Mundarija Kirish I. Nazariy qism

II. Texnologik qism
2.1. Texnologik sxema haqida

Metanol sintezidagi asosiy apparat reaktor - kontakt apparati bo'lib, uning dizayni asosan issiqlikni yo'qotish usuliga va sintez jarayonining printsipiga bog'liq. Zamonaviy texnologik sxemalarda uch turdagi reaktorlar qo'llaniladi:

- quvurli reaktorlar, ularda katalizator reaksiya massasi o'tadigan quvurlarga joylashtiriladi, halqada qaynayotgan suv kondensati bilan sovutiladi;
- adiabatik reaktorlar, katalizator qatlamlari orasidagi sovuq gazni etkazib berish orqali issiqlikni olib tashlash va haroratni nazorat qilish ta'minlangan bir nechta katalizatorli qatlamli;
- uch fazali tizimdagi sintez uchun reaktorlar, ularda issiqlik chiqindi issiqlik qozoni orqali suyuqlikning aylanishi yoki reaktorga o'rnatilgan issiqlik almashtirgichlar yordamida issiqlik chiqariladi.
Metanol ishlab chiqarishda ishlab chiqarishning katta hajmi va juda katta kapital xarajatlari tufayli hozirda barcha uch turdagi texnologik jarayonlar qo'llaniladi. 5.1-rasmda sink-mis-alyuminiy katalizatorida past bosimdagi metanolni tarkibidagi sintez gazidan ishlab chiqarishning oqim diagrammasi ko'rsatilgan: Hg - 67%, CO - 22%, CO2 - 9% yiliga 400 ming tonna quvvatga ega hajmda, metan konversiyasidan olinadi
Havo sovutgich 8 va separator 9 dan o'tib, gaz 35-40 ^oC gacha sovutiladi. Sovutilgan konvertatsiya qilingan gaz kompressor 10da 5 MPa gacha siqiladi, aylanma gaz bilan aralashtiriladi va 11, 12 issiqlik almashinuvchilariga beriladi, u erda 220-230 ^oC gacha qizdiriladi.
Isitilgan gaz aralashmasi sintez ustuniga 13 kiradi, harorat rejimi sovuq aylanmalar yordamida boshqariladi (LOT bo'yicha metanol sintezi jarayonini amalga oshiradi). Keyin gaz aralashmasi sovutgich-kondenser 14 da sovutiladi, kondensatsiyalangan xom metanol separator 15 da ajratiladi va kollektorga kiradi 16. Sirkulyatsiya gazi sintezga qaytariladi, tozalash gazlari quvurli pechda yonish uchun chiqariladi.[11]
Past bosimda sintez haroratining pasayishi tufayli jarayon muvozanatga yaqin sharoitda amalga oshiriladi, bu esa agregatning unumdorligini oshirish imkonini beradi.
Metanol ishlab chiqarishning kimyoviy-texnologik sxemasining tavsifi.
Oltingugurt birikmalaridan tozalangan sintez gazi kompressor 1da 5-9 MPa bosimgacha siqiladi, muzlatgichda 3 sovutiladi va kondensatsiyalangan suvni ajratish uchun ajratgich 4 ga kiradi. Separatordan o'tgandan so'ng sintez gazi aylanma gaz bilan aralashtiriladi, u kompressor 2 da ish bosimigacha bosim ostida bo'ladi. Gaz aralashmasi adsorberdan o'tadi.
Aylanma gaz 5, bu erda temir pentakarbonildan tozalanadi, uglerod oksidi (II) ning asbob-uskunalar materiali bilan o'zaro ta'sirida hosil bo'ladi va ikki oqimga bo'linadi. Bir oqim issiqlik almashtirgichda 8 isitiladi va reaktor 6 ning yuqori qismiga beriladi, ikkinchi oqim esa issiqlikni olib tashlash va jarayon haroratini nazorat qilish uchun katalizator qatlamlari orasidagi reaktorga kiritiladi. Reaktordan o'tgandan so'ng, taxminan 300 °C haroratdagi reaktsiya aralashmasi ham ikkita oqimga bo'linadi. Bir oqim issiqlik almashtirgichga 8 kiradi, u erda dastlabki sintez gazini isitadi, ikkinchi oqim yuqori bosimli bug' hosil qiluvchi chiqindi issiqlik qozoni 9 dan o'tadi. Keyin, oqimlar birlashtiriladi, muzlatgichda 7 sovutiladi va yuqori bosimli separatorga 10 kiradi, unda spirtli kondensat aylanma gazdan ajratiladi. Sirkulyatsiya gazi kompressor 2 da siqiladi va sintezga qaytariladi. Xom metanol kondensati gaz kelebeği 11da atmosferaga yaqin bosimgacha tiqiladi va kollektor 12 orqali rektifikatsiyaga beriladi. 13 distillash ustunida metanoldan gazlar va dimetil efir distillanadi, ular ham yondiriladi. 95% rentabellikga ega bo'lgan tijorat metanolining tozaligi 99,95% ni tashkil qiladi.
11-rasmda yiliga 650 ming tonna quvvatga ega ko'mirni gazlashtirish yo'li bilan olingan sintez gazidan mis-rux katalizatorida uch fazali usulda metanol olishning oqim sxemasi ko'rsatilgan.
Texnologik sxemaning tavsifi (10-rasm). Oltingugurt birikmalaridan tozalangan sintez gazi kompressor 1da 3-10 MPa bosimgacha siqiladi, issiqlik almashtirgich 5da sintez mahsulotlari bilan 200-280°C gacha qizdiriladi, aylanma gaz bilan aralashtiriladi va uning pastki qismi reaktor 4 ga kiradi.

10-rasm. Uch fazali tizimda metanol ishlab chiqarishning texnologik sxemasi:
1 - kompressor, 2 - aylanma kompressor, 3,9 - nasoslar, 4 - suyuq qatlamli reaktor, 5,6 - issiqlik almashtirgichlar, 7 - kondensator sovutgich, 8 - separator, 10 – kotel-utilizator
Reaktorda hosil bo'lgan, tarkibida 15% gacha metanol bo'lgan gaz-bug' aralashmasi reaktorning yuqori qismini tark etadi, 5 va 6 issiqlik almashtirgichlarda ketma-ket sovutiladi va kondensator-kondensator 7 orqali separator 8 ga kiradi, bunda aylanma gaz suyuqlikdan ajratiladi. Suyuq faza separatorda ikki qatlamga ajratiladi: uglevodorod va metanol.
Suyuq uglevodorodlar nasos 9 orqali reaktorga quyiladi, uglevodorodlarning chiqindi issiqlik qozoni 10 orqali o'tadigan oqimi bilan bog'lanadi.[12]
Shunday qilib, suyuq uglevodorod fazasi reaktor orqali pastdan yuqoriga aylanib, undagi mayda dispersli katalizatorning suyuq qatlam rejimini saqlab qoladi va shu bilan birga reaksiya issiqligini olib tashlashni ta'minlaydi. 8-separatordan olingan xom metanol distillash uchun beriladi yoki to'g'ridan-to'g'ri yoqilg'i yoki yoqilg'i qo'shimchasi sifatida ishlatiladi.
1970-yillarda ishlab chiqilgan uch fazali metanol sintezi asosan energiya mahsulotini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Suyuq faza sifatida u sintez sharoitida barqaror va aralashmaydi
Neftning metanol uglevodorod fraktsiyalari, mineral moylar, polialkilbenzollar. Uch fazali metanol sintezining yuqoridagi afzalliklariga reaktor dizaynining soddaligini, jarayon davomida katalizatorni almashtirish imkoniyatini va reaksiyaning issiqlik effektidan samaraliroq foydalanishni qo'shish kerak. Natijada uch fazali sintez zavodlari yuqori va past bosimli an'anaviy ikki fazali tizimlarga ancha tejamkor. bir xil quvvati kunga1800 tonna bo'lgan uch va ikki fazali texnologik qurilmalarning ishlashin ko’rinish.



9-rasm. Past bosimda metanol ishlab chiqarishning texnologik sxemasi:
1 - turbokompressor, 2 - aylanma kompressor, 3, 7 – kondensator-sovutgichlar, 4 - separator, 5 - adsorber, 6 - adiabatik reaktor, 8 - issiqlik almashtirgich, 9 - chiqindi issiqlik qozoni, 10 - separator, 11 - gaz kalibrlashtirgich, 12 - kollektor xom metanol, 13, 14 – rektifikatsion kolonnalar.

2.2. Issiqlik almashtirgich (sovutgich)ni hisoblash