متانول از گاز طبیعی و گازهای همراه خوراك در دومرحله و فشار پایین تولید میشود.
مشخصات محصول
متانول یكی از 3محصول بسیار مهم صنایع میباشد و به عنوان سوخت پاك و یا در تولید هیدروژن مصرفی پیل های سوختی مورد توجه قرار گرفته است. (اتیلن و آمونیاك دوماده ی مهم دیگر هستند)
• این ماده بعنوان ماده اولیه جهت تولید بسیاری از مواد شیمیایی پایین دستی مورد استفاده قرار میگیرد.
• متانول تولید شده از تقطیر چوب و سایر ترکیبات آلی را متانول آلی یا بیو الكل می‌نامند که یک منبع تجدید شدنی برای سوخت است و میتواند جایگزین مشتقات نفت خام شود. با این همه، از بیو الكل ۱۰۰درصد نمی‌توان در ماشینهای درون سوز بدون ایجاد تغییر در موتور ماشین استفاده کرد.
• کارخانجاتی که اخیرأ در دنیا ساخته شده اند از گاز طبیعی بعنوان خوراك برای تولید متانول استفاده میکنند. در برخی مناطق که قبلأ از نفتا بعنوان خوراك استفاده میکردند، خط تولید خود را عوض کرده و گاز طبیعی را جایگزین نموده اند.
امروزه گاز سنتز مورد نظر برای تولید متانول مانند گذشته از زغال بدست نمی‌آید، بلكه از واکنش متان موجود در گازهای طبیعی تحت فشار ملایم ۱۰-۲۰اتمسفر و دمای ۸۵۰ درجه سانتی‌گراد با بخار آب و در مجاورت کاتالیزور نیكل تولید میشود. COو H2تولید شده، تحت تاثیر کاتالیزوری که مخلوطی از مس و اکسید روی و آلومینیوم است، واکنش داده و متانول ایجاد میکنند
CO2+CH2→ CH3OH CO+2H2 → CH3 OH
روش دیگر تولید متانول، واکنش دی‌اکسیدکربن با هیدروژن اضافی است که تولید متانولو آب می‌کند.
• تولید متانول توسط احیای فرمالدهیدCO2+H2 → CH3OH+H2O
CH2O+H2 → CH3OH
• در شیوه مدرن تولید متانول، از کاتالیزورهایی استفاده میشود که در فشارهای پائین عمل میکنند و کارایی موثرتری دارند.
• متانول سادهترین نوع الكل است که از فعالیت بی‌هوازی گونه‌های زیادی از باکتری‌ها تولید میشود و در نتیجه مقدار اندکی از بخار متانول وارد جو میشود و پس از چندین روز به‌وسیله اکسیژن و با کمک نور خورشید اکسید شده به آب و دی اکسید کربن تبدیل می‌گردد.
• در اثر سوختن متانول در هوا دی‌اکسید کربن و آب تولید میشود و شعله آن بی‌رنگ است و باید مراقب باشیم تا با شعله آن دچار سوختگی نشویم
CH2O+O2 → H2O+CO2
کاربردهای متانول
تولید متانول
بزرگترین صاحبان تكنولوژی تولید متانول درفشار کم شرکت Topsøeو Lurgiمیباشند.
این فرآیندها به طور مختصر در ادامه شرح داده شدهاند. تفاوت اصلی این فرآیندها در موارد زیر است:
• ترکیب کاتالیست
• طراحی راکتور
• روش بازیافت حرارت واکنش یا حذف آن
• طراحی مبدلها
• سیستم تقطیر
ریفرمینگ تک مرحله ای
لایسنس Lurgy GmbH
گازطبیعی بعداز سولفورزدایی وگرم شدن با آب فرآیندی پیشگرم شده در بخش تقطیر،اشباع میشود.
• گاز بدلیل گرمای موردنیاز در واحد پری ریفرمر، بیشتر پیشگرم میشود.
• گازهای گرم شده در پری ریفرمر به CH4و H2و CO2تبدیل میشود.
• در ریفرمراتوترمال گاز با O2و بخار واکنش داده و COو H2و CO2و مقادیر کمی از CH4واکنش نداده تولید می شود. محصول دمای بالایی دارد که از آن در پیشگرم کردن بویلر ستون تقطیر استفاده میشود.
• گاز با هیدروژن حاصل از ) PSA (Pressure Swing Adsorptionواکنش داده و درکمپرسور تا فشار ۱۰-۵مگاپاسال فشرده میشود و بعداز پیشگرم شدن وارد راکتور لورگی میشود. واکنش ایزوترمال در حداکثر دمای ممكن برای حداکثر تبدیل صورت میگیرد. تبدیل نهایی متانول در دماهای پایینتر صورت میگیرد.
• در نهایت متانول خام در ستون تقطیر جداشده وگاز واکنش نداده به راکتورها برمیگردد.
ریفرمینگ اتوترمال
لایسنس Haldor Topsoe
در این فرآیند متانول از سنتز گاز طبیعی و نفتا به روش ریفرمینگ اتوترمال بدست می آید. این تكنولوژی برای واحدها با مقیاس بزرگ مناسب است.
خوراك گازی فشرده و سولفورزدایی ( )۱میشود. سپس در برج اشباع کننده توسط آّب فرآیندی حاصل از بخش تقطیر، متراکم میشود. مخلوط گاز طبیعی و بخارآب پیشگرم شده و پس از ریفرمینگ اولیه وارد ریفرمر اتوترمال میشود. ریفرمر اتوترمال (4) میتواند در هر فشاری کار کند.
• گاز سنتز در این ریفرمر تولید و جهت تبرید و تولید بخار فرآیندی به بخش بعدی (5) فرستاده میشود.
• گاز سنتز تولید شده دارای کیفیت پایینی است لذا لازمست با برگشت دادن هیدروژن بازیابی شده (6 ) بهبود یابد.
• پس از سردسازی نهایی گازسنتز غنی شده در کمپرسور ( 7) فشرده و به چرخه برمیگردد
ریفرمینگ دو مرحله ای
لایسنس Haldor Topsoe
کاربرد: متانول از گاز طبیعی و گازهای همراه خوراك در دومرحله و فشار پایین تولید میشود.
خوراك فشرده و دسولفوره شده ( 1) وارد اشباع کننده ( 2) میشود.
• مخلوطی از گاز طبیعی و بخار پیشگرم شده و به ریفرمر اولیه (3 )میرود. گازهایخروجی از آن مستقیمأ به ریفرمر دوم ( 4) با دمش اکسیژن میروند.
• از گرمای واکنش برای تولید بخار سوپرهیت فشاربالا ( ،)۵پیشگرم کردن آب بویلر و
بخش تقطیر (6 ) استفاده میشود.
• گازهای خروجی پس از سردسازی نهایی در کمپرسور (7 ) فشرده و به حلقه گازهای سنتز (8 ) که شامل سه راکتور آدیاباتیک و مبدل مابین آنهاست، فرستاده میشود. ازگرمای واکنش برای سیستم اشباع کننده استفاده میشود. جریان خروجی از آخرین راکتور با پیشگرم کردن خوراك اولین راکتور، سرد میشود.
• جریان گاز برگشتی نیز بعد از جداسازی ترکیبات جزیی بی اثر به کمپرسورریسیرکولاتور ( 9) میرود.
• نهایتأ متانول خام جدا شده و مستقیمأ به ستون تقطیر ( 6) فرستاده میشود.
معرفی متانول به عنوان یک ماده شیمیایی
بررسی اجمالی و تحلیل بازار جهانی متانول
تهیه شده در گروه مطالعات سپینود شرق
