Principio de síntesis de metanol

La fórmula de reacción para la síntesis de metanol es la siguiente:

Reacción principal

Aumentar la presión y bajar la temperatura son beneficiosos para la reacción principal para generar metanol. En los primeros métodos de síntesis, el dióxido de carbono se eliminaba antes de la reacción para evitar la corrosión del equipo. Posteriormente, se descubrió que el dióxido de carbono también se puede utilizar como materia prima, por lo que no es necesario eliminarlo primero.

La clave para la síntesis de metanol es la presión. En el pasado se utilizaba el método de alta presión, cuya presión superaba las 300 atmósferas. El método de baja presión se desarrolló en 1966, con una presión de unas 50 atmósferas. Posteriormente se desarrolló el método de media presión, con una presión de unas 200 atmósferas.

Presión (presión atmosférica) temperatura (℃) catalizador

Método de alta presión 300 ~ 600 ~ 320 ~ 380 Catalizador Cr-Zn

Proceso de presión media 105~ 300 225 ~ 270 catalizador de cobre, zinc, cromo y aluminio

40 ~ 60, 200 ~ 300 catalizador de cobre y zinc del método de baja presión

El método de alta presión tiene una alta tasa de conversión, pero para Para lograr alta presión, el compresor alternativo necesita consumir más energía. El método de baja presión puede utilizar un compresor centrífugo, que consume menos energía, tiene una escala económica menor y puede utilizar gas de síntesis con un mayor contenido de hidrógeno. El método de presión media también puede utilizar un compresor centrífugo. No es necesario agregar dióxido de carbono como el método de baja presión, lo que mejora las deficiencias del método de baja presión.

La torre de síntesis es del tipo carcasa y tubo vertical, con un catalizador en el interior y agua hirviendo enfriando fuera del tubo, también puede ser una torre empaquetada, de modo que se puedan introducir materias primas frías en el interior del tubo; torre en múltiples lugares para controlar la temperatura de reacción. El gas de materia prima comprimido se mezcla con el gas circulante sin reaccionar y, después de intercambiar calor con el gas de reacción, ingresa a la torre de síntesis y reacciona a través del lecho del catalizador. Después de que el gas de reacción se enfríe mediante intercambio de calor, el metanol se condensa y se separa a través del separador, y el gas se hace circular y se mezcla con el gas de materia prima.

El metanol bruto sintetizado por esta condensación contiene impurezas. Por lo general, el contenido y los tipos de impurezas en el metanol sintetizado mediante el método de baja presión son menores que los del método de alta presión. Además del agua, las impurezas del metanol crudo se pueden dividir en tres categorías: compuestos de bajo punto de ebullición, etanol y compuestos de alto punto de ebullición. Los pasos de refinamiento adicionales, las operaciones y el diseño del metanol crudo varían según el método de síntesis y las especificaciones del producto terminado. Si la pureza del producto terminado es baja, se puede utilizar la destilación en una sola columna. Cuando los requisitos de pureza son elevados, se puede utilizar la destilación en doble columna. Cuando la pureza del producto terminado es alta, es más adecuada la destilación en tres columnas. En el método de destilación de doble columna, las impurezas como el dimetil éter y otras sustancias de bajo punto de ebullición se descargan desde la parte superior de la primera columna, las sustancias de alto punto de ebullición, como los alcoholes superiores, se descargan desde el fondo de la segunda columna, y De la parte superior de la torre se obtiene metanol de alta pureza.