автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.01, диссертация на тему:Изучение кинетики синтеза и разложения метанола и разработка низкотемпературного катализатора высокого давления

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

. На правах рукописи

БАРКОВСКИЙ АНАТОЛИЙ ИВАНОВИЧ

ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ СИНТЕЗА И РАЗЛОЖЕНИЯ МЕТАНОЛА И" РАЗРАБОТКА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО КАТАШ13АТ0РА ВЫСОКОГО ДАЕ1ЕНИЯ

05.Î7.01 - технология неорганических веществ.

Автореферат

диссертации на ооискание ученой степени кандидата технических наук

Сонкт-Петербург - 1Г?2

1ибота шполшвва в Новомосковском филиале Московского х^м-тбхнолотач^кгохо_инотитута имени Д.И.Менделеева, и в Санкт-Петерйдахжш технологическом иьституте.

Научный руководители. - доктор зхнических наук, профессор

Анохин Владимир Николрчвич

Научный коьоуямант - кандидат технических наук

Зуев Александр Андреевич

Официальные оппонент: доктор технических наук, профессор

Тюряев Иван Яковлевич

кандидат химичеоких наук, старший " научный сотрудник

\1еркаов Гений Прохосович

Ведущее предприятие - Пекинское ПО "Азот" (г. Щекино).

Защита' соетолс* г. в /к

часов в ауд. .-/¿Л-.-- на заседании специализированного Со вета Д.063.25.01 а Сечкт-Петербургском технологичрском институте по адрачг: 1Э8013, .

Сачкт-Пе-чербург. Мгсхорский пр., 26.

С дисгертадвел можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского тезшозггическто института.

Замечания и отзыва в 1-ом экземпляре, заверенные гер-бо-эй печатью, просьба отправлять по адресу: 198013,

, Саккт-Петерб/рг, Московский пр., 26, СПТИ, Ученый Совет. '

' • /У ¿С/*/У/? '"Автореферат ¡разослан ...........:...1992 г,

Ученый секретарь социализированного совета, кандидат технических наук

липпова З.Г.

л г:

- з -

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. По значению и масштабам производс-. тва метанол в настоящее Еремя является одним из Еакнейших органических продуктов химической промышленности. Наряду с традиционными сферами потребления - получение формальдегида, изопренового каучука, красителей, полиеинилхло-ридных и ка^бамидных смол и т.д., метанол используется для получения уксусой кислоты, этиленгликоля, винилацета-та, стирола и др. Интерес к метанслу вызывается стремлением использовать его в качестве моторного топлива.

МироЕое производство метанола ежегодно возрастает. " За период 1990-2000 гг производство его удасится. В это время ожидается ввод более мощных (до I млн. т/год) агрегатов, автономных в энергетическом отношении и Еысокоэф-фектиЕнйх по расходу сырья.

Условием ¿альнейчего развития производства метанола -является применение медьсодержащих катализаторов с повышенными активностью, селективностью и термостойкостью. Остро стоит Еопрос относительно низкотемпературюго ката изатора синтеза метанола под давлением до 32 МПа. Явно недостаточно изучены закономерности синтеза метанола на низкотемпературном катализаторе в условиях, близких к промышленным.

Целью работы является изучение кинетики синтезг и разложения метанола на низкотемпературном катализаторе и разработка высокоактивного и стабильного в работе медьсодержащего катализатора для работа под давлением 32 МПа.

Осноеными сдачами работы являлись:

а) изучение кинетики синтеза метанола на катализаторах СНМ-1 и ДВ-8-2 с при мнением синтез-газа, содержащего диоксид углерода;

б) изучение кинетики разложения метанола в присутствии С02 и Н^О;

в) разработка медьсодержащего катализатора для рг. 'оты под давлением 3? МПа;

г> внедрение нового катализатор в промышленность; д) расчет колонны синтеза метанола на ЗВМ с использованием ноеых кинетических зависимостей;

Научная новизна. Выведено кинетическое уравнение синтеза метанола с учетом влияния диоксида углерода на процесс. Кинетическое уравнение разложения метанола учитывает присутствие в окружающей сроде диоксида углерода и водяного прра. В1зрвые получен низкотемпературный катализатор для ра боты под давлением 32 Ша.

Практическая ценность. Внедрен низкотемпературна ка-, тализатор (.ДБ-8-2} в промышленность. Экономический эффект от внедрения нового катализатора на Новомосковском ПО "Азот составил 398,4 тыс.руб. в год в ценах 1985-1£ 3 г.г.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано две работы. Огновьые резул^аты работы докладывались' и обсуждались на городских семинарах по кинетике и катализу (Ленинград, 1и8; С.-Петербут 1991 г.) и до процесс ем и аппаратам химической технологии, технологии органических и неорга нических веществ и инженерноыу катализу (Новомосковск Тулье кой 'бл., 1986, 1987, х990-1991), на 3-й Всесоюзном совещаЕ по физико-химическш езновам процесса синтеза метанола - Ме танол-3 (Новомосковск Тульской обл., 1986), на научно-техш чоской конфорзнции Ново.»осксвского филиала ЫХТИ им. Д.И.Мег делеева (193С). Работа отмечена премией областного конкурс? ВГ.О им. Д.И.Менделеев^ в г. Тула, 1988.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из вврдения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы. и приложений. Работа написана на 137 страницах машинописного текста, содержит 38 рисунков, 13 таблиц. В приложениях "приводятся:

перечень литературных кинетических зависимостей по св: тезу и разложение метанола; характеристики катализаторов СНМ-1 и ДВ-8-2; методика расчета равновесного состава ПГС; акт внедрения катализатора в производство Новомосковс го ПО "Азот"; , ' *

протокол долевого участия предприятий и организаций п внедрению низкотемпературного катализатора синтеза ДВ-8-2 в производстве метанола под давлением 320 атм.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш, сформулирована цель, показана научная новизна и практическая ценность выполненной работы.

В первой главе:

а) анализируется' общее состояние производства метанола, перспективы освоения прогрессивных технологий и совершенствования существующих;

б) рассмотрены сведения о различных катализа горах синтеза метанола, выполнена систематизация елияния отдельных промоторов на актпность, селективность и тереостабильность контакта, проанализированы представления о свойствах и особенностях активных центров в контактной массз;

в) выполнен обширный аналитический обзор литературных источников, посвященных исследованию синтеза и разложения метанола. Показано, что имеется значительное число кинетических уравнений, базирующихся на различных подходах к механизму синтеза метанола.

На основе анализа литературных данных сделан вывод о необходимости получения низкотемпературных катализаторов для работы под различными давлениями и обладающих улучшенными^ характеристиками по сравнению с существующими. Учитывая различия в подходах к определению хинотических--зависимостей у ряда авторов, показана необходимость проведения кигэти-ческих исследований оиг.теза и разложения метанола с целью получения уравнений, отражающих влияние С0£ (при синтезе) и СО2 и Н2О (при разложении) на процессы.

Внедрение и эксплуатация низкотемпературного катализатора в оптимальных условиях синтеза метанола требует применения мапматической модели с использованием кинетических уравнений. Для реакторов с неподвижным слоем ката-Л1затора применима модель идеального вытеснения, учитывающая Енутридиффузионное. торможение процесса.

Во второй'глэеэ приводится описание методик- приго- " товления медьсодержащего-катализатора," изучения активность образцов катализатора на лабораторной и прокаленной установках.

Катализатор типа СНМ готоеилг .«зтодон смеиения-ссааде-г ния. Концентрированные раст-орц азса-нсхиз.т.:.': солэг летал-лов и гидрооксид алюминия смекиЕа.г/ с щевчл^вей и борной

кислотами реактивной квалификации. Полученную пульпообраз-ную массу сушили при ИО°С, прокаливали при 450-500°С и -таб лети рога ли. Свойства приготовленных образцов - удельная поверхность, объем ь размер пор, механическая прочность, насыпнаг и кажущаяся массы практически аналогичны тэкоеым дтя промышленных катализаторов. Характеристики промышленных катализаторов приведены в приложении диссе'ртации. При получении катализатора марки ДВ (давление высокое) использовали аммиачно-карбонатные комплексы меди и цинка. Навуску оксида растворяли в 25%-ои растворе а миака. Через получ_шную суспензию пропускали диоксид углерода до полного растворения осадка. При температуре 90°С в результате термолиз0 обязуете т основной карбонат меаи (СГ'М) или ци:1кр (ОКЦ). Полученные осадки ОКМ и ОКЦ промывали до исчезновения запаха аммиака. Высушенные осадки прокаливали при те. леригуре 350°С в течение 8 часов.

При необходимости введения других оксидое в образцы, после продуЕКи С0£ и растворения осадка, в смесь добавляли необходимые компоненты.

Общую удельную поверхность катализатора определяли с помощью низкотемпературной адсорбции азота, миханичес^ую прочность ¿.этодом раздавливания на масляном прессе. Активность катализатора сиътеза метанола оценивали степень*) превращения СО и СО2 в метанол, при разложении метанола -стг1енью разложения мэтанола. За селективность катализатора синтеза метакпа принимали содержание метанола в сырце, выраженное в массовых процентах.

При изучении ами^ности катализаторов таблетки дробили на зерьа среднеситовым размером 1,25 • Ю"3 м.

1 тр^ьей главе описана кинетика синтеза и разложения метанола на катализаторахСНМ-1( СиО-ЩлО • о.оимз )

и дв-б-2 с СиО-ЬО-О^Мз -ОДО»).

Синтез метанола. Кинетику синтеза метанола оценивали с помощью уравнения Анохина В.Н. и сотр.:

= к-ехр(-М) (I)

где К = х/(Хр -X) ; X и Хр - текущая и равновесная степени синтезе метанола;

+

X - N снэон/С N со +11сог); ХряНсн5он /Otó

НсНзОН и К?СНгОН -

текущая я равновесная мольная доля

метанола б газовой смеси;

!! СО и N СО; - мольная доля СО и СО? ъ исходном газе;

/V

% - Бремя контактирования ключевого реагента, с; К и 3 - константы.

Интегральная форма уравнот,чя (I) пригнительно к син--тезу метанола н^ циркуляционном газе имеет еид:

х XrVs Ь(8к?*е8*')

где

lo = Xsx./(Xp - Хзх); X ЭХ. - оставшаяся стопонь синтеза метанола в циркуляционном газе на входе в ,

слой катализатора;

Xbs.= Noh30h/(Nc&+Noo* + Ncksoh) ; М chioh ; Ileo ;Nco¡»

- мольные доли СН^ОН, СО и С02 в циркуляционном газе на Еходе в слой катализатора.

При отсутствии метанола в исходном газе (Хзх.01 0) слагаемое ВС5в в уравнении (2) равно единице.

Время контактирования ключевого реагента определяли по формулам:

^OOePl/Ííce0^tí£)PoT] пр. АМ

При A¿I

где И СО , 1Íc0í и Ц4 - об^екч СО, С02 и Н2 в исходном газе, отнесенные к I м3 катализатора;

параметр А

- 0,5 (Н

Ht" С0+^Яс0а) (3)

II||¿ , Ileo и NСОа - мольные доли Н2, СО и С02 в

исходном газе; о

0 - иорознооть слоя катализатора; Я ' п

i' , ra - давление в колонне синтеза и атмосфер-

f

ное;

Í , То абсолютная темпера

J3P и при

нормальных-у ^лоеиях. Кинетику синтеза метанола изучали пр:; условиях: давление, МП" - 5+30; температура. °С - 2205-300; Бремя контактирования ключевого реагента, с - 0,4-гЮ; состав исходного газа, об.?: Н2 - б9т79; СО - 9*29; С02 - 0+12; .¡арамотр А -0,45*1,97/

Константы К V. 6 уравнения (2; в зависимости от температуры определены следующими уравнениями:

катализатор СНМ-1 К « Щ • еХр (-75000/КТ ) '

В- 2,6-г-ехр( ......."

катализатор ДР-8-2

к-ад-Г-ехр(-Ш00/1Т)1

ВИ>-Г5-ехр( ШДТ)

(4)

(5)

Рассчитаньые значе :ия степени синтеза метанола по уравнении (2) с использованием К и 6 по уравнениям (4) (кривые на рис. I) хорошо согласуются с опытными данными ч. значки).

Влияние диоксида углерода на производительное:ь катализатора СНМ-1 поызано на рис. 2. Состав исхогтого газа приводен е таблице Т.

.Таблица I.

-Соста- исходного газа, сЗ.%

Номер исходном газовой смеси _ _ ^ ^ 3 7 '

Компонент-

I

4

н2

СО

СО-

'2

74 25 I

72 25 3

69 25 б

63 25

Рассчитанные значения по уравнению (2) (кр1вые) и опытные (значки) хорошо согласуются меаду собой. Максимум производительности достигается, при параметре А, равном единице.

Разложение метанола. Для описания кинетики разложения метанола СН^ОН —СО + 2Н2 на катализаторах СНМ-1 и ДВ-8-2 использовали так^е уравнение Анохина В.Н. и сотр.:

= к-ехр(-П) (б)

гдз Х=ХД1-Х) ; X - степень разложения метанола, определяемая как отношение количества разложившегося мета-

т мо

Темптшд,вС.

Ряс. I. Зависимость степени синтеза метанола от температуры. Катализатор СНМ-1. Время контактирования ключевого реагента, с: 1-1,2; 2-1,75; 3-5; 4-7,0; 5-1^,0; 6-28,0.

р5

М б 9 10 12

СОАВРШАНИе £02, 05.%. Рис. 2. Зависимость выхода метанола от содержания

СО2 в газе. Катализатгр СНМ-1. Давление 5 МПа. Температура катализа 2*Ю°С, Сослав газа приводен в табл. I. .

пола к его исходному количеству;

I - равновесная степень разложения метанола при атмосферном дат лени и.

ра^ны:

Константы К катализьто^ CHM-I

катализатор ДВ-8-2

В

к = 4;HQ8-exp(-75Q0u/RT) В = 0i5-r?exp(f3000/RT)J к = 0,2-108-exp(-75000/RT) 6 = 0.1?5-111"s-exp(5IJOOO/RT)

(7)

(8)

Интегральная форма кинетической зависимости (б) для ус ловий разложения метанола принимает вид:

МП пАИгП)

х -

С 9)

где - время контактирования, определяемое по метанолу

При наличии 0'02 в исходном газе на катализаторе имеют местг реакции:

сн3сн

СО + 211

2

Q

о

- (10)

С02 + н2 ssr СО н20 - (II)

Реакция (II) последовательна по Еодороду, который пос-тгвляется реакцией (10). Реакция (II) в условиях разложения метанола (температура I7U-2£0°C: время контактирования по ключевому реагенту 0,3-6 с) раЕИОЕесна. Равновесие реакции (II) определяется величиной накопленного Еодорсда по реакции (10), т.е. степенью разложения метанола.•

Константу равноьесия реакции (II) в зависимости от равновесного состава газа можно пре,"ставить следующим образом:'

и _ (Рсо+Р°сог-9^(Рнго + РеУ1)р) ч Р~ РсОг(ЬУр) (Рна"Рсог-Ур)

Jp - равновесная стопень превращения С02 по реак-

(12)

где

ции (II).

Решая уравнение (12) относительно Ур и имея в виду, что Phj = 2X, где X - степень разложения метанола, полу-

чим:

u _ -Д Рсо Рнао)'

ур - -1- из;

где Э =PcOi(Kp'Zx +Кр*РсОг+РсО + Рнго)N

С = üPcOa• (кp - О

Kp= 2I67/T+ 0,5194 Ей Т - I,037-I0~3T + 2,331•I0~7T2+

+ 1,2777 С14)

Поскольку накопление Еодорода в газе определяется скоростью реакции (10), то выбор ключевого реагента для реакции восстановления СС2 завись г от величины соотношения между реагентами А: .

А = 2Х- Рсн5ои/Рсаг Время контактирования 'С для реакции (II) рассчитывали по COg при А>/1 и по Hg при A-íI.

Разложение метанола в присутствии С02 изучали на следующем составе газа: СН3ОН - 10 см3; С02 - 2,5*20 см3; 115*135 см3. Объем катализатора 0,5*3,0 см3. Суммарное к;-' личест зо газовой смеси, пропускаемое через реактор было равно 145 см3/мин. На рис. 3 показан выход СН3ОН и С02 при реакциях на CHM-i. Кривые на рисунке рассчитаны по уравнение (9) для разложения метанола к уравнению (15) для превращения СО?:

,, _ УИШкЫ) гт_>

J ищыы+l)

гдо У и Ур - соответственно текущая и равновесная • степени превращения С02. При этом lip рассчитывали по уравнению (13), а К и 8 по уравнениям:

K«M5-i0B-exp(-62fl00/RT) * 5 = 1,3 ЧО'г-ехр( iuOOO/RT)

(i6)

Как видно из рис. 3 орытные данные как по выходу метанола, так и по вгходу С09 хорошо согласуются с рассчитанными.

При наличии НоО в метаноле протекают рзакцпи:

СБ3ОР 00+ 2Н2 (17)

Н20 + СО С02 + Н2 • ' (18)

Реакция (17) протекает самостоятельно. Она необратима. Поэтому для характеристики скорости ее протекания можп использовать уравнения (7),. (8) и ("9). Брз.д контактирования необходимо рассчитывать только по метанолу..Реакция (18) зависит от производительности по СО реакции (17). Бремя кон-

СМИ У

«40$ •«с • в

о ¿р •0,003 \ ^ V *

10,01 •р! 'Нг.0(РАШ(.Г

1цО(1;?дьн.)

170 210 250 290

Темпттурд ,°С.

Рис. 3. Зависимость Еихода метанола и воды от ■ температуры в слое катализатора. Расход газа, сы3/мин.: СН3ОН - 5; ЛГ -132; Н2О - 0,9. Объем катализатора ДВ-8-2 - 3 см3.

«МН&РАИ.)

_ о—СНзОН (опыт.) х - СО г. (спит.)

•-И—X— -

Ш (РЛВИ.)

170 т 250 290

Темперлтурд ,°С. Рис. Зависимость выхода метанола и диоксида углерода от температуры в слое катализатора СНК I,-Расход газа, см3/мин.: СН30Н - 10; С02 - 2,5; Л|» - 132,5. Объем катализатора СНМ-1 - I см3.

- 13 -

тактированы для этой реакции необходимо рассчитывать по ключевому реагенту, находящемуся ь недостатке.

Параметр А для данного случая раиен:

Л = Х-1Гсн5о:|/ИГ!2о (19)

При Авромя контакт« ровакия определяй г'я по образующемуся оксиду углерода по реакции (17), т.е. по объему. СХ •ЯГ ен^он )» гдэ X - степень разложения метанола.

При А>1 время контактирования необходимо рассчитывать исходя из 1^0 в исходном газе.

Ка рис. 4 приведены опытные данные (значки) и рассчитанные по уравнению:

2 , 2р-1/В-2ц(йкУ+{) (20)

1 У

где а и ¿р - текущая и равновесная степени превышения соответственно.

Опытные - рассчитанные степени превращения между собой согласуются.

Четвертая глава посвящена разработке низкотемператур^ ного катализатора для высокого давления и внедрению его в промышленность, а также расчету насадкг- реактора сшг.зза метанола высокого давления.

При определении оптимального состава катализатора дл,.' работы под высоким давлением использовали базовую контактную массу, условно маркированную как катализатор ДВ-8 I'состава, моли:

Химический состав образцов катализатора и выход метанола приведены в таблице 2 и на рчс. 5. Образцы катализатора готовили по аммиачно-карбонатной технологии, исключая образцы 2 и 12, приготовленные методом "скессннл-осаядечия". Из рис. 5 видно, что увеличение общего содержания ЛЗзОз ^УпО* МпО е контактной !1ассэ приводит к снижению как выхода метанола-сырца, так и метанола в сырце.

Изменение содержания СиО в катализа-сора от 20 до 50 мас.#, табл. 2 и рис. 5, не отразилось на активности и селективности катализатора. Однако, присутствие СиО б количестве 60 и.65 ыас,%, рис. 6, приводит к снижению активности катализатора.

' —I—I—I—1_I_I__1_

8 15 24

¡¡ОАВРМШ ЛМз+МлО+Мд В, идс.%.

Рис. 5. Еыхгд четанола-скрца и содержание метанола в'сырце в зависимости от суммарного, содер^*-ния Л2а0з + МП0 + Уд 0 в ката.лизаторной кассе. Температура синтеза 260°С. Объемная скорость по газовой смеси 20000 а-?. Давление ■ в системе 15 МПа< Катализатор типа ДВ.•

Рис. б. Еиход метанола-иирца в зависимости от суммарного содержания ЛМ» + МпО + + ВаО + Л/10,0 + & г Оз н катализа торн ой массе. Температура синтеза 280°С. Содержание СаО , мао.%: I - 0,65; 2 - 0,6.

Состав катализаторной массы типа ДБ, мас.%

Тчблица 2.

Ъ ! п/п! СиО

ы

2МехО»»МиО+

МдО+М+Шз

I. 32.6 25,9 23,9 8,4 3,3 3,7 - 15,4

2. 32,6 25,9 23,9 8,4 3,3 3,7 - 15,4

3. 25,0 40,0 18,0 9,0 4,0 4,0 - 17.0

4. 35,0 33,0 18,0 6,0 2,0 6,0 14,0

■ 5. 22,0 38,0 16,0 10,0 4,0 10,0 24,0

б. 30,0 28,0 26,0 ло 3,0 6,0 16,0

7. 20,0 44,0 25,0 4,0 2,0 3,0 - 11,0

3. 36,8 30,0 22,0 8,0 - 4,0 - 12,0

9. 38,0 32,0 15,0 12,0 5,0 8,0 25,0

ю, 34,0 20,0 12,0 16,0 6,0 12,0 34,0

II. 29,0 32,0 19:0 8,0 4,0 6,0 18,0

12. 29,0 32,0 19,0 8,0 4,0 6,0 18,0

13. 35,0 33,3 22,0 2,0 2,0 4,0 2уО 8,0

В соответствии' с данными на рисунках 5 и б для медьсо-'-держащего катализатооа характерно увеличение активности его при снижении содержания А^О^/МнО , М^О ,ВаО; ВрО^.

Значительное влияние на селективность синтеза ме.анола оказывает технология приготовления катализатора, "ри сравнении образцов I и 2; II и 12, табл. 2, было обнаружено, что' на образцах 2 и .12, приготовленных "смешением-осаждением", образуется метанол-сырец без органических примесей.

Полученные данные, рис. 5 и б, позволили выбрать для последующего уточнения оптимального состава контакта следующий состав катализатора, мае.$>'. СиО : 1и0 : Мп.0 : : Мд.0 : Сч203 : А1?03 = (29^30) : (26-33) : (2-6) : (18-24): : (4-8). Уточнение состава контактной массы Еыполненоь методом планирования эксперимента.

В табл. 3 представлены обобщенные результаты по влиянию каэдого оксида на изменение свойств катализатора.

\

Таблица 3

Влияние оксидов на свойства катализаторов

Параметр ! Интервал Юсноеной уровень

у. ИПЛИ| ИЧМанянич1и °Ч9НК£> градиента

И ."оли! изменения.п0 выходу М0Танола

1 Xi !п£и t = 260öc

Эффект

2n,o/ßu0 ~ 0,7-1,1 ~ 0,9 (+ кт

Mj/OuÖ MnO/CuO

Ы9О / CuO МгЩЫ

MIM

мАо

0.2-0,4 0,05-0,3

0,05-0,5 0,05-0,5 0,05-0,1 •0,05-0,1

Повышение селективности, уд. поверхности

0,3 (+ к) стабилизация уд.

поверхности

0,175 (■> +) повышение селективности, снижение уд. поверхности

0,275 (+ + +) стабилизация уд.

поверхности

0,125 С- к) стабилизация уд.

поверхности

0,075 (- к) снижение уд. поверхности

0,075 (+ +) повышение селективности, сни»гние уд. поверхности

Принимая во внимание результаты исследования катализатора.типа ДБ и'существующую технологию приготовления .катализе-, рра на опытном производстве Н§ П1АП для работы йод " давлением.32.МПа предложен катализатор химического состава, мас.$: .

СиО- 33,7: ¿пО - 35,4;. Сг*Оз - 22,7; ^А1203 -8,2

Этот катализатор под условным названием ДВ-8-2 внедрен на Новомосковском ПО "Азот".

За'время работы о 1985 года подтверждены,высокие качества нового катализатора. По сравнению с цинкхромовым кегализатором он имеет следующие преимущества:степень пр¡вращения оксидов-углерода уЕеличивается с 15 - 25% до 40 - 95$; расходные нормы по сырью и энергии на 5 - .

низкой содьржание.СО в газе позволяет увеличить срок службы теплообменников и другого оборудования; уменьшить образование карбони..ов железа и устранить процесс метанирования, сократить число остановок для устранения пропусков газа, улучшается качество метаноля-сырца; перманганатное число возрастает с 2 до 20-40 минут; содержание органических приме с .эй

с 2,5+3,5 та.% уменьшается до С,4 мас.$; содиржание воды снижается с 6-8 г? 3-5 мас.#; содержание метанола возрастает с 91-93 до 94-97 иао.%. Снижаю'ся затраты на ректификацию метанола-сырца; время восстановления катали' атора уменьшается с 7 до 3 суток.

Экономический эффект от внедрения катализатора в промышленность составил 398,4 тис.руб./год в ценах 198е) года.

Завершаете" диссертация расчетом колонны синтеза метанола. Используя кинзтические зависимости, рассчитана степень использования поворхности катализатора ДВ-8-2 в зависимости от температуры синтеза. С учетом степени использования поверхности катализатора рассчитаны температурный и концентрационный профили колонны синтеза метанола.

В а 1 О I Е

1. Показана применимость схемы синтеза метанола из газа, содержащего СО и С0о:

СО + 2Нз СН30Н'

С02 + Н£ СО + Н20

СО + 2% СР^ОН

2. Максимальная производительность колош а синтеза метаноле достигается при использовании газовой смеси, состав ' которой удовлетворяет значению параметра А,-равного I.

Рп- ~ Рсь

■ м №+2Рк) . '

При А >1 или при А производительность катализатора снижается..

3. Выведены кинетические уравнения синтеза метанола из газа, состоящего из с0 и на катализаторах СШ-1 и ДВ-8-2. Уравнения апробированы при давлениях синтеза метанола до 32 МПа и цри температурах 240-320 °С.

4. Получены кинетические уравнения разложение чистого метанола и смесей: метанол - диоксид углерода, метано; -водяной пар. Уравнения апробирова.ш при атмосферном давлении в температурах 170-320 °С.

5. Разработан низкотемпературный катализатор ДЗ-8-2 для работы под давлением 32 МПа.

6. Катализатор применен в агрегатах высокого давления на газа с низким содержанием СО и COg на Новомосковском ПО "Азот".

. 7. Экономический эффект при освоении катализатора ДВ-8-2 составил 398,4 тыс.руб./год в ценах на Iе»85 г.

8. Используя кинетические зависимости по синтезу метанола на катализаторе ДВ-8-2, выполнен расчет на 'ЭВМ насадки колонны синтеза метанола под давлением 32 МПа.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Барковбкий А.И., Померанцев В.М., Анохин В.Н. Кинетика синтеза (разложения) метанола.// Физ.-хим. ооновы синтеза метанола "Метанол - 3". Тез.докл. 3-го Всесоюз. ' ссвещ. М.: Наука, 1986. - с. 16-17.

2. Вдовец Б.С., Барковский А.И., Анохин B.h. Расчет каталитического реактора .конверсии моноокезда углерода с водяным паром.// Материалы научн.-техн.конф. Новомосковского филиала Моск.хим.-технол.ин-та (Новомосковск, 1Ь-23 мая, 1986 г.): Сборник в '2ч./ Моск.хим.-технол.ин-т. - М., ■ 1987.Ч. I. - с. I87-I9I. г 'Деп. в ВИНИТИ 28.01.87,

li 668-В87. . ' • • .