
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Оптимизация технологического процесса синтеза метанола

Работа №	111682
Тип работы	Бакалаврская работа
Предмет	химия
Объем работы	42
Год сдачи	2019
Стоимость	3800 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	66

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
1ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1Физико-химические основы процесса
1.2Катализаторы процесса
2ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1Технология синтеза метанола ООО «ТОМЕТ»
2.2Способы оптимизации технологии
3РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
3.1Материальный баланс вертикального реактора
3.2Тепловой баланс процесса
3.3Расчет основных размеров реактора
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

В настоящее время метанол является одним из самых потребляемых товаров в мире, спрос на него оценивается в 70 млн. тонн в год. Его основными областями применения являются топливо, присадки или реактивы в химической промышленности. Однако, он может выступать в качестве водородного носителя в технологии топливных элементов, а также как денитрификатор для очистки сточных вод. Метиловый спирт может быть получен из любого возобновляемого источника углеводородов путем частичного окисления в продуваемом кислородом газификаторе получения синтетического газа, который затем преобразуется в метанол.
Потребление метанола в качестве сырья для производства формальдегида, уксусной кислоты и других основных химических веществ растет примерно на 2% в год. В последние годы, поскольку метанол также привлекает все большее внимание в качестве топлива для топливных элементов и промежуточного сырья для производства водорода и диметилового эфира (ДМЭ), являющихся источниками чистой энергии, ожидается, что в будущем спрос на метанол будет продолжать расти.
Наиболее распространенной технологией получения метанола является каталитическая реакция синтез-газа под низким давлением. Низкое давление позволяет работать в условиях, благоприятствующих конверсии метанола и практически полностью подавляющих производство побочных продуктов. Недостатками традиционной технологии являются высокие требования к изотермичности процесса по всему объему реакционной массы, необходимость бесперебойного отвода тепла из зоны реакции, а также высокие температуры, обусловленные активностью применяемых катализаторов.
Целью работы является оптимизация технологического процесса синтеза метанола ООО «ТОМЕТ».
Задачи бакалаврской работы:
1.Рассмотреть основы процесса получения метанола из синтез-газа, термодинамику процесса, применяемые катализаторы;
2.Проанализировать существующую технологическую схему получения метанола на производстве ООО «ТОМЕТ». Предложить способ модернизации процесса;
3.Описать способ модернизации процесса;
4.Рассчитать материальный и тепловой балансы проектируемой установки;
5.Сделать выводы об эффективности предлагаемого решения.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

В представленной бакалаврской работе был рассмотрен процесс получения метанола из синтез-газа. Основные выводы и результаты представлены ниже:
1.Изучен процесс получения метанола из синтез-газа, кинетика и каталитические системы, используемые в процессе синтеза. Выяснено, что процесс получения метанола чувствителен к повышению температуры в реакционной массе, вследствие чего резко повышается содержание побочных продуктов процесса.
2.Рассмотрена действующая технологическая схема процесса получения метанола из синтез-газа ООО «ТОМЕТ». Особенностью данного процесса является осуществление синтеза метанола в горизонтальном реакторе, состоящим из четырех отдельных секций, заполненных катализатором.
3.Предложен способ оптимизации технологии синтеза метанола, путем осуществления его в две параллельные стадии.
4.Предложено осуществление процесса синтеза метанола в двух параллельно работающих реакторах: основном - горизонтальном; и дополнительным - вертикальном трубчатом. Трубчатая конструкция реактора синтеза метанола обладает рядом преимуществ, одним из которых является изотермичность реакционной массы по всему объему трубы за счет улучшенного теплообмена. Это, в перспективе, снизит потери катализатора от коксообразовния, а также энергозатраты на процесс.
5.В представленной работе были осуществлены расчеты материального и теплового балансов процесса синтеза метанола проектируемой установки. Были определены размеры предлагаемого в работе вертикального трубчатого реактора. Высота реакционной зоны
аппарата составляет 1,8 м, диаметр 1,7 м. Число труб загруженного катализатора 4 м3.
6.Предлагаемое в работе решение позволит производительность установки по метанолу на 1130 т/год.

Литература

1.Tijm PJ, Waller F, Brown D. Methanol technology developmentsfor the new millennium / Appl Catalysis A Gen, 2001. P. 275-282.
2.Sherwin MB, Frank ME. Methanol by three phase reaction / Hydrocarbon Proces, 1976. P.122-124.
3.Технология синтетического метанола/ М.М. Караваев, В.Е. Леонов, И.Г. Попов, Е.Т. Шепелев. М. : Химия, 1984. 239 с.
4.Юрьев Е.М., Попок Е.В. Кинетические модели синтеза метанола/ FUNDAMENTAL RESEARCH №8, 2013
5.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.
6.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.
7.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.
8.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. 945946.
9.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.
10.Бочкарев В.В., Волгина Т.Н. Катализаторы получения метанола из
синтез-газа.// Химическая промышленность сегодня: Катализ и
каталитические процессы, № 9. 2011, с. 18-23.
11.Patent WO 2013076294 A1. Process for the conversion of carbon dioxide to methanol. James Robert Jennings. 2013
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.Системный анализ процессов получения синтетических жидких топлив / С.Я Бродский. [и др.]. М.: Химия, 1994. 272 с...