thiết kế quy trình công nghệ sản xuất methanol từ khí tổng hợp với năng suất 100000 tấn trên năm

Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay của thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, ngành công nghiệp tổng hợp hữu cơ chiếm một vị trí hết sức quan trọng, đặc biệt ngành công nghiệp tổng hợp Hữu cơ – Hóa dầu đã góp phần phục vụ cho đời sống con người, phục vụ cho sự phát triển không ngừng của nhân loại.Metanol là một trong những nguyên liệu rất quan trọng để sản xuất các hợp chất hữu cơ trong công nghiệp hóa chất, khoảng 85% lượng metanol sản xuất được sử dụng như là nguyên liệu đầu hay là dung môi trong công nghiệp tổng hợp hóa học. Phần lớn lượng metanol được dùng để sản xuất formandehyt, dùng làm chất trung gian trong tổng hợp metylmetacrylat, dimetylterephtalat, dimetylsunfat, metanol còn được dùng làm chất metyl hóa để điều chế metylamin, dimetylanilin.Ngoài ra, metanol còn được sử dụng trong hỗn hợp với các sản phẩm dầu mỏ để làm nhiên liệu, điều chế phẩm nhuộm và dược phẩm, ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y học. Ngày nay, nhu cầu sử dụng metanol làm nguyên liệu cho động cơ, thay thế cho xăng đang ngày một tăng lên vì trữ lượng dầu mỏ trên thế giới đang cạn dần.Metanol được sản xuất từ những phương pháp khác nhau. Tuy nhiên, hiện nay do công nghiệp chế biến khí ngày càng phát triển, lượng khí tổng hợp được sản xuất từ khí tự nhiên và quá trình chế biến dầu ngày càng nhiều hơn, nhiều công nghệ mới ra đời. Do đó công nghiệp sản xuất metanol từ khí tổng hợp cũng đang trên đà phát triển, với các loại xúc tác mới có độ chọn lọc, độ chuyển hóa cao. Như vậy ngành công nghiệp chế biến dầu khí ở nước ta đang bước vào thời kì mới.Vì vậy ”thiết kế quy trình công nghệ sản xuất methanol từ khí tổng hợp với năng suất 100000 tấnnăm” là đè tài đồ án công nghệ của nhóm chúng em nghiên cứu và trình bày.

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: NGUYỄN VĂN TOÀN LỜI MỞ ĐẦU  Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay của thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, ngành công nghiệp tổng hợp hữu cơ chiếm một vị trí hết sức quan trọng, đặc biệt ngành công nghiệp tổng hợp Hữu cơ – Hóa dầu đã góp phần phục vụ cho đời sống con người, phục vụ cho sự phát triển không ngừng của nhân loại. Metanol là một trong những nguyên liệu rất quan trọng để sản xuất các hợp chất hữu cơ trong công nghiệp hóa chất, khoảng 85% lượng metanol sản xuất được sử dụng như là nguyên liệu đầu hay là dung môi trong công nghiệp tổng hợp hóa học. Phần lớn lượng metanol được dùng để sản xuất formandehyt, dùng làm chất trung gian trong tổng hợp metylmetacrylat, dimetylterephtalat, dimetylsunfat, metanol còn được dùng làm chất metyl hóa để điều chế metylamin, dimetylanilin. Ngoài ra, metanol còn được sử dụng trong hỗn hợp với các sản phẩm dầu mỏ để làm nhiên liệu, điều chế phẩm nhuộm và dược phẩm, ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y học. Ngày nay, nhu cầu sử dụng metanol làm nguyên liệu cho động cơ, thay thế cho xăng đang ngày một tăng lên vì trữ lượng dầu mỏ trên thế giới đang cạn dần. Metanol được sản xuất từ những phương pháp khác nhau. Tuy nhiên, hiện nay do công nghiệp chế biến khí ngày càng phát triển, lượng khí tổng hợp được sản xuất từ khí tự nhiên và quá trình chế biến dầu ngày càng nhiều hơn, nhiều công nghệ mới ra đời. Do đó công nghiệp sản xuất metanol từ khí tổng hợp cũng đang trên đà phát triển, với các loại xúc tác mới có độ chọn lọc, độ chuyển hóa cao. Như vậy ngành công nghiệp chế biến dầu khí ở nước ta đang bước vào thời kì mới.Vì vậy ”thiết kế quy trình công nghệ sản xuất methanol từ khí tổng hợp với năng suất 100000 tấn/năm” là đè tài đồ án công nghệ của nhóm chúng em nghiên cứu và trình bày. LỚP:DL12HD Trang ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: NGUYỄN VĂN TOÀN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu chung về Metanol: Metanol còn có những tên gọi khác như metylalcol, carbinol hoặc rượu gỗ có công thức hóa học là CH 3 OH, khối lượng phân tử M= 32,042 là một trong những nguyên liệu thô rất quan trọng. 1.1.1 Tính chất vật lý của Metanol: Metanol (CH 3 OH) là chất lỏng không màu, có mùi đặc trủng tương tự Etanol(C 2 H 5 OH), trung tính, tan tốt trong nước, rượu, este và hầu hết các dung môi hữu cơ khác, nó ít hòa tan trong chất béo và dầu bởi tính phân cực của nó. Ngoài ra, Metanol còn hòa tan được rất nhiều hợp chất hữu cơ và các loại muối khác. Metanol là chất dễ cháy và rất độc với một lượng nhỏ (khoảng 10ml) cũng có thể làm mù mắt, với lượng lớn có thể gây tử vong. Bảng 1. Các thông số vật lý của Metanol Đại lượng Giá trị Đơn vị Áp suất tới hạn 8,098 MPa Nhiệt độ tới hạn 239,49 0 C Thể tích tới hạn 117,9 cm 3/mol Khối lượng riêng tới hạn 0,2715 g/cm 3 Giới hạn nổ trong không khí 5,5÷44 %V Nhiêt dộ đóng rắn -97,68 0 C Tỷ trọng tới hạn 0,2715 g/cm 3 Hệ số nén tới hạn 0,224 Nhiệt hóa hơi ở 101,3 Kpa 1128,8 kJ/kg Điểm bắt cháy cốc hở 15,6 0 C Điểm bắt cháy cốc kín 12,5 0 C Độ dẫn điện (ở 25 0 C) (2÷7).10 -9 Ω - -1 .cm -1 Nhiệt độ bắt cháy 470 0 C 1.1.2 Tính chất hóa học của Metanol: Metanol (CH 3 OH) là một rượu no đơn chức. đặc trưng cho loại hợp chất này là khả năng phản ứng được quyết định bởi nhóm chức (-OH) các phản ứng LỚP:DL12HD Trang ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: NGUYỄN VĂN TOÀN của Metanol xảy ra thông qua việc phân chia mối liên kết C-O và O-H, mà đặc trưng là sự thay thế bởi (-H) hoặc (-OH) - Tính axit, phản ứng tạo muối: Metanol luôn thể hiện tính chất của một axit yếu, nó phân ly yếu hơn cả nước do gốc alkyl có hiệu ứng +1.Hiệu ứng này làm giảm sự phân cực của liên kết O-H. Khi thay thế nguyên tử H trong nhóm –CH 3 của metanol cũng thay đổi. Metanol có tính axit yếu, nó tác dụng được với kim loại kiềm. Ví dụ : CH 3 + Na → CH 3 ONa + ½ H 2 - Phản ứng tạo thành ete và este: Phản ứng tạo thành ete: Metanol có thể phân hủy khi co mặt H 2 SO 4 đặc sẽ tạo thành ete: OHCHOCHOHCH đSOH 2333 42 2 +−− → - Phản ứng tạo thành este: Metanol có thể tác dụng với axit cacboxylic, với xúc tác H 2 SO 4 tạo thành este OHCOOCHCHCOOHCHOHCH đSOH 23333 42 + →+ - Phản ứng tạo thành dẫn xuất halogen: Metanol có thể tác dụng với Hydrohalogen tạo thành Metylhalogenua. - Phản ứng dehydrat hóa tạo thành alken: Tương tự như alky halogen bị dehydrohalogen hóa tạo thành alkyl. Metanol có thể bị dehydrat hóa theo phản ứng OHHCOHCH 2223 22 +→ Để thực hiện phản ưng trên người ta cho hơi Metanol đi qua Al 2 O 3 nung nóng hoặc đun Metanol với axitsunfuric đặc. - Phản ứng dehydro hóa: Hơi Metanol đi qua cột chứa xúc tác đồng (Cu) ở nhiệt độ 300 0 C, sẽ bị tách hydro tạo thành aldehyt: LỚP:DL12HD Trang ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: NGUYỄN VĂN TOÀN - Phản ứng oxi hóa: Phản ứng oxi hóa chỉ dùng trong công nghiệp, trong điều kiện phòng thí nghiệm người ta dùng các chất oxi hóa những KMnO 4 + H 2 SO 4 hoặc K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 , khi đó: 1.1.3 Ứng dụng: Methanol được dùng làm chất chống đông, làm dung môi, làm nguyên liệu cho động cơ đốt trong, ứng dụng lớn nhất là làm nguyên liệu cho sản xuất hóa chất. Methanol chủ yếu được dùng để sản xuất Andehit Fomic nguyên liệu cho công nghiệp chất dẻo. 1.2 Cơ sở hóa học của quá trình tổng hợp metanol từ khí tổng hợp : Sự tạo thành Metanol từ khí tổng hợp được tiến hành theo phản ứng sau: CO + 2H 2 → CH 3 OH ∆Η 300K = - 90,77 KJ/mol. (1) CO 2 + 3H 2 → CH 3 OH + H 2 O ∆Η 300K = - 49,16 KJ/mol. (2) Cả hai phản ứng trên đều tỏa nhiệt. Vì vậy để thuận lợi cho phản ứng tổng hợp metanol ta cần tăng áp suất và giảm nhiệt độ. Ngoài hai phản ứng tạo thành metanol trên còn có phản ứng phụ thu nhiệt. CO 2 + H 2 → CO + H 2 O ∆ H 300K = 41,21KJ/mol. (3) Để đơn giản các phản ứng (1) và (3) có thể coi là phản ứng độc lập, sự chuyển hóa của cacbondioxit thành metanol ở phương trình (2) là kết quả của phương trình (1) và (3). 1.2.1 Xúc tác cho quá trình tổng hợp Metanol - Xúc tác cho quá trình tổng hợp ở áp suất cao Sản phẩm Metanol công nghiệp đầu tiên được tổng hợp bằng quá trình ở áp suất cao, được xúc tác bởi hệ xúc tác: ZnO và Cr 2 O 3 xúc tác này được sử dụng cho quá trình tổng hợp ở áp suất 25 ¸ 30 MPa nhiệt độ 300 ¸ 450 0 C. Hệ xúc tác này có khả năng chống lại sự tác động của hợp chất lưu huỳnh và clo có mặt trong khí tổng hợp nhưng quá trình tổng hợp áp suất cao không có LỚP:DL12HD Trang ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: NGUYỄN VĂN TOÀN giá trị kinh tế. Vì vậy ngày nay người ta nghiên cứu và sử dụng hệ xúc tác chứa đồng, phản ứng thực hiện ở áp suất thấp. - Xúc tác cho quá trình tổng hợp Metanol ở áp suất thấp Xúc tác để tổng hợp Metanol ở áp suất thấp được hãng ICI sử dụng đầu tiên trong công nghiệp vào năm 1966. Xúc tác có chứa Cu, có hoạt tính và độ chọn lọc cao hơn so với xúc tác ZnO-Cr 2 O 3 . Xúc tác Cu-ZnO được tăng độ bền nhiệt do sự có mặt của Al 2 O 3 , được dùng cho quá trình chuyển hóa khí tổng hợp vô cùng tinh khiết thành metanol. Vì xúc tác rất hoạt động nên quá trình tổng hợp metanol được thực hiện ở 220 0 C ¸ 230 0 C và áp suất 5 MPa. Do đó đã hạn chế sự lão hóa sớm dẫn tới Cu bị kết dính. Xúc tác có độ chọn lọc cao cho phép nhận được metanol có độ tinh khiết cao 99,5%. Tất cả các xúc tác cho quá trình tổng hợp áp suất thấp có chứa CuO và ZnO hiện nay đang dùng đều được thêm phụ gia làm tăng độ bền, trong đó Al 2 O 3 Cr 2 O 3 hoặc hỗn hợp là thích hợp hơn cả. Xúc tác hiện nay được sử dụng trong các nhà máy tổng hợp metanol ở áp suất thấp trên cơ sở Cu-ZnO-Al (hoặc Cr) nhận được dưới dạng cacbonat hoặc nitrat kim loại, bằng cách cho đồng kết tủa trong dung dịch nước của các muối kim loại (ví dụ muối nitrat) với dung dịch Na 2 CO 3 . Quá trình kết tủa có thể xảy ra theo nhiều giai đoạn, chất lượng của xúc tác được xác định bởi thành phần tối ưu của các cấu tử kim loại, nhiệt độ kết tủa, độ PH, thứ tự cho các muối kim loại vào, thời gian kết tủa. Tỷ lệ cấu tử, tốc độ khuấy trộn và hình dạng cánh khuấy cũng ảnh hưởng đến chất lượng xúc tác. Xúc tác cho quá trình tổng hợp metanol áp suất thấp cũng có thể thu được từ các phương pháp khác như: tẩm các cấu tử hoạt tính lên chất mang, trộn lẫn các hợp chất kim loại Xúc tác Cu-ZnO-Al 2 O 3 thương phẩm hiện nay dùng trong tổng hợp Metanol áp suất thấp cho phép sản xuất ra sản phẩm yêu cầu với độ chọn lọc cao, có thể có tới 99% lượng CO x cho vào. Các tạp chất làm ảnh hưởng tới hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác. Hợp chất kiềm làm giảm thời gian sử dụng và làm giảm độ chọn lọc của xúc tác. Các tạp chất chứa sắt hoặc niken trong khoảng vài phần triệu sẽ làm tăng các LỚP:DL12HD Trang ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: NGUYỄN VĂN TOÀN phản ứng phụ tạo thành các hydrocacbon và sáp. Hợp chất của silicon dioxit làm tăng tỉ lệ dimetylete trong metanol thô. Các chất hoạt hóa cấu trúc tạo điều kiện phân tán và ổn định các tâm hoạt động của xúc tác, nâng cao hoạt tính và độ ổn định của xúc tác. Thời gian sử dụng khoảng 2 5 năm. Những sơ suất trong quá trình chế tạo xúc tác có thể ảnh hưởng đến sự phân tán các tâm hoạt động và làm xúc tác bị giảm hoạt tính. Điều kiện nhiệt độ, thành phần hỗn hợp khí nguyên liệu đưa vào phải được kiểm soát chặt chẽ. Xúc tác chứa Cu rất nhạy với các tạp chất trong khí tổng hợp. Các hợp chất của lưu huỳnh và clo gây ngộ độc xúc tác rất nhanh trong tổng hợp Metanol. Các hợp chất này phải được loại bỏ khỏi thành phần của khí tổng hợp trước khi đưa vào quá trình tổng hợp Metanol. Dùng xúc tác chứa ZnO sẽ hạn chế tác hại của hợp chất chứa lưu huỳnh vì S sẽ bị chuyển thành ZnS. Sau khi bị giảm hoạt tính, xúc tác vẫn có thể hấp phụ được một lượng lớn S để bảo vệ lớp xúc tác sau khỏi bị ngộ độc. Các tạp chất khác trong khí tổng hợp như hợp chất silicon, nikel cacbonyl hoặc sắt cacbonyl cũng làm cho xúc tác mất hoạt tính. Xúc tác cũng có thể mất hoạt tính do bị phân huỷ nhiệt nếu sử dụng thành phần khí tuần hoàn không thích hợp, điều chỉnh nhiệt độ không đúng hoặc nạp quá nhiều xúc tác lúc ban đầu gây hiện tượng quá nhiệt cục bộ. Nhiều hệ xúc tác cho quá trình tổng hợp Metanol áp suất thấp được nghiên cứu. Trong đó hệ xúc tác Cu-ZnO-Al 2 O 3 được sử dụng phổ biến trong các nhà máy tổng hợp Metanol vì có hoạt tính và độ chọn lọc cao, độ bền tốt, giá thành chấp nhận được. 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp Metanol - Nhiệt độ Hằng số cân bằng của phản ứng tổng hợp metanol được xác định theo phương trình: K p = 283,12 5079 2 2 3 − − = T PP P HCO HOHC LỚP:DL12HD Trang ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: NGUYỄN VĂN TOÀN Từ phương trình này ta thấy, nếu tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch về phía phân ly metanol dẫn đến hiệu suất thu metanol giảm. Bảng 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hằng số cân bằng Nhưng nếu nhiệt độ thấp quá thì xúc tác không còn hoạt tính, do đó trong thực tế nhiệt độ khoảng 200 ÷ 300 0 C. - Áp suất Hằng số cân bằng của phản ứng tạo thành metanol được xác định theo phương trình: K p = 2 2 )1( 4 )3( Y Y P T − − − Trong đó: Y - Phân tử Metanol tạo thành từ một phân tử CO và hai phân tử H 2 P - áp suất chung của hệ (at) T - Nhiệt độ (K) Bảng 3: Một số giá trị của K p ở nhiệt độ và áp suất khác nhau Ta thấy, mức độ chuyển hoá tăng khi giảm nhiệt độ và áp suất, khi không có xúc tác tốc độ phản ứng rất nhỏ, vì vậy phản ứng có xúc tác tiến hành ở nhiệt độ 200 0 C ¸ 300 0 C là tốt nhất. - Xúc tác LỚP:DL12HD Trang ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: NGUYỄN VĂN TOÀN Đối với các phản ứng có mặt xúc tác, việc lựa chọn chất xúc tác ảnh hưởng rất lớn đến toàn bộ quá trình. Chất xúc tác có thể làm tăng hoặc giảm tốc độ của phản ứng. Hiệu suất của phản ứng chính được quyết định bởi việc lựa chọn xúc tác. Vì vậy yêu cầu chung đối với xúc tác là: - Xúc tác phải có hoạt tính cao - Độ chọn lọc của xúc tác cao - Độ ổn định lớn - Xúc tác phải đảm độ bền cơ, bền nhiệt. Trong quá trình làm việc, xúc tác cọ xát với thành thiết bị nên dễ bị vỡ làm tổn thất áp suất qua lớp xúc tác tăng lên, làm mất mát xúc tác, vì vậy xúc tác cần đảm bảo độ bền cơ. Khi nhiệt độ làm việc cao nếu xúc tác không bền sẽ bị biến đổi cấu trúc hoặc bị phân hủy, làm giảm các tính chất của xúc tác. - Xúc tác phải đảm bảo độ thuần khiết cao nhất: cần đồng nhất thành phần, cấu trúc, hình dáng, kích thước, khi kích thước không đồng đều dẫn đến tạo những vùng phân lớp và có trở lực khác nhau nên dễ phá vỡ chế độ làm việc bình thường của thiết bị. Mặt khác khi kích thước không đồng đều thì tăng khả năng vỡ vụn làm mất mát xúc tác. Cấu trúc lỗ xốp không đồng đều làm giảm bề mặt tiếp xúc nên giảm hoạt tính. - Xúc tác phải bền với các chất gây ngộ độc xúc tác: xúc tác phải có khả năng chống lại sự tác dụng gây ngộ độc của những hợp chất của N, S, các kim loại nặng để kéo dài thời gian làm việc của xúc tác. - Xúc tác phải có khả năng tái sinh: đây là yêu cầu quan trọng trong quá trình sử dụng chất xúc tác. Xúc tác có khả năng tái sinh tốt thì nâng cao được hiệu quả sử dụng, lượng xúc tác tiêu hao cũng giảm xuống. Xúc tác phải dễ sản xuất và rẻ tiền để đảm bảo tính kinh tế, công nghệ sản xuất. - Vận tốc thể tích khí Vận tốc thể tích khí là số m 3 khí đi qua một đơn vị xúc tác trong một giờ. Khi tăng vận tốc thể tích thì hiệu suất xúc tác tăng, năng suất thiết bị tăng, nếu vận tốc thể tích nhỏ, thời gian tiếp xúc tăng thì sẽ tạo thành nhiều sản phẩm phụ. LỚP:DL12HD Trang ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: NGUYỄN VĂN TOÀN Lúc đầu vận tốc thuận, do đó ta cần tăng vận tốc thể tích để tăng vận tốc thuận. Vận tốc thể tích thường 10.000 ¸ 35.000 m 3 /m 3 xúc tác giờ. CO + 2H 2 → CH 3 OH - Tỷ lệ CO/H 2 Tỷ lệ CO/H 2 tuỳ thuộc vào việc dùng xúc tác loại nào: + Nếu dùng xúc tác Oxyt Zn-Cr tỷ lệ CO/H 2 = 1/2 + Nếu dùng xúc tác Cu tỷ lệ CO/H 2 = 1/5. Phải dùng dư H 2 vì xúc tác Cu dễ bị cảm ứng nhiệt gây nóng cục bộ. Sau mỗi quá trình phản ứng khoảng 50%V khí chuyển hóa, vì vậy khí chưa phản ứng cho tuần hoàn lại. Qua nhiều quá trình tuần hoàn dẫn đến tích tụ khí trơ như nitơ, metan, CO 2 . Vì vậy trong mỗi lần phản ứng chỉ cho 10% khí tuần hoàn, để tránh làm giảm áp suất riêng phần của CO và H 2 , làm giảm hiệu suất của quá trình. 1.3 Công nghệ tổng hợp Metanol từ khí tổng hợp Hiện nay, metanol được sản xuất trong công nghiệp ở quy mô lớn chủ yếu bằng phương pháp tổng hợp từ khí tổng hợp. Người ta phân loại theo áp suất tiến hành quá trình tổng hợp như sau: + Quá trình ở áp suất cao 25 ÷ 30 MPa. + Quá trình ở áp suất trung bình 10÷25 MPa. + Quá trình ở áp suất thấp 5÷10 MPa. Ưu điểm chính của quá trình ở áp suất thấp là giá đầu tư và giá thành sản phẩm thấp, quá trình hoạt động ổn định, thích hợp với mọi kế hoạch. Công nghệ tổng hợp Metanol có thể chia thành 3 giai đoạn chính: + Sản xuất khí tổng hợp + Tổng hợp Metanol thô + Chủng cất Metanol thô LỚP:DL12HD Trang ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: NGUYỄN VĂN TOÀN 1.4 Công nghệ tổng hợp Metanol ở áp suất thấp Trong phần trước ta đã trình bày cơ chế của quá trình tổng hợp metanol từ khí tổng hợp. Phần này chỉ đề cập đến các công nghệ của quá trình tổng hợp metanol ở áp suất thấp. Hình 1: sơ đồ nguyên lý công nghệ tổng hợp metanol ở áp suất thấp 1- Thiết bị phản ứng 2- Thiết bị trao đổi nhiệt 3- Thiết bị làm lạnh 4- Tháp phân ly 5- Máy nén tuần hoàn 6- Máy nén Thuyết minh quy trình công nghệ : Khí tổng hợp đưa vào được nén tới áp suất yêu cầu (5 ¸ 10 MPa) trong máy nén nhiều cấp (6). Khí trước khi đi vào thiết bị phản ứng được gia nhiệt tại LỚP:DL12HD Trang [...]... metanol Khí tổng hợp là hỗn hợp của cacbon monoxit (CO) và hydro (H 2) với thành phần rất đa dạng tuỳ theo khí tổng hợp LỚP:DL12HD Trang ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: NGUYỄN VĂN TOÀN 2.1.2 Lựa chọn công nghệ Khí tổng hợp Tổng hợp CH3OH Chưng cất CH3OH Sơ đồ khối của quá trình tổng hợp metanol Quá trình tổng hợp metanol từ sản phẩm của quá trình steam refoming đơn giản hơn nhiều so với quá trình sản xuất hydro... việt Để tổng hợp metanol từ khí tự nhiên phải qua công nghệ chuyển hoá khí tự nhiên thành khí tổng hợp Khí tổng hợp là một trong các nguồn nguyên liệu hóa học quan trọng nhất hiện nay Ban đầu khí tổng hợp chủ yếu được dùng để tổng hợp Amoni, đây là một hợp chất hóa học có ứng dụng rất lớn Trong quá trình tổng hợp amoni, các nhà khoa học đã phát hiện và nghiên cứu thành công quá trình tổng hợp các hợp chất... được từ đỉnh tháp (7) 1.4.1.3 Công nghệ của hãng Haldor-Topsoe (Đan Mạch) Quá trình tổng hợp metanol từ khí tự nhiên và khí đồng hành được thực hiện bao gồm hai giai đoạn: + Giai đoạn I: Chuyển hóa khí tự nhiên và khí đồng hành thành khí tổng hợp bằng quá trình tổ hợp + Giai đoạn II: Chuyển hóa khí tổng hợp thành metanol Quy trình gồm có: 1 Tháp tách lưu huỳnh 2 Tháp làm ẩm 3 Tháp oxi hóa sơ cấp 4 Thiết. .. áp suất khác nhau thì nhiệt tỏa ra khi ngưng tụ hơi của cột làm việc ở áp suất cao sẽ được dùng để cấp cho cột làm việc ở áp suất thấp hơn LỚP:DL12HD Trang ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: NGUYỄN VĂN TOÀN 1.4.1 Các công nghệ tổng hợp metanol áp suất thấp hiện đại 1.4.1.1 Công nghệ của hãng Lurgi oil Gas chemic GmbH (Đức) Công nghệ sản xuất metanol với quy mô lớn từ khí tự nhiên và khí đồng hành sử dụng quá trình. .. reforming tổ hợp để chuyển hóa thành khí tổng hợp và quá trình tổng hợp Metanol ở áp suất thấp Hình 2: sơ đồ công nghệ tổng hợp metanol ở áp suất thấp của hãng Lurgi oil Gas chemic GmbH (Đức) 1- Thiết bị chuyển hóa thứ cấp 2- Thiết bị trao đổi nhiệt 3- Thiết bị tách khí 4- Thiết bị phân tách lỏng hơi 5- Máy nén khí 6- Bơm màng LỚP:DL12HD Trang ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: NGUYỄN VĂN TOÀN 7- Thiết bị phản... khoảng 10% so với vốn đầu tư cho một nhà máy sử dụng quá trình reforming hơi nước một giai đoạn Nhà máy với quy mô 2400 (tấn/ ngày) đã được xây dựng tại Nauy vào đầu năm 1997 LỚP:DL12HD Trang ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: NGUYỄN VĂN TOÀN CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1 Cơ sở quá trình thiết kế: 2.1.1 Lựa chọn nguyên liệu: Khí tự nhiên được khai thác từ các mỏ khí trong lòng đất là hỗn hợp các hydrocacbon... đến xúc tác của quá trình phản ứng Thiết bị phản ứng là thiết bị ống trùm nên cấu tạo của thiết bị đơn giản giá thành đầu tư chế tạo rẻ Do đã khống chế tốt các điều kiện nhiệt động nên hiếu suất sản phẩm nhận được ở thiết bị này tương đối cao Qúa trình phản ứng tổng hợp metanol từ khí tự nhiên qua giai đoạn tổng hợp khí tổng hợp với xúc tác Cu-ZnO-Al 2O3 LỚP:DL12HD Trang ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: NGUYỄN... Hỗn hợp sau phản ứng được làm lạnh rồi đưa qua tháp tách Khí chưa chuyển hóa được máy nén đưa quay trở lại thiết bị tổng hợp trộn với dòng nguyên liệu mới Metanol tách ra khỏi hỗn hợp khí được đưa sang chưng cất để nhận sản phẩm metanol tinh khiết Quá trình này phù hợp với yêu cầu cần thiết có thể chuyển các nhà máy sản xuất amoniac thành nhà máy sản xuất Metanol khi có nhu cầu tại chỗ 1.4.1.2 Công nghệ. .. chu trình tổng hợp metanol (8) Nhiệt lượng của khí tổng hợp được tận dụng để sản xuất hơi nước áp suất cao trong thiết bị (5), và đun nóng cho đáy tháp chưng tinh chế metanol Chu trình tổng hợp metanol là hệ thống gồm 3 thiết bị phản ứng đẳng nhiệt, trong đó có xúc tác cho phản ứng tổng hợp metanol Có sự trao đổi nhiệt giữa các thiết bị phản ứng Sản phẩm metanol thô được tách ra khỏi hỗn hợp khí chưa... chứa xúc tác niken Khí tổng hợp được sản xuất bằng công nghệ reforming hơi nước ở nhiệt độ 8800C và áp suất 2 MPa Công đoạn tổng hợp Metanol bao gồm: máy nén tuần hoàn (3), thiết bị chuyển hóa (4), các thiết bị trao đổi nhiệt và tháp phân ly (5) Trong các nhà máy lớn quá trình chuyển hóa khí tổng hợp thành Metanol thực hiện trên xúc tác có chứa Cu ở điều kiện nhiệt độ 240 ¸ 270 0C, áp suất 8 ¸10MPa, phản . ngành công nghiệp chế biến dầu khí ở nước ta đang bước vào thời kì mới.Vì vậy thiết kế quy trình công nghệ sản xuất methanol từ khí tổng hợp với năng suất 100000 tấn/ năm là đè tài đồ án công nghệ. Công nghệ tổng hợp Metanol ở áp suất thấp Trong phần trước ta đã trình bày cơ chế của quá trình tổng hợp metanol từ khí tổng hợp. Phần này chỉ đề cập đến các công nghệ của quá trình tổng hợp metanol. TOÀN 1.4.1 Các công nghệ tổng hợp metanol áp suất thấp hiện đại 1.4.1.1 Công nghệ của hãng Lurgi oil Gas chemic GmbH (Đức) Công nghệ sản xuất metanol với quy mô lớn từ khí tự nhiên và khí đồng hành