Bài giảng chế biến khí : TỔNG HỢP TRÊN CƠ SỞ OXYT CACBON part 2

Đầu thập niên 1980, việc nghiên cứu cơ chế hầu hết dựa trên cơ sở hydro hóa CO thành MeOH. Hiện nay, bản chất của các trung tâm hoạt động trong xúc tác CuO_ZnO_Al2O3 vẫn còn đang là vấn đề gây nhiều tranh cãi. Có thể các tâm hoạt động trong quá trình tổng hợp MeOH áp suất thấp là các ion đồng trong pha CuO.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng chế biến khí : TỔNG HỢP TRÊN CƠ SỞ OXYT CACBON part 2 Đầu thập niên 1980, việc nghiên cứu cơ chế hầu hết dựa trên cơ sở hydro hóaCO thành MeOH. Hiện nay, bản chất của các trung tâm hoạt động trong xúc tácCuO_ZnO_Al2O3 vẫn còn đang là vấn đề gây nhiều tranh cãi. Có thể các tâm hoạtđộng trong quá trình tổng hợp MeOH áp suất thấp là các ion đồng trong pha CuO. Cơ chế của phản ứng có thể được biểu diễn như sau: + H2 + H2 K + CH3OH K + CO K C=O K CHOH Trong đó K: trung tâm hoạt độngIV. CÁC THIẾT BỊ PHẢN ỨNG TỔNG HỢP METHANOL Các thiết bị này tương đối đa dạng, phụ thuộc vào phương pháp giải nhiệt vàtiến hành phản ứng. Có 3 dạng thiết bị phản ứng tổng hợp MeOH: CO + H2 sản phẩm CO + H2 sản phẩm sản phẩm H2O CO + H2 (c) (a) (b) Hình 1: Các dạng thiết bị phản ứng chính để tổng hợp MeOH a-Thiết bị phản ứng dạng ống; b-Thiết bị phản ứng đẳng áp; c-Thiết bị phản ứng hệ 3 pha (tổng hợp trong pha lỏng) • Thiết bị phản ứng dạng ống: đây là thiết bị thông dụng nhất, còn gọi là thiết bị đẳng nhiệt, trong ống có chứa chất xúc tác và hỗn hợp khí chuyển 6 động tại đây được làm lạnh bằng lượng nước giữa các ống. Lượng nhiệt do nước hấp thụ sẽ được sử dụng để đốt nóng hỗn hợp khí ban đầu. Điển hình cho loại này có công nghệ của hãng Lurgi chiếm khoảng 30% tổnglượng MeOH sản xuất trên thế giới, năng suất 1200 ÷ 1500 tấn/ngày. • Thiết bị phản ứng đẳng áp: hiện nay người ta sử dụng các thiết bị đẳng áp nhiều hơn so với thiết bị đẳng nhiệt, trong đó xúc tác được sắp thành 4 lớp liên tục và khí nguyên liệu được đưa vào từng bậc. Điển hình cho loại này có công nghệ của hãng ICI (chỉ gồm một tầng xúctác) chiếm khoảng 60% tổng lượng MeOH sản xuất trên thế giới, năng suất 3000tấn/ngày. Ngoài ra còn có hãng Amonia - Casale với thiết bị phản ứng nhiều tầng xúctác, năng suất 3000 tấn/ngày; hãng Topsoe, hãng Kellog với thiết bị phản ứng phânriêng nối tiếp nhau, năng suất > 3000 tấn/ngày. • Thiết bị phản ứng hệ 3 pha: thời gian gần đây xuất hiện thêm một phương pháp tiến hành phản ứng gọi là “tổng hợp hệ 3 pha”. Quá trình thực hiện trong pha lỏng của hydrocacbon (có nhiệm vụ là làm môi trường để thực hiện phản ứng, nhưng chưa được công bố rộng rãi là hydrocacbon gì). Xúc tác được phân bố trong hydrocacbon tạo ra một hệ huyền phù. Phản ứng xảy ra trong hệ huyền phù này. V. CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT METHANOL 1. Sơ đồ công nghệ tổng hợp MeOH áp suất thấp với TBPƯ nhiều bậc khí sản phẩm bay hơi 7 4 12 H2O 3 8 hơi MeOH 5 10 6 9 2 1 11 13 CO + H2 7 rượu bậc cao Hình 2: Sơ đồ công nghệ tổng hợp MeOH 1- Máy nén KTH; 2- Máy nén khí tuần hoàn; 3- Thiết bị hấp phụ; 4- Thiết bị trao đổi nhiệt; 5- Thiết bị phản ứng; 6- Thiết bị tái tạo hơi; 7- Sinh hàn; 8- Thiết bị tách áp suất cao; 9,10- Tháp chưng cất; 11- Thiết bị chỉnh áp suất; 12- Thiết bị làm lạnh; 13- Thiết bị đun nóng. Hỗn hợp khí sau khi được làm sạch sẽ được nén bằng máy nén turbin (1) đến ...