Технологическая схема производства метилового спирта. Промышленный синтез метилового спирта включает три основные· стадии:
1) получение смеси окиси углерода и водорода (синтез-газ);.
2) получение метилового спирта-сырца;
3) выделение и очистка метилового спирта.
Получение синтез-газа. В течение длительного времени единственным источником синтез-газа являлся водяной газ, получаемый из каменных углей или кокса по хорошо известной реакции:
Отношение CO : Н2 в водяном газе составляет 1:1,25. Если требуется обогатить водяной газ водородом, часть газа отбирают и подвергают конверсии водяным паром:
Образующуюся вместе с водородом двуокись углерода отмывают в скрубберах водой под давлением, а водород добавляют к водяному газу. Этим способом можно получить синтез-газ с любым соотношением СО : Н2 и даже чистый водород.
В настоящее время для получения синтез-газа используют в огромных количествах природные газы с большим содержанием метана.
Углеводороды, подвергаемые каталитической конверсии, должны быть очищены от непредельных углеводородов, так как в условиях реакции последние очень быстро разлагаются и образующийся углерод осаждается на катализаторе, понижая его активность.
Благодаря доступности парафиновых углеводородов из них получают газ для синтеза различных продуктов не только в органической, но и в неорганической технологии (например, для получения аммиака и концентрированного водорода).
Возможны три пути получения смеси окиси углерода с водородом из метановых углеводородов:
1) обработка водяным паром при высокой температуре:
2) взаимодействие с двуокисью углерода:
3) неполное окисление:
ч
При конверсии метана водяным паром могут протекать следующие реакции:
«ли суммарно:
Казалось бы, продуктами реакции (3) должны являться только. двуокись углерода и водород. Однако на практике в продуктах конверсии метана водяным паром всегда содержатся значительные
количества окиси углерода, так как при повышенных температурах равновесие реакции (1) сдвинуто вправо, а выше 900° С эта реакция практически протекает до конца (табл. 54).
При достаточно высоких температурах главными продуктами конверсии метановых углеводородов водяным паром всегда будут
окись углерода и водород. Их соотношение. можно регулировать, изменяя температуру конверсии и состав исходной газовой смеси.
В отсутствие катализаторов конверсию метана водяным паром приходится проводить при температурах выше 1200° С. Применение катализаторов позволяет снизить температуру до 700—870° С. Наиболее распространенным катализатором является никель, нанесенный на окись алюминия или на магнезит и активированный небольшим количеством меди.
|