RU111133U1 - PLANT FOR PRODUCING METHANOL - Google Patents

Abstract

Установка для получения метанола, содержащая установку комплексной подготовки газа, реактор для проведения газофазного окисления углеводородного газа, состоящий из теплообменника «газ-газ» реакционной зоны, набранного из единичных цилиндрических труб и теплообменника «газ-вода» зоны охлаждения, холодильник-конденсатор для окончательного охлаждения поступающей из зоны охлаждения реактора реакционной смеси и разделения отходящих газов и жидких продуктов, ректификационный узел для разделения поступающих из холодильника-конденсатора метанола и других жидких продуктов и систему экологической очистки для очистки поступающего из ректификационного узла кубового остатка и отходящих газов из холодильника-конденсатора, газовую горелку для обогрева единичных цилиндрических труб реакционной зоны, отличающаяся тем, что снабжена замкнутым контуром обогрева реакционной зоны реактора, включающим дымосос 14, теплообменник «газ-вода» 15 для съема излишков тепла, автоматический подогреватель воздуха 7 для обеспечения заданной температуры и расхода нагретого воздуха, а также - зарубашечное пространство реакционной зоны в виде теплообменника «газ-газ». Installation for methanol production, containing a comprehensive gas treatment unit, a reactor for conducting gas-phase oxidation of hydrocarbon gas, consisting of a gas-gas heat exchanger of the reaction zone, recruited from single cylindrical pipes and a gas-water heat exchanger of the cooling zone, a refrigerator-condenser for the final cooling the reaction mixture coming from the reactor cooling zone and separating the exhaust gases and liquid products, a distillation unit for separating the condenser coming from the refrigerator and methanol and other liquid products and an environmental treatment system for cleaning the bottom residue and waste gases coming from the distillation unit from the condenser refrigerator, a gas burner for heating individual cylindrical tubes of the reaction zone, characterized in that it is equipped with a closed heating loop of the reaction zone of the reactor, including a smoke exhaust 14, a gas-water heat exchanger 15 for removing excess heat, an automatic air heater 7 to provide a predetermined temperature and flow rate of heated air, and also sack space of the reaction zone in the form of a gas-gas heat exchanger.

Description

Полезная модель относится к области органической химии, а именно к технологии производства метанола прямым окислением углеводородсодержащего газа (природного газа).The utility model relates to the field of organic chemistry, namely to the methanol production technology by direct oxidation of a hydrocarbon-containing gas (natural gas).

Природный газ, по прогнозам, будет основным углеводородным ресурсом для энергетики и химической промышленности XXI века. Основные месторождения добычи газа и газового конденсата расположены в труднодоступных районах крайнего Севера, 87% добычи производится на севере Тюменской области.Natural gas is projected to be a major hydrocarbon resource for the 21st century energy and chemical industries. The main deposits of gas and gas condensate are located in remote areas of the far North, 87% of production is made in the north of the Tyumen region.

Развитие малых ТЭК (топливно-энергетических комплексов) сдерживается отсутствием транспортных схем по доставке реагентов и ингибиторов. Основным ингибитором в борьбе с гидратообразованием в добыче газа является метанол, доставка которого до отдаленных месторождений представляет огромные затраты, в несколько раз превышающие цену на покупку метанола с нефтехимических заводов.The development of small fuel and energy complex (fuel and energy complexes) is hampered by the lack of transport schemes for the delivery of reagents and inhibitors. The main inhibitor in the fight against hydrate formation in gas production is methanol, the delivery of which to remote fields is a huge cost, several times higher than the price for the purchase of methanol from petrochemical plants.

Создание малогабаритных установок получения метанола способом конверсии природного газа непосредственно на месторождениях в составе установок комплексной подготовки газа (УКПГ) позволило бы решить выше перечисленные проблемы для газовой промышленности. С учетом того, что дальнейший прирост добычи газа будет производиться за счет многочисленных мелких месторождений, находящихся на крайнем Севере, а при добыче газа в Северных морях метанол вообще хранить негде, данный процесс приобретает приоритетное значение.The creation of small-sized plants for methanol production by converting natural gas directly to the fields as part of integrated gas treatment plants (UKPG) would solve the above problems for the gas industry. Given that the further increase in gas production will be made at the expense of numerous small fields located in the Far North, and there is no place to store methanol in gas production in the North Seas, this process takes priority.

Основная проблема создания малогабаритных установок для производства метанола состоит в том, что все существующие на сегодня способы прямого окисления метана в метанол кислородом воздуха осуществляют при низкой концентрации кислорода в исходной газовой смеси и, следовательно, на выходе из реактора реакционная смесь будет обогащена метаном, азотом, окисью и двуокисью углерода и другими элементами.The main problem of creating small-sized plants for the production of methanol is that all currently existing methods for the direct oxidation of methane to methanol with atmospheric oxygen are carried out at a low oxygen concentration in the initial gas mixture and, therefore, at the outlet of the reactor, the reaction mixture will be enriched in methane, nitrogen, carbon monoxide and dioxide and other elements.

Рециркуляция метана требует его отделения от реакционной смеси, что является весьма затруднительным. Поэтому выход метанола, в расчете на пропущенный метан, остается крайне низкой, а рециркуляция метана практически невозможной, как и окисление метана за один проход.Recycling of methane requires its separation from the reaction mixture, which is very difficult. Therefore, the yield of methanol, based on the methane passed through, remains extremely low, and methane recycling is almost impossible, as is the oxidation of methane in one pass.

Однако экспериментальным путем могут быть найдены соотношения параметров рабочего процесса и геометрических характеристик обогреваемого реактора при которых данная задача становится разрешимой (весь поступающий на вход реактора метан окисляется за один проход с получением приемлемого выхода метанола и его содержания в получаемом оксидате).However, experimentally, correlations of the parameters of the working process and the geometric characteristics of the heated reactor can be found in which this problem becomes solvable (all methane entering the reactor inlet is oxidized in one pass to obtain an acceptable methanol yield and its content in the resulting oxidate).

Эффективность работы таких установок во многом зависит от равномерности обогрева реакционных труб и возможности регулирования температуры и расхода обогревающего газа в межтрубном пространстве, поскольку процесс окисления метана носит цепной характер и требует равномерного протекания газа в реакционной трубе, а возможность снижения температуры и реакции после ее запуска ведет к увеличению выхода метанола. Возможность изменения температуры и расхода обогревающего газа в межтрубном пространстве позволяет также отбирать излишки тепла, образующиеся в ходе экзотермической реакции окисления метана.The efficiency of such plants depends largely on the uniformity of heating the reaction tubes and the ability to control the temperature and flow rate of the heating gas in the annulus, since the methane oxidation process is of a chain nature and requires a uniform gas flow in the reaction tube, and the possibility of lowering the temperature and reaction after it starts up to increase the yield of methanol. The ability to change the temperature and flow rate of the heating gas in the annulus also allows you to select the excess heat generated during the exothermic reaction of methane oxidation.

Известна установка для производства метанола, содержащая последовательно установленные и соединенные трубопроводами смесительную камеру, подсоединенную к раздельным источникам углеводородсодержащего газа и воздуха или кислорода, реактор из инертного материала с нагревательными элементами для неполного окисления метана в смеси, подаваемой в реактор под избыточным давлением, конденсатор и сепаратор для выделения метанола из продуктов реакции, емкость для рециркулируемых газообразных продуктов реакции с трубопроводом для их подачи в исходный углеводородсодержащий газ или смесительную камеру (GB, 2196335, А). Однако большое время пребывания реагентов в реакторе не позволяет обеспечить высокую производительность установки, что делает процесс практически не применимым в промышленных условиях.A known installation for the production of methanol, containing a mixing chamber installed in series and connected by pipelines, connected to separate sources of hydrocarbon-containing gas and air or oxygen, an inert material reactor with heating elements for incomplete oxidation of methane in the mixture supplied to the reactor under excess pressure, a condenser and a separator for the separation of methanol from the reaction products, a container for recycled gaseous reaction products with a pipeline for their supply into the original hydrocarbon-containing gas or mixing chamber (GB, 2196335, A). However, the large residence time of the reagents in the reactor does not allow to ensure high productivity of the installation, which makes the process practically not applicable in industrial conditions.

Известна установка для получения метанола, которая содержит источник углеводородсодержащего газа, компрессор и подогреватель для сжатия и нагрева газа, источник кислородсодержащего газа с компрессором, последовательно установленные реакторы с последовательно чередующимися смесительными и реакционными зонами с трубопроводами подачи углеводородсодержащего газа в первую смесительную зону реактора и кислородсодержащего газа в каждую смесительную зону, рекуперативные теплообменники для охлаждения реакционной смеси через стенку потоком холодного углеводородсодержащего газа, установленные около выходных торцов всех реакционных зон реактора с трубопроводами для последующей подачи нагретого углеводородсодержащего газа в подогреватель, холодильник-конденсатор, сепаратор для разделения отходящих газов и жидких продуктов с последующим выделением метанола и трубопровод для подачи отходящих газов в исходный углеводородсодержащий газ, и трубопроводом для подачи отходящих жидких кислородсодержащих продуктов в первую смесительную зону реактора (RU, А, 216260).A known plant for producing methanol, which contains a source of hydrocarbon-containing gas, a compressor and a heater for compressing and heating gas, a source of oxygen-containing gas with a compressor, sequentially installed reactors with sequentially alternating mixing and reaction zones with pipelines for supplying hydrocarbon-containing gas to the first mixing zone of the reactor and oxygen-containing gas in each mixing zone, recuperative heat exchangers for cooling the reaction mixture through the wall lump of cold hydrocarbon-containing gas installed near the outlet ends of all reaction zones of the reactor with pipelines for the subsequent supply of heated hydrocarbon-containing gas to a heater, a refrigerator-condenser, a separator for separating exhaust gases and liquid products, followed by methanol separation and a pipeline for supplying exhaust gases to the initial hydrocarbon-containing gas , and a pipeline for supplying waste liquid oxygen-containing products to the first mixing zone of the reactor (RU, A, 216260).

Невозможность быстрого съема тепла высокотермичной объемной реакции окисления углеводородсодержащего газа приводит к необходимости уменьшения количества подаваемого углеводородсодержащего газа и, следовательно, степени конверсии углеводородсодержащего газа. Кроме того, даже при использовании в качестве окислителя кислорода невозможна эффективная рециркуляция углеводородсодержащего газа из-за быстрого повышения в нем концентрации оксидов углерода. При этом значительная часть подаваемого кислорода расходуется на окисление СО в CO₂, приводя к дополнительному снижению степени конверсии исходного углеводородсодержащего газа и дальнейшему перегреву реакционной смеси. Установка также требует сжигания дополнительного количества исходного углеводородсодержащего газа для обеспечения паром стадии ректификации жидких продуктов. Необходимость охлаждения газожидкостной смеси после каждого реактора для сепарации жидких продуктов и ее последующего нагрева перед следующим реактором приводит к значительному усложнению технологической схемы, увеличению единиц оборудования и дополнительному расходу энергии.The inability to quickly remove the heat of a high-heat volumetric reaction of hydrocarbon-containing gas oxidation leads to the need to reduce the amount of hydrocarbon-containing gas supplied and, consequently, the degree of conversion of the hydrocarbon-containing gas. In addition, even when using oxygen as an oxidizing agent, it is not possible to efficiently recycle a hydrocarbon-containing gas due to the rapid increase in its concentration of carbon oxides. In this case, a significant part of the oxygen supplied is spent on the oxidation of CO to CO ₂ , leading to an additional decrease in the degree of conversion of the initial hydrocarbon-containing gas and further overheating of the reaction mixture. The installation also requires the combustion of an additional amount of the original hydrocarbon-containing gas to provide steam for the stage of rectification of liquid products. The need to cool the gas-liquid mixture after each reactor for the separation of liquid products and its subsequent heating in front of the next reactor leads to a significant complication of the technological scheme, an increase in units of equipment and additional energy consumption.

В реакционной зоне целесообразно поддерживать концентрацию кислорода в пределах от 1 до 2,5%.In the reaction zone, it is advisable to maintain the oxygen concentration in the range from 1 to 2.5%.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для получения метанола, содержащая источник углеводородного газа, реактор для проведения газофазного окисления углеводородного газа, состоящий из реакционной зоны и зоны охлаждения, устройство для окончательного охлаждения реакционной смеси перед сепарацией для разделения отходящих газов и жидких продуктов, ректификационный узел для разделения метанола и других жидких продуктов. Источником углеводородного газа является установка комплексной подготовки газа. Зона охлаждения представляет собой трубчатую часть реактора, при этом реакционная зона и зона охлаждения снабжены устройством для ввода исходного углеводородного газа, нагретого в теплообменнике «газ-газ» до температуры, позволяющей проводить охлаждение реакционной смеси в два этапа: охлаждения путем ее смешения непосредственно в реакционной зоне со вторым потоком и охлаждение в трубчатой части через стенку трубок, а устройство для окончательного охлаждения реакционной смеси перед сепарацией выполнено в виде последовательно установленных теплообменника «газ-жидкость», соединенного с реактором, сепаратором и ректификационным узлом, и теплообменника «газ-газ», соединенного с реактором и установкой комплексной подготовки газа.Closest to the proposed one is a plant for producing methanol, containing a source of hydrocarbon gas, a reactor for conducting gas-phase oxidation of hydrocarbon gas, consisting of a reaction zone and a cooling zone, a device for the final cooling of the reaction mixture before separation to separate the exhaust gases and liquid products, a distillation unit for separation of methanol and other liquid products. The source of hydrocarbon gas is a comprehensive gas treatment unit. The cooling zone is a tubular part of the reactor, while the reaction zone and the cooling zone are equipped with a device for introducing the initial hydrocarbon gas heated in a gas-gas heat exchanger to a temperature that allows cooling the reaction mixture in two stages: cooling by mixing it directly in the reaction zone with a second stream and cooling in the tubular part through the wall of the tubes, and the device for the final cooling of the reaction mixture before separation is made in the form of sequentially installed PARTICULAR exchanger "gas-fluid", is connected with the reactor, separator and rectification unit and the heat exchanger "gas-gas", connected to the reactor and the gas processing installation.

Внутренняя стенка реакционной зоны может быть футерована материалом, инертным к реакционной смеси. Реактор обычно снабжен термокарманами и вводными устройствами для контроля и регулирования температуры в реакционной зоне (RU 2203261 С1).The inner wall of the reaction zone may be lined with material inert to the reaction mixture. The reactor is usually equipped with thermowells and input devices for controlling and regulating the temperature in the reaction zone (RU 2203261 C1).

Исходя из приведенного примера, установка для получения метанола имеет выход метанола сырца в расчете на 1 м³, пропущенного за один проход метана порядка 60 г/м³СН₄. В расчете на полученный товарный метанол эта цифра очевидно будет еще ниже, порядка 30 г/м³СН₄, что является крайне низким результатом. К тому же, низкое содержание кислорода в исходном газе (1-2,5 об.%), высокое давление в реакционной зоне (8МПа), необходимость рециркуляции отходящих газов, а также сложность управления процессом делают процесс получения метанола недостаточно эффективным с точки зрения экономических затрат.Based on the above example, the installation for methanol production has a crude methanol yield per 1 m ³ , which is passed in one pass of methane on the order of 60 g / m ³ CH ₄ . Based on the obtained commercial methanol, this figure will obviously be even lower, of the order of 30 g / m ³ CH ₄ , which is an extremely low result. In addition, the low oxygen content in the feed gas (1-2.5 vol.%), The high pressure in the reaction zone (8MPa), the need for recirculation of the exhaust gases, and the complexity of the process control make the methanol production process not efficient enough from an economic point of view costs.

Известна установка для получения метанола (RU №86590, прототип), содержащая установку комплексной подготовки газа, реактор для проведения газофазного окисления углеводородного газа, состоящий из теплообменника «газ-газ» реакционной зоны, набранного из единичных цилиндрических труб и теплообменника «газ-вода» зоны охлаждения реакционной смеси и разделения отходящих газов и жидких продуктов, ректификационный узел для разделения метанола и других жидких продуктов и систему экологической очистки для кубового остатка и отходящих газов, для обогрева единичных цилиндрических труб предусмотрена газовая горелка.A known installation for producing methanol (RU No. 86,590, prototype), comprising an integrated gas treatment unit, a reactor for conducting gas-phase oxidation of hydrocarbon gas, consisting of a gas-gas heat exchanger of the reaction zone, recruited from single cylindrical pipes and a gas-water heat exchanger zones for cooling the reaction mixture and separating exhaust gases and liquid products, a distillation unit for separating methanol and other liquid products and an environmental treatment system for bottoms and exhaust gases, heating of individual cylindrical pipes provides a gas burner.

Данная установка не обеспечивает экономия тепловой энергии, а также равномерность нагрева поверхности реакционных труб. Существует опасность местного перегрева поверхности реакционных труб, что снижает надежность функционирования установки. Не используются возможность снижения температуры ведения процесса (с целью повышения выхода метанола) после запуска установки.This installation does not provide thermal energy savings, as well as uniform heating of the surface of the reaction tubes. There is a danger of local overheating of the surface of the reaction tubes, which reduces the reliability of the installation. The possibility of lowering the temperature of the process (in order to increase the yield of methanol) after starting the installation is not used.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение эффективности процесса получения метанола.The technical result of the proposed utility model is to increase the efficiency of the methanol production process.

Это достигается тем, что в установке для получения метанола, содержащей установку комплексной подготовки газа, реактор для проведения газофазного окисления углеводородного газа, состоящий из теплообменника «газ-газ» реакционной зоны, набранного из единичных цилиндрических труб и теплообменника «газ-вода» зоны охлаждения, холодильник-конденсатор для окончательного охлаждения реакционной смеси и разделения отходящих газов и жидких продуктов, ректификационный узел для разделения метанола и других жидких продуктов и систему экологической очистки для очистки кубового остатка и отходящих газов, газовую горелку для обогрева единичных цилиндрических труб реакционной зоны, процесс осуществляется при концентрации метана в смеси его с воздухом менее 5 об.%, при этом поддержание необходимого теплового режима установки производится нагретым горячим воздухом, заданная температура которого поддерживается автоматически с помощью системы управления, обеспечивающей необходимое изменение расхода воздуха и его температуры.This is achieved by the fact that in the installation for methanol production, which contains the complex gas treatment unit, a reactor for carrying out gas-phase oxidation of hydrocarbon gas, consisting of a gas-gas heat exchanger of the reaction zone, recruited from single cylindrical pipes and a gas-water heat exchanger of the cooling zone , a refrigerator-condenser for the final cooling of the reaction mixture and separation of exhaust gases and liquid products, a distillation unit for the separation of methanol and other liquid products and an environmental cleaning to clean the bottom residue and exhaust gases, a gas burner to heat individual cylindrical pipes of the reaction zone, the process is carried out at a methane concentration in its mixture with air of less than 5 vol.%, while maintaining the required thermal regime of the installation is carried out by heated hot air, the set temperature which is supported automatically by a control system that provides the necessary change in air flow and its temperature.

Предлагаемая установка для получения метанола позволяет проводить полное окисление поступающего в нее метана за один проход. При этом установка является экологически чистым производством, где полностью отсутствуют вредные выбросы.The proposed installation for methanol allows the complete oxidation of methane entering it in one pass. Moreover, the installation is an environmentally friendly production, where there are no harmful emissions.

В дальнейшем, предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, на котором фиг.1 изображает общий вид установки для получения метанола.Further, the proposed utility model is illustrated by the drawing, in which figure 1 depicts a General view of the installation for producing methanol.

Установка для получения метанола содержит реактор (фиг.1) для проведения газофазного окисления метана. Реактор 1 состоит из двух зон 2 и 3, одна из которых 2 является реакционной и снабжена вводным устройством 4 для ввода исходного газа, а другая зона 3 предназначена для предварительного охлаждения реакционного газа, поступающего из реакционной зоны.Installation for producing methanol contains a reactor (figure 1) for gas-phase oxidation of methane. The reactor 1 consists of two zones 2 and 3, one of which 2 is a reaction one and is equipped with an input device 4 for introducing a source gas, and the other zone 3 is intended for preliminary cooling of the reaction gas coming from the reaction zone.

Зона 2 представляет собой трубчатый теплообменник «газ-газ», набранный из единичных цилиндрических труб 5, вмонтированных в трубные доски 6 на входе и выходе реакционной смеси. Обогрев единичных цилиндрических труб 5 осуществляется горячим воздухом, поступающим из подогревателя воздуха 7, содержащим газовую горелку и элементы автоматики системы управления, позволяющие регулировать расход горячего воздуха и его температуру.Zone 2 is a gas-gas tubular heat exchanger, assembled from a single cylindrical pipe 5, mounted in a tube plate 6 at the inlet and outlet of the reaction mixture. The heating of individual cylindrical pipes 5 is carried out by hot air coming from the air heater 7, containing a gas burner and automation elements of the control system, allowing to control the flow of hot air and its temperature.

В подогреватель воздуха 7 воздух поступает через дымосос 14 и теплообменник «газ-вода» 15, которые содержат элемент автоматики системы управления, позволяющие регулировать температуру и расход воздуха за счет расхода поступающей в теплообменник 15 воды и изменения режима работы дымососа 14.Air enters the air heater 7 through a smoke exhauster 14 and a gas-water heat exchanger 15, which contain a control system automation element that allows controlling the temperature and air flow due to the flow of water entering the heat exchanger 15 and changing the operation mode of the smoke exhauster 14.

Зона 3 представляет собой трубчатый теплообменник «газ-вода» для предварительного охлаждения реакционных газов через стенку трубок 8, вмонтированных в трубные доски 9 на входе и выходе реакционной смеси. Кроме того, реактор 1 снабжен устройствами для контроля и регулирования температуры в реакторе (на схеме не показаны). Регулирование температурного режима реактора осуществляется путем изменения режима работы подогревателя воздуха 7 и расхода воды через теплообменник 15 и, соответственно, через вводное устройство 10. Образующийся в теплообменнике 3 пар покидает теплообменник через выводное устройство 11.Zone 3 is a gas-water tubular heat exchanger for pre-cooling the reaction gases through the wall of tubes 8 mounted in tube boards 9 at the inlet and outlet of the reaction mixture. In addition, the reactor 1 is equipped with devices for monitoring and controlling the temperature in the reactor (not shown in the diagram). The temperature control of the reactor is carried out by changing the operating mode of the air heater 7 and the water flow through the heat exchanger 15 and, accordingly, through the input device 10. The steam generated in the heat exchanger 3 leaves the heat exchanger through the output device 11.

Исходный газ в реактор подается из установки комплексной подготовки газа 12. Окончательное охлаждение реакционного газа и отделение отходящих газов от жидкой фазы осуществляется в холодильнике-конденсаторе 13. Узел ректификации и система экологической очистки на схеме не показаны.The source gas is supplied to the reactor from the complex gas treatment unit 12. The final cooling of the reaction gas and separation of the exhaust gases from the liquid phase is carried out in the condenser refrigerator 13. The rectification unit and the environmental cleaning system are not shown in the diagram.

Работа установки осуществляется следующим образом.The installation is as follows.

Из устройства комплексной подготовки газа 12 метановоздушная смесь с заданной концентрацией метана, заданным расходом и давлением подается на вход реакционной части 2 реактора. В реакционной части метановоздушная смесь нагревается до заданной температуры, после чего происходит газофазное окисление метана. В дальнейшем реакционная смесь поступает в зону охлаждения 3 реактора, где происходит ее предварительное охлаждение до температуры 150-200°С с целью закалки, выделяющийся при этом в теплообменнике пар может быть использован для работы узла ректификации и других нужд.From the complex gas preparation device 12, a methane-air mixture with a given methane concentration, a given flow rate and pressure is fed to the inlet of the reaction part 2 of the reactor. In the reaction part, the methane-air mixture is heated to a predetermined temperature, after which gas-phase oxidation of methane occurs. Subsequently, the reaction mixture enters the cooling zone 3 of the reactor, where it is pre-cooled to a temperature of 150-200 ° C for the purpose of quenching, the steam released in the heat exchanger can be used to operate the rectification unit and other needs.

Далее реакционный газ поступает в холодильник-конденсатор 13, где происходит его окончательное охлаждение до температуры 20-30°С и разделение отходящих газов и жидкой фазы, содержащей метанол, воду и другие продукты окисления.Next, the reaction gas enters the refrigerator-condenser 13, where it is finally cooled to a temperature of 20-30 ° C and the separation of the exhaust gases and the liquid phase containing methanol, water and other oxidation products.

Отходящие газы поступают далее в систему экологической очистки, и после проведения необходимой очистки выбрасываются в атмосферу.The exhaust gases go further into the environmental treatment system, and after the necessary treatment is carried out, they are released into the atmosphere.

Жидкая фаза поступает в узел ректификации, где происходит отделение метанола от других жидких продуктов. Кубовый остаток поступает в систему экологической очистки, и после проведения необходимой очистки отводится в канализацию. Получаемые в холодильнике-конденсаторе пар и теплофикационная вода используются для работы узла ректификации и других нужд.The liquid phase enters the rectification unit, where methanol is separated from other liquid products. The bottom residue enters the environmental treatment system, and after the necessary treatment is carried out, it is discharged into the sewer. The steam and heating water obtained in the refrigerator-condenser are used for the operation of the distillation unit and other needs.

Полное окисление, поступающего на вход установки метана осуществляется за один проход.Complete oxidation entering the methane inlet is carried out in one pass.

Пример, подтверждающий возможность реализации предлагаемой установки для получения метана. Пример дан для единичного реактора (единичная цилиндрическая труба) длиной - 820 мм, внутренним диаметром 67 мм, расход исходной газовой смеси 86,4 м³/сутки, давление 2,0 МПа, концентрация метана в исходной газовой смеси 4,5 об.%.An example confirming the possibility of implementing the proposed installation for methane production. An example is given for a single reactor (single cylindrical pipe) with a length of 820 mm, an inner diameter of 67 mm, an initial gas mixture flow rate of 86.4 m ³ / day, a pressure of 2.0 MPa, a methane concentration in the initial gas mixture of 4.5 vol.% .

Выходные характеристики единичного реактора составили:The output characteristics of a single reactor were:

- выход метанола в расчете на пропущенный метан - 370 г/м³;- methanol yield based on methane passed through - 370 g / m ³ ;

- содержание метанола в оксидате - 340 г/л;- the methanol content in the oxidate is 340 g / l;

- суточный выход метанола - 1,4 кг/сутки.- daily methanol yield - 1.4 kg / day.

Таким образом, выход метанола в предлагаемой установке примерно на 20% выше, чем в прототипе что указывает на повышение эффективности работы установки.Thus, the methanol yield in the proposed installation is approximately 20% higher than in the prototype, which indicates an increase in the efficiency of the installation.

Claims (1)

Установка для получения метанола, содержащая установку комплексной подготовки газа, реактор для проведения газофазного окисления углеводородного газа, состоящий из теплообменника «газ-газ» реакционной зоны, набранного из единичных цилиндрических труб и теплообменника «газ-вода» зоны охлаждения, холодильник-конденсатор для окончательного охлаждения поступающей из зоны охлаждения реактора реакционной смеси и разделения отходящих газов и жидких продуктов, ректификационный узел для разделения поступающих из холодильника-конденсатора метанола и других жидких продуктов и систему экологической очистки для очистки поступающего из ректификационного узла кубового остатка и отходящих газов из холодильника-конденсатора, газовую горелку для обогрева единичных цилиндрических труб реакционной зоны, отличающаяся тем, что снабжена замкнутым контуром обогрева реакционной зоны реактора, включающим дымосос 14, теплообменник «газ-вода» 15 для съема излишков тепла, автоматический подогреватель воздуха 7 для обеспечения заданной температуры и расхода нагретого воздуха, а также - зарубашечное пространство реакционной зоны в виде теплообменника «газ-газ».

Installation for methanol production, containing a comprehensive gas treatment unit, a reactor for conducting gas-phase oxidation of hydrocarbon gas, consisting of a gas-gas heat exchanger of the reaction zone, recruited from single cylindrical pipes and a gas-water heat exchanger of the cooling zone, a refrigerator-condenser for the final cooling the reaction mixture coming from the reactor cooling zone and separating the exhaust gases and liquid products, a distillation unit for separating the condenser coming from the refrigerator and methanol and other liquid products and an environmental treatment system for cleaning the bottom residue and waste gases coming from the distillation unit from the condenser refrigerator, a gas burner for heating individual cylindrical tubes of the reaction zone, characterized in that it is equipped with a closed heating loop of the reaction zone of the reactor, including a smoke exhaust 14, a gas-water heat exchanger 15 for removing excess heat, an automatic air heater 7 to provide a predetermined temperature and flow rate of heated air, and also sack space of the reaction zone in the form of a gas-gas heat exchanger.