ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Синтез кислородсодержащих соединений метанола и высших алифатических спиртов из "Химия и технология синтетического жидкого топлива и газа" Переход на более высокие давления (0,7—1,2 МПа) и применение реакторов типа труба в трубе позволили существенно улучшить показатели процесса. Основной положительный эффект заключался в том, что образующимися жидкими углеводородами, выкипающими в интервале 180—320 С, непрерывно экстрагировали вещества, отлагающиеся на катализаторе. Это позволяло вести синтез без остановок на регенерацию. [c.303] От работы без рециркуляции перешли к способу с возвращением остаточного газа (после выделения из него основной части продуктов синтеза) на рециркуляцию. Это дало возможность увеличить скорость газового потока и улучшить теплоотвод. Ме-танообразозание уменьшилось, а степень превращения реагентов н производительность реактора увеличились примерно в 1,5 раза. [c.303] Синтез при среднем давлении на железных катализаторах вели в реакторах типа труба в трубе в две ступени (рпс. 8.14). На первой ступени применяли рециркуляцию газа (соотношение нсходного и циркулирующего газа равно 1 3), а остаточный газ подавали на вторую ступень, работающую без циркуляции. Процесс проводили в стационарном слое железного катализатора при 200—215 °С, 1,1 МПа и объемной скорости 100 ч . Степень превращения сннтез-газа (Нг С0= 1,25 1) на каждой ступени составляла 60%. [c.303] В 1952 г. начала работать установка фирмы Kullman, где вместо реакторов типа труба в трубе был использован многотрубный реактор с 1250 гладкими трубами длиной 10 м и диаметром 32 мм. В один такой реактор загружали 10 м катализатора и вели процесс при 2,5 МПа и объемной скорости 250 ч . Основными продуктами являлись высокомолекулярные углеводороды (твердый и мягкий парафин). [c.303] Практический интерес может представить также полочный реактор, разработанный фирмой Lurgi (рис. 8.16). Этот реактор длительнее время успешно работал как опытный (загрузка катализатора 90 л). В схеме предусмотрены охлаждение рециркулирующего горячего газа и последующее его смешение с холодным рециркулирующим газом. Таким путем можно снизить количеств а горячего циркулирующего газа на величину, пропорциональную числу полок — ступеней синтеза. Соединяя последовательно большое число катализаторных слоев, можно в принципе построить полочный реактор любого размера. Преимуществом такого реактора является и возможность повышения температуры синтеза от ступени к ступени при этом компенсируется снижение скорости реакции за счет уменьшения концентрации реагентов, что, в свою очередь, приводит к повышению степени превращения. [c.305] Частички катализатора и газ быстро транспортируются по подъемной трубе диаметром 1 м в реактор Диаметром 2 и. Там из-за значительно более низкой линейной скорости газового потока концентрация катализатора повышается. Эту загрузку катализатора поддерживают постоянной — по определенному падению давления в нижней части аппарата (последняя величина является контрольной для регулирования потока катализатора из стояка через соответствующий вентиль в нижней его части). [c.306] Говоря о перспективах развития синтеза углеводородов из СО и Нг, необходимо подчеркнуть большое практическое значение создания таких катализаторов, в присутствии которых наряду с алифатическими углеводородами нормального строения образуются ароматические и циклопарафиновые углеводороды, а также изопарафины. [c.307] Весьма актуальным направлением в области синтезов из СО и Нг является и разработка катализаторов прямого синтеза низших олефинов — этилена, пропилена, бутенов, представляющих собой основное сырье для химической и нефтехимической промышленности. [c.307] С точки зрения производства синтетического топлива очень важен и перспективен синтез кислородсодержащих соединений, Б первую очередь метанола. [c.307] Результаты первых опытов по каталитическому гидрированию оксида углерода показали, что в продуктах реакции (особенно в водном слое) наряду с углеводородами присутствуют различные кислородсодержащие соединения. [c.307] В 1913 г. в Германии был запатентован процесс, в котором в качестве катализаторов применяли подщелоченные оксиды кобальта или осмия. В их присутствии при 300—400 °С и 10—20 МПа из СО и Нг получали главным образом жидкий продукт, представляющий собой смесь спиртов, альдегидов, кетонов и кислот с небольшой примесью углеводородов. [c.307] В 1923—24 гг. Фишер и Тропш разработали процесс синтол, который осуществляли при 400—500 °С и 10—15 МПа в присутствии подщелоченного оксида двухвалентного железа. Продукт реакции — смесь спиртов, альдегидов,, кетонов, кислот и других органических соединений. [c.307] В 1940 г. Венцелем был разработан процесс каталитического гидрирования оксида углерода в стационарном слое плавленого железного катализатора — синол-процесс. Синтез проводили при относительно низких температурах (180— 200 °С) и 0,5—2,5 МПа. В жидких продуктах синтеза кроме спиртов имелось-2—7°/о (масс.) других кислородсодержащих соединений (сложные эфиры, альдегиды, кетоны и карбоновые кислоты). Выход первичных алифатических спиртов достигал 60—70% от суммы жидких продуктов. [c.307] В некоторых случаях для увеличения выхода кислородсодержащих соединений восстановленный катализатор в течение нескольких часов обрабатывали при 200—250 °С аммиаком или газами, содержащими аммиак. На полузавод-ской установке в присутствии азотированных железных катализаторов, суспендированных в углеводородной фракции (жидкофазный синтез), при 250 С и к52,1 МПа получали продукт такого состава [в % (масс.)] 26,9 углеводородов С1—Сг, 38,5 углеводородов Сз и выше, 18,7 кислородсодержащих соединений (водорастворимых), 15,9 соединений, растворимых в масле. [c.308] Открытие катализаторов на основе оксидов цинка и хрома явилось значительным шагом в разработке избирательного синтеза метанола из СО и Н2. Высокие выходы метанола удалось впервые получить в 20-х годах в присутствии этих катализаторов нри сравнительно высоких давлениях. Вскоре выяснилось, что модифицирование этих катализаторов добавкой солей нли оксидов щелочных металлов приводит к образованию жидких продуктов, состоящих главным образом из алифатических спиртов. С этого момента дальнейшее развитие промышленного синтеза кислородсодержащих соединений из оксида углерода и водорода в основном пошло по двум направлениям синтез высших алифатических спиртов и синтез метанола. [c.308] Вернуться к основной статье