مشخصات فنی فناوری تبدیل گاز طبیعی به متانول

1- شرح فرآیند

این فرایند شامل شش واحد مهم می­باشد: 1) آماده سازی گاز خوراک؛ 2) ریفرمینگ بخار؛ 3) فشرده­سازی گاز سنتز؛ 4) سنتز متانول؛ 5) جداسازی متانول و 6) سیستم بخار و کندانس.

فرآیند تولید متانول در فشار پایین و با استفاده از کاتالیست مس انجام می شود. مقادیر H2S موجود در گاز طبیعی توسط فرآیند جذب در بسترهای کاتالیستی اکسید مولیبنیوم و اکسید روی جدا می­شوند. گاز طبیعی سپس با بخار آب مخلوط و گرم شده و از لوله­های موازی حاوی کاتالیست اکسید نیکل عبور کرده و گاز سنتز (CO, H2) بدست می­آید. قسمتی از گاز طبیعی خوراک در کوره ریفورمر سوزانده شده تا گرمای مورد نیاز واکنش­های ریفرمینگ را فراهم سازد. گرمای دود خروجی از کوره ریفرمر برای تولید بخار داغ و نیز بخار اشباع جهت پیش­گرم کردن هوای مورد نیاز احتراق مورد استفاده قرار می­گیرد. از گرمای نهان و محسوس جریان گازسنتز برای افزایش میزان بخار آب خروجی از بویلر و همچنین پیش­گرم کردن آب خوراک بویلر استفاده می­شود. جریان گاز سنتز سپس در یک مبدل حرارتی آبی سرد شده و میعانات آبی آن جدا می­شود. گازی که میعانات آن گرفته شده وارد کمپرسور گازسنتز می­شود. گاز سنتز بوسیله یک کمپرسور دو مرحله­ای گریز از مرکز فشرده و با استفاده از گازهای خروجی از راکتور گرم می­شود.

این مخلوط گازی بعنوان خوراک به راکتور سنتز متانول که از نوع پوسته/ لوله با کاتالیست مس است، وارد می­شود. گرمای واکنش­ها در پوسته راکتور به آب درحال جوش منتقل می­شود. بخار تولید شده با بخار مرحله ریفورمینگ گاز طبیعی مخلوط و گرم می­شود. جریان گازی محصول واکنش­ها پس از عبور از یک مبدل حرارتی (تبادل گرما میان خوراک راکتور با خروجی راکتور)، بصورت غیرمستقیم توسط گازهای مازاد (purge)، آب خوراک بویلر و آب خنک­کننده سرد می­شود. آب و متانول چگالیده شده از طریق یک توربین مایع به یک مخزن میراکننده نوسانات منتقل می­شود. جریان گازهای مازاد جدا شده از گاز برگشتی چگالش نشده، پس از عبور از یک توربین و سیستم شستشوی با آب، به سوخت ریفورمر افزوده می­شود. در بخش خالص­سازی متانول ترکیبات سبک از بالای برج جدا می شوند. محصول پایینی وارد برج دوم شده و در نهایت متانول با خلوص 9/99 درصد از بالای برج جدا می­شود.

2-  نمودار ساده جریان فرایند

شکل 1 نمودار ساده جریان فرایند را نمایش می­دهد.

شکل 1- نمودار ساده جریان فرایند تولید متانول

3- مشخصات متانول تولیدی

جدول 1- مشخصات متانول گرید AA را بر پایه فناوری شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی نشان می­دهد.

جدول 1-  مشخصات متانول تولیدی بر اساس فناوری NPC RT

Component

Content

Acetone and Aldehyds

0.003 percent by weight, maximum

Acetone

0.002 percent by weight, maximum

Acidity (as acetic acid)

0.003 percent by weight, maximum

Alkalinity (as ammonia)

0.003 percent by weight, maximum

Appearance

Free of opalescence, suspended matter                                                                                         and sediment (clear-colourless)

Carbonizable impurities, color

Not darker than colour standard No. 30                                                                                         of  ASTM D 1209, platinum cobalt scale

Color

Not darker than colour standard No. 5 of ASTM D 1209, platinum cobalt scale

Distillation range at 760 mm Hg, maximum

1.0°C (and shall incl. 64.6 ºC ± 0.1 ºC)

Ethanol, percent by weight, maximum

0.001

Non-volatile content, g per 100 ml, maximum

0.0010

Odour

Characteristics: non-residual

Permanganate fading time

No discharge of color in 50 min.

Specific gravity at 20ºC, maximum

0.7928

Water, percent by weight, maximum

0.10

Methanol, percent by weight, minimum

99.85

4- مصارف خوراک، یوتیلیتی و کاتالیست

جداول 2 و 3 به ترتیب خوراک، یوتیلیتی و کاتالیست مورد نیاز واحد تولید متانول بر پایه فناوری شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی را نشان می­دهد.

جدول 2- معرفی خوراک و یوتیلیتی مورد نیز در واحد در واحد تولید متانول

-  Natural Gas

Feed

- Nitrogen

- Instrument Air

- Fuel Gas

- Cooling Water

- MP Steam

- De-mineralized  Water

Utility

 

جدول 3- معرفی کاتالیست‌های مصرفی در واحد تولید متانول

Catalyst type

Catalyst base

HDS Catalyst

Cobalt Molybdenum Catalyst

Sulphur Adsorption Catalyst

Zinc oxide

Reformer Catalyst

Nickel Oxide on Calcium aluminates support

Methanol Converters Catalyst

Copper Oxide, Zinc Oxide, Alumina catalyst supplier: (NPCRT)