công nghệ sản xuất Methanol

Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Chung
MSSV: 20080303
Lớp: KSTN Hóa Dầu K53
Môn: Tổng hợp các hợp chất trung gian
Hướng dẫn: PGS-TS Nguyễn Hồng Liên
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
ĐỀ TÀI :
Mở đầu
Phần 1: Tính chất hóa lý cơ bản của Methanol
1.Tính chất vật lý
2.Tính chất hóa học
3.Ứng dụng
Phần 2: Sản xuất Methanol
1.Các phản ứng chính của quá trình
2.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
2.1 Nhiệt độ
2.2 Áp suất
NỘI DUNG
2.3 Hiệu suất của quá trình, thời gian tiếp xúc
2.4 Xúc tác
2.5 Tỷ số giữa CO và H
2
3. Các thiết bị tổng hợp Methanol
4. Các quá trình công nghệ sản xuất Methanol
Công nghệ phù hợp với Việt Nam
Phần 3: Kết luận
Tài liệu tham khảo
Methanol, cũng gọi là methyl alcohol, alcohol gỗ,
naphtha gỗ hay rượu mạnh gỗ, là một hợp chất
hóa học với công thức phân tử CH
3

OH( thường
viết tắt là Methanol). Đây là rượu đơn giản nhất,
nhẹ dễ bay hơi, không màu, dễ cháy, chất lỏng với
mùi đặc trưng. Ở nhiệt độ phòng, nó là một chất
lỏng phân cực, và được sử dụng như một chất
chống đông, dung môi, nhiên liệu, và như một
chất làm biến tính cho ethanol. Nó cũng được sử
dụng để sản xuất diesel sinh học thông qua phản
ứng trao đổi este.
Mở đầu:
Do Methanol có nhiều ứng dụng trong công nghiệp
nên chúng ta sẽ tổng hợp chúng. Và trong nội dung
phần hôm nay, chúng ta sẽ xét công nghệ sản xuất
Methanol từ khí tự nhiên và khí tổng hợp.
Ở Việt Nam mặc dù chưa có nhà máy tổng hợp
được Methanol nhưng lượng sản phẩm này tiêu thụ
cũng khá nhiều: chủ yếu sử dụng trong sản xuất sơn
và nhựa ( làm dung môi), cao su… vì với lượng khí
tự nhiên và đồng hành nhiều như ở nước ta, trong
tương lai nhất định sẽ có những công nghệ phù hợp
để sản xuất nó.
Phần 1: Tính chất hóa lý cơ bản của Methanol
1. Tính chất vật lý

Một chất lỏng không màu

Cháy với ngọn lửa không màu

Tan vô hạn trong nước, tan trong rượu, benzen, ester và
trong nhiều dung môi hữu cơ khác ( ít hòa tan trong chất

béo và dầu, hòa tan tốt các loại nhựa)

Rất độc, gây mù mắt, và có thể làm tử vong

Tạo hỗn hợp nổ với không khí

T
s
= 65.5
0
C

T
đóng rắn

= -97
0
C

P
th
=8.097 Mpa

T
th
= 239.49
0
C

Dễ bay hơi, không màu, mùi nhẹ, là dung môi phân cực

2. Tính chất hóa học
•

H
2
SO
4
T
0
[O] không hoàn toàn
Cấu trúc không gian
CH
3
OH
DẠNG RỖNGDẠNG ĐẶC
Công thức cấu tạo
CTPT:
•
85% lượng Methanol sử dụng trong công nghiệp
hóa dầu:

Sản xuất Formandehyt ( khoảng 40%)

Sản xuất MTBE

Sản xuất Axit Axetic ( khoảng 9%)

Sản xuất Metyl metacrylat, Dimetyl
terephtalat…


Sản xuất Olefin

Làm dung môi,chất tải lạnh,chất chống đông.
(dùng giới hạn do Methanol độc)
•
Thành phần của sơn,vecni ( dùng để bảo vệ các
đường ống dẫn khí tự nhiên )
•
Nhiên liệu/Xăng
3. Ứng dụng
Tình hình sản xuất sử dụng
metanol trên thế giới và tại Việt Nam
Năm 1994 1995 1996 1997 1998 2001 2004
Cung
ứng( tr.
Tấn)
25.385 28.295 30.012 32.632 35.962 36.612
37.36
2
Tiêu
thụ( tr.
Tấn)
22.720 23.927 26.127 27.142 28.165 30.355
32.74
6
Sử dụng Methanol trên toàn thế giới

World Methanol Demand
Tênchất
Giớihạnchophép
(%khốilượng)
Metanol Min99,88%
Etanol Max0.002%
Axeton Max0.001%
AxitAxe&c Max0.003%
Amoniac Max0.003%
Nước Max0,1%
Chỉ tiêu kĩ thuật metanol thương phẩm
Năm 2004 2006 2008 2010
Cung ứng
( tr. Tấn)
37.362 37.362 37.362 37.362
Tiêu thụ ( tr.
Tấn)
32.746 33.537 35.300 37.249
DỰ BÁO
Tại Việt Nam
•
Hiện nay Việt Nam chưa có nhà máy sản xuất
metanol.
•
Hầu như không có thị trường riêng.
•
Một lượng nhỏ metanol nhập khẩu dùng làm dung
môi và mục đích sử dụng khác.
•
Chưa có nhà sản xuất sử dụng metanol làm nguyên

liệu cho sản xuất formalin,axit axetic,MMA,MTBE…
Nhucầu
Nhìn chung nhu cầu còn rất lớn trong tương lai
Mức tăng trưởng đều đặn 15% và còn tiếp tục.
ĐỘT
BIẾN
SẢN XUẤT
FORMANDEHYT
DIEZEN
SINH HỌC
NHU CẦU
METANOL
SẢN XUẤT
AXIT AXETIC
MTBE,MMA…
50.000
tấn
25.000
tấn
300.000
tấn
20.000
tấn
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
METANOL
Gỗ
Khí tổng hợp
( sản xuất chủ yếu)
Metanol tổng hợp
(98%)

Metanol sinh học
(2%)
Phần 2. Sản xuất Methanol
KHÍ TỰ NHIÊN
KHÍ TỔNG HỢP
METANOL THÔ
METANOL TINH
TỔNG HỢP METANOL TỪ
KHÍ TỰ NHIÊN
CƠ SỞ QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA (sản xuất khí tổng hợp)
•
Phản ứng chuyển hoá metan bằng hơi nước(steam reforming)
CH
4
(k) + H
2
O (h)

CO (k) + 3H
2
(k) ( ∆H = +206,8 kJ/mol)
•
Phản ứng chuyển hoá CO bằng hơi nước:
CO (k) + H
2
O (h)

CO
2
(k) + H

2
(k) (∆H = -41 kJ/mol)
•
Ngoài những phản ứng chuyển hoá trên người ta còn nhận
thấy phản ứng oxy hoá không hoàn toàn metan:
CH
4
(k) + 0,5O
2
(k)

CO (k) + 2H
2
(k) (∆H = -32,1 kJ/mol)


phản ứng reforming được tăng cường nếu sử dụng nước dư,
thực tế tỷ lệ này duy trì 3,0-3,5.

Phản ứng thu nhiệt.
1. Các phản ứng chính của quá trình
QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP
•
Methanol được chuyển hoá từ KTH có các phản ứng sau:
CO + 2H
2


CH
3

OH (∆H
298
= -90,6 kJ/mol) (1)
CO
2
+ 3H
2


CH
3
OH + H
2
O (∆H
298
= -49,5 kJ/mol)(2)
CO + H
2
O

CO
2
+ H
2
(∆H
298
= -41,3 kJ/mol) (3)
•
Ngoài ra còn có các phản ứng phụ như:
CO + 3H

2


CH
4
+ H
2
O ; CO
2
+ 4H
2


CH
4
+2H
2
O
nCO + (2n+1) H
2


C
n
H
2n+2
+ nH
2
O
nCO + 2nH

2


C
n
H
2n+1
OH + (n-1) H
2
O
2CO + 4H
2


CH
3
-O-CH
3
+H
2
O
•
Đồng thời methanol tạo thành cũng có những phản ứng
chuyển hoá thứ cấp:
2CH
3
OH

CH
3

-O-CH
3
+H
2
O
CH
3
OH + H
2


CH
4
+ H
2
O
CH
3
OH + n CO + 2n H
2


CH
3
( CH
2
)
n
OH + nH
2

O