Получение метанола в промышленности: Метанол — Что такое Метанол?

Содержание

Производство метанола — Новости Щекино

09.02.2015 г. / Прочитано 1039 / 2 комментария

Мы продолжаем рубрику, в которой публикуем материалы об истории и современном дне химической компании. В этой статье речь пойдет об основном производстве нашего предприятия – производстве метанола.

 

До М-450 и после…

Метанол является одним из важнейших продуктов химической промышленности и широко используется как в органическом синтезе, так и в качестве растворителя, добавки к моторному топливу, средства для удаления конденсатных пробок в газопроводах и т.д. Основным сырьем для получения метанола является природный газ.

Ветераны предприятия, конечно же, помнят день 17 марта 1966 года, когда состоялся пуск производства метанола (1 очередь). В 1972 году введен в эксплуатацию агрегат М-100-2 (2–я очередь), теперь уже, так называемое, старое производство.

Старое производство было выведено из эксплуатации после того, как в октябре 2011 года состоялся пуск современного крупнотоннажного агрегата, работающего по технологии датской компании «Хальдор Топсе», мощностью 450 тыс. тонн в год– установка «Метанол М-450».

Процесс получения метанола– многоступенчатый и включает в себя конверсию природного газа, компрессию полученного синтез-газа, собственно синтез метанола на медьсодержащем катализаторе при давлении 87 атмосфер и ректификацию метанола-сырца.

В настоящее время начата реализация проекта строительства нового совмещенного комплекса по выпуску метанола и аммиака. Мощность установки составит 1350 тонн метанола и 415 тонн аммиака в сутки.

 

Водородная установка

В октябре 2012 года в ОАО «Щекиноазот» взамен устаревшей начала давать первый водород новая водородная установка В-26.

Водород – один из многих компонентов, необходимых для производства капролактама и аммиака, а также газообразной углекислоты, используемой в дальнейшем в процессе получения жидкой двуокиси углерода и сухого льда.

Техническое перевооружение производства водорода реализовано с использованием опыта в водородных технологиях компании-лицензиара «Хальдор Топсе». Примененные в них конвекционные печи риформинга H.T.C.R. используются в современной промышленности с 1997 года. Эксплуатационные параметры установки, построенной по данной технологии, предпочтительны по сравнению с традиционными. Применение новой технологии позволило предприятию существенно снизить затраты на выпуск данного продукта.

Проектная мощность установки – 26 тыс. нм3/час водорода, данный объем полностью удовлетворяет потребности в сырье производств аммиака и капролактама. Сырьем для производства на В-26 служит природный газ, объемы которого высвобождаются в связи с сокращением его потребления после ввода в действие нового производства метанола, и продувочный газ с самой установки М-450.

После выведения из эксплуатации морально и физически устаревшего энергоемкого оборудования и включения в работу новой установки для выпуска 1 тыс. кубометров водорода по сравнению с прежним производством требуется меньше: природного газа – на 17%, кислорода – на 95%, электроэнергии – на 67%, пара– на 81%. Соответственно снижается себестоимость продукции, растут рентабельность производства и доля предприятия на внутреннем и внешнем рынках. На современном оборудовании растет производительность труда.

Снижена не только энергоемкость процесса, но и пожаровзрывоопасность химического предприятия. Для повышения безопасности здесь применена современная микропроцессорная система управления производством и еще более надежная система противоаварийной защиты. Развития опасных ситуаций позволяет избежать система блокировок основных параметров, герметизация технологического оборудования, исключающая утечку горючих соединений в атмосферу. Повреждение или переполнение резервуаров предотвращается работой датчиков измерения температуры, уровня и давления. Установлена система сигнализации для своевременного уведомления о появлении опасных состояний в отдельных объектах, электрооборудование имеет необходимую противоаварийную защиту. В закрытых помещениях смонтирована вентиляция, обеспечивающая десятикратный обмен воздуха. Отдельные блоки водородной установки располагаются на безопасном расстоянии друг от друга, есть подъездные пути и площадки для подхода пожарной техники, эвакуации обслуживающего персонала.

Производство водорода В-26 в ОАО «Щекиноазот» отвечает мировым стандартам в сфере экологии, в технологическом процессе в качестве сырья участвуют нетоксичные углеводороды – природный газ и деминерализованная вода. Теоретически возможный общий выброс с установки составляет около 2% всего разрешенного законом количества выброса загрязняющих веществ для предприятия. Загрязненных сточных вод при работе в нормальном режиме водородная установка не имеет, в систему промливневой канализации поступает охлажденная продувка котла и парогенератора, а также ливневые сточные воды.

Обеспечение новых рабочих мест с введением в эксплуатацию водородной установки – их 30 – также является несомненным плюсом для Щекинского района.

 

Современный метод получения метанола из древесных отходов Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 662.76

А. Г. Поздеев, А. Р. Садртдинов, Т. Х. Галеев СОВРЕМЕННЫЙ МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА ИЗ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ

Ключевые слова: метанол, каталитический синтез, синтез-газ, газификация, биотопливо, древесных отходы.

В статье рассмотрен процесс получения метанола из синтез-газа предварительно полученного из древесных отходов. Дана структурная схема и описание разработанного процесса.

Keywords: methanol, catalytic synthesis, synthesis gasification, biofuel, wood waste.

In article describes the process of producing methanol from synthesis gas obtained from the pre wood waste. Dana block diagram and description of the developed process.

В настоящее время человечеством используются миллионы средств автотранспорта и других различных машин, которые потребляют огромное количество топлива. На данный момент большой процент автомобильного горючего изготавливается из нефти — маслянистой горючей жидкости, добываемой из земных недр. Но количество её не безгранично и, по словам учёных, нефть закончится на нашей планете через 60-100 лет. Поэтому сейчас, весьма актуальна тема использования в будущем альтернативных видов топлив, разработка которых ведется учеными всего мира.

Метанол (метиловый спирт — СН3ОН) является одним из важнейших по значению и масштабам производства органическим продуктом, представляющий собой легкоподвижную,

токсичную жидкость с ПДК 5 мг/м3[5;6]. Хорошо растворяет многие газы, в том числе оксиды углерода, ацетилен, этилен и метан, вследствие чего используется в технике для абсорбции примесей из технологических газов.

Впервые метанол был найден в древесном спирте в 1661 г., но лишь в 1834 г. был выделен из продуктов сухой перегонки древесины Думасом и Пелиготом. Но так называемый «Лесохимический метиловый спирт» был загрязнен ацетоном и другими трудноотделимыми примесями, поэтому в настоящее время от этого метода получения метанола практически отказались[6]. С технической, а главным образом экономической точки зрения развитие получил метод синтеза метанола из окиси углерода и водорода, являющиеся основными компонентами синтез-газа, который можно получить паровой конверсией метана, газификацией древесины и.т.д.

Рассматриваемый способ имеет следующие особенности. Метанол образуется в соответствие с реакцией:

СО+2Н2=СНзОН (1)

в исходном газе соотношение водорода к окиси углерода должно составлять 2:1, то есть теоретически необходимо, чтобы газ содержал 66,66 % Н2 и 33,34 % СО.

При содержании значительных количеств двуокиси углерода в исходном газе отношение реагирующих компонентов целесообразно

выражать соотношением (Н2—С02): (С0+С02).

Это соотношение учитывает расход водорода на реакции восстановления окиси и двуокиси углерода[2;3]. Количество СО2 может быть различным в зависимости от метода получения газа, условий синтеза (давление, температура, состав катализатора) и изменяется от 1,0 до 15,0 %.

Синтез метанола основан на обратимых реакциях, описываемых уравнениями:

СО + 2Н2 СНзОН; PH = -90.8 кДж (2)

С02 + 3Н2 СНзОН + Н20; PH = -49.6 кДж (3)

Обе реакции экзотермичны и протекают с уменьшением объема. Из этого следует, что для достижения максимальных значений выхода метанола и степени превращения синтез-газа необходимо проведение процесса при низких температурах и высоких давлениях.

Состав газовой смеси существенно влияет на степень превращения сырья и производительность катализатора[1]. В

промышленных условиях всегда работают с некоторым избытком водорода и максимальная производительность наблюдается при молярном отношении Н2:СО =4, а на практике поддерживают отношение 2,15-2,25.

На кафедре ПДМ КНИТУ был разработан метод получения метанола из синтез-газа полученного путем газификацией древесных отходов. На рис. 1 представлена схема и описание, разработанного процесса.

Согласно данной схеме, ситез-газ полученный путем газификацией древесных отходов, проходит очистку от золы и мелких частиц углерода в циклоне 2. После циклона синтез-газ поступает в компрессор 11, для компримирования до 4 МПа. Полученный сжатый газ смешивается в газовом эжекторе 4 с циркуляционным газом, поступающим из сепаратора 9 подается в дожимной компрессор 3, на выходе из которого газ имеет давление 5,6 МПа. Датчики давления Р1 и температуры Т1 относятся к системе компремирования. Расход газа контролируется расходомером в1.

После компримирования синтез-газ

поступает в трубное пространство рекуперативного теплообменника 5. Газ в трубном пространстве нагревается за счёт тепла газа, отходящего из

реактора синтеза метанола и проходящего по газа на выходе из теплообменника составляет 180-

межтрубному пространству. Температура нагретого 230 °С и контролируется датчиком температуры Т2.

Рис. 1 — Схема получения метанола из древесных отходов

Далее газ проходит электронагреватель 6, работающий преимущественно в пусковой период, а также в режиме поддержания оптимальной температуры газа. Электронагреватель представляет собой систему трубок и нагревательных лент, расположенных на цилиндрической обечайке. Температура нагрева лент регулируется датчиком температуры Т3, находящимся на выходе из аппарата. При температуре выходящего газа 250°С и выше датчик подает сигнал на реле отключения нагревательных лент от сети 380 В. При понижении температуры газа происходит включение

нагревательных элементов. Давление газа контролируется датчиком давления Р3.

До электронагревателя газ разделяется на два потока. Основной поток, пройдя

электронагреватель, поступает в верхнюю часть реактора 7, вспомогательный охлаждающий поток (байпас) подается в боковую часть реактора. Так как газ, проходя через катализатор в реакторе

нагревается в результате протекания экзотермической реакций, то в каждом слое катализатора по ходу движения газа температура поднимается, и к средней части реактора достигает 300 °С. Для исключения возможности дальнейшего роста температуры в среднюю часть реактора подается охлаждающий газ расход которого регулируется клапаном, который в свою очередь регулируется датчиком температуры Т4,

установленным в средней части реактора. При температуре газа внутри реактора 300 °С и выше датчик Т4 подает сигнал на привод клапана, который плавно меняет положение открытия клапана до тех пор, пока температура газа не понизится до 265 °С. При достижении температуры газа 265 °С и ниже датчик Т4 подает сигнал на привод клапана для осуществления плавного закрытия. На выходе из реактора установлен датчик

температуры Т5 для контроля температуры выходящего газа.

Из реактора газ выходит с температурой не более 300°С и объёмной долей метанола в этом газе 3,0-5,0%. Далее газ поступает в трубное пространство рекуперативного теплообменника 5, где охлаждается до температуры не более 150°С. Контроль расхода выходящего газа осуществляет датчик в2 на выходе из теплообменника.

После теплообменика 5 газ доохлаждается в аппарате водяного охлаждения 8, до 40°С. Температура охлажденного газа измеряется датчиком температуры Т6.

Конденсирующаяся смесь метанола и воды (метанол-сырец) поступает в сепаратор 9, где отделяется от циркуляционного газа, проходя сепарирующие устройства, и поступает в сборник метанола — сырца 10. Давление циркуляционного газа на выходе из сепаратора контролируется датчиком Р4. С целью исключения возможности накопления циркуляционного газа выше регламентируемой нормы датчик расхода в3, установленный на выходе из сепаратора, подает сигнал на привод регулируемого клапана для сброса лишнего газа. При снижении расхода ниже заданного значения клапан закрывается. Для контроля состава циркуляционного газа на выходе из сепаратора установлен пробоотборник ГА3, через который газ постоянно поступает в газоанализатор, который посылает сигнал на привод отсечного клапана для его закрытия в случае, если концентрации компонентов газа не соответствуют требуемым значениям. Не соответствующий заданным параметрам циркуляционный газ отправляется на сжигание в топку.

Весь подпор давления в системе получения метанола обеспечивается регуляторами давления, каждый из которых имеет свой заранее установленный диапазон регулирования.

Жидкий метанол-сырец из сепаратора 9 проходит регулятор давления и поступает в приемник метанола-сырца 10. Давление жидкого метанола контролируется датчиком давления Р4. В приемнике жидкость захватывет с собой часть циркуляционного газа из сепаратора, который в виде танковых газов выделяется из сборника метанола-сырца и отправляется на сжигание в

топку. Уровень жидкого метанола-сырца в приемнике контролируется датчиком уровня У1.

Нужно отметить, что в мире ведутся интенсивные исследования в области переработки синтез-газа в метанол, являющиеся сырьем для получения ряда важных промышленных продуктов. При определенных условиях переработка сырья в химическую продукцию становится экономически целесообразной и выгодной. Это обуславливается тем, что спрос метанола на мировом рынке довольно велик. Тем самым выше перечисленные факторы обуславливают актуальность данной разработанной технологии.

Литература

1. Сафин Р.Г. Газификация влажных древесных отходов/ Р.Г. Сафин, Н.Ф. Тимербаев, А.Р. Хисамеева, Д.А.

Ахметова// Вестник Казанского технологического университета. 2012. — №17. С. 195-199.

2. Тимербаев Н.Ф.Совершенствование процесса газификации древесных отходов с целью получения моторного топлива// Тимербаев Н.Ф., Сафин Р.Г., Хисамеева А.Р., Ахметова Д.А., Мухаметзянова А.Г.// Вестник Казанского технологического университета. 2011. — №19. С.211-213.

3. Тимербаев Н.Ф. Разработка технологии получения

метанола из древесных отходов/ Тимербаев Н.Ф., Сафин Р.Г., Галеев Т.Х.// Вестник Казанского

технологического университета. 2013. №3. С.168-170.

4. Сафин Р.Г. Разработка технологии переработки высоковлажных древесных отходов в высокооктановые компоненты моторного топлива/ Сафин Р.Г., Тимербаев Н.Ф., Садртдинов А.Р., Просвирников Д.Б.// Вестник Казанского технологического университета. 2013. №7. С.250-254.

5. Тимербаев Н.Ф. Установка переработки древесных отходов в синтез-газ. Деревообрабатывающая промышленность, 2012, №1. С. 21-22.

6. Коробов, В.В. Переработка низкокачественного древесного сырья: пробл. безотход. технологии / В.В. Коробов, Н.П. Рушнов — М.: Экология, 1991. — 287 с.

7. Рид, Р. Свойства газов и жидкостей / Р. Рид, Т. Шервуд. -Л.: Химия, 1971.-704 с.

© А. Г. Поздеев — д-р техн. наук, проф., зав. каф. водных ресурсов Поволжского госуд. технол. ун-та, [email protected]; А. Р. Садртдинов — канд. техн. наук, доц. каф. переработки древесных материалов КНИТУ, [email protected] Т. Х. Галеев -магистрант той же кафедры.

Продукция ТОМЕТ — Производство химической продукции в России

Метанол технический
ГОСТ 2222-95

Метанол – один из важнейших по значению и масштабам производства органический продукт, выпускаемый химической промышленностью. Метанол технический ГОСТ 2222-95 предназначен для использования в химической, лесохимической, фармацевтической, нефтяной, газовой, микробиологической и других отраслях промышленности.

Метанол является сырьем для производства уксусной кислоты, метилметакрилата, метиламинов, формалина, диметилового эфира, метил-трет-бутилового эфира, формальдегида, который, в свою очередь, используется для производства карбамидоформальдегидных и фенолформальдегидных смол.

Упаковка: специализированные железнодорожные цистерны.

Доставка: железнодорожным транспортом.

В случае Вашей заинтересованности в приобретении метанола просим Вас направить


заявку + документы необходимые при направлении заявки по электронному
адресу [email protected] 
  • Направление Россия, РФ
  • Направление экспорт, СНГ
  • Сертификат продукции

Заявка на продукт

Перечень документов,
необходимых
при направлении заявки

Проект договора
на поставку
метанола

Перечень документов,
необходимых
при заключении договора

Скачать одним архивом

Заявка на продукт

Проект контракта
на поставку
метанола

Перечень документов,
необходимых
при направлении заявки

Заявка на продукт rus eng
Проект контракта на поставку метанола rus eng
Приложение № 1 к контракту rus eng
Приложение № 2 к контракту rus eng
Документы, необходимые при заключении договора rus eng
Скачать одним архивом

Российские ученые предложили инновационный метод получения метанола из воды и углекислого газа

Инновационный метод накопления электроэнергии предложили ученые энергетического факультета Южно-уральского государственного университета. Молодые изобретатели представили накопитель на базе технологии получения метанола из воды и углекислого газа воздуха. Разработка попала в финал VI Международной премии “Малая энергетика – большие достижения”. В этом году VI Международная премия представлена в 6 номинациях: “Лучший проект в области малой энергетики мощностью до 5 МВт”; “Лучший проект в области малой энергетики мощностью от 5 МВт”; “Лучший проект в области альтернативной энергетики”; “Инновационная разработка в сфере энергетики”; “Инвестор года в энергетике” и “За вклад в развитие отрасли”.

Воспользуйтесь нашими услугами

Участниками конкурса стали 90 проектов из России, Японии, Италии, Германии и Республики Беларусь. Кроме того, были заявлены проекты распределенной генерации, построенные в Нью-Йорке (США), Сан-Паоло (Бразилия).

В шорт-лист вошли проекты аспирантов кафедры “Теоретические основы электротехники” Политехнического института Южно-Уральского государственного университета Бахтиёра Косимова и Дилшода Аминова. В качестве успешного решения проблемы накопления энергии номинанты на премию предложили перевод электрической энергии альтернативных источников в химическую энергию метилового спирта.

Для этого используется пять технологий, которые объединены для одной конкретной цели – аккумуляции электрической энергии: получение электрической энергии из альтернативных источников; электролиз воды; получение угарного газа; получение метилового спирта; получение электричества.

По словам декана энергетического факультета ЮУрГУ Сергея Ганджи, уникальность проекта в том, что все составляющие технологического процесса повсеместно используются в промышленности, но никто в мире не объединял предложенные выше процессы воедино.

Еще один конкурсный проект Бахтиёра Косимова и Дилшода Аминова – ветроэнергетическая установка 10 кВт на базе бесконтактной машины двойного питания с системой управления. В качестве генератора ученые предложили бесконтактный асинхронизированный синхронный генератор с электронной системой управления. И тем самым решили серьезную проблему ветроэнергетики – исключили зависимость качества получаемой энергии от скорости ветра.

– Проект по накопителю энергии включен в число проектов по так называемому Приоритетному направлению развития университета. Мы хотим заинтересовать этим проектом промышленные предприятия региона, точнее, металлургическое производство области. Кроме того, рассчитываем на поддержку со стороны Правительства Челябинской области, поскольку наша технология способствует улучшению экологического фона региона.

Второй проект по разработке ветроэнергетических установок на базе инновационного ветрогенератора уже вызвал интерес индустриального партнера – АО “Русские электродвигатели”, которое входит в группа компаний “Транснефть. Конар”. Предприятие заинтересовано в освоении серии ветроэнергетических установок до 5 МВт на базе своего производства мощных асинхронных двигателей для нефтегазового комплекса.

Наша ближайшая задача – изготовление макетных, а затем опытных образцов по нашим проектам. Для накопителя спирт должен капать, а ветроустановка – обеспечить электроэнергией как минимум лабораторию университета. Это серьезно убеждает индустриального партнера вкладывать деньги в дальнейшую коммерциализацию проектов. По моему убеждению, ученые заниматься коммерцией не должны. В противном случае, мы теряем ученого и не приобретаем бизнесмена. Ученые должны генерировать проекты, развивать их и доводить до коммерциализации. Далее генерировать следующий проект. Это их работа. Наши ученые разрабтывают и другие перспективные проекты. В частности, мотор-колесо для электро- и гибридного транспорта на базе уникального вентильного двигателя комбинированного возбуждения и энергоэффективный дом для экологически чистого поселения Урала (это комфортное жилье будущего, где дом сам себя обеспечивает электричеством, теплом и водой).

С целью промышленного использования углекислого газа была рассмотрена технология получения метанола, основанная на пара-углекислотной конверсии природного газа.

В литературе описаны различные способы получения этого продукта, включающие реакцию оксидов углерода с водородом под давлением 1,0…15,0 МПа при температуре 160…300°С и объемной скорости 7 000…25 000 м3/чв присутствии катализатора, содержащего оксиды меди и цинка; выделение метанола из реакционной смеси и рециркуляцию непрореагировавших в синтезе метанола веществ [3]. В качестве сырья применяют смесь водорода с оксидом и диоксидом углерода, в которой содержание СО2 варьирует в интервале 3…12 объемных процентов.

В реакционном газе, контактирующем с катализатором, объемное отношение водорода к сумме оксидов углерода в 1,3–3,0 раза больше стехиометрического.

К основным недостаткам известных процессов следует отнести пониженную удельную производительность медно-цинкового катализатора, а также высокие энергетические затраты на рециркуляцию газовой смеси.

Проведенное исследование было направлено на усовершенствование технологической схемы процесса при одновременном сохранении на высоком уровне его эффективности.

Это было достигнуто за счет того, что в предлагаемом способе метанол синтезируют из конвертируемой смеси водорода и оксидов углерода путем ее контактирования с медьсодержащим катализатором при повышенных температуре и давлении в две стадии. При этом с целью увеличения удельной производительности катализатора газовая смесь с печи реформинга (состав, % об.: Н2 – 62,0…78,5; Аr – 0,02…0,07; N2 – 0,05…2,2; Сh5 – 1,0…3,5; СО – 10,4…19,5; СО2 – 3,2…10,7) делится на два потока в объемном соотношении 100 : (1…50), один из которых на первой стадии непосредственно контактирует с катализатором в проточном реакторе при температуре 200…285°С, давлении 5…15 МПа и объемной скорости 800…2 000 м3/ч, а другой смешивают с циркуляционным газом в объемном соотношении 10 : (10…100) с объемной скоростью 2 500…10 000 м3/ч и направляют на вторую стадию. При этом происходит выделение метанола и воды на каждой стадии в соответствующих устройствах [4].

Хорошо известно, что переработка синтез-газа с содержанием оксида углерода более 30 об. % и азота свыше 40 об. % – неэкономична. По указанной причине в предлагаемом способе используется синтез-газ, в котором содержание СО поддерживается на уровне менее 25 об. %, а объемное отношение Н2/(СО + СО2) составляет 2…5.

Для достижения оптимальной концентрации СО2 может быть использована его подача в печь риформинга либо подпитка конвертированного газа чистым диоксидом углерода.

Ограничение верхнего предела по содержанию СО2 в синтез-газе на уровне 10 об. % объясняется возможностью снижения скорости образования метанола при более высоком содержании диоксида углерода в газовой смеси,

Принципиальная схема предлагаемого технологического процесса приведена на рис. 1.

Рис. 1. Технологическая схема получения метанола с подачей СО2

Конвертированный газ с печи риформинга подается на всасывание компрессора 1, охлаждается воздушным холодильником 2 и направляется в сепаратор 3 для отделения влаги. Осушенный синтез-газ компримируется до заданного давления и делится на две части. Первая (поток А) контактирует с катализатором в проточном реакторе 4 и на выходе из него отдает теплоту рекуперативному теплообменнику 5 и холодильнику-конденсатору 6. Сконденсировавшийся метанол-сырец отделяется в сепараторе 7.

В свою очередь, вторая часть конвертированного газа (поток Б) смешивается с циркуляционным газом, подогревается в рекуперативном теплообменнике 8 и поступает в каталитический реактор горизонтального типа 9 с встроенным теплообменником 10. Образовавшаяся метанолсодержащая газовая смесь отдает теплоту реакции воздушному холодильнику 11 и холодильнику-конденсатору 12 и направляется в сепаратор 7 для отделения метанола.

Рис. 2. Горизонтальный реактор синтеза метанола

Для реализации разработанного технологического процесса впервые в мировой практике использован горизонтальный реактор (рис. 2), включающий четыре секции, заполненных медно-цинковой каталитической системой в виде цилиндрических таблеток диаметром 5,2 мм и высотой 5,4 мм. Состав катализатора, мас. %:

СuО – 64; ZnO – 24; Аl2O3 – 10; HgO – 2 [5].

В табл. 2 приведены примеры осуществления предлагаемого способа. Как видно, при использовании усовершенствованного способа синтеза метанола удается существенно повысить эффективность технологического процесса, довести выработку метанола до 82,5 т/ч (при отсутствии проточного реактора – не более 60 т/ч).

Условия и результаты синтеза метанола по примерам его осуществления

 Показатель  Прототип [3] Примеры
1 2
Первая стадия
Расход синтез-газа, тыс. м3/ч 56,07…200,0 75,3 108
Давление, МПа 5,0…8,0 7,2 7,1
Средняя температура в проточном реакторе, °С 240…260 235 238
Температура на выходе из проточного реактора, °С Нет данных 255 258
Объемное отношение Н2:(СО + СО2) в синтез газе Нет данных 3,2:1 2,7:1
Состав синтез-газа, об. %: СОСО2 N2 Н2О Н2

Аr CН3ОН СН4

 0,7…30,00,2…23,6

0,4…3,0

Нет данных Нет данных Нет данных Отсутствие Нет данных

 16,8

6,6

0,5

Отсутствие 75,0

Менее 0,05

0,1

Остальное

 22,0

5,4

0,7

Отсутствие 73,3

Менее 0,05

0,05

Остальное

Соотношение СО:СО2 (0,03…87): 1 2,5:1 4,1:1
Объем катализатора, м3 4…47,6 20,0 20,0
Получено метанола, т/ч 1,6…38,84 14,8 21,5
Вторая стадия
Расход свежего синтез-газа, подаваемого на вторую ступень, тыс. м3/ч 44,5…97,3 25,1 24,0
 Соотношение потоков свежего синтез-газа, подаваемого на первую и вторую стадии    3:1  4,5:1
Давление в реакторе, МПа 5,0…8,0 9,8 10,1
Температура на выходе из реактора, °С 266…295 267 270
Объем циркуляционного газа, тыс. м3/ч 400…900 360 400
 Объемное соотношение конвертированного и циркуляционного газов перед смешением    1:14,3  1:16,7
Соотношение СО:СО2  перед входом в реактор 0,25…55 5,2 7,8
Объем катализатора, м3 40,0…60,0 70,0 70,0
Получено метанола, т/ч 13…40,11 55,8 61,0
Суммарная выработка метанола, т/ч 14,6…78,95 70,6 82,5

Реализация этого способа позволяет уменьшить количество катализатора, требуемое для переработки заданного количества газовой смеси, снизить расход энергии на циркуляцию газа. Это открывает путь к созданию метанольных агрегатов большой единичной мощности без существенного увеличения их объема, что позволяет внести реальный вклад в сокращение выбросов углекислого газа в атмосферу.

Список литературы

  1. Глобальное потепление/Под ред. Дж. Легетта. М.: МГУ, 1993. 272 с.
  2. Афанасьев С.В., Трифонов К.И. Физико-химические процессы в техносфере. Учебник для вузов. Самара: Изд. Сам. науч. центра РАН, 2014. 195 с.
  3. Патент РФ №2181117. МПК С07С29/154, С07С31/04. Способ получения метанола.
  4. Патент РФ №2331626. МПК С07С29/154, С07С31/04. Способ получения метанола.
  5. Патент РФ №44066. МПК В 01 J 8/08. Реактор синтеза метанола.

Источники: https://www.ruscable.ru/, https://chemtech.ru/

Воспользуйтесь нашими услугами

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!

Метанол, производство — Справочник химика 21

    Лекция 21. Органический синтез. Сырьё и процессы органического синтеза. Свойства, применение и способы получения метанола. Производство метанола из синтез-газа. [c.283]

    Существенный аспект топливно-энергетической проблемы — это повыщение эффективности использования топливных ресурсов, в частности возможно более полное использование всех видов энергии. Известно, что химическая промышленность и смежные с ней отрасли являются крупнейшими потребителями тепловой и электрической энергии. В последние годы особенно большое внимание уделялось снижению всех видов энергозатрат в химико-технологических процессах — прежде всего уменьшению теплопотерь и наиболее полному использованию реакционной теплоты. Одним из путей повышения энергетической эффективности химико-технологических процессов служит химическая энерготехнология, т. е. организация крупномасштабных химико-технологических процессов с максимальным использованием энергии (прежде всего теплоты) химических реакций. В энерготехнологических схемах энергетические установки — котлы-утилизаторы, газовые и паровые турбины составляют единую систему с химико-технологическими установками химические и энергетические стадии процесса взаимосвязаны и взаимообусловлены. Химические реакторы одновременно выполняют функции энергетических устройств, например вырабатывают пар заданных параметров. Энерготехнологические системы реализуются прежде всего на базе агрегатов большой мощности — крупнотоннажных установок синтеза аммиака, синтеза метанола, производства серной кислоты, азотной кислоты, получения карбамида, аммиачной селитры и т. д. [c.37]


    В настоящее время синтез на основе окиси углерода и водорода является главным методом производства метанола. Производство осуществлено в крупных масштабах во всех промышленно развитых странах. [c.249]

    В связи с этим производство аммиака из природного газа, метанола, производство многих конечных продуктов выгодно размещать в местах, тяготеющих к районам потребления. Большинство нефтехимических производств — производство полиэтилена, полипропилена, синтетических каучуков—наиболее целесообразно размещать в районах с достаточными запасами сырья и топлива. [c.98]

    При определении экономической эффективности комбинирования учитывают не только снижение затрат, но и повышение сложности управления предприятием и его организационной структуры. Комбинирование эффективно, если объединяют процессы, технологически родственные и основанные на комплексном использовании сырья, например производства продуктов из этилена, пропилена, бутиленов, смол пиролиза производства продуктов из ацетилена и аммиака и метанола производства синтетического каучука и метанола производства синтетического каучука и полибутилена при совместном получении дивинила и бутилена. Однако технико-экономические показатели резко ухудшаются при комбинировании разнохарактерных про- [c.31]

    Рациональное давление колеблется для различных процессов от одной десятой до нескольких десятков мегапаскалей (от одной до нескольких сот атмосфер). Многие важные производственные процессы, такие, как синтез аммиака, метанола, производство бензина гидрированием тяжелого топлива и ряд других реакций газовых компонентов, которые проходят с уменьшением объема, осуществлены в промышленности только благодаря применению высоких давлений свыше 10 МПа. [c.67]

    Следует подчеркнуть необычайное многообразие и широкий диапазон использования водорода в химической промышленности крупномасштабные производства аммиака, метанола, производство ряда альдегидов, спиртов, кетонов, соляной кислоты, нафталина, пластмасс и особенно значительного количества продуктов нефтехимии и многообразных продуктов фармацевтической и микробиологической промышленности. [c.516]

    Термодинамика синтеза метанола Производство метанола из окиси углерода и водорода по реакции [c.200]

    Получающийся в начале муравьиный альдегид далее восстанавливается в метиловый спирт или метанол. Производство настолько вы-годао, что синтетический метиловый спирт, получаемый таким образом, оказывается значительно дешевле получаемого сухой перегонкой. [c.107]


Производство метанола и топлив на его основе

Метанол по своему значению и масштабам производства занимает сегодня одно из первых мест среди основных полупродуктов химической промышленности. Важнейшие традиционные направления его использования — это получение формальдегида, диметилтерефталата и различных растворителей. Наряду с химическим направлением в последние годы все большее внимание уделяется возможностям использования метанола и продуктов на его основе в качестве моторного и энергетического топлив.

Первый промышленный способ получения метанола — сухая перегонка древесины. Получаемый этим способом метанол уже в 1830-х годах использовался в ряде европейских стран для освещения и отопления вместо древесного топлива. В 1921 г. Р. Патаром во Франции и в 1923 г. А. Митташем и

P. Шрайнером в Германии был разработан метод промышленного производства метанола из оксидов углерода и водорода, получивший впоследствии повсеместное распространение. С внедрением этого метода выпуск метанола стал расти быстрыми темпами и к середине 1950-х годов мировое производство превысило 1 мли. т в год, а к началу 1980-х годов достигло 15 млн. т в год [124].

В СССР первое производство метанола было создано в 1934 г. В послевоенный период было построено несколько новых установок производительностью по 25—30 тыс. т в год. Особенно быстро выпуск метанола увеличивался в последние десятилетия и в период с 1970 по 1985 г. его производство увеличилось более чем в четыре раза [125].

Источники сырья для производства метанола разнообразны и включают природный газ, газы нефтепереработки, легкие и остаточные нефтяные фракции, кокс и уголь. Наиболее распространенным сырьем является природный газ, на долю которого приходится свыше 73% всего выпуска метанола в мире. Современные процессы производства метанола обязательно включают две основные стадии — получение синтез-газа и его переработку в конечный продукт. В зависимости от вида исходного сырья синтез-газ получают паровой конверсией природного газа и легких нефтяных фракций либо парокислородной газификацией (частичным окислением) тяжелых нефтяных фракций, древесины, кокса или угля. Одним из возможных сырьевых источников получения синтез-газа могут служить отходящие газы металлургических и других производств с высоким содержанием оксида углерода.

Для обеспечения оптимальных условий синтеза содержание компонентов в исходном газе должно быть близким к стехиометрическому, т. е. должно соблюдаться условие (Нг—СО2) : : (СО + СОг) =2,01—2,15. Поэтому, как правило, газ подвергают очистке или в него добавляют отдельные компоненты или смешивают разные потоки газа. Суммарная концентрация в сырьевом газе сернистых соединений, вызывающих необратимое отравление катализаторов синтеза, не должна превышать 0,2 мг/м3 [125].

Производство метанола из оксидов углерода и водорода включает ряд операций, обязательных для любого процесса. Синтез-газ предварительно очищается от карбонилов железа, сернистых соединений и частиц масла, нагревается до температуры начала реакции и поступает в реактор. После выхода из зоны катализа метанол выделяется из газовой смеси охлаждением и очищается от воды и углеводородов, а непрореагировавший газ компримируется и возвращается в процесс.

Промышленные процессы получения метанола из синтез-газа различаются типом используемых катализаторов и условиями проведения процесса, прежде всего давлением (при высоком и низком давлениях). До середины 1960-х годов в промышленности применялись только процессы высокого давления (24— 34 МПа) на оксидных цинк-хромовых катализаторах при температуре 350—400 °С. Высокое давление обеспечивало большую пропускную способность оборудования, а применявшиеся катализаторы отличались малой чувствительностью к сернистым и другим примесям. Эти процессы были реализованы на агрегатах единичной мощностью до 100 тыс. т в год метанола.

В начале 1960-х годов был разработан синтез метанола при низком давлении, и на его долю в настоящее время приходится более 80% всего мирового объема производства этого продукта.

Таблица 3.14. Удельные расходные и экономические показатели процессов производства метанола из различных видов сырья (в расчете иа 1 т метанола)

Показатель

Природный газ

Беизии

Мазут

Уголь

Капитальные вложения, %

100,0

105,0

140,0

230,0

Эксплуатационные расходы, %

100,0

113,0

106,0

111,0

Сырье и топливо, т у. т.

1,09

1,13

1,24

1,27

Электроэнергия, кВт-ч

70,0

60,0

130,0

150,0

Питательная котельная вода, м3

0,72

0,80

0,84

Вода для охлаждения, м3

50,0

40,0

80,0

100,0

Общий расход энергоресурсов, т

М2

1,16

1,30

1,34

у. т.

Термический К. П. Д., %

69,0

67,0

60,0

59,0

Процесс проводится на медьсодержащих оксидных катализаторах, главным образом на основе оксидов меди, цинка, алюминия и хрома, при давлении 4—10 МПа и температуре 230— 260 °С. Преимущество этого процесса заключается в более высоких активности и селективности катализаторов. Получаемый метанол содержит меньше примесей, что позволяет упростить систему его ректификации и снизить расход синтез-газа примерно на 10%. Низкое давление обеспечивает меньший расход энергии на сжатие синтез-газа и его рециркуляцию. Кроме того, процесс прост и надежен в эксплуатации. В большинстве промышленных схем синтеза при низком давлении используются реакторы, в которых катализатор размещается в трубах, а межтрубное пространство омывается кипящей водой. Медьсодержащие катализаторы чувствительны к сернистым соединениям и требуют высокой степени очистки сырьевого газа. Современные установки по производству метанола достигают единичной мощности до 2 тыс. т/сут и проектируются установки производительностью по 5—10 тыс. т/сут.

Экономика производства метанола во многом определяется видом исходного сырья, что подтверждается данными, приведенными в табл. 3.14 [69, 124, 126]. Однако ресурсы природного газа относительно ограничены, в то время как во многих странах и регионах имеются большие запасы дешевых углей. Поэтому уголь рассматривается сегодня в качестве перспективного сырья для организации крупномасштабного производства метанола и продуктов на его основе.

Одно из главных направлений использования метанола — расширение ресурсов моторных топлив за счет добавки его (до 15%) к нефтяным бензинам. Но при этом возможно расслоение фаз и создание паровых пробок в двигателе. В качестве стабилизаторов, предотвращающих эти явления, обычно используют высшие спирты. Специализированное производство этих спиртов традиционными нефтехимическими процессами малопроизводительно и требует высоких финансовых затрат. В связи с этим были разработаны процессы, обеспечивающие совместное получение из синтез-газа метанола и спиртов С2—Сб.

Один из таких процессов, разработанный Французским институтом нефти, осуществляется в присутствии высокоактивного катализатора. Процесс проводится при температуре 260— 320 °С и давлении 6—10 МПа; оптимальное соотношение Нг: СО в сырьевом синтез-газе — 2,0—2,5. Из-за низкой конверсии за один проход (12—18%) применяется высокая кратность циркуляции [127].

Реакции образования спиртов С2—Се в большинстве своем сильно экзотермичные, и важной особенностью процесса является надежный отвод и утилизация выделяющегося тепла. При больших мощностях установок для оптимального регулирования температуры катализатора предпочтительно применение адиабатического многослойного реактора с промежуточным охлаждением. Изменяя режим процесса и состав катализатора, можно регулировать содержание спиртов С2—Сб в получаемой смеси в пределах 15—50% (масс.). Содержание воды в спиртовой смеси колеблется от 5 до 35% (масс.), ее удаление, а также очистка спиртовой фазы осуществляются с помощью экстрактивной и азеотропной перегонки. Аналогичный процесс разработан в Италии, где он реализован на крупной опытнопромышленной установке.

Использование метанола или его смесей с высшими спиртами в качестве моторного топлива или добавки к бензину связано с рядом трудностей, вызываемых его низкой теплотой сгорания и токсичностью. Этих трудностей можно избежать путем конверсии метанола в углеводородное топливо, отвечающее требованиям, предъявляемым к нефтяным бензинам.

Основы превращения метанола в углеводородное топливо были разработаны специалистами фирмы «Mobil» (США) в ходе реализации комплексной программы работ по синтезу и применению в катализе новых высококремнеземных цеолитов серии ZSM. С середины 1970-х годов началась отработка процесса, получившего название «Mobil — MTG» (Methanol to Gasoline) на опытно-промышленных установках. Образование углеводородов из метанола проходит в несколько стадий. Вначале протекает обратимая реакция дегидратации метанола в димети-ловый эфир, который в дальнейшем дегидратируется с получением олефинов. Последние вступают в реакции полимеризации и циклизации, приводящие к образованию парафиновых, циклопарафиновых и ароматических углеводородов. Применяемый в процессе катализатор ZSM-5 имеет специфическую кристаллическую структуру, обеспечивающую образование углеводородов с максимальным числом атомов углерода 11, что сравни тельно точно соответствует составу и пределам выкипания бензиновых фракций нефти.

Исследование влияния параметров процесса на выход и состав продуктов показало, что при изменении температуры в интервале 310—540 °С и давления от 0,1 до 5 МПа с ростом температуры увеличивается выход парафинов С1—С3 и олефинов С2—С4 при снижении выхода алифатических углеводородов С5 и выше, а с увеличением давления в указанном температурном интервале повышается выход бензина, в составе которого растет доля высших ароматических углеводородов [128]. Реакции превращения метанола в углеводороды и воду протекают с выделением тепла в количестве 1,74 МДж/кг (на превращенный метанол). Поэтому при проектировании реакторного блока основной проблемой является отвод тепла.

Предложено два варианта технологии процесса получения бензина из метанола: со стационарным и псевдоожиженным слоем катализатора. В первом варианте с двумя реакторами отвод тепла реакции осуществляется за счет рециркуляции газа. Во втором варианте реактор с псевдоожиженным слоем катализатора обеспечивает хороший отвод тепла и постоянную высокую активность катализатора, который непрерывно регенерируется. Однако аппаратурное оформление этой схемы значительно сложнее. Характеристика условий проведения двух вариантов процесса производства бензина из метанола и состав получаемых в них продуктов представлены ниже [129]:

Стационарный слой

Псевдоожиженный слой

Температура, °С

на входе

360

на выходе

416

слоя (средняя)

413

Давление, МПа

2,16

0,27

Кратность рециркуляции

9,0

Выход, % (масс.) на метанол:

метанол+эфир

0,2

углеводороды

43,4

43,5

вода

56,0

56,0

С0+С02

0,4

0,1

кокс и прочие

0,2

0,2

Состав углеводородов, % (масс.):

газы С] — С2

1,4

5,6

пропан

5,5

5,9

пропилен

0,2

5,0

изобутан

8,6

14,5

н-бутан

3,3

1,7

бутены

1,1

7,3

С5 и выше

79,9

60,0

Бутены и изобутан могут служить источником получения алкилата, что позволяет повысить общий выход бензина. Счи тается, что производство бензина на базе угля через метанол имеет преимущества перед процессом Фишера-—Тропша вследствие большей селективности и более ВЫСОКОГО Термического-K. п. д.

По технологии «Mobil—-MTG» в Новой Зеландии в 1986 г. введен в действие первый в мире завод по производству бензина из метанола, получаемого на базе природного газа. На этом предприятии производительностью около 600 тыс. т в год синтетического бензина применен процесс со стационарным слоем катализатора. Затраты на сооружение завода составили около 1,5 млрд. долл. [130].

Рост потребности в бензинах с повышенным октановым числом сопровождается в настоящее время ужесточением требований к охране окружающей среды. Применение в качестве анти-детонационной добавки тетраэтилсвинца, получившего широкое распространение, приводит к выбросу в атмосферу токсичных веществ и отравлению катализаторов дожига выхлопных газов автомобилей. В таких условиях растет потребность в высокооктановых, особенно низкокипящих компонентах бензина. Перспективным из них следует считать грег-бутилметиловый эфир (ТБМЭ)*; это соединение имеет октановые числа 102 по моторному и 117 по исследовательскому методам. Характеристика ТБМЭ: температура кипения 55,3 °С и застывания —108,6 °С; плотность 740,4 кг/м3 и теплота сгорания 38,22 МДж/кг; полностью смешивается со всеми углеводородами и стабилен при хранении. Получают его из метанола и изобутена по реакции:

СН3ОН+(СНз)2С=СН2 =е*= СН3—О—С(СНз)з.

Реакция протекает в присутствии кислотного ионообменного катализатора с большой скоростью и отличается высокой селективностью. Из-за обратимости реакции для лучшей конверсии изобутена используется избыток метанола. В то же время отношение метанол: изобутен должно быть достаточно низким, чтобы затраты на извлечение и рецикл непрореагировавшего метанола не были слишком велики. Необходимо строгое соблюдение температурного режима процесса, что обеспечивается постоянным отводом тепла экзотермической реакции; в противном случае при температуре выше 125 °С начинается олигомеризация изобутена. В соответствии со стехиометрией для получения 1 т ТБМЭ требуется затратить 0,4 т метанола и 0,6 т изобутена. В одностадийном процессе легко достигается 90—96%-я степень конверсии изобутена. Более высокую степень конверсии — до 99% можно достичь в двухстадийном процессе, в котором после первой стадии из реакционной массы отделяется образо-

Рис. 3.8. Схема процесса производства ТБМЭ фирмы ”Huls”:

j — подогреватель; 2 — реакторы; 5 —колонна! отгонки фракции С4; 4 — колонка отгоики метанола;

J — метанол; II — фракция С4; III — вода; IV — пар; V — отработанная фракция С4; VI — вариант III; чистый ТБМЭ; VII — вариант II, ТБМЭ при меньшей конверсии изобутена; VIII — вариант I, смесь ТБМЭ с бутаи-бутенами вавшийся ТБМЭ, а на второй стадии остаточный изобутен вновь взаимодействует с метанолом.

Основными источниками изобутена для производства трет-бутилметилового эфира служат фракции С4 пиролиза и каталитического крекинга (содержание изобутена 35—50% и 15— 25% соответственно), которые пока лишь частично используются в качестве сырья для получения нефтехимических продуктов и моторного алкилата.

Первая в мире промышленная установка по производству трег-бутилметилового эфира мощностью 100 тыс. т в год была введена в действие в 1973 г. в Италии, и с тех пор выпуск его в разных странах быстро рос, достигнув в 1985 г. мирового производства «2,5 млн. т. Существует несколько вариантов промышленных процессов получения этого продукта. Наибольшее распространение получили процессы фирм «Snamprogetti» (Италия) и «Huls» (ФРГ) [131].

В процессе фирмы «Snamprogetti» трет-бутилметиловый эфир получают в трубчатом реакторе со стационарным слоем катализатора при температуре 40 °С и давлении 0,4 МПа. Степень превращения изобутена при использовании фракции С4 каталитического крекинга составляет 60—80%, а в случае пиролизной фракции С4 достигает 97—98%. В схеме процесса фирмы «Huls» (рис. 3.8) установлены два последовательно соединенные реактора со стационарным слоем катализатора, что обеспечивает более высокую конверсию изобутена и позволяет четко регулировать температуру процесса. Реакционная смесь содержит около 60% (масс.) грег-бутилметилового эфира, непревращенные бутены, а также небольшое количество метанола. Ее можно направить непосредственно на смешение с бензином (вариант I). Для получения более чистого продукта [до 98% (масс.)] из реакционной смеси отгоняют бутан-бутены (вариант II). Если же отогнать еще и остаточный метанол и возвратить его в реактор, можно повысить степень конверсии изобутена до 98%, а чистоту трет-бутилметилового эфира — до 98,8% (масс.) (вариант III).

Состав продуктов, получаемых в процессах названных фирм, и основные расходные показатели таковы [131]:

Содержание в продуктах реакции, % (масс.):

«БпатргойеШ»

«НШэ»

трет-бутилметилового эфира

98—99

99,35

углеводородов С4

0,1

0,05

метанола

0,1

0,10

диизобутена

0,5

трет-бутанола

0,5

0,20

воды

Расход иа 1 т ТБМЭ, кг:

5-10-®

2-10-«

метанола

361

392

изобутена

665

647

Энергетические затраты на 1 т ТБМЭ, т у. т. в том числе:

0,171

0,086

пар, т

1,0

0,4

охлаждающая вода, м3

60

26

электроэнергия, кВт-ч

18

6

Термический к. п. д., %

90

89

Отработанную фракцию С4, содержащую бутан-бутены, после выделения из нее метанола и дополнительной очистки от примесей можно направить на алкилирование, что позволит за счет получения высокооктанового моторного алкилата расширить ресурсы бензина и улучшить его фракционный состав. Сернокислотной гидратацией линейных бутенов можно получить втор-бутанол, также являющийся высокооктановой добавкой к бензинам.

Сырьевая база производства трет-бутилметилового эфира может быть значительно расширена за счет фракций С4 попутного и природного газов с одновременным получением метанола на основе метана. Для получения изобутена н-бутан следует подвергнуть изомеризации и дегидрированию. Этот путь связан с повышенными затратами из-за большого числа стадий переработки, но при интеграции отдельных установок в единую комплексную схему можно оптимизировать использование многочисленных циркуляционных потоков между стадиями, тем самым обеспечить максимальную реализацию отходящих газов и повысить выход целевых продуктов и термический к. п.д. их производства.

⇐Получение топлив из природных битумов и горючих сланцев | Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов | Топлива из биомассы⇒

ВНЭ 28-86/Минхимпром Инструкция о мерах безопасности при работе с метанолом на предприятиях и в организациях Минхимпрома / 28 86 Минхимпром

ВЕДОМСТВЕННЫЕ НОРМЫ

ИНСТРУКЦИЯ
О МЕРАХ БЕЗОПАСНОСИ ПРИ РАБОТЕ
С МЕТАНОЛОМ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ И В
ОРГАНИЗАЦИЯХ МИНХИМПРОМА

ВНЭ 28-86

Минхимпром

УТВЕРЖДЕНА
Министерством химической промышленности
25 ноября 1986 г.

Министерство химической промышленности

Москва 1986

РАЗРАБОТАНА      Всесоюзным научно-исследовательским институтом техники безопасности в химической промышленности

Заместитель директора института

по научной работе                                  В.И. Жуков

Руководитель работы                             Э.Н. Иовенко

ИСПОЛНИТЕЛИ  С.Я. Тарасенко, В.И. Кузьменко

ВНЕСЕНА              Управлением техники безопасности, промышленной санитарии и охраны природы Минхимпрома

СОГЛАСОВАНА  с Минздравом СССР (письмо от 22 октября 1986 г. № 122-5/712-11) и ЦК профсоюза рабочих химической и нефтехимической промышленности (постановление от 10 ноября 1986 г. № 67)

Руководителям управлений и отделов
Минхимпрома, всесоюзных промышленных
объединений, предприятий и организаций

28.11.86 г.               № 30-4-636

На № ________________________

О вводе инструкции о мерах
безопасности при работе с метанолом

Примите к сведению и руководству согласованную с Минздравом СССР (письмо от 22 октября 1986 г. № 122-5/712-11), ЦК профсоюза рабочих химической и нефтехимической промышленности (постановление от 10 ноября 1986 г. № 67) и утвержденную Минхимпромом Инструкцию о мерах безопасности при работе с метанолом на предприятиях и в организациях Минхимпрома , (в дальнейшем — Инструкция).

Инструкция разработана с учетом требований «Общих санитарных правил при работе с метанолом», утвержденных Минздравом СССР 18 июля 1986 г. № 4132-86х).

___________________

х) Общие санитарные правила по хранению и применению метанола, утвержденные постановлением Минздрава СССР от 4 ноября 1965 г. № 549-65 (письмо Минхимпрома от 10 января 1966 г. № 10/Д) утратили силу.

Инструкция о мерах безопасности при работе с метанолом на предприятиях и в организациях Минхимпрома вводится в действие с 15 декабря 1986 г.

Прошу обеспечить строгое соблюдение требований, предусмотренных настоящей Инструкцией. Мероприятия по реализации требований Инструкции и сроки их выполнения должны быть согласованы с местными органами Госсаннадзора.

Заместитель начальника Управления
техники безопасности, промышленной
санитарии и охраны природы

В.Т. Гаврилов

 

Министерство
химической
промышленности
(Минхимпром)

Ведомственные нормы

ВНЭ 28-86

Минхимпром

Инструкция о мерах безопасности
при работе с метанолом на предприятиях
и в организациях Минхимпрома

1.1. Настоящая Инструкция определяет порядок перевозки, выдачи, учета, хранения и применения метанола.

В Инструкции не приведены общие требования взрывобезопасности, пожарной безопасности и другие, применительно к метанолу, изложенные в СНиП и других общесоюзных и отраслевых нормативно-технических документах.

1.2. При производстве метанола, кроме настоящей Инструкции, следует руководствоваться общесоюзными и отраслевыми нормативно-техническими документами, регламентирующими как общие требования безопасности, так и требования, обусловленные физико-химическими свойствами метанола.

1.3. Введение технологических процессов с применением метанола или веществ, содержащих метанол, должно быть согласовано с органами государственного санитарного надзора.

1.4. Запрещается в одном и том же производственном помещении (цехе, производстве) совместное одновременное или поочередное применение метанола и спирта этилового, если это не обусловлено химизмом технологического процесса.

Внесена Управлением
техники безопасности,
промышленной санитарии
и охраны природы

Минхимпрома

Утверждена

Минхимпромом

25 ноября 1986 г.

Срок введения
в действие с
15 декабря 1986 г.

Примечание. В случаях, когда такое применение обусловлено химизмом процесса, должны быть разработаны дополнительные технические решения по исключению хищения метанола.

1.5. Приказом по предприятию назначаются лица, ответственные за перевозку, хранение, приемку и выдачу метанола на территории предприятия, а также лица, ответственные за отпуск метанола сторонним организациям.

1.6. Места возможного хищения метанола должны быть включены в перечень особо опасных мест, которые лично проверяются начальниками смен, старшими научными сотрудниками, руководителями групп и другими ответственными лицами перед началом работы.

1.7. При обнаружении факта хищения метанола необходимо немедленно сообщить об этом непосредственному руководителю, который в свою очередь, обязан доложить о случившемся руководству предприятия.

Руководство предприятия должно принять меры по оповещению работников предприятия о случившемся и предотвращению случаев отравления метанолом, а также по предупреждению распространения его на территории предприятия и выноса за ее пределы.

1.8. Все лица, допускаемые на территорию предприятия, вырабатывающего или применяющего метанол, проходят инструктаж в соответствии с Указаниями по проведению специального инструктажа об опасности метанола для здоровья и жизни людей на предприятиях Министерства химической промышленности*.

______________________

* Полная информация об указанных в настоящей Инструкции нормативных документах приведена в справочном приложении 1.

1.9. К работе с метанолом не допускаются лица, состоящие на учете в наркологических пунктах, а также беременные и кормящие женщины.

1.10. Доступ в цех (отделение, участок, установку), вырабатывающий или применяющий метанол, работников других цехов и служб предприятия, а также работников сторонних организаций, учащихся профессионально-технических училищ, средних специальных учебных заведений, студентов высших учебных заведений и т.п. производится по письменному разрешению начальника цеха.

1.11. Лица, допущенные к работе с метанолом, должны иметь отличительную спецодежду или отличительный знак на ней.

1.12. В должностных инструкциях инженерно-технических работников и в инструкциях по рабочим местам работников цехов, участков, лабораторий и т.п., где вырабатывается или применяется метанол, должны быть изложены их обязанности и ответственность в части выполнения требований настоящей Инструкции (предупреждение случаев хищения и распространения метанола, случаев отравления им и др.).

Примечание. В инструкциях должна быть приведена информация о том, что по внешнему виду и запаху метанол напоминает этиловый спирт и что метанол является сильным ядом. Особенно опасен прием метанола внутрь. Незначительная доза (5 — 10 граммов) вызывает отравление человека, сопровождающееся потерей зрения, а доза свыше 30 граммов является смертельной.

2.1. Отпуск метанола потребителю (стороннему предприятию или организации) производится при наличии у него тары, соответствующей ГОСТ 2222-78.

2.2. При перевозке метанола железнодорожным транспортом следует руководствоваться «Правилами перевозок жидких грузов наливом в вагонах-цистернах и бункерных полувагонах», «Правилами перевозки опасных грузов», «Правилами безопасности и порядком ликвидации аварийных ситуаций с опасными грузами при перевозке их по железным дорогам», при перевозке метанола автомобильным транспортом — «Правилами перевозки метанола автомобильным транспортом».

2.3. Приемка метанола от транспортной организации производится специально уполномоченным от предприятия получателем груза, который совместно с представителем транспортной организации должен проверить сохранность груза, исправность тары и целостность пломб, а также обеспечить охрану метанола до приемки его складом предприятия.

2.4. Потребитель обязан обеспечить добавление к метанолу для придания ему неприятного запаха или цвета этилмеркаптана (1 л на 1000 л), или керосина (10 л на 1000 л), или красителей (темного 2 — 3 л на 1000 л), если по технологии производства это не противопоказано.

2.5. Поступивший на предприятие метанол принимается по акту работником, назначенным приказом по предприятию (из числа лиц, определенных пунктом 1.5 настоящей Инструкции), который несет ответственность за сохранность метанола с момента его получения до передачи в цех, отделение, участок, лабораторию.

2.6. На предприятиях, в цехах, лабораториях, применяющих метанол, должен быть организован строгий учет его приема и выдачи.

Прием и выдача метанола на складах производится по полностью оформленным приходно-расходным документам, как продукта строгой отчетности, с занесением данных прихода и расхода в прошнурованную книгу учета цеха, лаборатории (приложение 2), периодически проверяемую руководством предприятия, начальником цеха (отделения), лаборатории.

Израсходование метанола оформляется по акту (приложение 3), который утверждается руководством предприятия.

2.7. При сливо-наливных операциях железнодорожные цистерны, а также помещения, в которых проводятся такие работы, должны находиться в огражденной зоне с охранной сигнализацией. В случае расположения цистерн вне зоны, на весь период проведения сливо-наливных операций должна быть выставлена охрана.

2.8. Слив метанола из цистерн осуществляется по трубопроводам. Краны, вентили на них, а также насосы и другое оборудование, используемое при сливо-наливных операциях, должно размещаться в помещениях.

2.9. Налив метанола в тару производится специально предназначенными для метанола и выделенными для этой цели насосами или сифонами. Переливание ведрами и сифонами с засасыванием ртом не допускается. Слив метанола из тары производится полностью, без остатка продукта. Железнодорожные цистерны из-под метанола после окончания слива полностью опорожняются способом, исключающим пребывание в них людей.

2.10. При розливе метанола следует сразу же засыпать залитое место песком или опилками, пропитанный метанолом песок иди опилки удалить, а участок промыть струей воды.

2.11. Порожняя тара из-под метанола должна быть промыта водой в количестве не менее двух объемов тары. Промывка производится под контролем ответственного лица, определенного п. 1.5 настоящей Инструкции.

Промывка железнодорожных цистерн осуществляется в соответствии с «Правилами перевозок жидких грузов наливом в вагонах-цистернах и бункерных полувагонах».

3.1. Склады метанола, а также прицеховые расходные емкости, в которых содержится метанол, должны иметь ограждения, выполненные с применением типовых конструкций оград, снабженные по всему периметру охранной сигнализацией с резервным питанием на случай отключения основного источника электроэнергии. При отсутствии сигнализации склады должны охраняться.

3.2. Складские и прицеховые расходные емкости, в которых содержится метанол, оснащаются средствами автоматического контроля уровня и блокировками, исключающими перелив.

Применение мерных стекол запрещается.

3.3. Помещения для хранения метанола должны иметь металлические или деревянные, обшитые металлом двери, оборудованные надежными запорами; световые проемы ограждаются прочными металлическими решетками.

3.4. В нерабочее время двери складов (помещений) запираются на замок и опечатываются. Хранение ключей, их сдача и получение осуществляются в установленном на предприятии порядке.

3.5. В помещениях, предназначенных для хранения метанола, не допускается хранение этилового спирта.

3.6. Метанол хранится в таре согласно ГОСТ 2222-78. Тара должна быть герметически уплотнена, опломбирована, а также иметь предупредительные надписи несмываемой краской «Метанол-яд», «Огнеопасно» и соответствующие знаки опасности по ГОСТ 19433-81.

3.7. Количество и условия хранения метанола или веществ его содержащих, на складах и в цеховых кладовых (отвечающих требованиям пп. 3.1 — 3.5 настоящей Инструкции) определяются проектом.

На рабочих местах (в лабораториях и т.п. подразделениях) количество хранящегося метанола не должно превышать суточной потребности.

3.8. В случае неизрасходования полученного метанола остаток сдается на склад или хранится в условиях, исключающих его хищение: большие количества метанола могут храниться в помещениях, оборудованных в соответствии с требованиями пп. 3.1 — 3.5 настоящей Инструкции; малые количества — в несгораемых сейфах (шкафах, металлических ящиках), которые закрываются на замок и опечатываются. На сейфе должна быть предупредительная надпись «Метанол-яд». Сейф должен находиться в помещении, которое в нерабочее время запирается и опечатывается. Хранение ключей, их сдача и получение осуществляется в установленном на предприятии порядке.

3.9. Применение метанола допускается лишь в тех производственных процессах, где он не может быть заменен другими веществами.

Запрещается применение метанола для изготовления политур, мастик, нитролаков, клеев и др. продукции, поступающей в торговую сеть и применяемой в быту.

3.10. Производственные процессы с использованием метанола или соединений, содержащих его, должны быть полностью герметизированы и исключать возможность контакта работающих с метанолом.

3.11. Загрузка мерников или производственных аппаратов производится из стационарных емкостей (складских, прицеховых расходных емкостей и т.п.) с помощью насосов, а из подвижной тары (бочек, бутылей и т.п.) — с помощью вакуума. Ручной розлив допускается лишь для малых количеств метанола (не более 3 л).

3.12. Соединения трубопроводов метанола следует, как правило, выполнять на сварке. Фланцевые соединения допускаются в местах установки арматуры и присоединения к оборудованию.

Запрещается прокладка трубопроводов метанола через смежные цехи и помещения, где он не применяется. Трубопроводы должны иметь уклон, обеспечивающий полное их опорожнение.

3.13. Места возможного хищения метанола (фланцевые соединения, места отбора проб, присоединения к контрольно-измерительным приборам и др.), должны быть защищены кожухами, закрытыми на замок, опломбированы и исключать доступ к ним. Ключи хранятся у ответственного лица из числа сменного персонала.

3.14. В наряде-допуске (разрешении) на проведение газоопасных, огневых, ремонтных работ на оборудовании и коммуникациях, в которых находился метанол, или на работы, проводимые вблизи оборудования и коммуникаций, в которых находится метанол, должны быть предусмотрены дополнительные меры по предотвращению хищения и распития метанола.

3.15. Лабораторные работы с применением метанола проводятся в соответствии с требованиями «Основных правил безопасной работы в химической лаборатории».

3.16. Запрещается сливать в канализацию отработанный метанол и вещества его содержащие.

3.17. При ведении технологических процессов сброс, предварительная очистка, нейтрализация отработанного метанола и веществ, его содержащих, производятся в соответствии с технологическими регламентами. Обезвреживание и уничтожение отработанного метанола в химических лабораториях осуществляется в соответствии с требованиями «Основных правил безопасной работы в химической лаборатории».

4.1. При отравлении необходимо пострадавшего вывести (вынести) на свежий воздух и немедленно обратиться за квалифицированной медицинской помощью. Пострадавшему необходимо создать покой, уложить на спину, растегнуть стесняющую одежду, давать вдыхать кислород с карбогеном.

4.2. В случае потери сознания с остановкой дыхания пострадавшему нужно немедленно, не ожидая прихода медперсонала, делать искусственное дыхание.

4.3. При попадании метанола на кожу для предупреждения отравлений необходимо загрязненный участок тела промыть большим количеством воды. При попадании метанола на спецодежду необходимо ее снять и заменить. Загрязненная метанолом спецодежда подлежит стирке в теплой воде.

ПЕРЕЧЕНЬ
нормативных документов, на которые дана ссылка в настоящей Инструкции

1. Указания по проведению специального инструктажа об опасности метанола для здоровья и жизни людей на предприятиях Министерства химической промышленности, приложение к приказу Минхимпрома от 3 мая 1972 г. № 297.

2. Правила перевозки метанола автомобильным транспортом. Утверждены Союзазотом 12 июня 1984 г. и согласованы с ВНИИБД МВД СССР 24 августа 1984 г.

3. Правила перевозок жидких грузов наливом в вагонах-цистернах и бункерных полувагонах. Утверждены Министерством путей сообщения СССР 25 мая 1966 года и согласованы с Госарбитражем СССР.

4. Правила перевозки опасных грузов. Утверждены Министерством путей сообщения СССР 15 сентября 1965 г. и согласованы с Госарбитражем СССР.

5. Правила безопасности и порядок ликвидации аварийных ситуаций с опасными грузами при перевозке их железными дорогами. Утверждены Министерством путей сообщения СССР 10 декабря 1983 г. и согласованы со Штабом Гражданской обороны СССР 28 ноября 1983 г.

6. ГОСТ 2222-78 «Метанол-яд технический. Технические условия». Утвержден постановлением Госкомитета стандартов СМ СССР 22 февраля 1978 года № 515.

7. Основные правила безопасности работы в химических лабораториях. Утверждены Минхимпромом 27 июля 1977 г. и согласованы с ЦК профсоюза рабочих нефтяной, химической и газовой промышленности 25 февраля 1977 г.

ЖУРНАЛ УЧЕТА МЕТАНОЛА
по цеху (отделу, лаборатории) __________________ за 19__ г.

Дата

Номер документа

Приход метанола со склада (кладовой)

Расход метанола

Остатки метанола

Направление расхода: наименование операций, продукции и т.д.

Количество операций, продукции и т.д.

Норма на операцию (ед. продукции и т.д.)

Отпущено на весь объем по нормам

Ф. И. О. получателя

Подпись получателя

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

_____________________________

наименование предприятия

УТВЕРЖДАЮ

____________________________

«__» ____________________ 19__ г.

АКТ
на списание метанола

от «__» _____________ 19__ г.

Комиссия, назначенная распоряжением начальника цеха (отдела, лаборатории) № ____ от «__» _________ 19__ г., составила акт на списание метанола, израсходованного за _____ месяц 19__ г. по цеху (отделу, лаборатории) ___________ для _________ нужд

Наименование расхода (наименование операций, опытов и т.д.)

Количество операций

Код затрат

Код спирта

Единица измерения

Расход спирта

Цена

Сумма

по норме

фактически

на операцию

на весь объем

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Основные причины и виновники перерасхода ___________________________________

Председатель комиссии

__________

должность

_________

Ф. И. О.

___________

подпись

Член

комиссии

___________

должность

_________

Ф. И. О.

___________

подпись

 

 

 

 

 

 

 

Материально ответственное лицо

__________

должность

_________

Ф. И. О.

___________

подпись

___________

должность

_________

Ф. И. О.

___________

подпись

 

Метанол

Метанол производится из синтез-газа (окись углерода и водород), получаемого из нефти, угля или биомассы. Он может стать центральным элементом развития биоперерабатывающих заводов в качестве промежуточного звена в преобразовании биомассы в полезные продукты.

 

Использование метанола

 

 

Рисунок 1 Использование метанола.

Данные за 2015 г. от IHS Markit, 2015 г.

(а) Полимеры

Наиболее широко метанол используется в качестве сырья для производства пластмасс.

(i) Пластмассы, полученные из метаналя

Метанол используется для производства метаналя и, следовательно, различных пластмасс на основе реакций с фенолом, карбамидом (мочевиной) и меламином.

(ii) Полиэфиры

При производстве полимеров, таких как полиэфир Терилен, в качестве исходного сырья используется метанол.

Метанол используется для производства терилена двумя способами. Одним из них является спирт для получения диметилового эфира бензол-1,4-дикарбоновой кислоты (терефталевой кислоты).Другой заключается в получении этановой кислоты (уксусной кислоты), большое количество которой используется в производстве бензол-1,4-дикарбоновой кислоты. Он используется в качестве растворителя при жидкофазном окислении 1,4-диметилбензола (п-ксилола), что приводит к получению кислоты.

(iii) Поли(метил-2-метилпропеноат)

Поли(метил-2-метилпропеноат) используется под торговыми названиями, такими как Lucite, Perspex и Altoglass. Метанол используется для получения мономера, метилового эфира 2-метилпропеновой кислоты.

(iv) Поли(этен) и поли(пропилен)

Наиболее заметное увеличение использования метанола для производства алкенов с помощью процессов MTO и MTP: с 6 миллионов тонн в 2015 году до ожидаемых 20 миллионов тонн в 2020 году, что будет означать, что большая часть пластмасс, таких как полиэтилен ) и поли(пропен) в ближайшем будущем будут получать из синтез-газа.

(b) В качестве топлива

Метанол предназначен для использования в качестве основного топлива для автомобилей либо в виде жидкого топлива, смешанного с бензином, либо в топливных элементах, где он использовался для приготовления на месте в автомобиле водорода для топливного элемента.

В то время как несколько лет назад только небольшое количество метанола использовалось непосредственно в качестве топлива в автомобилях, сейчас это использование быстро растет. В Китае бензин смешивают с метанолом (15%) без необходимости переделывать двигатели. При некоторой доработке можно использовать больше метанола (до 85%). Преимущество Китая заключается в том, что метанол можно производить как из угля, так и из биомассы с помощью синтез-газа. Этот упор на использование метанола в качестве топлива отражен в цифрах мирового производства метанола.Таким образом, во всем мире использование метанола в качестве топлива в настоящее время составляет 10% (около 7 миллионов тонн в год), но ожидается, что в ближайшие годы оно возрастет.

Использование метанола в качестве топлива в Китае ежегодно увеличивалось на 25% с 2000 по 2015 год.

Рисунок 2. М-85 представляет собой смесь метанола (85%) и бензина, используемую во многих автомобилях в Китае.
С любезного разрешения Института метанола.
Рисунок 3. Чистый метанол используется в дизельных двигателях некоторых автобусов в Китае.
С любезного разрешения Института метанола.
Рисунок 4 Компания Stena Line переводит свой флот на использование метанола, чтобы уменьшить загрязнение окружающей среды при сжигании мазута, что вызывает особую озабоченность в Балтийском море. Stella Germanica, здесь, в Гетеборге, Швеция, готовится к отплытию в Киль в Германии, прошла обширные ходовые испытания с использованием метанола, прежде чем было принято решение о переоборудовании более 20 других судов.
С любезного разрешения Marcusroos (Wikimedia Commons).

 

(c) Производство топлива

(i) Процесс MTG

Синтез-газ может быть преобразован в жидкое топливо. Одним из способов является использование процесса Mobil MTG (метанол в бензин).

Метанол преобразуется в алканы и ароматические углеводороды, подходящие для бензина (углеводороды с 5-8 атомами углерода), путем пропускания пара над оксидом алюминия при ок. 600 К. Получается равновесная смесь метанола, диметилового эфира (ДМЭ) и пара , содержащие около 25% метанола:

 

 

Затем эту смесь газов пропускают над слоем цеолита в его кислотной форме, HZSM-5, нагретого до или 650 К, для получения смеси углеводородов (с 5-10 атомами углерода) для использования в качестве бензина.

DME можно использовать по-другому. Хотя это газ при температуре окружающей среды, он может быть легко сжижен под давлением и считается привлекательной альтернативой дизельному топливу. Транспортным средствам необходим двигатель с воспламенением от сжатия с топливной системой, специально разработанной для работы на DME. В Европе и США было проведено несколько демонстраций автомобилей DME, в том числе одна, в которой клиент проехал 10 автомобилей на 750 000 миль. Стандарты выбросов твердых частиц могут быть соблюдены без использования фильтров.Как и в случае с обычными автомобилями с дизельным двигателем, выбросы оксидов азота (NOx) можно уменьшить обычным способом с помощью раствора мочевины.

ДМЭ также смешивается со сжиженным нефтяным газом (СНГ) в качестве топлива для использования в домах. Однако в настоящее время в основном он используется в качестве аэрозольного пропеллента.

Первый завод MTG был построен в Новой Зеландии, и в настоящее время строятся новые заводы, которые также удовлетворят спрос на метанол и аммиак, для которых необходим синтез-газ.

Этот процесс может обеспечить способ производства химических веществ из биомассы.Биомасса преобразуется в синтез-газ, затем в метанол и оттуда в жидкое топливо.

(ii) Для получения оксигенатов

Другим важным применением метанола является производство метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) и трет-амилметилового эфира (ТАМЭ), добавок к бензину для повышения его октанового числа.

Однако было показано, что МТБЭ является серьезным загрязнителем и при разливе попадает в водоемы. Его использование постепенно прекращается в США и других странах.

Годовое производство метанола

Мир 70 млн тонн 1,2
Азия 44 миллиона тонн 3
Ближний Восток 9 миллионов тонн 3
США 2 миллиона тонн 4

1.M Альварадо, Метанол, 2016 г., IHS
2. Ожидается, что объем производства приблизится к 80 млн тонн в 2016 г. и 100 млн тонн в 2020 г.
3. Услуги рынка метанола в Азии, 2016 г. Данные рассчитаны на 2015 г.
4. Руководство по химическому бизнесу за 2015 г. , Американский химический совет, 2016 г.

В 2000 году на долю Китая приходилось около 12% мирового потребления метанола, в то время как на Северную Америку и Европу приходилось 33% и 22% соответственно. К 2015 году Китай потреблял 54%, а Северная Америка и Европа потребляли 11% и 10%.

 

Производство метанола

(а) Производство синтез-газа

(i) Традиционные методы

Метанол производится из синтез-газа, который представляет собой смесь монооксида углерода и водорода.

Сырьем в течение последних 40 или более лет была нефть или природный газ. Уголь, особенно в Китае, в качестве сырья используется уголь, а не природный газ или нефть.

(ii) «Зеленый» метанол

Были проведены крупные разработки по производству метанола, который в значительной степени является «зеленым».

Любая твердая биомасса, включая, например, сельскохозяйственные, городские и промышленные отходы, может быть использована для производства синтез-газа с использованием методов, аналогичных его производству из угля.

Более поздние разработки включают завод в Нидерландах, который использует жидкий пропан-1,2,3-триол (глицерин), побочный продукт производства биодизеля из животных жиров и растительных масел, для производства газа.

Еще один «зеленый» путь — использование отработанного углекислого газа. Хотя первая такая установка связана с геотермальной энергией, ее можно использовать для преобразования отходов двуокиси углерода, например, из печей для обжига извести и сталелитейного производства, в метанол.

(б) Синтез метанола

Синтез-газ каталитически преобразуется в метанол при повышенных температурах и давлениях в реакторе с неподвижным слоем. Катализатор представляет собой гранулы оксида алюминия, покрытые оксидами меди и цинка.

Основная реакция синтеза метанола может быть записана:

 

 

Из рассмотрения энергетики реакций видно, что выходу метанола благоприятствуют высокие давления и низкие температуры. Процесс низкого давления появился благодаря открытию катализатора на основе меди, который был активен при 475–575 К, что позволяло проводить экономичные превращения при 40–100 атм.Одна установка, например, работает при температуре 525-575 К и давлении 100 атмосфер. В конечном итоге достигается 97% конверсия реагентов.

Фактический механизм образования метанола был активной областью исследований. Считается, что при использовании радиоактивного 14 CO 2 большая часть, если не весь, метанола получается через CO 2 .

Рисунок 4 Конвертер, в котором метанол производится из синтез-газа.
С любезного разрешения Джонсона Матти.

 

Дата последнего изменения: 17 февраля 2017 г.

Центр данных по альтернативным видам топлива: метанол

Метанол (CH 3 OH), также известный как древесный спирт, считается альтернативным топливом в соответствии с Законом об энергетической политике 1992 года. В качестве моторного топлива метанол имеет химические и физические свойства топлива, аналогичные этанолу. Метанол использовался в 1990-х годах, но больше не используется и не разрабатывается в качестве коммерческого транспортного топлива.

Производство

Это топливо обычно производится путем паровой конверсии природного газа с получением синтез-газа. Подача этого синтез-газа в реактор с катализатором дает метанол и водяной пар. Метанол можно производить из различного сырья, но в настоящее время наиболее экономичным является природный газ.

Преимущества

Метанол может стать альтернативой обычному транспортному топливу. К преимуществам метанола относятся:

  • Более низкие производственные затраты — Метанол дешевле в производстве по сравнению с другими альтернативными видами топлива.

  • Повышенная безопасность — Метанол имеет меньший риск воспламенения по сравнению с бензином.

  • Повышенная энергетическая безопасность —Метанол можно производить из различных видов отечественного углеродсодержащего сырья, такого как биомасса, природный газ и уголь.

Исследования и разработки

Метанол продавался в 1990-х годах как альтернативное топливо для совместимых автомобилей. На пике своего развития ежегодно в автомобилях на альтернативных видах топлива в Соединенных Штатах использовалось почти 6 миллионов бензиновых галлонов, эквивалентных 100% метанолу и смесям 85% метанола и 15% бензина.

Массачусетский технологический институт исследовал будущее природного газа в качестве сырья, чтобы обеспечить более широкое использование метанола в качестве транспортного топлива.

Дополнительная информация

Узнайте больше о метаноле по ссылкам ниже. Центр данных по альтернативным видам топлива (AFDC) и Министерство энергетики США не обязательно рекомендуют или поддерживают эти компании (см. отказ от ответственности).

AFDC также обеспечивает поиск публикаций для получения дополнительной информации.


Каталитическое производство метанола | Последние 100 лет и будущее

Johnson Matthey Technol. , 2017, 61 , (3), 172

Введение

Метанол производился и использовался на протяжении тысячелетий, а древние египтяне использовали его в процессе бальзамирования – он был частью смеси веществ, произведенных в деструктивная перегонка (пиролиз) древесины. Однако только в 1661 году Роберт Бойль произвел чистый метанол путем дальнейшей перегонки, и только в 1834 году химический состав был определен Жаном-Батистом Дюма и Эженом Пелиго.В то же время начали действовать промышленные операции с деструктивной перегонкой (2).

Существует много параллелей между промышленным производством метанола и аммиака, и именно ранняя разработка каталитического процесса высокого давления для производства аммиака послужила толчком к исследованиям органических соединений: углеводородов, спиртов и т.д. При высоком давлении и температуре водород и азот образуют только аммиак, однако при объединении водорода и оксидов углерода при высоком давлении и температуре дело обстоит иначе, когда список потенциальных продуктов очень длинный, и почти все процессы приводят к смеси продуктов. .Из-за изменений в процессе, катализаторе, условиях, оборудовании или сырье внезапно стал доступен огромный список промышленных ингредиентов, и последовала гонка за развитием коммерческих процессов.

Первые капли

Ранние исследования в области производства метанола быстро сосредоточились на меди как на главном претенденте на роль основы каталитического процесса получения метанола. Пол Сабатье и Жан-Батист Сендеренс (3) в 1905 году обнаружили, что медь эффективно катализирует разложение метанола и в меньшей степени его образование.Во многих ранних тестах рассматривалось, какие катализаторы могут эффективно разрушать метанол, предполагая, что они будут столь же эффективны в альтернативных условиях при образовании метанола. После начала крупномасштабного производства аммиака в Германии в 1913 году темпы исследований ускорились, и в 1921 году Жорж Патар запатентовал основу каталитического процесса высокого давления, в котором использовались различные материалы, включая медь (наряду с никелем, серебром или железом). для синтеза метанола (4). Позже с использованием этого процесса был построен небольшой экспериментальный завод на родине Патара, во Франции, недалеко от Аньера (5).

The German Effort

Процессы на основе древесины всегда были очень ограничены в масштабах, и только в 1923 году производство можно было считать «промышленным» с помощью каталитического процесса, разработанного Матиасом Пьером в Badische Anilin- & Sodafabrik (BASF), Германия ( Рисунок 1 ).

Рис. 1.

Первая партия синтетического метанола с BASF Leuna, 1923 г. (любезно предоставлено корпоративным архивом BASF, Людвигсхафен/Рейн, Германия) время представлял собой смесь водорода и угарного газа.Процесс работает по следующим реакциям:

(I)

(II)

(III)

Формирование метанола (уравнения (I) и (II)) благоприятствуют низкие температуры и высокое давление. Все три равновесные реакции протекают одновременно, хотя для упрощения любого анализа принято рассматривать только две из трех, поскольку можно видеть, что уравнения (ii) и (iii) вместе взятые совпадают с уравнением (i).

Процесс BASF работал при давлении выше 300 атм и 300–400 °C с использованием катализатора на основе хромита цинка (Cr 2 O 3 -ZnO), разработанного Алвином Митташем (6) примерно через десять лет после его работы над первый промышленный катализатор синтеза аммиака. Высокие давления способствовали превращению в метанол, и для достижения достаточно высоких скоростей реакции также приходилось использовать высокие температуры. Дальнейшее повышение температуры оказало бы резкое влияние на селективность и равновесие, поэтому условия были выбраны как компромисс.Производство метанола началось 26 сентября 1923 года на площадке Лейна (7).

Ранние катализаторы

Последующие исследования катализатора были обширными, список возможных кандидатов охватывал большую часть периодической таблицы, от сурьмы до циркония, от висмута до урана (сам по себе популярный катализатор того времени) (5, 8 ). Учитывая всестороннее тестирование, неудивительно, что в списке можно найти многие компоненты, из которых состоят современные катализаторы, используемые в метанольных заводах в 21 веке.

Первоначально железо должно было использоваться для производства метанола (как и при производстве аммиака), но это вместе с никелем постепенно исключалось из последующих патентных заявок до тех пор, пока требование о том, чтобы процесс «полностью исключал железо из реакции», не было включено в середина 1920-х (9). В первые годы было много усилий, направленных на изучение других комбинаций углерода, водорода и кислорода. Одним из основных применений были реакции Фишера-Тропша: создание насыщенных углеводородов с прямой цепью, например, для топлива.Это легко катализируется железом в условиях, аналогичных синтезу метанола. Было обнаружено, что с первыми железосодержащими катализаторами синтеза метанола железо будет реагировать с монооксидом углерода с образованием карбонила железа, которое при высоких температурах разлагается до металлического железа. Поэтому было легко превратить катализатор в катализатор, гораздо более эффективный для получения углеводородов, чем метанол; реакции, которые еще более экзотермичны и не ограничены равновесием, поэтому подвержены риску теплового разгона. Катализатор — не единственный источник железа в таких процессах, при этом очевидным выбором для строительства первых корпусов реакторов является сталь, которая сама содержит железо.Поэтому многие из первых заводов были либо облицованы, либо сделаны из цветных металлов, таких как медь, серебро или алюминий (10).

Первые процессы

Равновесные ограничения реакций образования метанола (уравнения (i)–(iii)), особенно в первых рабочих условиях, были таковы, что конверсия в метанол за один проход через реактор была очень низкой. Чтобы преодолеть это, газ должен был быть рециркулирован над катализатором несколько раз. Каждый раз газ охлаждают для конденсации любого продукта метанола, а израсходованные реагенты заменяют свежим синтез-газом.Газ редко представляет собой чистый водород и монооксид углерода, и любые нереагирующие вещества, такие как метан или азот, вводимые через подачу свежего газа, накапливаются в таком контуре, поэтому небольшая часть газа должна быть очищена, также теряя некоторые реагенты. . На рис. 2 показаны основные компоненты контура синтеза метанола, которые используются до сих пор.

Рис. 2.

Основные компоненты контура синтеза метанола под давлением

Теплообменник представляет собой более современную концепцию, снижающую потребление энергии за счет использования горячего газа, выходящего из конвертера, для нагрева входящего газа.Ранние патенты (11) раскрывают множество аспектов современного производства метанола, включая цикл рециркуляции и использование защитного слоя дополнительного катализатора или абсорбента для удаления «следов веществ, вредных для реакции», ранние версии, как правило, содержат медь. основанный на. Потери реагентов из-за продувки также учитывались в ранних процессах, и в 1932 г. Форрест Рид подал патент на рециркуляцию продувочного газа через дополнительный реактор в контуре с высокими концентрациями нереагирующих компонентов, в комплекте с конденсацией и разделение.Этот подход в настоящее время используется для модернизации и увеличения мощности современных заводов по производству метанола.

Общая концепция быстро распространилась, и к концу 1920-х годов по всему миру можно было найти заводы, производящие в общей сложности около 42 000 метрических тонн метанола в год в новых катализируемых процессах высокого давления (13).

Catalyst Developments

Ранее было признано, что в наиболее эффективных катализаторах используется комбинация меди и оксида другого металла, но секция синтеза и катализатор оставались очень похожими в течение примерно 25 лет.Эугениуш Бласиак подал патент в 1947 году на новый катализатор, содержащий медь, цинк и алюминий, изготовленный методом соосаждения (14). В патенте заявлен способ получения «высокоактивного катализатора синтеза метанола», и дальнейшие лабораторные испытания в последующие десятилетия подтвердили это.

Самым большим препятствием для использования медного катализатора была скорость отравления серой по сравнению с катализаторами на основе хромита цинка, обычно используемыми на этих заводах. Процесс производства синтез-газа перешел от угля и кокса к риформингу природного газа, и было признано, что сера в сырье отравит катализатор риформинга и снизит его активность.Поэтому установки риформинга работали при давлении, близком к атмосферному, чтобы предотвратить крекинг углеводородов на отравленном катализаторе, который покроет поверхность слоем углерода и удалит всю остаточную активность. Примерно в это же время велись работы по созданию щелочного катализатора риформинга, который был бы защищен от отложения углерода и поэтому мог работать при повышенном давлении (первоначально 14 атм, но вскоре до 35 атм) (15). Вторая разработка в то же время дала катализаторы гидрообессеривания, которые удаляют серу из нафты или исходного сырья природного газа и сохраняют активность катализатора риформинга.Это дало способ подачи синтез-газа высокой чистоты при повышенном давлении. Стоимость сжатия синтез-газа намного выше, чем стоимость сжатия природного газа, поэтому возможность переместить режим сжатия вверх по течению также обеспечила преимущества энергоэффективности при проектировании установок.

К 1960-м годам метанол производился почти исключительно из природного газа и нафты с использованием риформинга при низком давлении и синтеза под высоким давлением, при этом широкий круг лицензиаров процесса предлагал очень похожую конфигурацию.Существенное повышение эффективности процесса было достигнуто с самых первых заводов, отчасти из-за большего масштаба более поздних заводов. Одной из технологий, которую могли использовать крупнейшие заводы того времени, были центробежные компрессоры, предлагающие гораздо более низкие затраты при высоких расходах газа по сравнению с предыдущими поршневыми машинами (16). Поскольку эти преимущества увеличивались с увеличением размера оборудования, продолжалось стремление к созданию все более и более крупных заводов.

Британская интервенция

В 1960-х годах, пожалуй, самые большие изменения в отрасли были внесены Imperial Chemical Industries (ICI), Великобритания.Это началось в 1963 году, когда Финеас Дэвис и Фредерик Сноудон подали патент на процесс производства метанола, работающий при давлении 30–120 атм (17). Используя катализатор из меди, цинка и хрома, они создали процесс, способный производить большое количество метанола без необходимости очень высокого давления. Более низкие давления означали, что высокие скорости реакции могли быть достигнуты при более низких температурах 200–300 ° C, что уменьшало образование побочных продуктов. Это означало, что катализатор смог достичь селективности выше 99.5%, в пересчете на органические примеси в жидком метаноле.

В то же время ICI разработала установку парового риформинга «высокого давления», способную преобразовывать нафту, а затем и природный газ в синтетический газ. Таким образом, этот процесс представлял собой не просто метод синтеза метанола, а полный процесс преобразования природного газа в метанол: процесс метанола низкого давления (LPM), который и по сей день остается ведущим путем получения метанола.

Вскоре катализатор был изменен с помощью патентной заявки Джона Томаса Галлахера и Джона Митчелла Кидда из ICI в августе 1965 г. (18) на катализатор, содержащий оксиды меди, цинка и другого элемента из групп II–IV периодической таблицы. с алюминием, являющимся предпочтительным кандидатом.Это был катализатор, который ICI установила на своем собственном заводе по производству метанола, построенном в то время, и он составляет основу серии катализаторов KATALCO JM TM 51, продаваемых по всему миру компанией Johnson Matthey сегодня.

Компания ICI построила и ввела в эксплуатацию первый завод LPM на своем предприятии в Биллингеме, Великобритания, в 1966 году ( Рисунок 3 ) с проектной мощностью 300 метрических тонн в день (MTPD) и ожидаемым сроком службы катализатора шесть месяцев. Секция синтеза работала всего при 50 атм (19).Два года спустя катализатор все еще работал, и завод мог стабильно производить 400 тонн в сутки. Это увеличилось до 550 тонн в день за счет второй загрузки катализатора и некоторых дополнительных модернизаций завода. Конвертер имел 71 м 3 катализатора с тремя холодными впрысками газа, частично введенными вниз по слою для охлаждения реагирующего газа. Завод работал до 1985 года.

Рис. 3.

Установка метанола ICI (низкого давления) 1 в Биллингеме

При более низком давлении нового процесса объемы циркулирующего газа были больше, поэтому центробежные компрессоры имели преимущество меньшие мощности установки (16).Тогда были доступны гораздо более эффективные заводы без необходимости строительства крупномасштабного объекта.

К тому времени у ICI была долгая история производства метанола, восходящая к 1929 году, когда ее первая установка высокого давления работала по лицензии IG Farben (тогда владелец BASF). После нескольких лет успешной эксплуатации завода в Биллингеме компания ICI лицензировала эту технологию, и в 1970 году для Chang Chun Petrochemical Co Ltd на Тайване был введен в эксплуатацию завод мощностью 130 тонн в день (20). Несмотря на сложные две недели ввода в эксплуатацию, с «проливным дождем, тайфуном и землетрясением», этот завод должен был стать первым из многих, и позже в том же году завод Monsanto мощностью 1000 тонн в день был введен в эксплуатацию в Техас-Сити, штат Техас, США. .После 1966 г. была построена только одна установка синтеза под высоким давлением (21).

Преобразователи метанола

Наиболее отличительной чертой большинства заводов по производству метанола (или лицензиаров) является тип преобразователя, используемого для синтеза метанола. В целом конвертеры можно разделить на две категории в зависимости от того, как они отводят тепло реакции для максимизации конверсии:

  1. несколько адиабатических слоев катализатора с внешним охлаждением газа

  2. внутреннее охлаждение в одном или нескольких слоях катализатора.

Конвертеры с внешним охлаждением бывают различных конфигураций: конвертеры гашения вводят холодный непрореагировавший газ после каждого адиабатического слоя для снижения температуры, тогда как в последовательных адиабатических конвертерах используются теплообменники между слоями катализатора. На первых установках низкого давления использовались типы как с внешним, так и с внутренним охлаждением, при этом охлаждающие конвертеры, предлагаемые ICI, имели простую конструкцию корпуса, сводящую к минимуму стоимость. В ранних версиях использовался один слой катализатора с точками ввода газа в нескольких местах по сосуду.Эти конструкции были восприимчивы к большим перепадам температуры, возникающим и распространяющимся вниз по сосуду. Поэтому при последующем усовершенствовании конструкции газ собирался, смешивался с поступающим охлаждающим газом и распределялся по следующему слою. Это предотвратило распространение колебаний температуры от кровати к кровати. Многие реакторы этой конструкции сегодня работают по всему миру как реакторы ARC, совместная разработка ICI и Casale SA, Швейцария, разработанная в начале 1990-х годов. На рис. 4 показан путь реакции конвертера гашения с последовательным добавлением холодного газа, отводящего его от линии равновесия для максимизации конверсии.

Рис. 4.

Реакционный путь в конвертере гашения

Серийные адиабатические конвертеры являются более эффективными пользователями катализатора, так как без необходимости в охлаждающем газе, который обходит ранние слои, весь газ проходит через весь катализатор и контроль температуры для каждой кровати действительно независимый. Дополнительные теплообменники в контуре способствуют увеличению капитальных затрат, а последовательные адиабатические слои никогда не пользовались популярностью в промышленности.

Производство реакторов с внутренним охлаждением началось с Lurgi GmbH, Германия, вскоре после первой установки LPM от ICI.Реактор Лурги уже много лет использовался в синтезе Фишера-Тропша и состоял из вертикальных труб, заполненных катализатором, окруженных кожухом с кипящей водой, при этом тепло реакции передавалось в кожух для получения пара, который можно было использовать в другом месте. процесс. Паровой барабан, расположенный рядом с конвертером, обеспечивает постоянную подачу воды при температуре кипения за счет естественной циркуляции. Эта конструкция обеспечивает более равномерное распределение температуры и более низкую пиковую температуру. Хотя конвертер был более сложным, чем конструкция ICI, и, следовательно, более дорогим, пар, который он производил при температуре около 250°C, можно было использовать в другом месте для повышения эффективности или даже экспортировать.Конструкция также требовала меньшего объема катализатора. На рис. 5 показан путь реакции в таком конвертере, который более точно соответствует температуре для достижения максимальной скорости реакции по сравнению с конвертерами гашения. Сегодня существует множество вариаций на эту тему, в некоторых из которых катализатор и кипящая вода меняются местами, например, в Variobar компании Linde AG, Германия, в котором используются спиральные трубы в осевом слое катализатора для достижения псевдопоперечного потока.

Рис. 5.

Реакционный путь в конвертере с водяным охлаждением

Другие конвертеры с внутренним охлаждением используют технологический газ на стороне охлаждения, включая следующий конвертер с трубчатым охлаждением ICI, в котором холодный газ поднимается внутри пустых вертикальных труб, поглощая тепло из окружающего слоя катализатора перед тем, как перевернуться в верхней части конвертера и стекать обратно через слой катализатора.Большое количество тепла, генерируемого реакциями синтеза, требует высокой скорости потока на стороне охлаждения, которая для охлаждения на основе газа обычно доступна только в контуре синтеза, при этом в различных конструкциях используется газ из разных частей контура.

В большинстве современных конвертеров используется внутреннее охлаждение либо с помощью циркулирующего газа, либо с помощью поднимающегося пара, что в целом позволяет температуре в слое катализатора отслеживать точку максимальной скорости реакции, баланс кинетических ограничений низкой температуры и термодинамических (равновесных) ) ограничения высокой температуры.

Для типичного завода по производству метанола из природного газа, использующего технологию парового риформинга, примерно половина капитальных затрат приходится на установку парового риформинга, и на нее также приходится большая часть занимаемой площади. Существующая технология ограничивала максимальный экономический размер одной установки риформинга, и поэтому требовалась новая технология, позволяющая увеличить производительность завода примерно до 2500 тонн в сутки (26). Этот предел был впервые установлен в начале 1970-х годов, когда метанол рассматривался как способ перемещения энергии перед лицом глобального дисбаланса.Чтобы произвести достаточное количество метанола для достижения этой цели, производственные мощности должны были бы быстро увеличиваться с установками до 5000 тонн в день, для чего потребовалось бы 2000 трубчатых установок парового риформинга. Самые большие из построенных в то время насчитывали всего 600 (27).

Пробел в конечном итоге был заполнен автотермическим риформингом; контролируемое введение кислорода в (частично) преобразованный газ для сжигания некоторого количества водорода, обеспечивая тепло для дальнейших реакций риформинга через другой слой катализатора.Поскольку тепло производится и сохраняется в процессе, большая часть оборудования, связанного с установками риформинга, не требуется, хотя требуется подача кислорода, как правило, из воздухоразделительной установки. Технология реализована в различных конфигурациях:

  • параллельный риформинг – параллельно используются установка парового риформинга и автотермический риформинг (АТР) подается в ATR для завершения процесса риформинга.

Дальнейшая разработка ICI в 1980-х годах заключалась в полном отказе от традиционной установки парового риформинга в процессе ведущей концепции производства метанола (LCM). Вместо того, чтобы сжигать топливный газ для обеспечения тепла для реакций риформинга, горячий газ автотермического риформинга использовался для нагрева каталитических труб в установке риформинга с газовым обогревом (GHR). Исходный газ сначала проходит через катализатор в GHR, затем через ATR и, наконец, через нагревательную сторону GHR, чтобы обеспечить тепло для начальной реакции.

Эти концепции можно развить еще дальше, и некоторые растения имеют только ATR. Автотермический риформинг склонен к образованию сажи, если присутствуют значительные количества высших углеводородов, поэтому для обезгаживания природного газа требуется простая адиабатическая установка предварительного риформинга. Эта схема дает газ, очень богатый оксидами углерода, и поэтому наиболее эффективна там, где присутствует источник дополнительного водорода, чтобы сбалансировать стехиометрию газа.

Как правило, комбинированный риформинг дает установку с установкой парового риформинга разумных размеров, низким содержанием метана в синтез-газе и стехиометрически сбалансированным синтез-газом для образования метанола.

Скорость разработки катализаторов значительно увеличилась с середины 1970-х годов, когда испытательное оборудование стало автоматизированным, что значительно увеличило объем тестовых работ, которые можно было проводить. Это привело к ряду ступенчатых изменений характеристик катализаторов синтеза метанола, хотя базовая рецептура меди с комбинацией оксидов цинка и алюминия или хрома осталась очень похожей. Одно из таких изменений произошло в начале 1990-х годов, когда было представлено новое поколение катализаторов, как раз в то время, когда производственные мощности наращивались, и операторы заводов стремились повысить мощность своих первоначальных установок низкого давления (28).ICI представила новый, более активный катализатор с использованием четырехкомпонентной системы, добавив магний к существующим меди, цинку и алюминию (, рис. 7, ).

Рис. 7.

Пример катализатора синтеза метанола последнего поколения; Johnson Matthey KATALCO JM TM 51-9S

Ожидается, что современные катализаторы прослужат не менее трех лет, обычно от четырех до шести лет, хотя нередко от шести до восьми лет.Катализаторы обладают высокой селективностью в отношении синтеза метанола, и лучше оценены эффекты некоторых из первых кандидатов в катализаторы (железа и никеля), особенно их роль в образовании парафиновых углеводородов, которые теперь рассматриваются как каталитические яды. Несмотря на то, что селективность современных катализаторов превышает 99,5 %, по-прежнему существует необходимость в удалении различных примесей из конденсированного метанола для получения либо химического, либо товарного качества. Как правило, это достигается при низком давлении с последовательно включенными одной, двумя или тремя дистилляционными колоннами.Сначала удаляются растворенные газы вместе с побочными продуктами с низкой температурой кипения, а затем необходимо провести сложное разделение метанола и этанола вместе с удалением воды. Воду можно повторно использовать в паровой системе, легкие фракции в качестве топлива, а этанол (фактически смесь многих более тяжелых органических соединений) можно снова добавить в процесс перед реформинг-установкой для повторного риформинга и повторного использования.

В 2004 году была достигнута запланированная мощность 5000 тонн в день, когда был введен в эксплуатацию завод Atlas в Тринидаде, только для того, чтобы в следующем году его обогнал M5000, также в Тринидаде, производящий до 5400 тонн в день.Эта последняя установка достигла своей производительности только с паровым риформером, содержащим менее 1000 труб, что свидетельствует об одновременном улучшении катализатора риформинга и технологии. На рис. 8 показаны двойные преобразователи синтеза на M5000.

Рис. 8.

5000 т/сутки мощности по синтезу метанола на заводе M5000, Тринидад

Значительный рост производства метанола в начале 21 века (третий золотой век распространения метанола) пришелся на Китай и его бурно развивающаяся экономика.Нефтехимическая промышленность Китая сильно зависела от импорта сырой нефти, хотя у Китая было много дешевого угля. Китай начал внедрять новые технологии для преобразования своего угля в другие химические вещества, и одним из ключевых элементов этого процесса был метанол. Быстро растущий спрос на широкий спектр производных метанола, особенно на олефины через процесс MTO , потребовал непрерывного снабжения новых заводов по производству метанола, использующих газификацию угля для получения синтез-газа для синтеза метанола.

Чтобы воспользоваться преимуществами экономии за счет масштаба, а в некоторых случаях, чтобы соответствовать экономическим размерам нижестоящей установки MTO, спрос на все более и более мощные контуры синтеза растет. Поскольку заводы по производству метанола, как правило, находятся рядом с углем в удаленных местах, основное технологическое оборудование необходимо доставлять на объекты по железной дороге, где мосты, в частности, ограничивают максимальный диаметр, а инфраструктура может ограничивать максимальный вес. В то время как сосуды можно делать все выше и выше, для слоев катализатора это вскоре приведет к очень высоким перепадам давления.Для контуров синтеза производительностью более 3000 т/сутки потребность в катализаторе слишком велика, чтобы использовать один сосуд, и требуется несколько конвертеров в одном контуре. Первоначально и при скромных мощностях было достаточно двух одинаковых параллельных преобразователей. По мере того как мощности продолжали расти, росла и сложность: в отдельных контурах использовалось несколько преобразователей разных типов, чтобы снизить капитальные затраты на оборудование контура, как показано на рис. Другие контуры были разработаны с использованием контура серии Джонсона Матти, в котором продукт восстанавливается между конвертерами для сброса равновесия и увеличения производства.Крупнейшие заводы, действующие к 2010 году, как правило, будут иметь два или более конвертеров для производства до 5500 тонн метанола в день. Чтобы свести к минимуму перепад давления и, следовательно, режим сжатия в больших контурах синтеза, в настоящее время доступны более крупные водоохлаждаемые реакторы в конфигурациях с радиальным потоком.

Рис. 9.

Современный цикл синтеза – комбинированный цикл Johnson Matthey

Второй аспект роста в Китае – это история превращения угля в метанол, в которой используются технологии газификации для преобразования угля и пара при очень высокой температуре в синтетический газ. .Современные системы очистки теперь позволяют существенно очистить синтетический газ от серы и других примесей, и в контур синтеза подается очень чистый газ, в отличие от систем 1920-х и 1930-х годов. Как правило, электростанции, работающие на угле, дают синтез-газ, намного более богатый моноксидом углерода, по сравнению с паровой конверсией природного газа, более экзотермический путь получения метанола, поэтому способность отводить тепло еще более важна.

  • 1.

    М. Берггрен, «Глобальный метанол: спрос растет по мере атрофии маржи», 19-я Азиатская конференция по метанолу IMPCA, Сингапур, 1–3 ноября 2016 г.

  • 2.

    «Производство и использование метанола», ред. В.-Х. Cheng and H.H. Kung, Marcel Dekker, Inc., Нью-Йорк, США, 1994, с. 2

  • 3.

    П. Сабатье и Ж.-Б. Сендеренс, Энн. Чим. Phys., 1905, 4 , (8), 319

  • 4.

    G. Patart, ‘Procédé de Production d’Alcools, d’Aldéhydes et d’Acides à Partir de Mélanges Gazeux Maintenus sous Pression et Soumis à l’Action d’Agents Catalytiques ou de l’Electricité’, Французская патентная заявка. 1922/540,543

  • 5.
  • 6.

    A. Mittasch, M. Pier и K. Winkler, BASF AG, «Ausführung Organischer Katalysen», , патент Германии 415 686; 1925

  • 7.

    «1902–1924: Процесс Габера-Боша и эра удобрений», BASF, Людвигсхафен, Германия: https://www.basf.com/en/company/about-us/history/ 1902-1924.html (по состоянию на 16 мая 2017 г.)

  • 8.

    A. Mittasch, M. Pier и C. Müller, IG Farbenindustrie AG, «Производство кислородсодержащих органических соединений», US Patent Appl. 1931/1,791,568

  • 9.

    A. Mittasch, and M. Pier, BASF AG, «Синтетическое производство метанола», US Patent Appl. 1926/1,569,775

  • 10.

    BASF AG, «Улучшения в производстве метилового спирта и других кислородсодержащих органических соединений», British Patent Appl. 1925/231,285

  • 11.

    A. Mittasch, and C. Schneider, BASF AG, «Производство соединений, содержащих углерод и водород», US Patent Appl. 1916/1,201,850

  • 12.

    Ф. К. Рид, «Процесс производства соединений, содержащих углерод, водород и кислород», US Patent Appl. 1934/1,959,219

  • 13.
    «Метаноловая промышленность: прошлое, настоящее и стремление к устойчивому будущему», Johnson Matthey Process Technologies, онлайн-видеоклип, YouTube GB , 29 ноября 2016 г. ССЫЛКА https://www. youtube.com/watch?v=nWsmeAYCce4
  • 14.

    E. Błasiak, ‘Sposób Wytwarzania Wysokoaktywnego Katalizatora do Syntezy Metanolu’, Патент Польши 34,000; 1947

  • 15.
  • 16.
  • 17.

    P. Davies, F. F. Snowdon, G. W. Bridger, D. O. Hughes and P. W. Young, ICI Ltd, «Водогазовая конверсия и катализаторы для этого», British Patent Appl. 1965/1,010,871

  • 18.

    J.T. Gallagher and J.M. Kidd, ICI Ltd, «Синтез метанола», British Patent Appl. 1969/1,159,035

  • 19.

    M. Appl, «Метанол, рожденный в 1923 году и все еще набирающий силу», Всемирная конференция по метанолу, Франкфурт, Германия, 15 декабря 1998 г.

  • 20.

    ‘Stormy Start Up’, Процесс и катализатор Новости , номер 1, ICI, Сельское хозяйство, 1 января, 1971 г.

  • 21.

    K. Mansfield, азот, 1996, 9 221

    0, 27

  • 22.

    Дж. Браунлесс и Э. Скотт, «Опыт конвертера синтеза метанола № 2 в Биллингеме», Международный форум операторов технологий производства метанола (IMTOF), Лондон, Великобритания, сентябрь 1991 г.

  • 23.
  • 24.
  • 25.

    Дж. Росс, «Гетерогенный катализ: основы и приложения», 1-е изд., Elsevier BV, Амстердам, Нидерланды, 2012, с. 188

  • 26.

    K. Aasberg-Petersen, C.S. Nielsen, I. Dybkjær и J. Perregaard, «Крупномасштабное производство метанола из природного газа», Haldor Topsøe, Lyngby, Дания, 2008

  • 27. B. M. B. B. B.

    и Р. В. Сэмпсон, Am. хим. соц., отд. Fuel Chem., Prepr., 1973, 18 , (3), 84

  • 28.

    Т. Дж. Фитцпатрик, «Новые разработки в области катализаторов и технологии синтеза метанола», Международный форум операторов технологий производства метанола (IMTOF), Лондон, Великобритания, 15–16 июня 1993 г.

  • 29. Прошлое, настоящее и будущее», Международный форум операторов метанольных технологий (IMTOF), Сан-Франциско, США, 19–22 июня 1995 г.
  • 34.
    П. Томкинс, А. Мансури, С. Э. Бозбаг, Ф. Крумеич, М. Б. Парк, Э. М. С. Алайон, М. Раноккиари и Дж. А. ван Боховен, Angew. хим. Междунар. ред., 2016, 55 , (18), 5467 ССЫЛКА https://doi.org/10.1002/anie.201511065
  • 10.3. Преобразование синтез-газа в метанол

    10.3. Конверсия синтез-газа в метанол

    Метанол является важным первичным химическим продуктом, используемым в качестве химического сырья для производства ряда важных промышленных химикатов, прежде всего уксусной кислоты, формальдегида, метилметакрилата и метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ).Метанол также используется непосредственно в качестве топлива или топливной добавки. В качестве топлива метанол можно использовать для запуска быстродействующих турбин внутреннего сгорания, снижающих пиковые нагрузки; заменять или смешивать с бензином для приведения в действие транспортных средств; для преобразования в бензин с помощью процесса ExxonMobil превращения метанола в бензин (MTG); или для преобразования в диметиловый эфир (ДМЭ) для питания дизельных двигателей.

    Большая часть метанола производится из синтез-газа. Хотя большая часть синтеза метанола основана на природном газе в качестве сырья, также используется синтетический газ, полученный из угля; уголь/твердое сырье используется для производства 9% мирового производства метанола (Газификация, Higman C., Ван дер Бургт М. , 2003).

    Химия технологических процессов
    Каталитическая конверсия водорода (H 2 ) и монооксида углерода (CO) из синтез-газа, полученного из угля, в метанол может осуществляться с помощью обычных газофазных процессов или жидкофазного метанольного процесса (LPMEOH™). разработана Air Products and Chemicals. Интересующие реакции:

    2 H 2  + CO → CH 3 OH
    CO 2  + 3 H 2  → CH 3 OH + H 2 O
    CO + H 2 O → CO2 + H 2

    Все три реакции сильно экзотермичны.В обычном промышленном газофазном процессе конверсия осуществляется в реакторах с неподвижным слоем при высоком давлении. В зависимости от поставщика катализатора реакция синтеза обычно проводится при манометрическом давлении от 600 до 1700 фунтов на кв. дюйм и температуре от 400 до 600°F. Значительная рециркуляция богатого H 2 технологического газа снижает повышение температуры в адиабатическом реакторе. Концентрация CO на входе в реактор обычно ограничивается от 10 до 15% после разбавления рециркулируемым H 2 .

    Каталитические системы, используемые для синтеза метанола, обычно представляют собой смеси меди, оксида цинка, оксида алюминия и оксида магния.Недавние достижения также привели к возможному новому катализатору, состоящему из углерода, азота и платины. Этот катализатор основан на более раннем катализаторе, созданном доктором Роем Перианой из Исследовательского института Скриппса. Этот новый катализатор представляет собой твердый материал, взвешенный в серной кислоте для облегчения катализа. Материал легко перерабатывается, так как его можно отфильтровать от кислоты.

    Из трех реакций синтеза метанола последняя является хорошо известной реакцией конверсии водяного газа (WGS). Поскольку отношение H  2 /CO в сингазе из современных шлакообразующих газификаторов обычно находится в диапазоне от 0.3 к 1, для достижения стехиометрического отношения H 2 /CO, равного 2, для полной конверсии в метанол требуется значительная конверсия водяного газа.

    Примеры технологии и установки:
    Производство метанола из синтетического газа представляет собой коммерчески продемонстрированную технологию, в которой в качестве исходного сырья используется как природный газ, так и уголь. Современные заводы по производству метанола мирового класса обычно имеют мощность порядка 2000–2500 метрических тонн в день (т/сутки). Предлагаются более крупномасштабные (5000 т/сутки) однолинейные технологии производства метанола.Основные поставщики технологий включают:

    • Инженерная корпорация Тойо
    • Лурги Хеми ГмбХ
    • Фостер Уилер/Стархим

    С 2011 по 2014 год на нескольких новых заводах по газификации угля или бурого угля в Китае были запущены мощности синтез-газа для производства метанола мощностью почти 11 ГВт.


    Жидкое топливо

     

    Мощности по производству метанола могут увеличиться в пять раз за счет декарбонизации промышленности: исследование

    К 2050 году мировое производство метанола может увеличиться в пять раз, но только если половина общего количества приходится на обезуглероженный «е-метанол» сектор в настоящее время находится в зачаточном состоянии, по данным International Оценки Агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA).

    А обозреватели нефтехимической отрасли крайне скептически относятся к возможности для такого наращивания мощностей, где откуда будет поступать спрос и как он будет финансироваться.

    Кроме того, такой прыжок потребует беспрецедентного количества «зеленый водород» и монументальное расширение сектора, который до теперь отстала другая нога зеленого метанола революция — биометанол, который использует биомассу в качестве сырья а не водород, полученный путем электролиза, как это делает электронный метанол.В настоящее время работает только один завод по производству е-метанола.

    Возможность такой трансформации была раскрыта в исследование, проведенное совместно IRENA и Институтом метанола, Всемирная торговая ассоциация. В этом сценарии годовой объем производства взлететь до 500 миллионов метрических тонн (Мт) в 2050 году с нынешних 100 Мт, цифра, которая сама более чем удвоилась за последнее десятилетие, поскольку Китайский сектор метанола в олефины процветал, а природный газ поставки в США подскочили на фоне сланцевой революции.

    Метанол в основном используется в качестве строительного блока нефтехимии, в качестве судового топлива и для топливных элементов для дорожных транспортных средств. Метанол является одним из четырех важнейших основных химических веществ наряду с этиленом, пропилен и аммиак — используются для производства всех других химических товары.

    Большая часть китайского метанола производится с использованием угля в качестве сырья, в то время как в других странах мира в основном используется природный газ. сырье. В любом случае, но особенно когда уголь сырье, производство метанола является энергоемким процессом, который приводит к выбросам углерода, поэтому сектор находится под давлением от компаний и стран с нулевыми обязательствами.

    Источник: IRENA

    При производстве коричневого метанола существует давление со стороны затрат (см. сектор тоже. Когда запасы газа в США резко возросли, цены упали, и Метанекс-крупнейший в мире поставщик цельнолитых метаноловых заводы от Чили до Луизианы, чтобы они были близки к сырьевому газу из американских месторождений, таких как Пермский бассейн, Игл-Форд-Шейл и Хейнсвилльские сланцы.

    Тем временем, завод Джорджа Ола компании Carbon Recycling International в г. Рейканес, Исландия, является единственным коммерчески действующим предприятием по производству электронного метанола. растение.Он использует геотермальную энергию для производства электроэнергии, углекислого газа (CO2) из ​​геотермальных активов и водорода, полученного из воды электролиз. Продукция используется для производства биодизеля и для денитрификация сточных вод. Годовой объем производства метанола мощность 4000 тонн.

    Е-метанол можно производить с использованием CO2, полученного из возобновляемых источников энергии. источники, такие как биоэнергия с улавливанием и хранением углерода (BECCS) и прямой захват воздуха (DAC), а также зеленый водород (водород производится с использованием возобновляемой электроэнергии).

    Согласно прогнозам исследования, если эти 500 Мт/год мощность будет реализована в 2050 году, 250 млн т / год будет производиться по электронному метанолу. и 135 млн т/год биометанола.

    Для производства такого огромного количества электронного метанола потребуется около 350 млн тонн CO2 и 48 млн тонн водорода в год, согласно исследование. Чтобы произвести это количество водорода из воды электролиз и при условии потребления 50 МВтч/т водорода произведено около 2,4 миллиона гигаватт-часов (ГВтч) электроэнергии. будет необходимо.Для этого потребуется около 275 ГВт непрерывной производство электроэнергии, а также 280 ГВт электролизной мощности, согласно исследованию.

    Если электроэнергия была получена от солнечных установок, установленных мощность около 920 ГВт при коэффициенте мощности 30% будет требуется, или в пересчете на ветроэнергетику около 500 ГВт установленной мощность при коэффициенте мощности 55%, с которым сталкиваются некоторые оффшорные ветряные электростанции, будут востребованы.

    Стоимость, спрос — препятствия

    Масштаб чисел в прогнозе увидел Филип де Смедт, руководитель сектора низших олефинов и ароматических соединений в European Chemical Промышленный совет (Cefic) и лектор по дизайну нефтехимических заводов, объявляют себя «озадаченными».Де Смедт также сказал спрос вряд ли поддержал бы такой скачок.

    Другой большой проблемой будет стоимость, особенно для электронного метанола. растений, причем даже исследование предупреждает, что его оценки требуют резкого снижения издержек по всем направлениям.

    Стоимость электронного метанола в значительной степени зависит от стоимости водород и СО2. Стоимость CO2 зависит от источника, из которого он захвачен. Текущая себестоимость электронного метанола составляет оценивается в диапазоне от 800 до 1600 долл. США за тонну при условии, что выбросы CO2 Согласно исследованию, закупается у BECCS по цене от 10 до 50 долларов за тонну.Если CO2 будет получен компанией DAC, затраты на которую в настоящее время составляют 300–600 долларов США за тонну, тогда затраты на производство е-метанола будут в диапазоне 1200–2400 долларов США за тонну.

    Для сравнения, текущая спотовая цена на метанол в Роттердаме за По данным OPIS, экспорт США составляет около 350 долларов за тонну. Цена производство метанола на основе ископаемого топлива находится в диапазоне Согласно исследованию, 100–250 долларов за тонну.

    Некоторое производство биометанола, другая сторона зелени привод метанола, уже выгоден, так как он конкурентоспособен по стоимости с его конкуренцией на основе ископаемого топлива, генеральный директор Института метанола Грег Долан сказал во время январского вебинара, сопровождающего исследование. запуск.

    Биометанол производится из биомассы. Сырье включает отходы и побочные продукты лесного и сельскохозяйственного производства, биогаз из свалки, сточные воды, твердые бытовые отходы (ТБО) и черный щелок из целлюлозно-бумажной промышленности. Затраты на сырье для биомассы и ТБО варьироваться от 0 до 17 долларов за гигаджоуль (ГДж). При стоимости сырья до $6/ГДж, стоимость биометанола оценивается в диапазоне от $320/т до $770/т, в зависимости от производителя, согласно к исследованию, но исследователи утверждают, что с процессом улучшения, этот диапазон затрат может составить $220-$560/т.

    Доступность сырья

    Большой проблемой для биометанола будет сырье доступность, заявил де Смедт из Cefic во время вебинара, как таковая спрос потребует слишком много земли, отведенной для выращивания массы требуется, особенно когда есть много конкурентов для площади по всему миру. Такие стычки будут эхом трений созданный революцией в производстве этанола на основе кукурузы секторе, поскольку спрос на топливо увеличился из-за нормативных требования.

    Кроме того, биометанол может найти конкурентов ближе к дому для биомассы из биодизеля и прямого растительного масла, сказал Рэндалл Кранц, старший консультант проекта по обезуглероживанию судоходства в Глобальный морской форум Всемирного экономического форума.

    Еще одна ожидаемая проблема — финансирование. Капитальные затраты для большинства передовые электростанции на возобновляемом топливе относительно высоки, и они остаются трудно финансировать, согласно исследованию, авторы которого предостерег: «Даже проекты, успешно продемонстрировавшие свою технологии, а также снизили и распределили все свои риски (технологические, коммерческие и т. д.) испытывают трудности с обеспечением финансирование для развертывания в коммерческих масштабах».

    Это большой вопрос, когда 135 миллионов тонн биометанола предусмотренные оценками исследования, потребуют инвестиций в размере около 130 миллиардов долларов.Из-за характера биомассы и стоимости сбор и хранение сырья, типичное питание биомассой Предполагается, что завод по производству биометанола будет производить 300 000 тонн в год в расчеты исследования. В результате потребуется около 450 растений. для достижения прогнозируемой мощности.

    Длинный список покупок

    Чтобы достичь расчетных мощностей, говорится в исследовании длинный список необходимых ингредиентов, начиная с обеспечение инвестиций по всей цепочке создания стоимости, включая разработка технологий, инфраструктура и развертывание.

    Среди других ингредиентов в списке:

    • Создание равных условий для способствовать объединению секторов
    • Поддержка рыночных сил в химическом секторе, уделяя особое внимание углеродоемкость в потребительских товарах
    • Превращение политической воли к сокращению выбросов углерода в регулирующие меры и поддержка этого посредством стандартов/квот, как а также ценовые стимулы
    • Справедливый налоговый режим и долгосрочный гарантированный минимальный уровень цен для возобновляемого метанола и других перспективных видов топлива.

    Ни один из которых не спрашивает легко. Нет и порядка увеличения обязательный. Пол Дюррант, глава IRENA по секторам конечного использования и bioenergy, который модерировал вебинар, сказал, что масштаб был вызов для всех секторов в достижении целей нулевого чистого дохода, но есть не было смысла начинать робко, не с величиной задача впереди.

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка браузера на прием файлов cookie

    Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

    Различные варианты использования метанола от одежды до топлива: основные продукты и технологии | Инновация

    Универсальный возобновляемый
    ресурс, помогающий людям
    жить лучше

    * По данным компании, использующей нашу технологию

    Метанол, также известный как метиловый спирт, является очень универсальным химическим веществом, широко используемым в промышленных целях и в нашей повседневной жизни.Его эффективность в качестве энергоносителя сделала его все более распространенным в качестве топлива для заводов и для производства электроэнергии. Потенциал метанола в качестве экологически безопасного источника топлива огромен, и во всем мире растет спрос на него как на многообещающий ресурс для новой эры чистой энергии. MGC является единственным комплексным производителем метанола с полным спектром продуктов и технологий, поддерживаемых глобальной производственной сетью.

    Метанол — вездесущий в природе

    Метанол — это разновидность спирта, изготавливаемая в основном из природного газа.Это основной материал в уксусной кислоте и формальдегиде, а в последние годы он также все чаще используется в этилене и пропилене. Смешивание метанола с подобными веществами позволяет использовать его в качестве промежуточного материала для производства буквально тысяч метанола и производных метанола, используемых практически во всех сферах нашей жизни. Метанол и его производные, такие как уксусная кислота и формальдегид, образующиеся в результате химических реакций, используются в качестве основных материалов в акриловом пластике; синтетические ткани и волокна, используемые для изготовления одежды; клеи, краски и фанера, используемые в строительстве; и в качестве химического агента в фармацевтике и агрохимикатах.Его бесконечное множество применений сделали метанол повсеместным в нашей жизни и во всем обществе.

    Использование метанола

    Mitsubishi Gas Chemical — единственный в мире комплексный производитель метанола

    В 1952 году Mitsubishi Gas Chemical стала первой компанией в Японии, успешно синтезировавшей природный газ в метанол. Более десяти лет MGC производила метанол и производные продукты на одном заводе в Ниигате на севере Японии. В 1970-х годах мы увеличили наши производственные мощности и открыли заводы за границей, чтобы быть ближе к более дешевым исходным материалам, чтобы удовлетворить быстро растущий спрос и повысить нашу конкурентоспособность.Разработанные технологии производства и методы добычи природного газа вывели нас на передовые позиции в индустрии метанола, и мы начали работу по созданию глобальной сети производства и продаж.

    Вскоре мы использовали нашу запатентованную технологию для производства и поставок метанола на месте и во все регионы мира с помощью специально спроектированных танкеров. За более чем 70 лет непрерывного расширения и диверсификации нашей деятельности мы превратились в ведущего мирового поставщика метана с полностью интегрированной глобальной сетью, ежегодно производящей и поставляющей около 2 метанов.5 миллионов тонн метана. Зарубежные заводы MGC поставляют 60% всего метанола, ежегодно импортируемого Японией. Наши технологии, наши сети и наш опыт делают нас единственным в мире комплексным производителем метанола и производных метанола.

    Метанол — безопасный, чистый и универсальный источник энергии будущего

    Универсальность метанола делает его распространенным топливным ресурсом в электроэнергетике. В MGC мы используем метанол в качестве источника топлива не только в жидком виде, но и в виде высокоэффективных аккумуляторов на топливных элементах.В местах и ​​условиях, где нецелесообразно использовать коммерческую энергию, в настоящее время обычно используются перезаряжаемые батареи, солнечные элементы и генераторы, работающие на газе. Топливные элементы MGC с прямым метанолом (DMFC) предлагают еще одно решение, не имеющее себе равных по эффективности и универсальности.

    Использование метанола

    В отличие от стандартных водородных топливных элементов, в которых в качестве источника топлива используется газообразный водород, в DMFC используется уникальная метамикс концентрированного 54% ​​сжиженного метанола. Концентрированное топливо обеспечивает стабильное производство электроэнергии в течение всего срока службы топлива, что делает его более стабильным, чем водород, а также более легким по весу и более компактным, что упрощает его хранение и транспортировку.Это делает его идеальным топливом для выработки электроэнергии в чрезвычайных ситуациях, например, после стихийного бедствия, в качестве резервного источника топлива и в качестве основного источника топлива для объектов, недоступных для электросетей. Портативные источники питания, использующие DMFC, также тише бензиновых генераторов и не выделяют вредных газов, таких как окись углерода или окись азота. Это делает DMFC подходящим для проектов и мероприятий, проводимых как снаружи, так и внутри.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.