Синтез на основе окиси углерода. Метиловый спирт - Переработка полезных ископаемых на обогатительных фабриках

Современное производство метанола представляет один из примеров промышленного органического синтеза на основе синтез-газа (СО+Н2) или оксида углерода (II). Из многочисленных кат. превращений этого типа можно выделить следующие: 1. Синтез УВ по реакции Фишера-Тропса с целью получения моторного топлива (синтина):

NCO + (2n+2)H2 > CnH2n+2 + nH2O или 2nСО + (n+1)H2 > СnН2n+2 + nСO2

2. Оксосинтез или гидроформилирование с целью получения первичных спиртов и кислот на их основе, например (R=C8-C16):

3. Синтез карбоновых кислот и их производных из алкенов, ацетилена и спиртов, например:

СН2=СН2 + СО + Н20 > СН3-СН2-СООН ROH + СО > RCOOH

СН=СН + СО + ROH > CH2=CH-COOR

4. Синтез первичных спиртов: nСО + (n+1)Н2 > CnH2n+1OH

Сырьем для этого синтеза служит синтез-газ, получ. конверсией природного газа, газификацией углей, переработкой нефти и нефтепродуктов, а также образующийся как отход др. производств.

Из этих процессов наиб. промышленное значение получил синтез метанола. Реакция синтеза метанола из синтез-газа представляет гетерогенно-каталитическую обратимую экзотермическую реакцию, протекающую по уравнению: СО + 2Н2 - СН3ОН-?Н

Тепловой эффект реакции возрастает с повышением температуры и давления. При синтезе метанола параллельно с основной реакцией протекают побочные реакции с образованием метана и формальдегида CH2O, а также образовавшийся метанол может подвергаться вторичным превращениям по реакциям. Также возможна продукционная реакция образования метанола из содержащегося в синтез-газе оксида углерода (IV) по реакции: СО2+3H2=CH3OH+H2O.

Все реакции (основная и побочные) протекают с выделением тепла и уменьшением объема, но различаются величиной теплового эффекта и степенью контракции. C ^p и vТ все реакции протекают лучше, наибольшее влияние оказывается на основную реакцию. Показано влияние давления на равновесный выход метанола при различных температурах синтеза. Есть некоторый предел снижения Т, где это становится нецелесообразно, т. к. нет катализатора кот. мог бы ускорить слишком маленькую скорость превращения.

Состав исходной газовой смеси оказывает также существенное влияние. С увеличением объемного отношения H2:СО в синтез-газе степень превращения оксидов углерода возрастает, причем оксида углерода (IV) более интенсивно. Оптимальный состав газовой смеси Н2:СО = 5:1. Равновесная концентрация метанола в продуктах реакции проходит через максимум, который отвечает стехиометрическому отношению H2:СО в исходной газовой смеси. Многочисленные технологические схемы различаются аппаратурным оформлением и параметрами процесса и включают три обязательных стадии: 1) очистка синтез-газа от сернистых соединений, карбонилов Fe и частиц компрессорного масла, 2) собственно синтез, 3) очистка и ректификация метанола-сырца.

Похожие статьи




Синтез на основе окиси углерода. Метиловый спирт - Переработка полезных ископаемых на обогатительных фабриках

Предыдущая | Следующая