Влияние температуры.
Производство метанола
В промышленных условиях синтез метанола протекает в присутствии инертных к данному процессу газов (метан, азот). Они в реакции не участвуют и не оказывают прямого влияния на равновесие реакции образования метанола. Однако наличие их в газе снижает парциальное (эффективное) давление реагирующих веществ, что ведет к уменьшению равновесного выхода метанола. Поэтому концентрацию инертных компонентов… Читать ещё >
Влияние температуры. Производство метанола (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
С повышением температуры равновесный выход метанола понижается. Наиболее резкое понижение наблюдается при температурах выше 340 °C. В этих условиях (при 300 кгс/см2) начинает снижаться степень превращения окиси и двуокиси угле рода в метанол, причем более резко окиси углерода [4]:
Таблица 1[4].
Температура, °С. | ||||||
Выход метанола, объемн. %. | 15,44. | 14,81. | 12,88. | 11,37. | 9,31. | 7,40. |
Таблица 2, Степень превращения, % [4].
СО. | 99,75. | 97,20. | 87,52. | 78,96. | 66,19. | 53,29. |
СО2. | 98,00. | 89,80. | 77,00. | 71,50. | 66,61. | 64,00. |
При давлении 50 кгс/см2 и повышении температуры от 180 до 300 °C равновесный выход метанола снижается более чем в 7 paз; (отношение Н2: СО=3,6, содержание двуокиси углерода 6,0 объемн. %). При этом степень превращения окиси и двуокиси углерода в метанол уменьшается с 75,3 до 14,6% [4].
При повышении отношения Н2: СО степени превращения окиси и двуокиси углерода возрастают, причем степень превращения СО2 в большей мере, а равновесный выход метанола снижается. Влияние отношения Н2: СО на равновесный выход метанола определено для такого состава газа: 1,25 объемн. % СO2; 84,8 объемн. %); 13,95 объемн. % (CO+H2). При 300 кгс/см2 и 380 °C равновесный выход метанола и степень превращения окислов углерода в зависимости от отношения Н2: СО меняются следующим образом [4]:
Таблица 3 [4].
Отношение Н2: СО. | |||||
Выход СН3ОН, объемн. %. | 17,25. | 13,80. | 8,39. | 7,05. | 5,40. |
Таблица 4, Степень превращения, % [4].
СО. | 44,50. | 60,39. | 66,85. | 67,80. | 67,97. |
СО2. | 19,50. | 45,71. | 70,52. | 76,15. | 82,39. |
При увеличении содержания окиси углерода в газе, т. е. уменьшении отношения Н2: СО, равновесный выход метанола возрастает пропорционально при 50 кгс/см2 и 6 объемн. % СОз).
Так, при 8 объемн. % СО, равновесный выход метанола составляет 5,71 объемн. %, при 16 объемн. % СО—11,41 объемн. %, а при 24 объемн, % СО—16,82 объемн. % СНзОН.
Реакция восстановления двуокиси углерода водородом до окиси углерода в промышленных условиях синтеза метанола протекает практически до равновесного состояния, и пренебрегать ею при расчете равновесных выходов метанола нельзя. При повышении содержания двуокиси углерода в газе равновесный выход метанола меняется незначительно. Степень превращения окислов углерода в метанол при этом снижается с 42,2% при 6 обьемн.% СО2 до 32,7% при 12 объемн.% СО2. [4].
Инертные компоненты
В промышленных условиях синтез метанола протекает в присутствии инертных к данному процессу газов (метан, азот). Они в реакции не участвуют и не оказывают прямого влияния на равновесие реакции образования метанола. Однако наличие их в газе снижает парциальное (эффективное) давление реагирующих веществ, что ведет к уменьшению равновесного выхода метанола. Поэтому концентрацию инертных компонентов необходимо поддерживать на минимальном уровне.
На основании изложенного следует отметить, что синтез метанола на цинк-хромовом катализаторе, который работает при 360−380 °С, целесообразно проводить только при давлениях выше 200 кгс/см2. На низкотемпературных катализаторах, эксплуатируемых в температурном интервале 220−280°С, возможна работа при давлениях ниже 100 кгс/см2, причем, чем ниже температура, тем ниже может быть и давления синтеза. [4].