
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Оптимизация технологии синтеза производства метанола

Работа №	138852
Тип работы	Бакалаврская работа
Предмет	биотехнология
Объем работы	60
Год сдачи	2023
Стоимость	4050 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	29

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

Аннотация 2
Введение 4
1 Аналитическая часть 6
1.1 Основные свойства и область применения метанола 6
1.2 Химизм и кинетика синтеза метанола 8
1.3 Технологические особенности процесса синтеза метанола 12
2 Технологическая часть 18
2.1 Описание технологического процесса 18
2.1.1 Гидросероочистка природного газа 20
2.1.2 Получение синтез-газа 20
2.1.3 Синтез метанола 21
2.2 Анализ применяемой технологии 26
3 Расчетная часть 29
3.1 Материальный баланс четырехполочного адиабатического реактора ... 29
3.2 Тепловой баланс четырехполочного адиабатического реактора 36
3.3 Материальный баланс каскада изотермических реакторов 40
3.4 Энергетический баланс каскада изотермических реакторов 44
3.5 Конструктивный расчет изотермических реакторов 45
3.5.1 Конструктивный расчет первого изотермических реакторов 45
3.5.2 Конструктивный расчет второго реактора 50
3.6 Анализ преимуществ предлагаемого метода синтеза 53
Заключение 55
Список используемой литературы и используемых источников 56

Введение

Синтез метанола является важным процессом в химической промышленности, поскольку метанол широко используется в различных отраслях и имеет множество применений. Метанол является одним из наиболее востребованных химических продуктов благодаря своим уникальным свойствам и многообразным применениям.
Исторически, метанол был впервые получен в конце 17 века. В 1923 году немецкий химик Матиас Пирсон разработал процесс синтеза метанола, который получил название процесс Пирсона. Этот процесс стал основой для масштабного производства метанола и оставался доминирующим методом до недавнего времени.
Мировое производство метанола значительно и продолжает расти. По данным Международного совета по метанолу в 2021 году мировое производство метанола составило около 100 миллионов тонн.
Метанол широко используется в качестве промышленного растворителя, особенно в производстве лакокрасочных материалов, клеев и смол. Его химическая структура и физические свойства делают его идеальным для смешивания с другими соединениями и растворением различных веществ.
Кроме того, метанол является основным компонентом многих антифризов, топлив для спиртовых горелок и используется в качестве очистителя стекол и поверхностей.
Важность метанола в энергетике также нельзя недооценивать. Метанол является потенциальным источником возобновляемой энергии, поскольку он может быть произведен из различных сырьевых материалов, включая биомассу и отходы. Благодаря этой особенности, метанол играет важную роль в развитии альтернативных источников энергии и снижении зависимости мировой экономики от нефти и природного газа.
Однако, несмотря на большой объем производства и широкое использование, постоянная потребность в оптимизации процесса синтеза метанола приводит к развитию новых технологий и методов.
Целью работы является повышение производительности стадии синтеза производства метанола.
Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:
- проанализировать технологию синтеза метанола, выбрать кинетическую модель процесса;
- выделить технологические проблемы существующего производства;
- предложить и обосновать техническое решение по оптимизации процесса;
- произвести технологические расчеты оборудования.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

Производство метанола может быть организовано с использованием различных технологий из широкого спектра сырья. Для достижения наиболее высоких показателей должны быть подобраны оптимальные условия проведения процесса и рабочие параметры оборудования.
В работе показана возможность оптимизации существующей технологии синтеза метанола, путем изменения типа реактора синтеза метанола и схемы организации процесса синтеза. Можно выделить следующие преимущества предлагаемой схемы.
При применении каскада изотермических реакторов возможно получить проектное количество метанола, не применяя рециркуляционную схему. При этом также возможно повысить глубину переработки сырья.
Рост производительности производства в целом составит 1300 кг/ч.
Увеличивается удельная производительность катализатора. Она составляет 1889 кг/(м3*ч), что превышает удельную производительность катализатора существующего производства в 3,7 раза.
Газ, выходящий из второго реактора, может быть использован с целью энергосбережения в существующем производстве, что повысит степень переработки метана, снизит расходный коэффициент. Он состоит в основном из метана с небольшой примесью азота и прочих компонентов синтез-газа стадии синтеза метанола.
Расчеты показали возможность применения принципиально нового подхода к аппаратурному и технологическому оформлению стадии синтеза метанола. Применение схемы с двумя изотермическими реакторами позволяет более эффективно перерабатывать метан в метанол.
Снижение общих энергозатрат, увеличение производительности реакторного блока, повышение конверсии сырья делают данный способ более предпочтительным по сравнению с существующим.

Литература

1. Арутюнов B.C. Окислительная конверсия метана. B.C. Арутюнов, О.В. Крылов; Успехи химии. 2005. - Т. 74. - № 12. - С. 1111-1137.
2. Бардина И.А. Адсорбционные свойства у-А12Оз, измеренные методом газовой хроматографии. И.А. Бардина, и др.; Журнал физической химии. -2007. Т. 81. - № 3. - С. 563-567.
3. Вытнова Л.А., Розовский А.Я. Кинетика и катализ. 1986. -Т. 27. - № 2. - С. 352-357.
4. Грибанова К.Л., Юрьев Е.М., Попок Е.В. Математическое моделирование процесса синтеза метанола. Всероссийский конкурс научно-исследовательских работ бакалавров в области химии: сборник тезисов докладов. - Уфа, 7-9 ноября 2010. - Уфа: БашГУ, 2010. - с. 26.
5. Гармашев Ю.М. Участие элементов поверхности а -А12Оз в хемосорбции и превращении (СНз). Ю.М. Гармашев, Л.И. Владыко, А.И. Трохимец; Кинетика и катализ. 1986. - Т. 27. - №-6. - С. 13591365.
6. Давыдов A.A. ИК-спектроскопия в химии поверхности окислов. A.A. Давыдов. Новосибирск : Наука, 1984. - 246 с.
7. Долгов Б.Н. Катализ в органической химии. Б.Н. Долгов. Л. : Госхимиздат, 1959. — С. 44.
8. Караваев М. М. Технология синтетического метанола. М. М. Караваев, В. Е. Леонов, Е. Г. Попов, Е. Т. Шепелёв. -М.: Химия, 1984. - С. 187-189.
9. Крылов О.В. Гетерогенный катализ. О.В. Крылов. М. : ИКЦ «Академкнига», 2004. — С. 616.
10. Калечица И.В. Химические вещества из угля : пер. с нем. под ред. И.В. Калечица. М.: Химия, 1980. - 616 с.
11. Караханов Э.А. Синтез-газ как альтернатива нефти. I. Процесс Фишера-Тропша и оксо-синтез. Э.А. Караханов; Соросовский образовательный журнал. 1997. - № 3. - С. 69-74.
12. Караваев М.М. Технология синтетического метанола / М.М. Караваев и др.. — М.: Химия; 1984. 239 с.
13. Каталитические синтезы на основе СО и Н2 и на основе метанола : обзорная информация. М.: НИИТЭХИМ, 1981.
14. Коробочкин В.В., Кравцов A.B., Попок Е.В. Повышение эффективности установок синтеза метанола с использованием метода математического моделирования; Фундаментальные исследования. - 2012. -№ 9 (1). - С. 151-156.
15. Кравцов A.B., Попок Е.В., Юрьев Е.М. Математическое моделирование процесса синтеза метанола с помощью квантово-химических методов расчета ; Известия Томского политехнического университета. - 2012. - Т. 320. -№ 3. - С. 73-78.
...
49 источников