Eljárás előállítására dimetil-éter egy egylépéses eljárás, és izolálás
Független tudományos és technikai portál WWW.NTPO.COM - Bank technológiák, a találmányok és tudományos felfedezések teljes verzió
Jelenleg DME főleg a gázkészülékek és háztartási célokra, mint a hajtóanyaggal aeroszolok. Az elmúlt két évtized során a folyamatos növekedése az olajárak és a kapcsolódó változás nyersanyagok termékek előállítására és közbenső petrolkémiai szintézisének a földgáz, ott már különböző helyekre DME - mint alternatív tiszta üzemanyag belső égésű motorok vagy alapanyagokban szintézisére a benzin és az olefinek.
Céljából a modern petrolkémiai ipar DME korlátozott mennyiségben nyert metanol dehidratálással segítségével aktív gamma-alumínium-oxid, valamint a melléktermék a metanol szintézis.
A jellemzői az egylépéses szintézisét DME a szintézis gáz, ami lehet leírni rendszer sztöchiometriai egyenletek (1) - (3) a nem teljes konverzió a szintézisgáz egy áthaladásra exoterm előforduló a reakció-rendszerben, a formáció együtt DME jelentős mennyiségű metanol és szén-monoxid (IV):
Az optimális készítmény DME szintézis egy szintézis gáz, amelynek hidrogén / szén-monoxid aránya (II), közel 1,0, amelyek előállításához elsősorban a szén gázosítására.
Magyarországon azonban szintetikus gáz földgázból állítjuk elő lényegében az eljárás gőzreformáló, a szintézis-gáz összetételt (az arány a hidrogén / szén-monoxid (II) 4,5-5,0, 2,6-3,0 modul ) a legkevésbé kedvező a DME-szintézis. A megnövekedett kereslet a DME vezet, hogy meg kell találni az új technikai megoldások a folyamat, egylépéses szintézissel. Ebben az összefüggésben, a feladat a fejlődő folyamat szintézise DME szintézisgázból kapjuk ezzel a módszerrel, és annak elválasztását a kapcsolati gáz fontos.
Így, az ismert eljárás dimetil-éter a szintézisgázt ismertetnek a szabadalmi DE 4222655, amely szerint a közvetlen szintézisét DME szintézisgázból a modullal 1.3 végezzük hőmérsékleten 200-350 ° C, a nyomás 1,0-10,0 MPa és a cirkulációs arány 1,0-5,0 bifunkciós katalizátor, amely tartalmaz egy komponenst tartalmazó készítményt, metanol szintézis és a kiszáradás. Izolálása előre meghatározott minőségének DME szerint hajtjuk végre egy rendszert, amely hűtés és elválasztás nagy nyomáson a gázra és folyékony fázisok; DME felszívódását és a szén-oxid a (IV), tartalmaz a gázáram metanollal; regenerálása az abszorbens - metanol; fejlődése szén-oxid (IV), tartalmazott a folyadékfázisban való elkülönítés után, és a gázfázis deszorpciója után, extrakciós desztillációval, a extrahálószerként metanol vagy víz vagy 10-30 tömeg%. vizes metanol; szétválasztása ekvimoláris elegyét DME / metanol / víz rektifikálással két oszlopkromatográfiás áramkör.
A hátránya ennek a módszernek, hogy szükség van az együtt melléktermék DME - metanolt (két-termék áramkör), és terjedelmes Hardver-technológiai folyamat tervezése, amely magában foglalja a használata legalább öt lépésben izolálására kereskedelmi DME.
A legközelebbi műszaki megoldás egy eljárás-dimetil-éter a szintézis gáz egy modul 2,2-2,7 (aránya a hidrogén / szén-monoxid (II) 2,2-4,2), számú szabadalmi leírásban ismertetett cég Haldor Topse US5908963, amely szerint eljárást végzik hőmérsékleten 240-290 ° C, a nyomás 42 bar nyomáson és 4,0-5,0 multiplicitás forgalomban bifunkciós katalizátor. Elválasztását a reakció termékek a következő lépéseket tartalmazza hűtés és elválasztás az érintkező gáz; visszatérés a gázáram anélkül szénmonoxidot (IV) szintézisét az oxigenátok; DME kiválasztása öblítőgáz abszorpciós metanolban; megszerzése további mennyiségű DME dehidratálásával a gazdagok abszorbens; elválasztása a folyékony fázis dehidratálási reakció termékek, és a keverékét tartalmazó DME / metanol / víz rektifikálással két oszlopkromatográfiás áramkör, azzal jellemezve, hogy az oldható metanolt használunk az abszorbens lépésében szétválasztása DME a leürítő gázok és kondenzált víz a rendszerből kilépő. Hozam és szelektivitása DME szénen alapuló szén-szén-oxidok (II) és (IV) 83,9-85,4 tömeg%. és 89,6-90,3 tömeg%. illetve egy felhasználásának mértékét a szén 93,7-94,6%.
A hátránya ennek a módszer nem eléggé nagy hozammal és szelektivitással kialakulásának DME-ben és a termék tisztaságát - kapott DME tartalmazza összetételét legfeljebb 20 tömeg%. szennyeződések - metanol és víz, és csak akkor lehet használni, mint az üzemanyag belső égésű motorokhoz.
Azonban a metanol jelenlétében DME nyersanyagként felhasznált szintéziséhez benzin és olefinek, kívánatos, mert a metanol képződéséhez vezet a melléktermékek, mint például a metán és a durol. Továbbá, a szén-monoxid jelenlétében, és metanolt (IV) DME-ben üzemanyag csökkenti a teljesítményt.
Végrehajtása a javasolt eljárás előállítására dimetil-éter lehetséges, ha szintetikus gáz, a megfelelő modul a 1,0-3,0, és az arány a hidrogén / szén-monoxid (II), egyenlő 1,0-5,0.
A Eljárás dimetil-éter katalizátor 1. típusú alkalmazunk réz-cink katalizátort van elrendezve minden szakaszában a reaktor, és a katalizátort a 2. típusú - réz-cink-króm katalizátor található az utolsó reaktorban szakaszában alatti rétegek a katalizátor 1. típusú végig a fő gáz.
A nem kondenzálható felszívódása után dimetil-éter tartalmazó gáz hidrogén, a szén-oxidok (II) és (IV), metán, nitrogén, és a metanol nyomait és dimetil-éter, elküldi keverésre a kezdeti szintézis gáz, mint egy recirkulációs gáz.
Miután kihajtó gáz tartalmazó elsősorban a szén-monoxid (IV), elküldi keverésre a kezdeti szintézis gáz, mint egy recirkulációs gáz.
A műszaki hatás a használata a találmány szerinti:
1), hogy növelje hozama és szelektivitása DME, alapján a szén-dioxid szén-oxidok (II) és (IV) összehasonlítva a korábbi szakirodalomban leírt kétrétegű katalizátormennyiség a végső fokozatú reaktor és újra metanolt bemenetére az első rész a reaktor.
3), hogy egyszerűsítse a folyamatot azáltal, hogy kiküszöböli a külön dehidratálási lépése metanol.
A rendszer előállítására és izolálására DME a következőképpen működik:
DME szintetizáló reaktor (3) megosztjuk adiabatikus berendezés hideg Quench, amelyben két típusú bifunkciós katalizátor betöltve. Minden szakaszában a reaktor van módosítva az aktív gamma-alumínium-oxid ipari réz-cink metanol szintézis katalizátor (Type 1). A harmadik szakaszban van elrendezve, két katalizátor rétegből áll: egy első réteg réz-cink katalizátort (Type 1), egy második réteget alatt elhelyezett első során a fő gázáram, - réz-cink-króm katalizátor (2. típus). Jellemzői a katalizátorokat 1. táblázatban bemutatott.
Jellemző DME szintézist alkalmazott katalizátorok.
A kapcsolati reaktor gázokat lehűtjük 40 ° C-on, míg a metanol gőz és víz kondenzálódik. A kapott gőz-gáz-folyadék elegy belép a leválasztó (5), ahol a fázisszétválás következik be.
A következő példák szemléltetik a találmányt, de semmilyen módon nem korlátozzák azt.
A patak számok a táblázatok megfelelnek a anyagmérleg a pozíciók az 1. ábrán látható. Sematikus ábrája előállítási folyamatában dimetil-éter egy egylépéses eljárás, és izolálás.
Mivel a nyers szintézis gázt használnak a modul a 2.9, és a hidrogén / szén-monoxid aránya (II), egyenlő 4,7. Az eljárást végezzük DME szintézis reaktorban (3), amelyhez két betöltött típusú katalizátor, nyomáson 7,0 MPa, a hőmérséklet 240-300 ° C, és a cirkulációs arány 5,0-5,5 a fent leírt módszerrel.
DME érintkezésből származó egymás bocsát ki gázokat az abszorber (8) és a lehúzó (9) és a desztillációs oszlop (10).
Csupaszítási szén-oxid (IV) a gazdag abszorbens végezzük nyomáson 1,0-1,5 MPa, és olyan fenékhőmérséklet 100-120 ° C-on Gáz sztrippelő, amely összetételét tekintve nagyrészt szén-oxid (IV), egy kompresszort (2) össze van nyomva, hogy a nyomás 7,0 MPa, és küld a a gázok keveredjenek a abszorber (8) és a további friss szintézisgáz.
Eredmények kapott mérnöki számítások, az anyagmérleg a fentiekben ismertetett eljárással előállított 2. táblázatban mutatjuk be.
A kiválasztott feltételekkel eléri a kitermelést és szelektivitást DME, alapján a szén-dioxid szén-oxidok (II) és (IV) 90,6 tömeg%. és 97,8 tömeg%. rendre szén hasznosítása foka 92,6 tömeg%. és a termelékenység 0,21 kg DME (DME) / Nm 3 (szintézis gáz).
Számítási eredmények az anyagmérleg mutatjuk a 3. táblázatban.
Anyagmérleg működő rendszerek a 2. példában.
1 és friss szintézisgáz
A kiválasztott feltételekkel eléri a kitermelést és szelektivitást DME, alapján a szén-dioxid szén-oxidok (II) és (IV) 86,2 tömeg%. és 92,8 tömeg%. rendre szén hasznosítása foka 92,8 tömeg%. és a termelékenység 0,22 kg DME (DME) / Nm 3 (szintézis gáz).
Anyagmérleg működő rendszerek a 3. példában.
A kiválasztott feltételekkel eléri a kitermelést és szelektivitást DME, alapján a szén-dioxid szén-oxidok (II) és (IV) 89,0 tömeg%. és 93,1 tömeg%. rendre szén hasznosítása foka 95,6 tömeg%. és termelékenysége 0,28 kg DME (DME) / Nm 3 (szintézis gáz).
Anyagmérleg a rendszer szerint működő 4. példa.
Anyagmérleg a rendszer szerint működő 5. példa.
1 és friss szintézisgáz
Így, katalizátor alkalmazása nélkül a típusú (2) kapjuk alacsony hozammal DME. Hozam és szelektivitása DME, alapján a szén-dioxid szén-oxidok (II) és (IV) 74,2 tömeg%. és 92,6 tömeg%. illetve arányokban szén alkalmazásával 80,2 tömeg%. és a termelékenység 0,17 kg DME (DME) / Nm 3 (szintézis gáz).
2. Eljárás dimetil-éter Az 1. igénypont szerinti, azzal jellemezve, hogy a szintézis gázt, azzal jellemezve, hogy a modul a 1,0-3,0, és a hidrogén / szén-monoxid aránya (II), egyenlő 1,0-5,0.
3. Eljárás dimetil-éter Az 1. igénypont szerinti, azzal jellemezve, hogy katalizátorként az 1. típusú alkalmazunk réz-cink katalizátort van elrendezve minden szakaszában a reaktor, és a katalizátort a 2. típusú - réz-cink-króm katalizátor található az utolsó szakaszban a reaktor típusa katalizátor rétegek alatt 1 mentén a fő gázáram.
4. Eljárás dimetil-éter Az 1. igénypont szerinti, azzal jellemezve, hogy miután a felszívódását a nem kondenzálódó gázok dimetiléter hidrogént, szén-oxidok (II) és (IV), metán, nitrogén, és a metanol nyomait, és dimetil-éter táplálunk be a keverő forrása szintézis gáz mint reciklizált gáz.
5. Eljárás dimetil-éter Az 1. igénypont szerinti, azzal jellemezve, hogy miután a sztrippelő gázt tartalmazó, elsősorban a szén-monoxid (IV), elküldi keverésre a kezdeti szintézis gáz, mint egy recirkulációs gáz.
Fájl motor / inc / cackle_template.php nem található.