
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Оптимизация производства метанола

Работа №	107277
Тип работы	Бакалаврская работа
Предмет	химия
Объем работы	68
Год сдачи	2018
Стоимость	4800 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	134

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 6
1.1 Характеристика сырья и готовой продукции 6
1.2 Физико-химические основы процесса 7
1.2.1 Термодинамика синтеза метанола 7
1.2.2 Химизм и кинетика синтеза метанола 12
1.3 Катализаторы синтеза метанола 15
1.4 Способы получения синтетического метанола 18
1.5 Пути совершенствования технологии получения метанола 20
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 36
2.1 Технология синтеза метанола ООО «ТОМЕТ» 36
2.2 Материальный баланс существующего реактора 42
2.2 Тепловой баланс существующего реактора 44
3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 49
3.1 Выбор способа модернизации 49
3.2 Материальный баланс проектируемого реактора 55
3.3 Тепловой баланс проектируемого реактора 56
3.4 Конструктивный расчет аппарата 58
3.5 Сравнительный анализ конструкции реакторного блока 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 64

Введение

Метиловый спирт находится в числе самых синтезируемых в промышленности органических веществ. Изначально метиловый спирт в промышленности синтезировался путем сухой перегонки древесины. В современном мире данный способ более неактуален. На сегодняшний день спирт получают из окиси углерода и водорода. Развитие этого способа началось в 1913 г. процесс был осуществлен на цинк-хромовом катализаторе при Р = 250-350 кгс/см2.
В промышленности получение метанола было произведено только в 1934 г. Выход готовой продукции составляло около 30т/сутки. Метанол производили из водяного газа, полученного путем газификации кокса. В настоящее время сырьем для синтеза служит природный газ. Процесс проходит при Р = 250-300 кгс/см2 и t = 380 °С.
По сегодняшний день развитие и модернизация процесса не останавливается. Предлагаются новые методы синтеза, удешевляющие процесс, вводятся новые, более селективные катализаторы. Модернизируется технологическое оборудование. Тепло вырабатываемое при синтезе метанола используется для промышленных нужд. Создается инновационное оборудование для производства метилового спирта в объеме до 30 тыс. т/г, такое оборудование практически автономно, то есть не требует энергию и пар извне. Также идет развитие схем синтеза метанола при низком давлении в пределах 50-150 кгс/см2, такой метод является технико-экономически выгодным.
Метиловый спирт является сырьем для многих процессов химической промышленности. Около 50% всего производимого метанола используется в качестве сырья для производства формальдегида. Около 11 % направляется на производство синтетического каучука, а 9% на синтез метиламина. Также метанол является сырьем для уротропина, пентаэритрита, метилметакрилата и диметилтерефталата. Метанол используют для получения химикатов: хлорофоса, карбофоса, хлористого и бромистого метила.
Целью выпускной квалификационной работы является модернизация реакторного блока установки синтеза метанола ООО «ТОМЕТ».
В связи с поставленной целью решались следующие задачи:
1. Рассмотрены физико-химические основы процесса синтеза метанола из синтез-газа;
2. Проведен анализ катализаторов, используемых в процессе;
3. Рассмотрены основные конструкции реакторов для производства метилового спирта, их преимущества и недостатки;
4. Проведен анализ существующей технологии синтеза метилового спирта на производстве ООО «ТОМЕТ»;
5. Предложена замена конструкции реактора синтеза метанола;
6. Выполнен расчет материального и теплового балансов процесса на существующей и проектной установке;
7. Произведен конструктивный расчет предлагаемой конструкции.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

Основными выводами и результатами данной работы являются:
1. Исследован процесс получения метилового спирта: физико-химические основы, сырье и продукты, а также катализаторы процесса.
2. Рассмотрена технология получения метилового спирта на производстве ООО «ТОМЕТ». Рассчитан материальный и тепловой баланс существующего реактора синтеза метанола;
3. Рассмотрены основные конструкции аппаратов для осуществления синтеза метилового спирта. Более эффективной с точки зрения обеспечения изотермического режима процесса по всей длине катализаторного слоя конструкцией была признана трубчатая;
4. В качестве технического решения для модернизации реакторного блока было предложено заменить первую секцию горизонтального реактора синтеза метанола на трубчатую конструкцию, внутри труб которой располагается катализатор и происходит движение реакционной массы, а в межтрубном пространстве в качестве теплоносителя выступает газовый поток, покидающий четвертую секцию реактора;
5. Произведен расчет материального и теплового балансов проектируемого процесса. Получено, что предлагаемое в работе решение позволит увеличить производительность установки по метанолу на 2774,3 т/г;
6. Произведен конструктивный расчет предлагаемого реактора, определены основные размеры аппарата и рассчитано гидравлическое сопротивление потока газа зернистому слою катализатора.
В результате проделанной работы и на основе полученных результатов можно сделать вывод об эффективности предлагаемой модернизации реакторного блока.

Литература

1. ГОСТ 2222-95. Метанол технический. Технические условия. М.: ИПК Изд - во стандартов, 2000. 19 с.
2. Технология синтетического метанола/ М.М. Караваев, В.Е. Леонов, И.Г. Попов, Е.Т. Шепелев. М. : Химия, 1984. 239 с.
3. Юрьев Е.М., Попок Е.В. Кинетические модели синтеза метанола/ FUNDAMENTAL RESEARCH №8, 2013
4. Graaf G.H., Stamhuis E.J., Beenackersz A.A. Kinetics of low-pressure methanol synthesis // Chemical Engineering Science. 1988. - Vol. 43. - № 12. - P. 3185-3195.
5. Fujitani Т., Nakamura I., Uchijima Т., Nakamura J. The kinetics and mechanism of methanol synthesis by hydrogenation of СОг over a Zn-deposited Cu (111) surface. // Surface Science, 1997, V. 383, Ne 2 -3 , P.285-298.
6. Ushikoshi Kenji, Mori Kozo, Kubota Takeshi, Watanabe Taiki, Saito Masahiro. Methanol synthesis from COz and H2 in a bench-scale test plant. // Apply Organometmetatlic Chemistry, 2000, V. 14, № 12, P. 819-825.
7. Sahibzada M. Pd-promoted Cu/ZnO catalyst systems for methanol synthesis from CO-/H-. // Chem. Eng. Res. and Des., 2000, V. 78, Ne 7, P. 945-946.
8. Юрьева Т. М., Плясова Л. М. Механизм синтеза метанола на медноцинковом катализаторе. // Катализ и катализаторы: Фундаментальные исследования Института катализа им. Г. К. Борескова. // Институт катализа СО РАН, 1998, С.35-36.
9. Бочкарев В.В., Волгина Т.Н. Катализаторы получения метанола из синтез- газа.// Химическая промышленность сегодня: Катализ и каталитические процессы, № 9. 2011, с. 18-23.
10. Patent WO 2013076294 A1. Process for the conversion of carbon dioxide to methanol. James Robert Jennings. 2013
11. Патент №2175886. Курылев А.Ю., Черкасов Г.П., Щукин А.В., Мещеряков Г.В. Катализатор синтеза метанола. 20.11.2001г.
11. Технологический регламент производства метанола. ООО «ТольяттиАзот»/ Тольятти, 2001 г.
12. Корндоф Б. А. Техника высоких давлений в химии. - М: Гос. Изд-во хим. лит-ры, 1952 г.
13. Г.В. Мещеряков. Реакторы синтеза метанола с выходом продукта более 5 об. %. Известия ТулГУ. Естественные науки. 2014. Вып. 1. Ч. 2.
14. Шервин М., Франк М. Трехфазная система получения метанола /Американская техника и промышленность. Сборник рекламных материалов. 1978. № 4. 600 С.
15. С.Я. Бродский. Системный анализ процессов получения синтетических жидких топлив / С.Я Бродский. [и др.]. М.: Химия, 1994. 272 с.
...