Оптимизация технологии малотоннажного процесса синтеза метанола на месторождениях Крайнего Севера

• Автор: Махмутов, Рустам Афраильевич
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений
Введение
Г лава 1. Литературный обзор
1.1 Добыча и способы использования природного и попутного нефтяного _

1.1 Л Производство автомобильных топлив
1Л .2 Использование газа в качестве технологического топлива
1Л .3 Выработка электроэнергии
1Л .4 Производство сжиженного газа
1Л .5 Производство синтетического жидкого топлива
1Л .6 Производство метанола
1.2 Области применения метанола
1.2 Л Антидетонационная добавка к бензинам
1.2.2 Ингибитор гидратообразования
1.2.3 Производство формальдегида
1.3 Механизм синтеза метанола и паровой конверсии метана
1.3.1 Механизм синтеза метанола
1.3.2 Механизм паровой конверсии метана
1.4 Катализаторы синтеза метанола
1.5 Выводы 37 Глава 2. Термодинамические расчеты процессов паровой конверсии мета- ^ на и синтеза метанола
2.1 Термодинамика паровой конверсии метана
2.1.1 Термодинамический расчет реакции (2.4)
2.1.2 Термодинамический расчет паровой конверсии метана по реакциям (2.4)-(2.6)
2.1.3 Термодинамический расчет паровой конверсии метана по ^ реакциям (2.4)-(2.6) с учетом разбавления сырья водяным паром
2.2 Использование закона нормального распределения для описания рав- ^ новесного состава продуктов паровой конверсии метана
2.3 Термодинамика синтеза метанола

2.4 Использование закона нормального распределения для описания равновесного состава продуктов синтеза метанола
2.5 Выводы
Глава 3. Математическое моделирование процесса синтеза метанола
3.1 Моделирование кинетики синтеза метанола
3.2 Моделирование промышленного полочного реактора синтеза метанола
3.3 Исследование влияния параметров синтеза метанола
3.4 Определение оптимального количества полок в полочном реакторе
3.5 Выводы
Глава 4. Технологические основы синтеза метанола
4.1 Технология малотоннажного производства метанола на газовых промыслах
4.2 Экономический расчет
4.2.1 Расчёт производственной мощности установки
4.2.2 Расчёт себестоимости производства метанола
4.2.3 Основные технико-экономические показатели
4.3 Выводы Общие выводы Список литературы
Список сокращений
Сокращения Расшифровка
ИНГ - попутные нефтяные газы
АГНКС - автомобильная газонаполнительная компрессорная станция
НПЗ - нефтеперерабатывающий завод
СПГ - сжиженный природный газ
сть - gas-to-liquids
гкм - газоконденсатное месторождение
гтхг - подземное хранилище газа
ГРС - газораспределительная сеть
АВО - аппарат воздушного охлаждения
МТБЭ - метилтретбутиловый эфир
СНМ-1 - Северодонецкий низкотемпературный метанольный
УКПГ - установка компримирования природного газа

Более подробно механизм паровой конверсии метана освещён в литературе [94, 127].
1.4 Катализаторы синтеза метанола
Применяемый для синтеза метанола катализатор должен обладать высокой селективностью, т. е. максимально ускорять образование метанола при одновременном подавлении побочных реакций [50]. Для синтеза метанола предложено много катализаторов.
На первых крупнотоннажных установках процесс осуществлялся при давлении около 30 МПа на цинк-хромовом катализаторе. Срок службы промышленного катализатора в значительной степени определяется условиями восстановления и процесса синтеза. В начальной стадии развития промышленного синтеза метанола в качестве сырья использовался водяной газ, содержавший довольно большое количество примесей. Процесс проводился при отношении Н2:СО не выше 4. В таких условиях пробег катализатора не превышал 4-5 месяцев. Это было связано с выделением углерода на катализаторе в результате крекинга продуктов реакции или разложения монооксида углерода и накоплением на катализаторе высокодисперсного железа. Последнее появляется при разложении карбонилов железа, поступающих с газом.
При использовании в качестве сырья природного газа и увеличении отношения Н2:СО в циркуляционном газе более 6 активность цинк-хромового катализатора практически не снижается в течение года. При анализе катализатора после годового пробега не обнаружено каких-либо изменений его химического состава, пористой структуры и других физико-химических и каталитических свойств по сравнению с образцами неработавшего катализатора.
При разработке катализаторов для синтеза метанола изучались различные комбинации самых разнообразных веществ. Оказалось, что хорошую активность проявляют катализаторы, содержащие окислы меди. Они более активны, чем цинк-хромовые, причем максимальная активность большинства из