Введение 4
Глава 1 Теоретический анализ технологического процесса получения метанола 7
1.1 Физико-химические основы процессов конверсии природного газа и синтеза метанола 7
1.2 Основные параметры, влияющие на процесс синтеза 9
1.3 Промышленный способ получения метанола в ООО "ТОМЕТ" 18
1.3.1 Описание рассматриваемого объекта производства 18
1.3.2. Технологическая схема производства метанола ООО "ТОМЕТ" 19
1.3.3 Система парообразования синтеза 29
1.3.4 Конструкция горизонтального реактора ООО "ТОМЕТ" 30
1.4 Катализатор синтеза 32
1.5 Анализ работы узла синтеза ООО "ТОМЕТ" 34
Глава 2 Разработка способа усовершенствования контура синтеза метанола 36
2.1 Основные типы реакторов синтеза метанола и принцип их работы 36
2.1.1 Реактор фирмы "Johnson Matthey" (ICI) с охлаждением холодными байпасами 38
2.1.2 Реактор фирмы "МеШапо1Саза1е"типа "ARC" 40
2.1.3 Реактор синтеза с охлаждающими трубами фирмы "JohnsonMattey" 42
2.1.4 Реактор синтеза с радиальным потоком газа и выработкой пара фирмы "JohnsonMattey" 43
2.2 Материальный баланс стадии синтеза метанола 45
2.3 Описание предлагаемого решения 47
2.4 Материальный баланс стадии синтеза по предлагаемому техническому решению 50
2.5 Снижение антропогенного воздействия на окружающую среду 52
2.6 Патентный поиск 52
2.6.1. Патенты на изобретение №2331625, №2331626. Способ получения метанола 53
2.6.2. Патент на полезную модель RU №44066. Реактор синтеза метанола (прототип) 57
2.7 Патентование предлагаемого технического решения 62
Заключение 65
Список используемых источников 66
Приложение А Патент на изобретение RU2698200 71
Купить

Актуальность и научная значимость настоящего исследования.
Метанол является одним из основных продуктов крупнотоннажных химических производств. Его применяют в качестве исходного сырья для значительного количества разнообразных химических соединений - синтетических пластмасс и смол, продуктов фармацевтики, пестицидов, эфиров для нефтехимии и многих других продуктов, кроме того метанол применяется как самостоятельный продукт в качестве топлива,используется в технологиях добычи газа для предотвращения образования гидратов.
В связи с ростом мирового спроса на продукты, вырабатываемые из метанола, возрастает потребность в создании новых или увеличении мощности уже действующих агрегатов метанола. Основным способом увеличения мощности агрегатов является модернизация технологического оборудования путем повышения эффективности использования его мощностей. Кроме того, при модернизации решаются и другие проблемы - снижение эксплуатационных затрат, повышение экологической безопасности.
Контур синтеза метанола - ключевой узел технологического процесса производства метанола, определяющий производительность всего агрегата. По указанной причине модернизация данного узла становится одной из важнейших задач действующих предприятий.
Объект исследования: агрегат метанола ООО "ТОМЕТ" мощностью 450 тыс. тн/год.
Предмет исследования: контур синтеза метанола на агрегате ООО "ТОМЕТ".
Цель исследования: совершенствование технологии синтеза метанола с использованием диоксида углерода в качестве сырьевого компонента с модернизацией горизонтального реактора на агрегате мощностью 450 тыс. тн/год.
Гипотеза исследования состоит в том, что дозирование дополнительного количества углекислого газа в циркуляционный газ контура синтеза позволит увеличить съем метанола с единицы загруженного катализатора, повысить производительность агрегата и снизить антропогенное воздействие на окружающую среду.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Проанализировать процесс работы контура синтеза метанола,аппаратурное оформление стадии синтеза, установить проблемы при работе реактора синтеза, изучить современные методы решения этих проблемы.
2. Оптимизировать работу узла синтеза метанола путем модернизации реактора и добавления углекислого газа для выравнивания процесса.
3. Рассчитать материальный баланс стадии синтеза после модернизации.
Методы исследования: теоретический и практический. Теоретический заключается в проведении анализа имеющейся научной литературы, изучение патентных решений по затрагиваемой проблеме. Практический - проведение расчетов по предлагаемому техническому решению.
Научная новизна исследования заключается в изменении подачи потоков циркуляционного и синтез-газа в реактор синтеза, добавление в поток циркуляционного газа дополнительного количества диоксида углерода для повышения эффективности работы загруженного катализатора.
Практическая значимость исследования представлены практические решения, направленные на увеличение выработки метанола с единицы загруженного катализатора, снижение количества выбросов углекислого газа в окружающую среду.
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в изучении теоретических основ проблемы исследования, постановке задач и целей исследования, поиск путей достижения поставленных задач путем обобщения результатов проработки научной литературы и патентных документов по данной тематике и внесение предложений по оптимизации работы узла синтеза.
Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования.
Получен патент на изобретение №2698200 "Способ получения метанола".
Вопрос внедрения на рассмотрении у специалистов ООО "ТОМЕТ".
На защиту выносятся:
1. повышение производительности установки,
2. снижение количества выбросов вредных веществ в окружающую среду.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, содержит 20 рисунков, 6 таблиц, список используемых источников (47 источников), одного приложения. Основной текст работы изложен на 70 страницах.
Купить