Đề tài Công nghệ sản xuất metanol

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LƯ QUỐC ĐỊNH Thực Hiện NỘI DUNG  Giới thiệu chung về Metanol Sơ lược về khả năng sản xuất và nhu cầu sử dụng Metanol Giới thiệu công nghệ sản xuất Metanol (Đi từ nguồn nguyên liệu là khí thiên nhiên) GIỚI THIỆU CHUNG VỀ METANOL Cấu trúc không gian CH3OH DẠNG RỖNG DẠNG ĐẶC Tính chất vật lý Tính chất hoá học Metanol là một đại diện đơn giản nhất của dãy đồng đẳng ancol no,đơn chức Tác dụng với kim loại kiềm,tạo muối ancolat. Tác dụng với axit vô cơ hay hữu cơ,tạo este. Bị oxi hoá hoàn toàn tạo thành khí cacbonic và hơi nước.Oxi hoá không hoàn toàn tạo andehit formic. Chỉ tiêu kĩ thuật metanol thương phẩm ỨNG DỤNG Sản xuất Formandehyt Sản xuất MTBE Sản xuất Axit Axetic Sản xuất MMA,DMT. Làm dung môi,chất tải lạnh,chất chống đông. Có trong thành phần của sơn,vecni Nhiên liệu/Xăng Tình hình sản xuất sử dụngmetanol trên thế giới và tại Việt Nam DỰ BÁO Tại Việt Nam Hiện nay Việt Nam chưa có nhà máy sản xuất metanol. Hầu như không có thị trường riêng. Một lượng nhỏ metanol nhập khẩu dùng làm dung môi và mục đích sử dụng khác. Chưa có nhà sản xuất sử dụng metanol làm nguyên liệu cho sản xuất formalin,axit axetic,MMA,MTBE… Nhu cầu Nhìn chung nhu cầu còn rất lớn trong tương lai Mức tăng trưởng đều đặn 15% và còn tiếp tục. ĐỘT BIẾN SẢN XUẤT FORMANDEHYT DIEZEN SINH HỌC NHU CẦU METANOL SẢN XUẤT AXIT AXETIC MTBE,MMA… 50.000 tấn 25.000 tấn 300.000 tấn 20.000 tấn CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT METANOL Gỗ Khí tổng hợp Metanol tổng hợp (98%) Metanol sinh học (2%) KHÍ THIÊN NHIÊN KHÍ TỔNG HỢP METANOL THÔ METANOL TINH TỔNG HỢP METANOL TỪ KHÍ THIÊN NHIÊN CHUYỂN HÓA KHÍ THIÊN NHIÊN Khí thiên nhiên Chuẩn bị khí Chuyển hóa Tách Bụi Sấy Khí Tách H2S,CO2 Reforming hơi Oxy hóa Tổ hợp CƠ SỞ QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA - Phản ứng chuyển hoá metan bằng hơi nước(steam reforming) CH4 (k) + H2O (h)  CO (k) + 3H2 (k) – Q (Q = 206,8 kJ/mol) - Phản ứng chuyển hoá CO bằng hơi nước: CO (k) + H2O (h)  CO2 (k) + H2 (k) + Q (Q = 40,5 kJ/mol) Ngoài những phản ứng chuyển hoá trên người ta còn nhận thấy phản ứng oxy hoá không hoàn toàn metan: CH4 (k) + 0,5O2 (k)  CO (k) + 2H2 (k) + Q (Q = 35,7 kJ/mol) CÔNG NGHỆ TỔHỢP TỔNG HỢP METANOL VÀ TINH CHẾ Khí tổng hợp Làm sạch Tổng hợp Tinh chế Metanol tinh PP Hấp thụ Vật Lý PP Hấp thụ Hóa học QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP Metanol được chuyển hoá từ khí tổng hợp từ các phản ứng sau:  CO + 2H2  CH3OH + Q (Q = 90,77 kJ/mol) (1) CO2 + 3H2  CH3 OH + H2O + Q (Q = 49,16 kJ/mol) (2) CO + H2O  CO2 + H2 + Q (Q = 41,21 kJ/mol) (3) Ngoài ra còn có các phản ứng phụ như: CO + 3H2  CH4 + H2O CO2 + 4H2  CH4 +2H2O nCO + (2n+1) H2  CnH2n+2 + nH2O nCO + 2nH2  CnH2n+1OH + (n-1) H2O 2CO + 4H2  CH3-O-CH3 +H2O Đồng thời metanol tạo thành cũng có những phản ứng chuyển hoá thứ cấp: 2CH3OH  CH3-O-CH3 +H2O CH3OH + H2  CH4 + H2O 1 4 5 Metanol thô Khí tuần hoàn Khí trơ Khí tổng hợp 2 3 TỔNG HỢP TINH CHẾ Tháp chưng cao áp Tháp chưng cất sơ bộ Metanol thô Nước Nước thải TBNT TBNT Thùng hồi lưu Thùng hồi lưu Khí nhẹ Metanol tinh khiết TINH CHẾ Hơi Nước CÔNG NGHỆ TIÊU BIỂU REFORMING HƠI OXY HOÁ KHÔNG HOÀN TOÀN CÔNG NGHỆ CAR HẤP THỤ HOÁ HỌC(Làm sạch bằng Ankanolamin) Khí H2S bị dung môi hấp thụ và tạo thành hợp chất hoá học. Dung môi thường dùng trong hấp thụ hoá học là dung dịch nước của các etanolamin như monoetanolamin,dietanolamin hoặc dung dịch Na2CO3,K2CO3… HẤP THỤ VẬT LÝ Khí H2S hoà tan vào các dung môi mà không tạo thành hợp chất hoá học ở nhiệt độ thấp và áp suất cao. Các dung môi thường dùng trong hấp thụ vật lý là metanol,pentanol,dimetylete của polyetylenglicol. Ngoài ra,người ta còn có thể kết hợp cả hai loại dung môi dùng trong hấp thụ vật lý và hấp thụ hoá học trong quá trình làm sạch khí. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP Nhiệt độ phản ứng tổng hợp. Áp suất tổng hợp. Hiệu suất chuyển hoá và thời gian tiếp xúc. Xúc tác quá trình. Tỉ lệ H/C. NHIỆT ĐỘ VÀ ÁP SUẤT Theo nguyên lí cân bằng Le Chatterlier thì phản ứng xảy ra thuận lợi ở nhiệt độ thấp và áp suất cao. Tuy nhiên không vì thế mà ta cứ hạ nhiệt độ là phản ứng sẽ xảy ra càng thuận lợi,vì nếu nhiệt độ quá thấp thì xúc tác cho phản ứng không còn hoạt tính nữa. XÚC TÁC Chia làm hai dạng là xúc tác ở áp suất cao và xúc tác ở áp suất thấp. Hiện nay người ta sử dụng xúc tác ở áp suất thấp có thành phần Cu.ZnO.Al2O3. Hoạt tính và độ chọn lọc cao,làm giảm nhiệt độ và áp suất phản ứng tổng hợp. Cho phép tổng hợp metanol có độ tinh khiết cao. Nhưng dễ bị ngộ độc bởi lưu huỳnh,Clo. Đòi hỏi khống chế nhiệt độ phản ứng tốt. THIẾT BỊ PHẢN ỨNG THIẾT BỊ PHẢN ỨNG Dạng Tầng Khoan Dạng Ống Chùm Áp suất thấp Áp suất thấp Áp suất cao Áp suất cao Tuyển nghiền, sấy than Làm sạch khí Khí tổng hợp Khí hoá than Tạo oxy từ không khí + hơi nước. Tổng hợp Metanol CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÍ HOÁ THAN Khí hoá than Dòng Động Lò Tĩnh