Procedee de Sinteza a Metanolului

download Procedee de Sinteza a Metanolului

of 2

Transcript of Procedee de Sinteza a Metanolului

n funcie de presiunea de lucru exist dou tipuri principale de procedee pentru obinerea metanolului din gazul de sintez: procedee la presiune nalt (BASF, UK Wesseling) procedee la presiune joas i medie (ICI, Lurgi ,Ammonia Casale Topsoe) Procedeul BASF-este operat n urmatoarele condiii: presiunea 340 bari, temperatura 320-380oC,catalizator ZnO-Cr2O3 (Zn/Cr=70/30). Acest sistem catalitic este foarte rezistent la otrvire ,i ca urmare viaa sa poate mai muli ani. Pentru minimiza reaciile secundare (cu formare de dimetileter , format de metil i alcooli superiori), se lucreaz la un timp de contact de 1-2 secunde . n aceste condiii ,la o trecere peste catalizator se obine o conversie destul de mica (12-15%), impunnduse astfel o reciclare a materiei prime. Procedeul la presiune nalt (300 bari, 350oC) UK Wesseling lucreaz la o presiune parial sczut a monoxidului de carbon (13 bari n gazul recirculat) n prezen de ZnO-Cr2O2. Concentraia sczut n CO nu antreneaz riscul formrii de Fe(CO)5 i ca urmare materialul de construcie pentru reactor poate fi chiar oelul obinuit .Prin acest procedeu se obine un metanol pur ,cu coninut foarte redus de produse secundare.Mai recent prin introducerea unui catalizator mai activ pe baz de cupru ,s-a reusit dezvoltarea unor metode de sintez a metanolului la presiuni medii sau chiar sczute . Sistemul catalitic folosit este nsa foarte sensibil la suf , concentraia acestui produs fiind limitat la 1ppm. Procedeul ICI la presiune joas (50-100 bari, 240-260oC), aplicat pentru prima dat n anul 1966 ocup un loc dominant ntre procesele de sintez a metanolului.Se estimeaz c cca. 65% din producia mondiala de metanol are la baz acest procedeu ,caracterizat prin investiii i un pre de cost redus.Reactorul ,operat n regim adiabatic ,este extrem de simplu, schimbarea arjei de catalizator fcndu-se cu mare uurin. Puritatea metanolului obinut poate atinge o valoare de 99,99%. Catalizatorul care este un amestec de oxizi de Cu, Zn, Al, este nsa foarte sensibil la sulf si clor. Ca i n cazul proceselor operate la presiune nalta ,o parte din materia prim se introduce n diferite puncte ale reactorului pentru a elimina cldura de reacie. Instalaiile moderne sunt de foarte mare capacitate(un milion de tone pe an). Schema acestui procedeu este prezentat n urmatoarea figura:

Un proces asemntor ,dar cu reactor multitubular ,a fost dezvoltat de firma Lurgi.Temperatura este reglat cu ajutorul unui agent termic (condens)care circul

printre evile reactorului, asigurndu-se astfel un regim de operare izoterm.Catalizatorul este CuO-ZnO, condiiile de operare fiind 50-80bari i 250-260oC. Curgerea gazului este realizat n aa fel nct s minimizeze cderile de presiune i s se utilizeze optim volumul de catalizator .Aceast curgere este iniial axial ,apoi radial i din nou axial. Pereii fiecrei zone de catalizator sunt perforai pentru a optimiza distribuia gazelor.Evacuarea cldurii de reaciei se realizeaz cu ajutorul unui generator de vapori. Acest tip de reactor este destinat n special instalaiilor de mare capacitate. Procedeul Topsoe operat de asemenea la presiune medie,lucreaz cu reactor ce asigur o curgere radial a gazelor diminund astefel pierderile de presiune .De regul opereaz cu trei reactoare n serie , rcirea amestecului fcndu-se n schimbtoare de cldur plasate ntre dou uniti succesive. Trebuie menionat faptul c tendina actual este favorabil procedeelor operate la presiune medie , cu catalizatori pe baz de oxizi de cupru , zinc i crom, aa cim se poate obseva n urmtorul tabel: Compania Haldor Topsoe Vulcan Prithard Caraly Inc. BASF Mitsubishi Gas Chemical Catalizator CuO-ZnO-Cr2O3 ZnO-Cr2O3 CuO CuO-ZnO-A2O3 CuO-ZnO-Al2O3 CuO-promotor Temperatur 230-260 270-330 necunoscut 240-250 200-350 200-280 Presiunea,Bari 100-150 150-250 100-250 100-250 50-250 50-150

Informaii mai recente se refer la procedee de sintez a metanolului n faz lichida. Dei s-au obinut rezultate promitoare n acest domeniu aplicaiile industriale sunt nc foarte limitate