Предлагаемое изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано на агрегатах производства метанола.
Известен способ переработки природного газа с получением метанола, включающий в себя следующие основные стадии:
компримирование природного газа до 30 кг/см2;
сероочистку;
каталитическую паровую конверсию природного газа с водяным паром в двух параллельно работающих трубчатых печах с соотношением пар:газ, равным 3:1, при давлении 30 кг/см2 и температуре на выходе 860oC;
утилизацию тепла конвертированного газа;
компримирование конвертированного синтез-газа с 17 до 80 кг/см2 двухступенчатым центробежным компрессором;
синтез метанола в едином цикле с двумя параллельно работающими адиабатическими реакторами, в которых катализатор находится в четырех разделенных слоях на опорных решетках, с центральным и периферийными смесителями для смешения газов и регулирования температуры, под давлением 80 атм и температуре 210-270oC по циркуляционной схеме;
ректификацию метанола-сырца в одной предварительной и двух основных колоннах.
В качестве приводов компрессоров, вентиляторов и дымососов к трубчатым печам большинства насосов установлены паровые турбины (Постоянный технологический регламент М-750, N 128516, Губаха, 1985 г.).
Недостатком способа является то, что при работе адиабатических реакторов синтеза метанола имеется значительная неравномерность падения активности слоев катализатора в результате механического повреждения и химической дезактивации. Интенсивное снижение активности происходит в первых по ходу газа слоях катализатора, особенно в первом слое, при этом активность нижних слоев достаточно высока.
Указанный недостаток реакторов синтеза приводит к нерациональному расходу природного газа или замене всего объема катализатора при потере активности только первого слоя.
Техническим результатом изобретения является увеличение степени использования природного газа и экономия катализатора синтеза метанола.
Указанный технический результат достигается предложенным способом переработки природного газа с получением метанола, включающим компримирование исходного природного газа, его сероочистку, каталитическую паровую конверсию с утилизацией тепла конвертированного газа, компрессию последнего и синтез метанола в колоннах синтеза в присутствии катализатора с последующей его ректификацией, при этом синтез метанола осуществляют с периодической заменой в токе азота верхнего слоя катализатора колонн синтеза, количество которого определяют по формуле:
Qпер=Qзагр•(A-1)•(B/C)n,
где Qпер - количество перегружаемого катализатора на первой полке, м3;
Qзагр- - количество загруженного в реактор катализатора, м3;
A - коэффициент (1,15-1,27), безразмерный;
B - коэффициент (1,65-1,75), мас.%;
C - коэффициент (0,9-1,1), мас.%;
n - константа (0,89), безразмерная,
предпочтительно периодическую замену катализатора в верхнем слое осуществлять в течение 0,5 - 1,75 гарантийного срока его службы.
Заявленное техническое решение соответствует условиям патентоспособности "Новизна", "Изобретательский уровень" и "Промышленная применимость", поскольку совокупность признаков: периодическая замена в атмосфере азота первого слоя катализатора в каждой их колонн синтеза и расчетное количество заменяемого катализатора, определяемое согласно изобретению из следующей зависимости:
Qпер. = Qзагр•(А-1)•(В/С)n,
где Qпер - количество перегружаемого катализатора на первой полке, м3;
Qзагр - количество загруженного в реактор катализатора, м3;
А - коэффициент (1,15-1,27), безразмерная;
В - коэффициент (1,65-1,75), мас.%;
С - коэффициент (0,9-1,1), мас.%;
n - константа, безразмерная,
обеспечивают неочевидный результат - увеличение степени использования природного газа и соответственно увеличение выпуска метанола и экономию катализатора синтеза метанола.
Пример осуществления способа.
При работе агрегата по переработке природного газа с получением метанола, включающего все вышеперечисленные основные стадии: сероочистку, каталитическую паровую конверсию природного газа с водяным паром в двух параллельно работающих трубчатых печах с соотношением пар:газ, равным 3:1, при давлении 30 кг/см2 и температуре на выходе 860oC, с последующей утилизацией тепла конвертированного газа, компримирование до 80 кг/см2, синтез метанола в двух колоннах, в которых катализатор находится в четырех разделенных слоях на опорных решетках, с центральным и периферийными смесителями для смешения газов и регулирования температуры, под давлением 80 атм и температуре 210-270oC по циркуляционной схеме и ректификацию метанола-сырца в одной предварительной и двух основных колоннах, через определенный период времени (~8 лет) степень использования природного газа уменьшилась до 95,02%. Содержание СО и CO2 стало соответствовать на входе в реакторы 3,75% и 2,65%, на выходе 1,9% и 1,65%. Малое значение разности температуры на входе в первый слой и на выходе из него указывало на дезактивацию катализатора именно в первом слое.
Расчетным путем определено количество перегружаемого катализатора в каждой из колонн:
Qпер = Qзагр•(А-1)•(В/С)n = 131 м3 • (1,25-1) • (1,75%/1,08 %)0,89= 50,3 м3,
где Qзагр = 131 м3 (общее количество катализатора в одном реакторе);
А = 1,25, безразмерный коэффициент;
В = 1,75% мас. коэффициент;
С = 1,08% мас. коэффициент;
n = 0,89 безразмерная (константа).
После замены части катализатора на первой верхней полке каждого реактора в токе азота степень использования природного газа составила 96,15%. Содержание СО и CO2 соответственно на входе в реакторы 3,35% и 2,5%, на выходе 1,15% и 1, 5%. Температуры на первых полках, соответственно на входе и на выходе в первом реакторе 208o--->260oС, во втором реакторе 208o--->265oС.
После замены части катализатора на первой полке реакторов синтеза, агрегат проработал еще 2 года до полной замены катализатора.
Как следует из приведенного примера, степень использования природного газа увеличена на 1,13%. Экономия дорогостоящего катализатора синтеза метанола составила ~17%.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА С ПОЛУЧЕНИЕМ ПАРА И МЕТАНОЛА | 1998 |
|
RU2134147C1 |
СПОСОБ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАНОЛА И КОМПЛЕКС ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2014 |
|
RU2569296C1 |
СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ СИНТЕЗА МЕТАНОЛА | 2021 |
|
RU2792583C1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА ИЗ ИСХОДНОГО ГАЗА, СОДЕРЖАЩЕГО МЕТАН | 2017 |
|
RU2691073C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА | 2001 |
|
RU2189968C1 |
СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ И МЕТАНОЛА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, ИНТЕГРИРОВАННАЯ В ОБЪЕКТЫ ПРОМЫСЛОВОЙ ПОДГОТОВКИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ | 2012 |
|
RU2505475C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА | 2001 |
|
RU2203214C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА | 1997 |
|
RU2117627C1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА С ПОЛУЧЕНИЕМ МЕТАНОЛА | 1998 |
|
RU2124387C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА ИЗ ПРИРОДНОГО ГАЗА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2010 |
|
RU2453525C1 |
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано на агрегатах производства метанола. Сущность способа переработки природного газа с получением метанола, включающего стадии компримирования природного газа, сероочистку, каталитическую паровую конверсию с утилизацией тепла конвертированного газа, компримирование конвертированного синтез-газа, синтез метанола и ректификацию, состоит в том, что синтез метанола осуществляют с периодической заменой в атмосфере азота верхнего слоя катализатора в течение 0,5-1,75 гарантийного срока его службы, при этом количество заменяемого катализатора определяют из следующей зависимости: Qпер = Qзагр•(A - 1)•(B/C)n, где Qпер - количество перегружаемого катализатора, м3; Qзагр - количество загруженного в реактор катализатора, м3; A - коэффициент (1,15 - 1,27), безразмерная; B - коэффициент (1,65 - 1,75), мас.%; C - коэффициент (0,9 - 1,1), мас.%; n - константа (0,89), безразмерная. Техническим результатом изобретения является повышение степени использования природного газа и экономия катализатора синтеза метанола.
Qпер. = Qзагр. • (A - 1) • (B / C)n,
где Qпер. - количество перегружаемого катализатора на первой полке, м3;
Qзагр. - количество загруженного в реактор катализатора, м3;
A - коэффициент (1,15 - 1,27), безразмерный;
B - коэффициент (1,65 - 1,75), мас.%;
C - коэффициент (0,9 - 1,1), мас.%;
n - константа (0,89), безразмерная.
СУХОЙ ОГНЕТУШИТЕЛЬ | 1923 |
|
SU750A1 |
ПЕРЕРАБОТКА ПРИРОДНОГО ГАЗА С ПОЛУЧЕНИЕМ МЕТАНОЛА | 1998 |
|
RU2135454C1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА С ПОЛУЧЕНИЕМ МЕТАНОЛА | 1998 |
|
RU2117520C1 |
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА | 1998 |
|
RU2124930C1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА С ПОЛУЧЕНИЕМ ПАРА И МЕТАНОЛА | 1998 |
|
RU2134147C1 |
Способ получения метанола | 1985 |
|
SU1342893A1 |
DE 3711482 A1, 01.06.1988 | |||
US 3940428 A, 24.02.1979 | |||
DE 3318855 A, 29.11.1984. |
Авторы
Даты
2000-12-20—Публикация
2000-06-28—Подача