Способ получения метанола Советский патент 1985 года по МПК C07C31/04 C07C27/12 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения метанола, которьй может быть использован в качестве растворителя, , агента для осушки газа.

Известен способ получения формальдегида и метанола путем окисления метансодержащих газов кислородом при температуре 375-390°С, давлении 25-75 атм, объемной скорости подачи сырья 50000 ч в присутствии в качестве катализатора оксидов серебра и хрома на пемзе. Выход метанола от вступившего в реакцию метана 30% Cl3.

Недостатком этого способа является низкий выход целевого продукта от. вступившего в реакцию метана (30%).

Известен также способ получения метанола путем окисления метана кислородсодержащим газом при повышенной температуре и небольшом давлении в присутствии- цинк- никель-кадмиевого катализатора, пр|:1чем исходное сырье нагревают раздельно S метан - до , кислород до 450°С. Селективность процесса до целевого продукта 33% 21.

Недостатком указанного способа является невысокая селективность процесса до целевого продукта (33%

Наиболее близким по технической с: пдности к предложенному является способ получения метанола путем окисления природного газа кислородсодержащим газом при температуре 350-1600 0 и давлении 100150 атм, при раздельной подаче природного газа и кислородсодержащего газа в реактору причем кислородсодержащий газ предварительно нагревают до 800-1бОО С. Выход целевого продукта от общего количества поступившего в переработку метана 1 ,8% Сз1.

Однако известный способ характеризуется недостаточно высоким выходом целевого продукта от общего количества поступившего в переработ ку метана (1,8%). Кроме того, данньй процесс является технологически сложным вследствие наличия в технологической линии стадии нагрева кислородсодержащего газа до 800-1600°С.

«

Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта, а также упрощение процесса.

Поставленная цель достигается 5 предлагаемым способом получения метанола путем окисления природно- го газа кислородсодержапщм газом при температуре 350-1600 С и давлении 100-150 атм при раздельной подаче природного газа и кислородсодержащего газа в реактор и соотношении линейных скоростей потоков кислородсодержащего газа и природного газа (1-20);1, причем кислородсодержащий газ подают в реактор при 30-200 С.

Пример 1. Природный газ состава, об.%:

92,52

СН 3,95 1,00

CjHg

0,10 0,22

CjHi2 2,11

N2 0,10

со.

в количестве 760 подают под давлением 100 атм в рекуперативный теплообменник, после которого с температурой направл пот в

30 две секции реактора. Газовый поток вводят в реакционный объем в виде конической тонкой струи со скоростью 30 м/с (в расчете на нормальные условия).

J5 Через кольцевые зазоры в эти же секции реактора подают воздух в количестве 112,1 при при Р 100 атм. На выходе из кольцевых зазоров воздух, приобретая скорость 300 м/с, в виде кольцевой

струи под углом 45 врезается в поток природного газа (соотношение литейных скоростей потоков 10). Получают реакционную газовую

45 смесь состава, об.%:

78,00 СНл 3,42

CjH, 0,85 СзНа

i-C H g+высшие 0,27 СО,0,24

50 г.

12,02 NZ 0,16

02 СО 0,90 0,30

н. 1,65

CHjOH 0,03 CjHjOH 0,01 1-С4НзОН 0,001

3

0,050

CHgO

0,006

(СНз)2СО

0,017 (СНз)аО

0,050

0,006 CHaCX)C,Hj.

2,020 HjO

в количестве 869,11 нм/ч. Температура реакционной газовой смеси 400-420 с. После контакта газовой смеси с поверхностью межсекционных перегородок смесь охлаждается до ЗТОС и подается в блок охлаждения и сепарации.

После сепаратора непрореагироваший газ (V 835,42 нм/ч) состава об.%:

,05

Ч qHfc

3,57

0,90

CjHj

,„

0,29

0,25

COj 12,51

N2

0,17

02 0,95

со н.

.20,31

частично в количестве 250,6 с помощью компрессора возвращается В последаюю секцию реактора для дальнейшего окисления. При этом в эту сек1щю подают воздух в количестве 31,6 нм/ч. Концентрацию кислорода на входе в секции реактора поддерживают в пределах 2,5± ±0,2 об.%.

Содержание полезных органически соединений (метанол, высшие спирты, метиловый эфир, ацетон и другие органические примеси) в продуте (оксидате) составляет 62,8 мас. в том числе метанола 54,2 мас.%. Общее количество получаемого оксида та 49,5 кг/ч при выходе его на поступивший метан 9,9%. Выход метала, рассчитанный из отношения израходованного на его образование метна к общему поступлению метана на

450144

переработку, составляет 2,67%, полезных органических продуктов - 3,08%.

Пример 2. Условия проведения процесса отличаются от указанных в примере 1 тем, что природный газ и воздух поступают в реакционный объем с линейной скоростью 20 м/с и 400 м/с соответственно (соотношение скоростей 20) при

o температуре воздуха . Температура природного газа после теплообменника . Температура реакционной газовой смеси перед контактом с охлаждаемой перегооодкой 3905 .

Концентрация орх-анической части в оксидате составляет 64,8 мас.%, в том числе метанола 56,4 мас.%. Общее количество получаемого окси0 дата 47,9 кг/ч при выходе его на поступивший метан 9,5%. Выход метанола составляет 2,8%, полезных органических продуктов - 3,0%.

Пример 3. Условия проведения процесса отличаются от указанных в примере 1 тем, что природный газ и воздух поступают в реакционный объем с линейной скоростью 250 м/с и 300 м/с соответственно

0 (соотношение скоростей 1,2) при температуре воздуха . Температура природного газа после тчеплообменника . Температура реакционной газовой смеси перед контактом с охлаждаемой перегородкой 420-440°С.

5 Концентрация органической части в оксидате составляет 55,82 мас.%, в том числе метанола 44,76 мас.%. Выход оксидата 28,6 кг/ч (5,7% по

Q отношению к СН 4) Выход метанола 1,9%.

В таблице приведены результаты испытаний процесса синтеза метанола - неполным окислением природного газа в трехсекционном реакторе.

r

«n

«

«л

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА путем окисления природного газа кислородсодержащим газом при температуре SSO-ISOO C и давлении 100150 атм при раздельной подаче природного газа и кислородсодержащего газа в реактор, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса, последний ведут при температуре подачи кислородсо- держащего газа в реактор 30-200 С / и соотношении линейной скорости подачи кислородсодержащего газа и линейной скорости подачи природ§ ного газа

o

vO

CO

Гч

CM

§

N 00

« «о

n in

ai

00

« st

О

«о о

ч

о

a

sjОЧ

«n

i

tf

5

t

к о

4

«Ч

s

ё

СЧ

8

«n

«

о «n

14

«

4

:

1Л

л

(4

м

о