Аннотация 2
Введение 4
1 Аналитическая часть 5
1.1 Метанол, его свойства и области применения 5
1.2 Химизм и кинетика синтеза метанола 8
1.3 Обзор технологий синтеза метанола 12
2 Технологическая часть 17
2.1 Анализ технологического процесса 17
2.2 Обоснование технического предложения по оптимизации 25
3 Расчетная часть 30
3.1 Материальный баланс реактора синтеза 30
3.2 Энергетический баланс реактора синтеза 37
3.3 Конструктивный расчета адсорбера 41
Заключение 56
Список используемой литературы и используемых источников 57
В современных условиях повышается интерес к совершенствованию производственных процессов для увеличения эффективности и экономичности промышленных производств. Оптимизация технологических процессов синтеза метанола является актуальной задачей, поскольку этот продукт широко применяется в производстве пластмасс, синтетических волокон, лекарственных средств и других химических продуктов.
Объем мирового производства метанола постоянно меняется в зависимости от спроса на этот химический продукт и технологических инноваций. В 2020 году глобальное производство метанола составляло примерно 90-100 миллионов тонн в год.
Китай является крупнейшим производителем метанола в мире. Производство в этой стране составляет значительную долю мирового объема из-за высокого спроса на химические продукты для производства пластмасс, удобрений, красителей и других промышленных продуктов. Соединенные Штаты также являются крупным производителем метанола, используемого в производстве химической продукции и в различных отраслях, таких как производство формальдегида, пластмасс и топлива. Некоторые страны, такие как Норвегия и Россия, также имеют крупные заводы по производству метанола. Иран занимает важное место в производстве метанола в мире благодаря наличию больших запасов природного газа, из которого изготавливается метанол.
Целью работы является увеличение производительности блока синтеза крупнотоннажного производства метанола.
Достижения цели необходимо решить следующие задачи:
• изучить свойства метанола, кинетику его образования;
• проанализировать технологию синтеза метанола;
• предложить техническое решение по оптимизации процесса;
• произвести расчеты основного технологического оборудования.
Процесс синтеза метанола из оксидов углерода и водорода является ключевым для химической промышленности, поскольку метанол широко используется в различных сферах, начиная от производства пластмасс и фармацевтики до использования в качестве топлива. Важно разрабатывать методы улучшения процесса его производства с целью повышения эффективности и экономической выгоды.
Эффективное применение адсорбции в процессе производства метанола в рециркуляционной системе демонстрирует возможность повышения производительности реактора. Путем снижения количества метанола в рециркулирующем газе за счет его извлечения с помощью адсорберов, равновесие реакции сдвигается в сторону синтеза метанола, что в свою очередь способствует увеличению выхода продукта.
Внедрение предложенной концепции с применением адсорбции для дополнительного извлечения метанола в процессе синтеза метанола позволяет не только повысить производительность реактора, но и улучшить общую эффективность процесса. В процессе используются эффективные адсорбенты обладающие высокой поглощающей способностью и внутренней поверхностью. Каскад адсорберов диаметром 3м и высотой 5м позволяет дополнительно получить 1232 кг/ч метанола.
Этот подход предоставляет перспективы для дальнейших исследований и оптимизации, включая анализ экономической эффективности и практическую реализацию в промышленных условиях.
Таким образом, результаты работы представляют собой важный вклад в область производства метанола, подчеркивая значимость применения адсорбции для оптимизации процессов синтеза в рециркуляционной схеме с использованием многополочного адиабатического реактора. Это позволяет рассматривать данную методику как перспективное направление для улучшения производства метанола в промышленных масштабах.
