Метанол (метил спирті)

   Cондай-ақ, метанол көміртегі (ΙΙ) оксиді және сутегімен түрлі жанама заттар түзеді.

Метанол синтезі  катализаторына қойылатын негізгі  талаптар:жоғарғы активтілігі, селективтілігі (процесті метанол түзілу бағытына қарай бағыттауы), жұмыс барыс бірқалыптылығы, тепература өзгерістеріне тұрақтылығы және жоғары механикалық беріктіліг. Метанол синтезі катализаторлары екі топқа бөлінеді : мырыш-хромды және мыс құрамды (мырыш-мыс-алюминиилі және мырыш-мыс-хромды). Метанол өндірісінің Ресейдің отандық өнеркәсіптерінде негізінен 250-400кгс/см² – қысым, 380-400⁰С температура жағдаларында активті мырыш - хромды катализаторлар қолданылады. Мырыш - хромды катализаторлар мырыш оксидінен және мырыш хромитінен тұрады. Оның химиялық құрамы төмендегідей : 

                              ZnO-ZnCr₂O;    3ZnO-ZnCr₂0₄;     3,3ZnO-ZnCr₂0.

   Қазіргі уақытта СМС_4 (Северодонецский метанольный среднетемпературный) катализаторы енгізілуде. Бұл катализатор қарапайым мырыш-хромды катализатордан активтілеу, сондай-ақ,  технико-экономикалық көрсеткіштері тиімдірек:

- бастапқы табиғи  газ шығыны азаяды,

- көміртегі  (ΙΙ) оксиді  мен көмірқышқыл газының (ΙV)  ауысу дәрежесі (метанолға)                                                                       артады,

- 5-10⁰C-ге синтездің орташа температурасы төмендейді.

 Соңғы уақыттары  шикізат базасының өсгерісіне, газды  тазалау тәсілдерінің және техниканың  дамытылуына байланысты бірқатар  елдерде мырыш-мыс-алюминилі катализаторлар және мырыш-мыс катарлизаторлар қолданылады. Құрамында мыс бар катализаторлар мырыш-хромды катализаторлардан активтілігі жоғарырақ, атап айтылатыны, олардың максималды активтілігі 220-260⁰C-ң өзінде-ақ байқалады. Мыс құрамды катализаторлардың дұл ерекшелігіне байланысты оларды төмен температуралы деп атайды. Активтілігінің жоғарылығы процесті 200 кгс/см²-тан төмен қысымда жүргізуге мүмкіндік береді, ал бұл өз кезегінде аппараттарды жасауды біршама жеңілдетеді. СНМ-1 (Северодонецский низкотемпературный метанольный) катализаторы өндірістік масштабта жасалып, негізін тапты. Қайта қалпына келтірілмеген үлгісінің химиялық құрамы келесідей:52-54% CuO, 26-28% ZnO, 5-6% Аl₂O₃, төгілу салмағы 1,3-1,5кг/м³, беттік үлесі 80-90м/г, көбіктілігі ≈50%.

Ескере кететін жай, мыс құрамды катализаторлар мырыш-хромды катализаторлардың температураға тұрақтылығы төмен, әрі каталитикалық уларға сезімтал болып келеді. Мыс құрамды катализаторлар активтілігін температура асыра көтерілгенде тез азайтып, күкіртті қосылыстар болған жағдайда активсіз мыс сульфидін түзеді.

   Төмен температуралы катализаторлар өндірісінің шикізатының құрамындағы қоспалар  мейлінше минималды мөлшерде болуы керек, себебі соңғысының болуы котакттың селективтілігін (талғамдылығын) азайтады және метанол-шикізатының сапасын төмендетеді (әсіресе құрамында мышьяк, күкірт және темір элементтерінің мөлшерлеріне қатаң талаптар қойлады).

  Түрлі параметрлердің метанол  синтезінің процесіне әсерілері.    

   Метанол синтезі процесінде уақыт барысында катализатор активтілігі төмендейді. Сол себепті метанол синтезінің қалыпты жағдайларын қамтамасыз ету үшін және оптималды технико-экокономикалық көрсеткіштеріне жету үшін, технологиялық процестің коррекциялық параметрлерін – температура, қысым, Н₂ : СО қатынасы, көлемдік жылдамдығы және газ құрамындағы инертті компоненттердің мөлшерін реттейді.

   Катализатор активтілігі және оның жұмыс істеу тиімділігі катализатордың  өнімділігінің көрсеткіші болып табылады. Катализатор өнімділігі – бұл катализатордың бір уаөыт ішіндегі көлемдік өлшеміне тиісті өнімнің (метанолдың) мөлшері, мысалы CH₃OH/м³ : тонна тәуліктегі катализатордан. Тепература, қысым, көлемдік шығым және бастапқы газ құрамынан бөлек , сондай-ақ, өнімділікке катализатор дәндернің мөлшерлері де әсер етеді.

                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    Қорытынды.

     Көміртегінің монооксиді мыс құрамды өндірістік катализаторларда гидрогенизациялық реакцияларда реакциялық қабілеттілігін көрсетпейді және тек оңай ғана тотығу процестеріне ғана қатысады,соның ішінде көміртегінің диоксидін түзе жүретін сумен конверсиясы жатады.Көміртегінің монооксидінің гидрогенизациясы тек қана металл, соның ішінде темір катализаторларында ғана жүруі мүмкін.Бірақ бұның өзінде де рекция жылдамдығының төмендігі байқалады.Мысалы, метанол синтезінің (СО₂ жағдайында жүретін реакцияда) бірдей жағдайларда Фишер-Тропш типі бойынша жүретін процестердегі спирттердің синтезінің жалпы жылдамдықтарынан (СО-ны гидрлеу) біршама жоғары.Жалпы атап айтқанда гидрлеу процестеріндегі көміртегінің диоксидінің тәртібі, оның жоғары реакциялық қабілеттілігі бақыланған,себебі қазіргі таңда метанол синтезі – химия өндірісіндегі ең жоғары өнімділікті процестердің бірі б.т.Екі жағдай жағдайды жеңілдетеді.Біріншіден, қарқынды және әртүрлі бағытты зерттеудің нәтижесінде ,әсіресе соңғы қырық жыл шамасында ,метанол синтезі жақсы, әрі толық қамтылып зерттелген гетерогенді катализдің процестерінің қатарына кірді.Екінші жағдай, бұл бағытқа «процестік» бағытта қарастырылуының нәтижесінде жүретін реакциялардың механизмі жөніндегі талаптар азаяды, себебі, анықталған механизм фундамент ретінде қалыптасып,  процестің кинетикалық моделін не үлгісін жасауға мүмкіндік береді.

   Метанол синтезі процесінің механизмі туралы түсініктің дамуын екі этапқа бөлікке бөліп қарастыруға болады: процестің макроскопиялық механизмін анықтау  және   алынған   механизмнің  анализі . 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қолданылған әдебиеттер:

1. А.М.Кутепов, Т.И.Бондарев, М.Г.Беренгартен

     «Общая химическая технология»Москва. «Высшая школа»,1990г.

1. И.П.Мухлёнов, Общая химическая технология.                                               Том 2 - Важнейшие химические производства
2. Г.Н.Кононова,В.В.Сафонов, Е.В.Егорова, "Расчет материального баланса химико- технологических систем интегральным методом".
3. 4.Лебедев Н.Н. «Химия и технология основного органического нефтехимического синтеза» М.Химия 1988г.
4. П.С.Цыганков «Ректификационные установки спиртовой промышленности» 1984г.
5. В.Д.Капкин, Г.А. Савинецкая, В.И. Чапурин.  Технология Органического синтеза.Москва «Химия», 1987г.
6. Қазақстан Ұлттық Энциклопедиясы. Алматы 2004ж

Сайттар:

1. www.referat.int.kz
2. www.bankreferatov.kz
3. www.xumuk.ru