Таблица 6 – Показатели работы установок синтеза метанола

     
 
 

 

6. Расчет материального баланса ХТС

 

Таблица 7 – Составы потоков.

 

Структурная блок – схема.

     
 
 

   

   

   Производство  метанола основано на реакции: 

   СО + 2Н₂ « СН₃ОН +Q.  

   Одновременно  протекают побочные реакции: 

   СО +3Н₂ « СН₄ +Н₂О; 

   2СО + 4Н₂ « (СН₃)₂О +Н₂О;

   4СО + 8Н₂ « С₄ Н₉ОН + 3Н₂О. 

    Составляем  уравнение материального баланса

Таблица 8 – соответствие переменным потокам

 

   Производим  замену переменных и записываем линейные уравнения следующим образом:

   

1. X₁ – X₂ – 0,12X₃ = 0;

 
   

2. X₄ – X₅ – 0,74X₃ = 0;

 
   

3. X₄ – 0,4X₁ – 0,74X₃ – 0,74X₆ = 0;

 
   

4. 0,8X₁ – 0.12X₃ – 0,12X₆ = 0;

 
   

5. 0,04X₂ + 0,04X₅ – 0,14X₆ = 0;

 
   

6. 6,4X₁ = 1500.

   Результаты  расчета материального баланса  химико-технологической системы производства метанола приведены в таблице 9. 

Таблица 9 - Материальный баланс химико-технологической системы производства метанола на 1500т метанола.

 

Расчет: 

M=M*N 

Приход: 

Расход:

Отдувочные  газы:

 

   7 Расчет основных технологических показателей процесса

 
 

        Теоретический расходный коэффициент: 

   Y_стех=G_СО/G_СН3ОН  =M_СО/M_СН3ОН . n_СО/n_СН3ОН=28/32=0,875. 

   Практический  расходный коэффициент:

   

   

   Y=G _СО/G _СН3ОН  =920.276/1000=0,92.

   Конверсия CO

 

   xСО =100%(по условию).

             Выход по основной реакции

 

    h=N_СН3ОН  / N_{СН3ОН стех}= N_СН3ОН/N_СО.( n_СН3ОН/n_СО)=31,25/32,867=0,95. 

   Селективность.

   w =0.95 поскольку степень превращения равна 100%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. НОВЫЕ НАПРАВЕНИЯ В  РАЗВИТИИ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАНОЛА

 

   В последние годы области использования метанола необычайно расширились. Непрерывно растет число продуктов, для получения которых в качестве сырья  используется метанол. Производства формалина, карбамидных смол, уксусной кислоты, синтетические каучуков, химических средств защиты растений, поливинилового спирта и ацеталей, антифризов, денатурирующих добавок  - вот далеко не полный перечень области использования  метанола. Значительно возрос интерес к метанолу как к важному  и экономически эффективному  сырью для получения водорода и синтез-газа, которые широко применяются в металлургии, в производстве аммиака, в процессе обессеривавния нефтепродуктов. Существенно расширяется использование метанола для получения уксусной  кислоты, для очистки сточных вод от вредных соединений азота, для производства  кормового белка. В последнее время предполагают, что метанол найдет широкое применение в качестве источника энергии, газового топлива для тепловых  электростанций, моторного топлива и как компонентов автомобильного бензинов. Благодаря добавке метанола улучшается  антидетонационные свойства бензина, повышается КПД двигателя и уменьшается содержание вредных веществ в выхлопных газах.

   Расширение  сферы применения метанола требует  энергичных мер по совершенствованию  его производства. Можно выделить несколько основных направлений, по которым намечено осуществлять  техническое совершенствование процесса. Это укрупнение мощности единичного оборудования, использование бесконверсионной переработки синтез-газа, комбинирование синтеза метанола с производством других продуктов азотной промышленности, применение центробежных компрессоров. Надежность работы центробежных компрессоров, как наиболее сложного и ответственного машинного оборудования технологической линии, является в то же время критерием надежности и стабильности работы агрегата синтеза в целом. 
 
 

   

   

9. ОХРАНА  ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ МЕТАНОЛА

 

   Газовые выбросы в производстве метанола подразделяют на  две категории: постоянные и периодические. К постоянным относятся отходящие газы и пары, выделяющиеся из метанола-сырца на стадии дистилляции, а также продувочные газы из емкостей. Основной категории выброса в атмосферу является периодически, которые возникают при остановке агрегатов, отдельных машин, аппаратов, узлов технологической линии. Из остановленных систем  выбрасываются при продувке оставшиеся в них газы и пары. основным направлением уменьшения периодических выбросов газов в окружающий воздушный бассейн является повышение надежности всех узлов системы, сведение количество остановок и пусков агрегатов до минимума, удлинение пробегов между ремонтами. 

   Источником  загрязнение биосферы в производстве метанола являются сточные воды.  В них содержится до  0,3% метанола и других кислородосодержащих соединений углерода. В основном это воды от промывки шламов и емкостей вместе с отходами со стадии  очистки метанола. Практически полная очистка сточных вод достигается только при их биологической обработке. Биологическое окисление проводит в аэротенках с активным илом. Предельно допустимая концентрация метанола в сточных водах, поступающих на биохимическую очистку, до 200 мг/ л. Как правило,  до поступления на биологически очистные сооружения сточные воды производства метанола многократно разбавляются  сточными водами других производств и хозяйственно бытовыми водами.

 

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

     Производство  метанола-сырца является материалоёмким, то есть требует большие затраты на сырьё, и в тоже время энергоёмким.