Способ управления процессом синтеза формальдегида

/04, 6 05 О 27/00 5(у 5 С 0 ИЕ ИЗ ОПИСАК АВТОРСК РЕТЕН(54) СПО СИНТЕЗА (57) Испо равления частности сом синте соба: согл измерени дополнит среднюю синтеза слоя, 1 ил нститут и бъединеС,Н, Кондникова,И., Рудойтанола и 86-87. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Пермский политехнический иГубахинское производственное оние "Метанол"(56) Авторское свидетельство СССМ 767082, кл, С 07 С 47/04, 1980.Лендер Ю,В., Ведерников М,И. В Сух ин В, П. П роизводство меформалина. Киев, Техника, 1972, с Изобретение относится к области управления технологическими процессами, в частности к способам, управления процессом синтеза. формальдегида и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.Целью изобретения является увеличение выхода формальдегида.На чертеже изображена принципиальная схема управления процессом синтеза формальдегида, реализующая предлагаемый способ.В спиртоиспаритель 1 по трубопроводам подаются смесь метанола и воды и основной поток воздуха. Контроль за расходом воздуха основного поток воздуха. Контроль за расходом воздуха основного потока осуществляется датчиком 2 расхода воздуха, контроль за расходом спирто-водной смеси осуществляется датчиком 3 расхода спирто-водной смеси. Датчик 4 температуры показывает температуру в спиртоиспарителе 1, Образовавшаяся в спиртоиспарителе 1 спирто-водно-воздушСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМФОРМАЛЬДЕГИДА .ьзование: относится к области уптехнологическили процессами, в к способам управления процесзэ формальдегидэ, Сущность споасно изобретению, осуществляют е и стабилизацию расхода воздуха ельного потока, подаваемого в часть контактного слоя аппарата и распределенного по сечению1 табл. ная смесь по трубопроводу подается в аппарат 5 синтеза формэльдегида, где на контактном слое 6 происходит синтез формальдегида. Температура контактного слоя 6 измеряется датчиком 7 температуры и регулируется регулятором 8 температуры, которым изменяют количество метанола в. спирто-водно-воздушной смеси, подаваемой в аппарат 5 синтеза, при помощи нагревательного элемента 9, Датчик 10 расхода воздуха измеряет расход дополнительного потока воздуха, подаваемого в среднюю часть контактного слоя 6 аппарата 5 синтеза и распределенного по сечению слоя, регулятор 11 расхода воздуха изменяет степень открытия регулирующего органа 12 на трубопроводе дополнительного потока воэдуха, Прореагировавшие газы из аппарата 5 си нтеэа форм ал ьде гида поступ э ют по. тру. бопроводу в абсорбер 13, в который по другому трубопроводу поступает вода, Расход воды контролируется датчиком 14 расхода воды, Из абсорбера 13 по трубопроводам отводят эбгазы и готовый продукт - фпрля1807050 45 50 55 личество исларившегосл метаиола, вто вы- фо лин. Расход абгазов измеряется датчиком 15 расхода абгазов, анализ их состава производится газоанализатором 16.Для экспериментальной проверки заявляемого способа управления на опытной установке в Центральной лаборатории Губахинского производственного объединения "Метанол" в спиртоиспаритель 1 по трубопроводам подавались смесь метанола и воды в соотношении 70:30 и расходом Ом=491 см /ч и основной поток воздуха с постоянным на всем протяжении опытов расходов Ов"368,8 л/ч, Контроль за расходом воздуха основного потока осуществлялся датчиком 2 расхода воздуха, контроль за расходом спирто-водной смеси осуществлялся датчиком 3 расхода спирто-водной . смеси. Датчик 4 температуры показывал температуру в спиртоиспарителе 1 Тисп. 180-190 С, Образовавшаяся в спиртоиспарителе 1 спирто-водно-воздушная смесь по трубопроводу подавалась в аппарат 5 синтеза, где на контактном слое 6, состоящем из гранул пемзосеребряного катализатора и имеющего высоту 12 см, происходил синтез формальдегида. При этом происходил как процесс дегидрирования метанола, так и процесс его окисления кислородом воздуха:.СНзОН СН 20+Н 2 - 20 ккал (1) СНзОН+0,5 02-СН 20+Н 20+38 ккал (2) Одновременно с основными реакциями образования формальдегида протекали и побочные реакцииН 2+0,5 02Н 20 . (3) СН 20 Н+1,5 02 - С 02+2 Н 20 (4) НСОН - СО+Н 2 (5) 2 НСОН+02 -4 2 НСООН (6) СНЗОН+Н 2 - е СН 4+Н 20 (7)Температура контактного слоя 6 измерялась датчиком 7 температуры Тк=600 - 640 С и регулировалась регулятором 8 температуры, который изменял количество метанола в спирто-водно-.воздушной смеси, подаваемой в аппарат 5 синтеза, при помощи нагревательного элемента 9. При положительном отклонении температуры контактного слоя 6 от заданного значения нагрев спирто-водной смеси в спиртоиспарителе 1 увеличивался, в результате увеличивалось количество испарившегося метанола, это вызывало усиление реакции дегидрирования (1), и, вследствие этого, уменьшение температуры контактного слоя 6 до заданного значения, При отрицательном отклонении температуры контактного слоя с от заданного значения нагрев спирто-водной смеси в спиртоиспарителе 1 уменьшался, в результате уменьшалось козывало ослабление реакции дегидрирования (1) и, вследствие этого, увеличение температуры контактного слоя 6 до заданного значения. Датчик 10 расхода воздуха изме рял расходдополнительного потока воздухаОдоп.=0 28,5 л/ч (0-7,75 от О,), подаваемого в среднюю часть контактного слоя 6 аппарата 5 синтеза и распределенного по сечению слоя, Ввод дополнительного пото ка воздуха делит контактный слой 6 на верхний (в.сл.) и нижний (н,сл.), Высота верхнего слоя составлялав.сл =7 см, нижнего Ьс.сл.=5 см. С целью определить конкретные значения выхода формальдегида при 15 различных расходах дополнительного потока воздуха изменяли задание регулятору 11 расхода воздуха: опыты 1-3 Одопп=0 л/ч; опыты 4-6 Одоп=17,3 л/ч; опыты 7-9 Одоп=0 л/ч; опыты 10 - 12 Одоп=28,5 л/ч. Регулятор 11 рас хода воздуха поддерживал значение расхода дополнительного потока воздуха на заданномд/ровне путем изменения степени открытия регулирующего органа 12 на трубопроводе дополнительного потока возду ха. При положительном отклонении расходавоздуха дополнительного потока от заданного значения степень открытия регулирующего органа 12 уменьшалась, при . отрицательном отклонении - степень от крытия регулирующего органа 12 увеличивалась, Прореагировавшие газы из аппарата 5 синтеза формальдегида подавали по трубопроводу в абсорбер 13, в который по другому трубопроводу поступала 35 вода с расходом Он 20=2000 см /ч, Расходводы контролировался датчиком 14 расхода воды. Из абсорбера 13 по трубопроводам отводили формалин-спиртоводный раствор формальдегида и абгазы, расход которых .40 измеряли датчиком 15 расхода абгазовОз.г.=360 - 410 л/ч. Анализ абгазов на содержание С 02, СО, н 2, 02 и 82 производился тазоанализатором 16. По расходу абгазов и. их составу рассчитывалось количество каждого из компонентов в абгазах. По стехиометрическим соотношениям реакций (1-7) рассчитывалось количество прореагировавшего метанола и количество метанола, пошедшего на образование формальдегида,По показаниям датчика 3 расхода спиртоводной смеси и но известным соотношению . метанол-водза (70;30) и плотности метанола (У=0,87 г/см ) определялось общее количество пропущенного через установку метанола. Далее определялись показатели процесса синтеза формальдегида: общая конверсия метанола как о.гношение количества прореагировавшего метанола к количеству пропущенного метанола, выходрмальдегида (или полезная конверсия1807050 Формула изобретения Способ управления процессом синтеза формальдегида окислением метанола на пемзосеребряном катализаторе путем регулирования температуры контактного слоя аппарата синтеза изменением количества метанола в спирто-водно-воздушной смеси, подаваемой в аппарат синтеза, при постоянном расходе воздуха основного потока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода формальдегида, подают дополнительный поток воздуха в среднюю часть контактного слоя аппарата синтеза, распределяя его посечению слоя, измеряют и стабилизируют расход воздуха дополнительного потока. Состав отходяцих газов,Избирательтис 11аС Тк сьС О доя,л/чаачл/ч Обцаяконверсия,опыта а, со са,ность,180 640 о 180 640 0 362362364,8 93,2 92,2 91,6 92,3 9 г,7 о о,з а о,е 0 0,60 0,6 о 0,4 0 05 0,1 а,4 о о,4 2 3 18 о 64 о о Среднее значение180 6 го 17,3180 620 17,3180 620 173Среднее значение190 640 01 е 5 64 а о18 О 630 О 3772 Зее,г ЗЕВ,Е 91,9 92,3 92 3 92,6 93,1 7 8 381,2ЗЕ 5,6400 0 0,2 о о,4 0 0,2 91,1 92,9 94,0 9 г,З 9 З,О 93,1 о о,з 0,2 0,2 о,1 о 4 о о,з 0,1 0,3 Среднее значение1 Еа 6 оо 28,519 о 61 о 28,5180 610 285400,4 4 о 6,Е 4 о 6,Е 1 О 11 12 з,г Среднее значение метанола) как отношение количества метанола, пошедшего на образование формальдегида, к количеству пропущенного метанола и избирательность как отношение выхода формальдегида к общей конверсии. 5 Экспериментальные данные и рассчитанные показатели процесса синтеза формалъдегида представлены в таблице.Использование предлагаемого способа управления процессом синтеза формальде гида позволяет увеличить общую конверсию и выход формальдегида на 3-5, сохраняя при этом неизменной избирательность. Кроме того, вследствие снижения температуры контактного слоя на 20-30 С 15 увеличивается пробег катализатора. з,г з,г 3,6 з,з з,з 3,6 3,5 3,5 3,6 32 3,4 3,4 2,9 3,5 15,7орректор Г,Бельская Редактор А.Никольск при ГКНТ С Госуд роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 аз 1359 ВНИИП Составитель Л.ЧервонТехред М.Моргентал Тираж Подписное твенного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5