Группа компаний «ЭНЕРГОСИНТОП»        125412 Москва, ул.Ижорская, д.13/19, корп.1-Б, офис 205

МОДУЛЬНЫЕ ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ В МЕТАНОЛ, ВЫСОКО- ОКТАНОВЫЙ БЕНЗИН, ДИМЕТИЛОВЫЙ ЭФИР И ВОДОРОД

тел.4841629        office@energosyntop.com

 

ВЫСОКООКТАНОВЫЙ БЕНЗИН

С 1975 года началась публикация данных о процессе превращения метанола

в высокооктановый бензин. В основе процесса лежат реакции последовательного

получения синтез-газа, превращения синтез-газа в метанол и/или диметиловый эфир

и заключительная конверсия метанола (диметилового эфира) в смесь жидких

углеводородов, идентичным высокооктановым компонентам автомобильного бензина.

Усиление интереса к практической реализации процесса превращения метанола в смесь высокооктановых углеводородов вызвано появлением в течение нескольких последних лет технологии переработки природного метана в синтез-газ по высокопроизводительной схеме. Синтез-газ далее может быть превращен в метанол, или, что более предпочтительно по технико-экономическим показателям, в диметиловый эфир.

На последней стадии метанол и/или диметиловый эфир превращается в реакторе с неподвижным слоем гетерогенного катализатора в смесь, состоящую из воды, легких углеводородов и собственно жидких при обычных условиях углеводородов, идентичных высокооктановым компонентам автомобильного бензина.

Успешность осуществления этой последней стадии превращения метанола (диметилового эфира) в высокооктановые компоненты бензина определяется свойствами гетерогенного катализатора. Несмотря на существование патентных и научных документов, описывающих способы получения и применения катализаторов конверсии метанола, ЗАО «Новые каталитические технологии» удалось создать свои собственные образцы катализаторов, не уступающие известным по селективности действия, времени жизни и стоимости, не говоря уже о высокой механической прочности и возможности их изготовления на отечественных катализаторных фабриках в требуемом количестве.

Отметим, что прочностные характеристики катализатора конверсии метанола играют далеко не последнюю роль при оценке технико-экономических показателей процесса конверсии в целом. Реакция превращения метанола в жидкие углеводороды сопровождается значительным выделением тепла. При температуре 399⁰С на каждый килограмм превращенного метанола выделяется 1509-1743 кДж, а также образуется 0,56кг перегретого пара, смешанного с парами углеводородов. Подобная паро-углеводородная смесь оказывает сильное химическое и механическое действие на зерна катализатора. В результате непродолжительного контакта со столь агрессивной средой известные катализаторы теряют механическую прочность и селективность действия.

Блок катализа является третьей стадией технологического процесса получения бензина. В качестве сырья на этой стадии используется метанол, получаемый на предыдущей стадии из синтез-газа. Синтез бензина из метанола осуществляется на высококремнистом цеолитном катализаторе, разработанном в ЗАО «Новые каталитические технологии». Реакционные газы направляются в блок разделения, где из них выделяется смесь углеводородов различного строения и разной молекулярной массы. Процесс получения бензина из метанола на высококремнистом цеолитном катализаторе включает реакции дегидрации эфира с образованием олефинов, реакции олигомеризации и олигоциклизации олефинов, реакции алкилирования олифинов и ароматических углеводородов, реакции крекинга и перераспределения водорода. В результате получается смесь углеводородов с широким распределением молекулярной массы и различного строения. Процесс осуществляется при температуре 320-360⁰С и давлении 0,5-3,0Мпа. Основным достоинством данного процесса является селективность действия катализатора. Основными компонентами смеси являются изо-парафиновые и алкилароматические углеводороды.

В процессе эксплуатации цеолитосодержащего катализатора на его поверхности отлагаются углеродистые соединения (типа кокса), которые блокируют его активные центры, вследствие чего катализатор постепенно снижает свою активность. Регенерация катализатора осуществляется путем термоокислительной обработки азото-воздушной смесью при изменяющейся во времени температуре и концентрации кислорода примерно раз в 500 часов работы. Физико-химическая сущность регенерации сводится к выжиганию углеродистых соединений при температуре 450-550⁰С.  Поскольку процесс выжигания сопровождается выделением большого количества тепла, во избежание необратимой дезактивации катализатора этот процесс следует проводить при строгом контроле за температурой. Необратимая дезактивация катализатора происходит при температуре выше 650⁰С. Процесс регенерации осуществляют следующим образом. После остановки процесса получения бензина сбрасывают давление в системе до 0,1-0,15Мпа и продувают ее азотом в течение 1 часа. Затем увеличивают подачу азота. Устанавливают температуру катализатора в пределах 450-550⁰С и, не прекращая подачи азота, начинают подпитку системы воздухом. В случае резкого подъема температуры необходимо прекратить подачу воздуха в систему и продолжить продувку азотом. После прекращения роста температуры снова включить подачу воздуха в систему. Показателем окончания регенерации является отсутствие роста температуры при полной замене азота на воздух и отсутствие двуокиси углерода в отходящих газах.