Способ получения смеси метанола и с -с -спиртов топливного сорта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУбЛИК 7/06 07 С 31/02, 2 ИСАНИЕ ЗОБРЕТ И ГОСУДАРСТВ:ННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ МЕТАНОЛАИ С 2-С 4-СПИРТОВ ТОПЛИВНОГО СОРТА(57) Изобретение касается производства спиртов, в частности получениясмеси С 1 -С"алканолов, которая можетбыть использована как топливо в чистом виде либо в смеси с бензином,Цель изобретения - повышение выходаи качества целевого продукта. Синтезпоследнего ведут реакцией СО и Н г(41,4-43,5 об,% СО и 53-58, 1 об,% Н)при 360-415 С, давлении 100-260 атмв присутствии катализатора (КТ). Всостав КТ входят, мас.% а) ЕпО 59,872,18; Сгр Оз 25,4-37,7; КО 1,45-4или б) 2 пО 65,8; СгО 28,3; СиО 1,7;КО 0,9; МпОЗ 3,3. Полученную смесьохлаждают и контактируют при 165 -200 С и давлении 100-260 атм с КТсостава, мас.%: а) ЕпО 25,9-31,4;СгО 36,7-49,9; СиО 18,7-38,4 илиб) ЕпО 53,7; СиО 32,8; А 10 13,5,с последующим охлаждением, отделением жидкой смеси целевых спиртов ирециркуляцией газовой фазы в началопроцесса, Эти условия обеспечиваютповышение выхода до 58000 кг/ч смесиспиртов топливного сорта, содержащегоббр 28% СНОН 135% С-С 4 в спирт,20,06% спиртов с С- и выше с примесями воды (0,01%), СОТ (0,08%) и СН 4Изобретение относится к алифатическим спиртам, а именно к способу получения смеси метанола и Ср-С- спиртов, которая может быть использована как топливо в чистом виде или в смеси с бензином.Целью изобретения является повышение выхода и качества целевого продукта. 1 ОЦель достигается взаимодействием газовой смеси, содержащей 41,4 - 43,5 об.СО и 53-58,1 цб.7 Н, при 360-415 Су давлении 100-260 атм в присутствии катализатора, состава, 15 мас. : ЕпО 59,80-72,18; СгОз 25,4- 37,7; КгО 145-4,0, или катализатора. состава мас. ; ЕпО 65,8; Сг; Оз 28,3; СыО 1,7; КО 0,9; МпОз 3,3, с послед ующим охлаждением полученной смеси 20ои ее взаимодействием при 165-200 С и давлении 100-260 атм в присутствии катализатора состава, мас, .: ЕпО 25,9-31,4; СгОз 36,7-49,9; СпО 18,7- 38,4, или катализатора состава,мас, : 25 ЕпО 53,7; СиО 32,8 - А 10 з 13,5, с последующим охлаждением реакционной смеси, отделением жидкой смеси метанола и С-С-спиртов и рециркуляцией газовой смеси на первую стадию, 30На,чертеже представлена технологическая схема для осуществления способа.Синтеэный 1 и рециркулируемый 3газы сжимают до рабочего давления и 35 подают через трубопровод 2 в реактор 7, реакционный продукт выходит из реактора синтеза по трубопроводу 4 и после охлаждения в рекуператоре 15 направляют в конверсионный реактор 40 16, где содержание воды в нем заметно уменьшается.Прореагировавший газ выводят из конверсионного реактора по трубопроводу 5, направляют сначала в тепло" вой рекуператор 14, затем в конденсатор 11 и затем в сепаратор 12, из основания которого через трубопровод 10 извлекают спиртовую смесь топливного сорта, а иэ насадки б - газовую 50 фазу, которую частично удаляют через деталь 8, а:частично через деталь 9 направляют в секцию абсорбции СО 13, а затем возвращают в реактор 7 синтеэа.55П р и м е р 1. В соответствии с технологической схемой в реактор синтеза вместе с рециркулируемым газом подают газовую смесь, состоящую из:/ч33190,43636,1601,1следы/всего70648,82 норм,куб.м СО 0,04 об. . 46,485 об. 5,14 об.7.0,85 об,следы НИСНСН ОН 8 ЬВЧ (часовая 7064,9/чскоростьпотокагаза)Реакция конверсии, Используют 20 м катализатора, который имеет состав, мас. 7.; ЕпО 31, 4, С г Оз 49, 9, окись меди 18,7, 8 ЬБЧ 3073,4/ч, давление 260 атм, температура 200 С,После реакции синтеза в реакторе 7 тепловой рекуперации в 15 и конверсионной реакции в реакторе 16 получают продукт, состоящий:нмз /ч об,СО 27599,2 44,841031,7 1,68Нг 25013,1 40,80И 3636,1 5,92СН, 601,1 0,97СНОН 3159,8 5,10С НЕОН 67,2 0,11Сз НОН 119,5 О, 19СнзОН 234,4 0,38НО 7,7 0,01Этот реакционный продукт после предварительного охлаждения направляют в сепаратор 12, иэ основания которого через трубопровод 10 выводят спиртовую смесь топливного сорта следующего состава:кг/ч4508138 об, I78,52,4 С,Н,ОН во8509, 2 58, 10И 55,72 0,38Реакция синтеза. Катализатор имеет следующий состав, мас, .; ЕпО 72,18; СгОз 25,98; КО 2,08. Объем катализатора 10 м, температура 410 С, давление 260 атм.Состав в точке 2 на чертеже следующий:СО 46,985 об,7 33190,4 норм.1428187 нм /ч6008,20,27 СЗНОН 320 5,57С 4 Н ОН 773 13,4н о 6 0,1П р й м е р 2 (сравнительный).Этот пример показывает, как важен выбор режима работы конверсионного реактора. Если бы температура этого реактора была равна температуре реактора синтеза, то оператор получил бы спиртовую смесь, содержащую воды 7,600 ч/млн, т,е. слишком большое количество, чтобы эта смесь была топливного сорта.Для простоты из приведенной технологической схемы исключен тепловой рекуператор 15, а реакцию синтеза осуществляют в одном реакторе 7 с реакцией конверсии.,В реактор синтеза совместно с возвращаемым газом подают газовую смесь состава: об.ХСО 41,14СОЮ Незначительное количество .Нг 8556,9 58,45Мг 55,72 0,38СН 18,3 0,12Катализатор синтеза аналогичен примеру 1, с такой же температурой, давлениями и часовой скоростью потока газа (8 ЬЯЧ), где катализатор конверсии является промьппленным катализатором БК, сделанным легкой фракцией (окись железа .с окисью хрома).Температура 410 С, давление 260 атм, объем 20 м, 8 ЬБЧ 3073,4/ч.Из реактора извлекают продукт реь, акции следующего состава:нмз /ч об. ХСО 27646,9 44,98984 1,61Нг 24965,4 40,62Яг 3636,1 5,92СН, 601, 1 0,97СнгОН 3159,82 5,14Сгнуон 67,24 0,1Сг НЕОН 119,5 О, 19С 4 НОН 234,38 0,38Нго 55,38 0,09 который после охлаждения дает спиртовую смесь следующего состава:кг/ч об.ХСНЗОН 4508 77,98. Сгнон 138 2,38СгНОН 3205,51 С 4 НОН 773,8 13,37 Нго 44,5 0,76 П р и м е р 3, Этот пример показы- .5вает, что для получения спиртовой смеси с более высоким содержанием высших спиртов, то в соответствии с изобретением все равно можно получить смесь топливного сорта.10 В реактор синтеза подают рециркуляционный газ вместе с газовой смесью состава: об,Х43,32НезначительноеколичествоН, 8223,9 56, 17"г 55,72 0,38 20 СН 4 18,3 0,12Для синтеза используют 12 мг катализатора следующего состава, мас.Х:Епо 70,6; Сггоз 25,4; Кго 4,0, давление 200 атм, температура 400 С, 8 ЬЗЧ 25 5887/ч. Для реакции конверсии используют 20 мг катализатора, состава,мас.Х: Епо 53,1; окись меди 32;8;А 1 гоз 13,5. Температура 180 С, давление 200 атм, 8 ЬЯЧ 3073,4/ч.30 После реакции синтеза в реакторе7, тепловой рекуперации в 15 и конверсионной реакции в реакторе 16 по"лучают продукт состава:нмз /ч об, ХСО 27313,9 44,451311 2,16Нг 25298,4 41,15Я, 3636,1 5,92СН 4 601,10 97 40 СНЬ ОН 2702,8 4,39Сгнон 34,3 0,21СгНОН 205,8 0,33Сюнзон 250,4 0,40Нго 10 0,02 45 В конденсированном виде этот продукт дает спиртовую смесь следующегосостава: нмг /чСО 6341, 2 15 Сог 0,27щФ кг/ч об,ХСнгОН 3855,5 69,88.50 Сгнон . 275,5 499Сзнон 5519,99Н,О 8,03 0,16С 4 нгон 8266 14,981428187 Таблицамесь пос еантора онаерсни Исполнен смесьллн реакторанонаерснн послеораеаоб. тl нм О,ОО 7 О,ЗВ 27 444 15 384 о,53,0 99587,0 56 27,1 1499 5467 9118225,2 о,1 279 0,2 о,1224,7 029927,6 18 15 1424,7 О, , 10 29818,6 16 24,7 24,сн 29927,6 1 3565,0 2 9,9 927 в,565,0 сн,ов 4,О 3 66,2 565,0 5,9 3,4 1,12 с,о,о 37 нт о,1,56 о,ог О, 12 2 ОВ,З 1 208,н,он 27,69 1 О,Спнпт сболее немс4 2151 О,4 166043,4 100,5, 0,14 66073,4 100 63,34 20 14 18061, 4 100 66073,4 100,0 5800,00 100 Гемпературс 165 (пар ар) 375 (пар 168 40 (ннпнос Пьнпеяяеата о б) Реактор конверсии, Состав катализатора, мас,%: ЕпО 24,9; Сг 8 05 , 36,7; СцО 38,4, давление 100 ата, температура 165-168 С, объемная скорость 20 мз/6000 ч.Составы исходных потоков реагентов, промежуточных и конечных даны в табл, 1.П р и м е р 5. а) Реактор синтеза, 10 Состав катализатора, мас,%; ЕпО 59,8;Сгр Он 37,7; КпО 1,45, давление 150 ата, температура 360-410 С, объемная скорость 13 м /10500 ч.б) Реактор конверсии. Состав ката лиэатора, мас.%: ЕпО 28,6; СгоОз 40,7; СцО 30,7, давление 150 ата, температура 195-198 С, объемная скорость 20 мз /6800 ч.Составы исходных потоков реаген тов, потоков после реактора синтеза и конверсии и целевого продукта даны в табл. 2. Предложенный способ позволяет по 25 высить выход спиртов топливного сорта при высоком их качестве: малом содержании воды (менее 2000 ч/млн),Формула изобретения З 0 Способ .получения смеси метанола и С-С 2-спиртов топливного сорта на основе взаимодействия моноокиси углерода и в 4)дорода при повьппенных температуре и давлении в присутствии катализатора, содержащего соединение щелочного металла, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повьппения выхода и качества целевого продукта,газовую смесь, содержащую 41,4 -43,5 об.% СО и 53,0-58,1 об,Ж Но,подвергают взаимодействию при 360 -415 С и 100-260 атм в присутствиикатализатора состава, мас.%: ЕпО59,80-72, 18; Сго Оа 25, 4-37,7; К 901,45-4,0 или катализатора состава,мас,%: ЕпО 65,8; СгрОт( 28,3; СцО 1,7;КоО 0,9 и МпОн 3,3, полученную реакционную смесь, состоящую из метаноЛа, Сп-С 21-СПИртОВ, ВОДЫ И НЕПрОрЕагировавших газов, охлаждают, а затем подвергают взаимодействию при165-200 С и 100-260 атм в присутствии катализатора состава, мас,%: ЕпО25,9-31,4; Сго 02 36,7-49,9; СцО 18,738,4 или катализатора состава, мас.%:ЕпО 53,7; СцО 32,8; А 106 13,5 с последующим охлаждением реакционнойсмеси, состоящей из метанола Ср-С,5 спиртов, непрореагировавших газов СОои незначительного количества воды,отделением жидкой смеси метанола СеС 4-спиртов топливного сорта н рецир"куляцией газовой смеси, состоящей восновном из СО, Нр и СОп, после удаления иэ нее СОр на первую стадию,1428187 Таблица 2 Смесь послреактораконкерсин елеэак смесь гlн ма кн /к об,0,016 17,6 0,01 7,2 342,066801,48,712 66801,2 48 5440,8 10,8 В,а 38 50 Э 4,25,62 35358,5 25,аз 78 555 2812,0 ЗВОЭ 1 00,100,60 (пар 0 (па 98 (пар) 5. (па 0 ( ость Лавка паата Составитель Н,Капитанова Редактор М.Келемеш Техред А.Кравчук Корректор В,Романенко9/58 Зак е 13 ктная,изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. 81335 1аО (па Тираж 370 НИИПИ Государственн по делам изобрет 35, Москва, Ж, Подписного комитета СССРий и открытийушская наб д, 4/5