2.2. Получение метанола из отходящих промышленных газов, содержащих значительное количество со2 и водорода

Один из способов получения метанола из смеси газов, содержащей СО₂, для утилизации отходящих промышленных газов высокотемпературных печей

производства оксида этилена разработан в ОАО «Казаньоргсинтез»(

рис. 2.8).

Состав газов в %: 18,8 СО; 25,6 Н₂; 26 С0₂; 2,4 СН₄; 21,28 N₂; 5,92 Н₂0, расходом 18 тыс. м³/ч .

Отходящие газы из промышленной печи 1 поступают в теплообменник, где отходящие газы нагреваются до температуры 400°С за счет реакционной теплоты газа, образующегося в реакторе восстановления. В реакторе восстановления происходит превращение СО₂ в СО на кобальт-молибденовом катализаторе по реакции:

СО₂ + Н₂ → СО + Н₂О +9,8 ккал

Рис. 2.8.Технологическая схема получения метанола из отходящих

газов (Г_отх), содержащих СО₂:1 — промышленная печь; 2, 5 — теплообменники обратных потоков; 3 — реактор восстановления;

4, 8, 13 — холодильники; 6, 10 — компрессоры; 9, 14 — сепараторы;

11 — теплообменник; 7, 12 — реакторы синтеза

Восстановленный газ охлаждают в холодильнике и отделяют образовавшуюся воду. После отделения воды смесь, выходящую из реактора нагревают в теплообменнике, дожимают компрессором и подают на первую

стадию синтеза метанола в реактор синтеза. В реакторе газовая смесь контактирует с медьсодержащим катализатором при 250°С и давлении 5,0 МПа с образованием метанола и воды:

СО + 2Н₂ → СНзОН + + 21,67 ккал.

Газ, выходящий из реактора, направляют в рекуперативный теплообменник для нагрева газа, поступающего в реактор, и затем охлаждают в холодильнике-конденсаторе. После отделения метанола-сырца в сепараторе газовый поток смешивают с рециркуляционным газом второй стадии синтеза метанола, сжимают циркуляционным компрессором и через теплообменник направляют в реактор синтеза. Образующийся на второй стадии метанол конденсируют в холодильнике-конденсаторе. После отделения метанола-сырца в сепараторе часть газа выводят из системы, а остальную часть смешивают с газом, поступающим с первой стадии, и подают на вход циркуляционного компрессора.

Расчеты показывают, что в результате предварительного восстановления диоксида углерода и отделения образовавшейся воды уменьшается содержание

воды в метаноле-сырце. Получаемая в результате реакций вода не содержит солей и может использоваться для технологических нужд без дополнительной очистки. Общее количество метанола, получаемого на первой и второй стадиях, составляет 3,27 т/ч.

Таким образом, выявленные источники промышленных выбросов, содержащих в своем составе значительное количество оксида и диоксида углерода, целесообразно утилизировать для процесса синтеза метанола. Ис­пользование промышленных газов в качестве сырья для производства метанола позволит снизить материальные затраты на традиционное сырье и улучшить экологическую обстановку в регионах.

Метанол используют как компонент, смешанных видов бензина. Однако, на наш взгляд целесообразно предварительно синтезировать из него значительно менее токсичное топливо ─ диметиловый эфир, который в частности испытан в Москве в качестве альтернативного экологически приемлемого вида топлива.