Влияние объемной скорости подачи синтез-газа. С возраста­нием нагрузки катализатора по газу (т. е. объемной скорости га­за) выход метанола растет [31, 72], но после достижения макси­мума падает **. Это справедливо для синтеза как при высоком, так и при низком давлении. Такая закономерность основана на том, что с увеличением объемной скорости уменьшается условное время контакта газа с катализатором (и, следовательно, концент­рация метанола в газе, выходящем из реактора), а объем выходя­щего газа возрастает. До достижения максимального выхода объ­ем поступающего газа должен возрастать больше, чем уменьшает­ся концентрация метанола в отходящем газе. После максимума при дальнейшем повышении объемной скорости уменьшение кон­центрации метанола перевешивает его образование. Другое огра­ничение для объемной скорости обусловлено тем, что при увеличе­нии количества подаваемого газа перепад давлений в реакторе возрастает.

При синтезах высокого давления, кроме того, необходимо учи­тывать, что низкие объемные скорости способствуют нежелатель­ному образованию диметилового эфира и высших спиртов   [74].

Влияние рециркуляции газа. Степень превращения газа за один его проход через реактор ограничивается двумя факторами: положением равновесия для образования СН₃ОН из СО + Н₂ и допустимым перепадом температуры по слою при адиабатическом режиме процесса. Степень превращения СО за проход равна 15—50%, а в синтезе высокого давления с адиабатическим режимом не превышает 25%  [72, 74].

С экономической точки зрения использовать лишь 15—50% оксида углерода, содержащего в синтез-газе, нецелесообразно, по­этому для возможно более полной переработки синтез-газа необхо­димо возвращать в цикл часть реакционного газа после выделения из него метанола и воды. Чем выше заданная суммарная степень превращения СО, тем больше должен быть коэффициент рецирку­ляции (соотношение объемов циркуляционного и свежего синтез-газа).

Необходимый коэффициент циркуляции можно рассчитать на основе зависимости между степенью превращения СО за проход и желаемой общей степенью превращения:

где u_G — общая степень превращения СО; и_Е— степень превращения СО за проход; Ф — коэффициент рециркуляции, м³/м³; Со — концентрация СО во входящем газе, %  (мольн.);

С_А— концентрация    СО  в  отходящем    газе  после   конденсации  метанола, %   (мольн.).

Газ, возвращаемый в цикл, должен содержать возможно мень­ше метанола, так как в противном случае фактический перепад концентраций реагентов по слою катализатора бесполезно снижа­ется и выход метанола падает. Концентрация метанола в циркуля­ционном газе существенно влияет на необходимый объем катали­затора, на потребление синтез-газа и т. п. [73, 75].

Выбирая возможно меньшую конечную температуру на стадии конденсации метанола, можно очень сильно уменьшить его кон­центрацию в циркуляционном газе. Однако такое уменьшение должно быть увязано с экономическими и техническими факторами (размеры холодильников, расход охлаждающей воды, наличие не­обходимой температуры воды).

-----------------

** Судя по опубликованным данным, возрастание производительности наибо­лее заметно в интервале объемных скоростей 10 000—40 000 ч~1, но при этом, как правило, пропорционально растет и линейная скорость потока.