книги / Технология синтетического метанола

ПРЕДИСЛОВИЕ

В последние десятилетия за рубежом и в СССР значительно возросла потребность в метаноле. Это объясняется развитием производства формальдегида, синтетического каучука, метил­ аминов, диметилтерефталата, метилметакрилата, поливинилхло­ ридных, карбамидных смол и других многочисленных продуктов, использующих метанол в качестве сырья.

Наметилась также тенденция использовать метанол в новых перспективных направлениях: в качестве высокооктановой до­ бавки к моторным топливам, при получении синтетических бен­ зинов н уксусной кислоты, для топливно-энергетических целей

иочистки сточных вод и т. д., что обусловлено дефицитом угле­ водородного сырья (нефть, природный газ) и возможностью получения его из сырья неуглеводородного происхождения (уголь, сланцы, природные карбонаты и т. д.), запасы которых значительно превосходят ресурсы природного газа и нефти.

Увеличение спроса на метанол, а также разработка новых низкотемпературных, высокоэффективных и селективных ката­ лизаторов обусловило создание агрегатов крупной единичной мощности с учетом передовой технологии; действующие агре­ гаты модернизируются на основе последних достижений науки

итехники. Проведены обширные научно-исследовательские ра­

боты по созданию низкотемпературных катализаторов и изуче­ нию их физико-химических свойств, кинетики и механизма об­ разования метанола, технологии синтеза и ректификации мета­ нола-сырца.

В настоящей книге авторы ставили своей задачей обобщить уже имеющийся материал и изложить результаты последних ис­ следований, выполненных в основном коллективом ГОСНИИметанолпроекта (бывший Северодонецкий филиал ГИАП) и про­ шедших промышленную проверку на предприятиях ВО «Союзазот».

Е. Т. Шепелевым.

Авторы выражают свою признательность всем сотрудникам ГОСНИИметанолпроекта и ГИАП, принявшим участие в под­ готовке книги к изданию, а также исследователям, результаты работ которых приведены в книге.

Авторы выражают искреннюю благодарность рецензенту — заместителю начальника управления по науке и технике Мини­ стерства химической промышленности Ю. Н. Шанину, чьи со­ веты и пожелания приняты при подготовке книги.

Критические замечания и пожелания читателей будут вни­ мательно рассмотрены и учтены авторами в дальнейшей ра­ боте.

к

ВВЕДЕНИЕ

Метанол (метиловый спирт) — один из важнейших по значению и масштабам производства продукт, вырабатываемый химичес­ кой промышленностью.

Интересны этапы изучения метанола, как самого вещества, так и развития способов его производства. Впервые обнаружен­ ный Боулем в 1661 г. в продуктах сухой перегонки древесины, метанол в чистом виде был выделен лишь через два столетия, в 1834 г., Думасом и Пелиготом. В это же время была установ­ лена и его химическая формула. А в 1857 г. Бертло синтезиро­ вал метанол омылением метилхлорида.

Известно несколько способов получения метанола: сухая пе­ регонка древесины и лигнина; термическое разложение солей муравьиной кислоты; синтез из метана через метилхлорид с по­ следующим омылением, и, наконец, неполное окисление метана на катализаторах или без катализаторов под давлением. Из перечисленных способов промышленностью освоено лишь полу­ чение метанола сухой перегонкой древесины. Этот метод, еще 60 лет назад бывший единственным освоенным процессом, в настоящее время потерял свое промышленное значение и вытес­ нен синтезом метанола из оксидов углерода и водорода на ка­ тализаторах.

Производство метанола из оксидов углерода и водорода впервые было осуществлено в Германии в 1923 г. Процесс про­ водился под давлением 25—35 МПа на цинк-хромовом катали­ заторе при температурах 320—380 °С. Благодаря ряду экономи­ ческих и технических преимуществ метод получил быстрое по­ всеместное развитие и непрерывно совершенствовался на всех стадиях процесса. К настоящему времени увеличились масшта­ бы производства, изменилась структура сырьевой базы, резко расширился круг потребителей метанола.

В 60-х годах в Англии был разработан и освоен промышлен­ ностью синтез метанола под давлением около 5 МПа на медь­ содержащем низкотемпературном катализаторе. Это подняло производство метанола на новую техническую ступень, упрости­ ло аппаратурное оформление стадии синтеза, улучшило качест­ во метанола-сырца и экономические показатели процесса. В 70-е годы в связи с разработкой крупных одноагрегатных про­ изводств метанола мощностью до 400—750 тыс. т в год давление на стадии синтеза при использовании медьсодержащих катали­ заторов было поднято до 8—10 МПа. В настоящее время прак­ тически все вновь создаваемые производства метанола основаны на синтезе его из оксидов углерода и водорода в присутствии низкотемпературных катализаторов под давлением 5—10 МПа.

Мировое производство метанола в 1979 г. составило 14,362 млн. т [1], в том числе: из природного газа— 10,594, из сжиженного газа — 0,592, из нефти— 1,259, из нефтяных остат­

Приведенные данные позволяют предположить, что в бли­ жайшее десятилетие вновь произойдет резкий скачок производ­ ства метанола, причем следует ожидать создания новых более мощных (до 1 млн. т в год) агрегатов, автономных в энерге­ тическом отношении и высокоэффективных по расходу сырья.

Перспектива мирового производства метанола видна из сле­ дующих данных (в тыс. т ):

Одновременно имеются предпосылки для создания в районах, богатых углеводородным сырьем, крупных комплексов по про­ изводству метанола с дальнейшим транспортированием его в районы потребления по трубопроводам или переработкой на месте в другие виды энергии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кимио К. — Petrotech, 1980, v. 3, № 12, р. 1133—1140.

2.БИКИ, 12, XI, 1981, С. О.

3.Chem. Ind., 1978, № 8, р. 427—432.

4.Sherwin М. В. — Hydrocarb. ргос., 1981, v. 60, № 3, р. 79.

5.БИКИ, 13, VII, 1982, Т. К.

6.Chem. Prum., 1981, 31, № 5, р. 275.