиат и пути управления селективностью процесса / Горшков С. В., Лиин Г. И., Розовский, А .Я. // кинетика и катализ, -1999, -Т.40, № 3, С.372−375.
  56. Minyukova Т.Р. Dehydrogenation of methanol over copper-containing catalysts / Minyukova T.P., Simentsova 1.1., Khasin A.V., Shtertser N.V., Baronskaya N.A., Khassin A.A., Yurieva T.M. // Applied Catalysis A: General, -2002, -V.237, № 12, P.171−180.
  57. В.А. Поверхностные соединения в системе метилформиат-метанол-диметиловый эфир-уА1203 по данным ИК-спектроскопии IN SITU / Матышак В. А., Хоменко Т. И., Лиин Г. И., Завалишин Н. И., Розовский А. Я. // Кинетика и катализ, -1999, -Т.40, № 2, С.295−301.
  58. Л. Разложение метанола на Cu-содержащих катализаторах синтеза метанола / Шлегель Л., Гутшик Д., Розовский А. Я. // Кинетика и катализ. -1990, -Т.31, № 4, С. 1000−1003.
  59. Takagi К. Catalytic Activation of Coppers in the Various Oxidation States for the Dehydrogenation of Methanol / Takagi K., Morikawa Y., Ikawa T. // Chemistry Letters, -1985, № 4, P.527−530.
  60. Kobayashi H. Dispersion of Copper Supported on Silica and Methanol Reforming Reaction / Kobayashi H., Takezawa N., Minochi C., Takahashi K. // Chemistry Letters, -1980, № 10, P. l 197−1200.
  61. Л.Н. Взаимодействие участников реакции окисления метанола с окислами Ti, Mo, Fe. / Курина Л. Н., Герасимова В. Н., Давыдов А. А., Судако-ва Н.Н. //Теор.Экспер.химия, 1981, Т17, № 5, С713−718.
  62. Gorazd Bercic Intrinsic and Global Reaction Rate of Methanol Dehydration over у-АЬОз Pellets / Gorazd Bercic, Janez Levee // J.Ind.Eng.Chem., -1992, -V.31, -P.1035−1040.
  63. Zhaoguang Nie Intrinsic Kinetics of Dimethyl Ether Synthesis from Syngas / Zhaoguang Nie, Hongwei Liu, Dianhua Liu, Weiyong Ying, Dingye Fang // Journal of Natural Gas Chemistry, -2005, -V.14, № 1, -P.22−28.
  64. Ali Hadipour Kinetic Parameters and Dynamic Modeling of Reactor for Direct Conversion of Synthesis Gas to Dimethyl Ether / Ali Hadipour, Morteza Sohrabi // J.Ind.Eng.Chem., 2007, Vol. 13, № 4, P. 558−565.
  65. K.L. Ng Kinetics and modelling of dimethyl ether synthesis from synthesis gas / K.L. Ng, D. Chadwick, B.A. Toseland // Chemical Engineering Science, -1999, -V.54, № 15−16, -P.3587−3592.
  66. Graaf G.H. Chemical equilibria in methanol synthesis / G. H. Graaf, P. J. J. M. Sijtsema, E. J. Stamhuis, G. E. H. Joosten // Chem.Eng. Science, -1986, -V.41, № 11, -P.2883−2890.
  67. Graaf G.H. Intra-particle diffusion limitations in low-pressure methanol synthesis / G. H. Graaf, H. Scholtens, E. J. Stamhuis, А. А. С. M. Beenackers.// Chem.Eng. Science, -1990, -V.45, № 4, -P.773−783.
  68. M.X. О выборе кинетического уравнения реакции дегидратации метанола до ДМЭ на промышленном катализаторе / Сосна М. Х., Соколинский Ю. А., Королёв Е.В.// Хим. пром-сть сегодня. -2008, № 7, -С.6−12.
  69. Патент № 6 458 856 Процессы разделения при одностадийном получении диметилового эфира из синтез-газа / Peng, Xiang-dong, Diamond, Barry W., Tsao, Tsun-chiu Robert, Bhatt, Bharat Lajjaram, — заявлено 11.07.2001- опубл. 01.10.2002.
  70. Патент № 3 449 249/23−04 Способ получения диметилового эфира/ Джованни Манара- заявлено 01.06.1982- опубл. 07.08.1987. Бюл. № 29.
  71. Патент № 2 857 788/23−04 Способ получения диметилового эфира/ Ионе Г. К., Носырева Г. Н., Вострикова Л. А., Леонов В. Е, Герич А. П., Топчий, В.А.- заявлено 19.12.1979- опубл. 07.05.1982. Бюл. № 17.
  72. Патент № 2 190 954/23−04 Способ получения простых эфиров/ Витторио Фат-торе, Джованни Манара, Бруно Нотари- заявлено 20.11.1975- опубл. 23.06.81. Бюл. № 23.
  73. Патент № 2 556 955/23−04 Способ получения диметилового эфира/ Джованни Манара, Бруно Нотари, Витторио Фатторе- заявлено 22.12.1977- опубл. 15.03.1982. Бюл. № 10.
  74. Патент № 27 478 125/23−04 Способ совместного получения N-метилморфолина и диметилового эфира/ Николаенко Ю. А., Попов A.B., Горбунов Б. Н., Царенко C.B., Новикова C. JL, Сивкова Р.И.- заявлено 06.04.1979- опубл. 30.04.1981. Бюл. № 16.
  75. Патент № 2 748 629/23−04 Способ совмещённого получения морфолина и диметилового эфира/ Николаенко Ю. А., Попов A.B., Горбунов Б. Н., Царенко C.B., Новикова С. Л., Сивкова Р.И.- заявлено 06.04.1979- опубл. 07.01.1981. Бюл. № 1.
  76. Патент № 200 232 017/04 Способ получения диметилового эфира/ Павлов Д. С., Павлов О. С., Телков Ю.К.- заявлено 28.11.2002- опубл. 20.07.2005.
  77. Патент № 1 978 809/23−04 Способ получения диметилового эфира / Джорд-жио Пагани- заявлено 20.12.1972- опубл. 15.05.1982. Бюл. № 18.
  78. Е.И. Бункина Разработка технологического процесса получения диметилового эфира с использованием бифункционального катализатора / Е. И. Бункина, А. П. Какичев, A.A. Лендер, Н.П. Павлова//Хим.пром., 1999, № 3 (145). С10−15.
  79. Патент США № 6 608 114 Process to produce DME / Heydorn- Edward C., Bhatt- Bharat Lajjaram, Diamond- Barry W.- заявлено 13.03.2002. опубликовано 19.08.2003.,
  80. . Стайлз. Носители и нанесенные катализаторы. М.:Химия, -1991. -С. 240
  81. Kolbel H. The Fischer-Tropsch Synthesis in the Liquid Phase / Kolbel H., Ralek M.//Catal.Rev.Sci.Eng. -1980, -V.21, № 2, -P.225.
  82. Dry M.E. Practical and theoretical aspects of the catalytic Fischer-Tropsch process / Dry M.E. //Appl.Catal.A: Gen. -1996, -V.138, № 2, -P.319.
  83. Guy Schmitz, Deshydratation dy methanol sur silice-alumine, / Guy Schmitz // Journal de chimic physique. -1978. -V.75, № 6, -P.650−655
  84. B.C., Флокк В., Моделирование каталитических процессов и реакторов. М.: Химия, 1991, с. 256.
  85. Rinaldo S. Schiffino A mechanistic study of the methanol dehydration reaction on y-alumina catalyst / Rinaldo S. Schiffino, Robert P. Merrill // J. Phys. Chem. -1993. -V.97, № 24, -P. 6425−6435.
  86. Choi Y. Fuel cell grade hydrogen from methanol on a commercial Cu/Zn0/A1203 catalyst / Choi Y., Stenger H.G. // Applied Catalysis B: Environmental, -2002, -V.38, № 4, -P.259−269.
  87. C.B. Механизм дегидрирования метанола в метилформиат и пути управления селективностью процесса / Горшков C.B., Лиин Г. И., Розовский, А .Я. // кинетика и катализ, -1999, -Т.40, № 3, -С.372−375.
  88. А.Я., Лин Г.И. Теоретические основы процесса синтеза метанола. -М.: Химия, -1990. С. 160.
  89. M. М., Леонов В. Е., Попов И. Г. Технология синтетического метанола. -М.: Химия, 1984. С. 240.
  90. A. Jonasson, О. High Pressure Solubility of Carbon Dioxide and Carbon Monooxyde in Dimethyl Ether / A. Jonasson, O. Persson, A. Fredenslund // J.Chem.Eng.Data, -1995, № 40, -P.296−300.
  91. P. Рид, Дж. Праусниц, Т. Шервуд. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие. Л.: Химия, 1982. 592 с.
  92. М.А. Берлин, В. Г. Гореченков, Н. П. Волков. Переработка нефтяных и природных газов. М.: Химия, 1981. 472 с.
  93. Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дыт-нерского. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. М.: Химия, 1991. 496 с.
  94. И.Т., Назаренко Ю. П., Некряч Е. Ф. Краткий справочник по химии. — Киев: издательство Академии наук Украинской ССР, 1962. — 569 с.
  95. Нормируемые показатели точности измерений в методиках выполнения измерений, регламентированных в документации на химическую продукцию. МУ 6/113−30−19−83. -М., 1983. 52 с.
  96. К. Статистика в аналитической химии. — М.: Мир, 1994. — 268с.
  97. Расчёт эффективности ректификационной тарелки по Мерфри
  98. Данная модельная система, рассматривается аналогично схеме, представленной в разделе 2.5.2.1.
  99. Расчёт параметров модельной системы Для расчета параметров модельной системы используем данные по работе промышленной установки в режиме вывода инертов из сборника флегмы.
  100. Приход ДМЭ: Бдмэ = 385 кг/ч = 385 / 46 = 8,37 кмоль / ч.
  101. Мольная доля С02 в питании: Nco2 = 0,9 / 10 = 0,09.
  102. Мольная доля ДМЭ в питании: Ыдмэ = 8,37 / 10 = 0,84.
  103. Мольная доля инертов в питании: NHHepT = 0,68 / 10 = 0,07.
  104. Поток флегмы Ф = 18 т/ч = 18 000 / 46 = 390 кмоль/ч.
  105. Поток жидкости в колонне L = Ф = 390 кмоль/час = 390/3600 = 0,108 кмоль/с.
  106. Средняя молярная масса пара и жидкости Мх ~ Му ~ 46 кг/кмоль. Плотность паровой фазы: ру = Му-Р/(8,314-Т-1000) = 46−1Д • 10б/(8,314-(273+40> 1 ООО) = 19,4 кг/м3.1. Рабочее сечение тарелки:
  107. FPa6 = f-0,785-D2 = 0,874−0,785−1,082 = 0,8 м².
  108. Скорость пара в рабочем сечении тарелки: wm = 1000-G-8,314-T/(P- Fpa6) = 1000−0,111−8,314-(273+40)/(1,1−106−0,8) = = 0,328 м/с.
  109. Массовый расход жидкости: LM = L- Мх = 0,108−46 = 4,97 кг/с.
  110. Плотность жидкой фазы принимаем равной плотности жидкого ДМЭ при температуре 40 °С: рх = 629,2 кг/м3.
  111. Удельный расход жидкости на 1 м ширины сливной перегородки: q = LM/(b- рх) = 4,97/(0,7−629,2) = 0,0113 м2/с.
  112. Вязкость, поверхностное натяжение жидкой фазы принимаем равными вязкости, поверхностному натяжению жидкого ДМЭ при температуре 40 °С: (ix = 0,130 мПа-с- <тх = 0,01 Н/м.
  113. Вязкость воды при температуре 40 °С:1. Ojeo 0,0696 Н/м.
  114. Высота светлого слоя жидкости:1. Л, 09
  115. Л2 056 (0,05−4,60,1) (-0,110,13) (0,01 Л nnpu h () = 0,7870,01l?, Z 0, Г"30 0,328 J (-0,31е J) —- =0,8 141. V. 0,0696)01. Критерий Фруда:
  116. Fr = wm2/(9,81-/70) = 0,3282/(9,81 -0,0814) = 0,135. Паросодержание барботажного слоя:1. Jn = JW .1 + 1 + J 0,135 Плотность орошения:
  117. U = Lм/(Fpa6 • рх) = 4,97/(0,8−629,2) = 0,987 м3/м2-с.
  118. Коэффициент диффузии в паровой фазе для системы ДМЭ С02 при 40 °С: = 0,118−10−7 м2/с.
  119. Коэффициент диффузии в жидкой фазе для системы ДМЭ С02 при 40 °C и 1,1 МПа:1. Бу = 0,866−10"6 м2/с.
  120. Вязкость паровой фазы принимаем равной вязкости газообразного ДМЭ при температуре 40 °С: цу = 0,975 мПа-с.
  121. Коэффициент массоотдачи для жидкой фазы:0 5/ >5 / >51.п ПППО'7 / Л ЛЛП7С, 8 146,24105 (0,11 810~7)0,9 870,009750,975+0,130)1. А-0,269)
  122. Коэффициент массоотдачи для паровой фазы:0,5 г п г ЛЛЛЛ&bdquo-, 50,169 м/с.р 6,24 105 0,04 (0,86 610'6)0,328 0,269)0,8 140,009750,975+0,130)0,551 м/с.
  123. Среднее значение константы межфазового равновесия в пределах концентраций С02 0,1 -3 (% мольн.) при 40 °C и 1,1 МПа: ш = 3,54.л
  124. Пересчет коэффициентов массоотдачи на кмоль/м -с: рхг = 0,169-р Х/МХ = 0,169−629,2/46 = 2,31 кмоль/м2-с Рз*=0,551-ру/Му =0,551- 19,4/46 = 0,232 кмоль/м2-с. Коэффициент массопередачи:
  125. Ку£ = 1 /(1 /руГ+ш/рхГ)= 1 /(1 /0,232 + 3,54/2,31) = 0,171 кмоль/м2-с.
  126. Общее число единиц переноса: поу = КугМу/(ру- шт) = 0,171−46/(19,4−0,328) = 1,24.1. Локальная эффективность:
  127. Еу = 1 ехр (-поу) = 1 — ехр (—1,24) = 0,71.1. Фактор массопередачи:
  128. X = т-в/Ь = 3,54−400/390 = 3,63.1. Фактор скорости:= = 0,328- ЩТ=1,4Л.
  129. При данном значении Б принимаем долю байпасирующей жидкости 0 = 0,1. Число ячеек полного перемешивания Б определим как отношение длины пути жидкости на тарелке 1х к длине, соответствующей одной ячейке (-350 мм): 8 = 1 Т / 350 = 830 / 350 = 2,37 ~ 2.
  130. Коэффициент, учитывающий влияние свойств жидкости и пара на унос: т' = 1,15 100,295. .0,425а (о р г X г ур
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!