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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Kohlendioxid aus einem Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid enthaltenden Gasgemisch, das bei einer Alkoholsynthese als Restgas anfällt, wobei das Restgas einer Gaswäsche unterzogen wird.
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Alkohole wie Ethanol, Propanol, Butanol und insbesondere Methanol werden in industriellem Maßstab aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid bzw. Kohlendioxid synthetisiert. Dazu wird ein schwefelfreies, Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid enthaltendes Synthesegas mit einem Druck, der typischerweise zwischen 40 und 150 bar liegt, in einen Synthesekreislauf eingeleitet, in dem mit katalytischer Unterstützung ein Alkohol enthaltender Produktstrom erzeugt wird. Durch Auskondensieren der gebildeten Alkohole sowie des bei der Synthese entstandenen Wassers werden unreagierte Gasbestandteile aus dem Produktstrom abgetrennt und zum überwiegenden Teil in den Synthesekreislauf zurückgeführt. Ein kleinerer Teil wird als Restgas ausgeschleust, um die Anreicherung im Überschuss vorhandener Edukte sowie von Substanzen wie Methan oder Stickstoff im Synthesekreislauf zu verhindern, die unter den Bedingungen der Alkoholsynthese inert sind. Gewöhnlich ist der Druck, mit dem das Restgas anfällt, nur wenig kleiner als der Druck, mit dem das Synthesegas in den Synthesekreislauf eingeleitet wird.
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Obwohl das Restgas wertvollen Wasserstoff sowie Kohlenmonoxid enthält, kann es aufgrund seines Kohlendioxidgehalts keiner direkten stofflichen Nutzung zugeführt werden und wird deshalb nach dem Stand der Technik zur Befeuerung eines zur Erzeugung von Synthesegas eingesetzten Reformers verwendet. Um das Restgas stofflich zu verwerten, ist eine deutliche Reduzierung seines Kohlendioxidgehalts erforderlich, wozu sich Aminwäschen anbieten, wie sie seit vielen Jahren Stand der Technik und dem Fachmann bekannt sind.
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Aminwäschen sind wegen ihres einfachen Aufbaus mit relativ geringen Investitionskosten zu realisieren. Ihr Betrieb bereitet jedoch einige Probleme, die sich negativ auf ihre Wirtschaftlichkeit auswirken können. Zu nennen sind hier vor allem die stark korrosive Wirkung, die Gefahr des Schäumens und die Instabilität der eingesetzten Waschmittel, die großen Waschmittelverluste sowie der hohe Wärmebedarf, der für die Waschmittelregenerierung erforderlich ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben, durch das ein bei der Alkoholsynthese anfallendes Restgas auf wirtschaftliche Weise einer stofflichen Nutzung zugeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass es sich bei der Gaswäsche um eine physikalische Gaswäsche handelt, in der Kohlendioxid mit Hilfe eines tiefkalten, als Waschmittel eingesetzten Alkohols aus dem Restgas ausgewaschen wird.
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Genauso wie Aminwäschen sind physikalische Gaswäschen seit langem Stand der Technik und werden in der Industrie zur Abtrennung von Gaskomponenten aus Gasgemischen eingesetzt. Sie nutzen die Eigenschaft von Flüssigkeiten aus, gasförmige Stoffe zu absorbieren und in Lösung zu halten, ohne diese Stoffe dabei chemisch zu binden.
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Durch Entfernen der aus dem Gasgemisch abgetrennten und im Waschmittel gelösten Gaskomponenten wird das beladene Waschmittel im Anschluss an die Gaswäsche regeneriert. Normalerweise wird das regenerierte Waschmittel wieder zur Gaswäsche eingesetzt, während die abgetrennten Gaskomponenten entweder entsorgt oder einer wirtschaftlichen Verwertung zugeführt werden.
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Für die Reinigung von Syntheserohgasen, die in großtechnischem Maßstab in Vergasungsanlagen aus Kohle oder/und Kohlenwasserstoff enthaltenden Einsätzen beispielsweise durch Reformieren mit Wasserdampf oder durch partielle Oxidation erzeugt werden, und die in der Regel neben den erwünschten Stoffen Wasserstoff und Kohlenmonoxid auch einige unerwünschte Bestandteile wie Kohlendioxid und Schwefelkomponenten wie Schwefelwasserstoff und Kohlenoxidsulfid enthalten, werden bevorzugt physikalische Wäschen eingesetzt. Diese Verfahren bieten sich an, da die Syntheserohgase heute meist bei hohen Drücken zwischen 35 und 145 bar erzeugt werden, und die Wirksamkeit von physikalischen Wäschen in erster Näherung linear mit dem Betriebsdruck zunimmt.
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Von besonderer Bedeutung für die Reinigung von Syntheserohgasen ist die Methanolwäsche. Sie nützt die Tatsache aus, dass sich die Löslichkeitskoeffizienten von Schwefelkomponenten und Kohlendioxid bezüglich Methanols stark von denen von Wasserstoff und Kohlenmonoxid unterscheiden. Da mit sinkender Temperatur diese Unterschiede zu- und damit die Wasserstoff- und Kohlenmonoxidverluste durch Co-Absorption abnehmen, vor allem aber, weil der Löslichkeitskoeffizient von Kohlendioxid mit sinkender Temperatur stark ansteigt, wird das Methanolwaschmittel zumeist mit einer Temperatur weit unterhalb von 0°C in eine Waschkolonne eingeleitet und mit dem zu reinigenden Synthesegas in intensiven Kontakt gebracht. Darüber hinaus erlaubt dieses Verfahren eine unabhängige Gewinnung der Schwefelkomponenten und des Kohlendioxids, da die Schwefelkomponenten erheblich größere Löslichkeitskoeffizienten besitzen als das Kohlendioxid und daher in einem wenigstens zweistufigen Waschprozess weitgehend selektiv aus dem beladenen Methanolwaschmittel abgetrennt werden können. Zumindest die Schwefelkomponenten werden an der Anlagengrenze gegen Gutschrift abgegeben, wodurch die Nachteile einer Methanolwäsche, die sich vor allem aus ihrem komplexen Aufbau sowie der Notwendigkeit einer Fremdkälteversorgung ergeben, aufgewogen werden. Obwohl das Restgas, aus einer Alkoholsynthese unter hohem Druck vorliegt, bietet sich aufgrund seiner Schwefelfreiheit eine Behandlung in einer oben beschriebenen Standard-Methanolwäsche somit nur bedingt an.
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Um die Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemäßen Restgasaufbereitung zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, die physikalische Gaswäsche, bei der es sich vorzugsweise um eine Methanolwäsche handelt, so einfach wie möglich durchzuführen. Zweckmäßigerweise umfasst die Gaswäsche daher lediglich einen Absorptionsschritt, in dem Kohlendioxid vorzugsweise bei Temperaturen zwischen –40 und -10°C in einem einstufigen Waschprozess aus dem Restgas ausgewaschen wird. Das Restgas wird hierzu bevorzugt im Gegenstrom zu dem eingesetzten Waschmittel durch eine Absorptionskolonne geführt, von deren Kopf ein überwiegend aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid bestehendes Gasgemisch und aus deren Sumpf ein mit Kohlendioxid beladenes Waschmittel abgezogen werden können. Das Gasgemisch wird nachfolgend gegen abzukühlendes Restgas angewärmt, während das beladene Waschmittel sinnvollerweise durch Abtrennung absorbierter Stoffe regeneriert und anschließend wieder als Waschmittel im Waschprozess eingesetzt wird, so dass ein Waschmittelkreislauf entsteht.
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Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das beladene Waschmittel zur Regenerierung in eine Strippkolonne auf einen Druck zwischen 1 und 8 bar(a) entspannt wird, in der absorbierte Stoffe mit Hilfe eines Strippgases ausgetrieben werden. Vorzugsweise wird auf weitere Regeneriermaßnahmen, wie beispielsweise die Anwärmung des zu regenerierenden Waschmittels, verzichtet. Allenfalls kann das beladene Waschmittel vor der Strippung in einen als Abscheider ausgelegten Behälter auf einen typischerweise zwischen 5 und 35 bar liegenden Zwischendruck entspannt werden, um co-absorbierten Wasserstoff und co-absorbiertes Kohlenmonoxid abzutrennen und vor den Waschprozess in das zu behandelnde Restgas zurückzuführen. Die in der Strippkolonne aus dem beladenen Waschmittel abgetrennten Stoffe werden zusammen mit dem Strippgas, bei dem es sich zweckmäßigerweise um Stickstoff handelt, gegen abzukühlendes Restgas angewärmt und beispielsweise in einer Fackel entsorgt. Falls die Konzentrationen umweltgefährdender Stoffe die gesetzlichen Grenzwerte nicht überschreiten, ist auch eine direkte Freisetzung in die Atmosphäre möglich.
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Insbesondere bei einer großen Kapazität der Alkoholsynthese von mehr als 100.000 mN 3/h, wie sie heute üblich ist, könnten sich jedoch wirtschaftliche Nachteile durch eine direkte Entsorgung des in der Strippkolonne anfallenden Abgasstromes ergeben, der zu einem erheblichen Teil mit dem in der Gaswäsche eingesetzten Waschmittel, das einen Wertstoff darstellt, beladen sein kann. Sinnvollerweise wird das Waschmittel daher aus dem Abgas abgetrennt, um es als Wertstoff zurückzugewinnen, bevor das Abgas zur Fackel gefahren oder in die Atmosphäre freigesetzt werden kann. Handelt es sich bei dem Waschmittel um Methanol, wird vorgeschlagen, das Abgas zur Methanolabtrennung einer Wasserwäsche zu unterziehen, bei der Methanol enthaltendes Abwasser und ein im Methanolgehalt reduziertes Abgas entstehen. Im Anschluss an die Wasserwäsche wird das Methanol enthaltende Abwasser in einer Trennkolonne rektifiziert, um das Methanol zurückzuerhalten und das Abwasser einer Standard-Abwasseraufbereitungsanlage zuführen zu können. Ist der Alkoholsynthese eine Standard-Methanolwäsche vorgeschaltet, die mit einer Methanol/Wasser-Trenneinrichtung ausgeführt ist, so wird das Methanol enthaltende Abwasser vorzugsweise in die Methanol/Wasser-Trenneinrichtung der Standard-Methanolwäsche eingeleitet, um dort aufbereitet zu werden.
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Stromaufwärts der Strippkolonne kann ein Abscheider angeordnet sein, in den das im Absorptionsschritt beladene Waschmittel entspannt und in dem das zweiphasige, bei der Entspannung entstehende Stoffgemisch in eine Gas- und Flüssigphase getrennt wird. Während die Flüssigphase zur weiteren Behandlung in die Strippkolonne geleitet wird, kann die nicht mit inertem Strippgas verdünnte Gasphase energetisch genutzt und beispielsweise zur Beheizung eines zur Synthesegaserzeugung eingesetzten Reformers verwendet werden. Vorteilhaft wird durch diese Verfahrensvariante der Abgasstrom aus der Strippkolonne reduziert, so dass er mit geringerem Kosten aufbereitet oder entsorgt werden kann
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Um die Anreicherung von im Restgas der Alkoholsynthese befindlichen Spurenkomponenten wie Ethanol, Propanol, Pentanol, Propan, Butan, Pentan, Methylacetat oder Methylformiate, die sich bevorzugt im Waschmittel lösen und die bei der Regenerierung nicht oder nur unzureichend aus dem beladenen Waschmittel abgetrennt werden können, im Waschmittelkreislauf zu vermeiden, sieht eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass ein Teil des Waschmittels aus dem Waschmittelkreislauf kontinuierlich abgezogen und durch frisches Waschmittel ersetzt wird.
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Einweiterer wirtschaftlicher Nachteil könnte sich durch die Größe der Waschmittelmenge ergeben, die der physikalischen Gaswäsche frisch zugeführt werden muss, um das abgezogene, mit Spurenkomponenten beladene Waschmittel zu ersetzen. Es wird daher angestrebt, die Menge an frisch zuzuführendem Waschmittel zu minimieren. Um dies zu erreichen, wird vorgeschlagen, das Restgas aus der Alkoholsynthese vor dem Absorptionsschritt einen Teil der im Restgas enthaltenen Spurenkomponenten in ein Kondensat zu überführen, das nachfolgend aus dem Restgas abgetrennt wird. Vorzugsweise wird das abgetrennte Kondensat in die Alkoholsynthese zurückgeführt oder in einer Vergasungseinrichtung als Einsatz verwertet, in der für die Alkoholsynthese benötigtes Synthesegas erzeugt wird.
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Der Absorptionsschritt in physikalischen Gaswäschen wird gewöhnlich bei Temperaturen weit unterhalb von 0°C durchgeführt, so dass es erforderlich ist, das zu waschende Gas vor der eigentlichen Gaswäsche auf entsprechend tiefe Temperaturen abzukühlen. Bei der Abkühlung des Restgases auf die für den Absorptionsschritt erforderliche Temperatur fällt bereits ein Kondensat an, durch dessen Abtrennung der Anteil der Spurenkomponenten im Restgas reduziert werden kann. Um die Abtrennung der Spurenkomponenten noch effektiver durchzuführen, kann das Restgas beispielsweise in einer Kühlfalle auf eine niedrigere als die für den Absorptionsschritt erforderliche Temperatur abgekühlt werden, so dass eine größere Menge der Spurenkomponenten auskondensiert. Alternativ oder zusätzlich können Spurenkomponenten in einem der CO2-Entfernung vorgeschalteten Absorptionsschritt mit einer kleinen, vorteilhaft bereits mit CO2 vorbeladenen Waschmittelmenge aus dem Restgas entfernt werden.
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Besonders vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren dann durchgeführt werden, wenn als Waschmittel in der Gaswäsche ein Alkohol eingesetzt wird, der auch in der Alkoholsynthese erzeugt wird. Beispielsweise ist es in einem solchen Fall möglich, aus dem Waschmittelkreislauf abgezogenes Waschmittel stofflich zu nutzen, indem es zur Aufbereitung in die Alkoholsynthese eingeleitet wird. Zur Deckung der Kälteverluste von Alkoholsynthesen sind diese gewöhnlich mit einer Fremdkälteanlage ausgerüstet. Wegen der tiefen Arbeitstemperaturen einer erfindungsgemäß eingesetzten physikalischen Gaswäsche kommt es auch hier unvermeidlich zu Kälteverlusten, die durch Fremdkälte ausgeglichen werden müssen. Um die Kosten des erfindungsgemäßen Verfahrens gering zu halten, wird vorgeschlagen, zur Gaswäsche benötigte Fremdkälte von einer Fremdkälteanlage zu beziehen, die gleichzeitig auch für die Fremdkälteversorgung der Alkoholsynthese eingesetzt wird, in der das zu behandelnde Restgas anfällt.
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Auch eine Standard-Methanolwäsche, wie sie der Alkoholsynthese vorgeschaltet sein kann, ist mit einer Fremdkälteversorgung ausgeführt, über die die für die Wäsche des Restgases benötigte Fremdkälte bezogen werden kann. Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht daher vor, dass für die Wäsche des Restgases benötigte Fremdkälte aus der Fremdkälteversorgung der Standard-Methanolwäsche bezogen wird.
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Durch die Einfachheit der vorgeschlagenen physikalischen Gaswäsche kann das in einer Alkoholsynthese anfallende Restgas wirtschaftlich für eine stoffliche Nutzung aufbereitet werden, ohne dass die bekannten Nachteile einer Aminwäsche in Kauf genommen werden müssen.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand dreier in den 1 bis 3 schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
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Die 1 zeigt eine sehr einfache Methanolwäsche, in der Kohlendioxid aus dem Restgas einer Alkoholsynthese abgetrennt wird.
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2 zeigt eine Variante der Methanolwäsche aus 1. In beiden Figuren sind gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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3 zeigt eine Einrichtung zur Methanolgewinnung, in der bei der Methanolsynthese anfallendes Restgas nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Methanolwäsche aufbereitet und der Methanolsynthese wieder als Rohstoff zugeführt wird.
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Aus der Alkoholsynthese M, bei der es sich beispielsweise um eine Methanolsynthese handelt, wird das schwefelfreie, Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid enthaltende Restgas 1 abgezogen und im Wärmetauscher E1 gegen anzuwärmende Verfahrensströme abgekühlt. Das abgekühlte Restgas wird über Leitung 2 in den unteren Teil der Absorberkolonne A eingeleitet, in der es anschließend nach oben geführt wird. Am Kopf der Absorberkolonne A wird flüssiges, tiefkaltes Methanol als Waschmittel aufgegeben, das auf seinem Weg nach unten in intensiven Kontakt mit dem im Gegenstrom geführten Restgas gebracht wird und dabei vorwiegend Kohlendioxid absorbiert. Über Leitung 4 kann daher ein weitgehend kohlendioxidfreies Gasgemisch abgezogen werden, das überwiegend aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid besteht. Nach Anwärmung gegen das abzukühlende Restgas 1 im Wärmetauscher E1 wird dieses Gas zur stofflichen Nutzung über Leitung 5 der Alkoholsynthese M als Einsatz zugeführt. Denkbar ist es auch, dieses Gas einer anderen Nutzung zuzuführen.
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Aus dem Sumpf der Absorberkolonne A wird mit Kohlendioxid, aber auch mit co-absorbiertem Wasserstoff und Kohlenmonoxid beladenes Waschmittel 6 abgezogen und über das Drosselorgan a in den Abscheider D auf einen Druck entspannt, bei dem vor allem Wasserstoff und Kohlendioxid in die Gasphase übergehen, die nachfolgend über Leitung 7 mit Hilfe des Verdichters V in das zu behandelnde Restgas 1 zurückgeführt wird. Die Flüssigphase 8 aus dem Abscheider D, die den größten Teil des in der Absorberkolonne A absorbierten Kohlendioxids enthält, wird über das Drosselorgan b auf einen Druck zwischen 1 und 8 bar(a) entspannt und in den oberen Teil der Strippkolonne S eingeleitet. Über Leitung 9 wird als Strippgas dienender Stickstoff in den unteren Teil der Strippkolonne S eingeführt, um die absorbierten Stoffe möglichst vollständig aus dem nach unten strömenden Waschmittel abzutrennen. Vom Kopf der Strippkolonne S kann daher ein vorwiegend aus Stickstoff und Kohlendioxid bestehendes Gasgemisch 10 als Abgas abgezogen werden, das nach Anwärmung gegen das abzukühlende Restgas 1 im Wärmetauscher E1 beispielsweise über Leitung 11 in die Atmosphäre entlassen wird.
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Das aus dem Sumpf der Strippkolonne S abgezogene regenerierte Waschmittel 12 weist bereits weitgehend Waschmittelqualität auf, enthält jedoch noch schwer abtrennbare Spurenkomponenten. Um deren Anreicherung zu verhindern, wird ein Teil 13 des regenerierten Waschmittels abgezweigt und durch frisches, von außerhalb der Anlagengrenzen zugeführtes Methanol 14 ersetzt, so dass ein Waschmittelstrom 3 entsteht. Während der abgezweigte Strom 13 zur stofflichen Nutzung in die Alkoholsynthese M eingeleitet wird, wird der Waschmittelstrom 3 mit Hilfe der Pumpe P zur Absorberkolonne A zurückgeführt. Im Wärmetauscher E2 wird dem Waschmittel 3 Wärme gegen Fremdkälte 15 entzogen, so dass es mit Arbeitstemperatur am Kopf der Absorberkolonne A aufgegeben werden kann.
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In 2 wird der im Wärmetauscher E1 abgekühlte Restgasstrom 2 zur Abtrennung von Spurenkomponenten einer als Abscheider, Kühlfalle oder Wascheinrichtung ausgeführten Trenneinrichtung T zugeführt, wobei ein weitgehend von Spurenkomponenten freier Restgasstrom 16 und ein Flüssigkeitsstrom 17 erzeugt werden, der einen Großteil der im Restgas 1 vorhandenen Spurenkomponenten enthält. Der Flüssigkeitsstrom 17 wird dem mit Spurenkomponenten beladenen Strom 13 aus dem Sumpf der Strippkolonne S zugemischt und gemeinsam mit diesem zur stofflichen Nutzung in die Alkoholsynthese M eingeleitet. Alternativ kann er beispielsweise auch bei der Erzeugung von Synthesegas für die Alkoholsynthese M eingesetzt werden.
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Das aus dem Abscheider D abgezogene, in der Absorberkolonne A mit ausgewaschenen Komponenten beladene Methanolwaschmittel 8 wird über das Drosselorgan b in den Abscheider D1 entspannt, wobei ein zweiphasiges Stoffgemisch entsteht und in die Flüssigphase 18 und die Gasphase 19 getrennt wird. Während die Flüssigphase 18 zur weiteren Behandlung am Kopf der Strippkolonne S aufgegeben wird, wird die von inertem Strippgas freie, brennbare Stoffe wie Kohlenmonoxid enthaltende Gasphase 19 im Wärmetauscher E1 gegen das abzukühlende Restgas 1 angewärmt und über Leitung 20 beispielsweise zur Beheizung eines zur Synthesegaserzeugung eingesetzten Reformers (nicht dargestellt) weitergeführt.
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Das aus der Strippkolonne S als Abgas abgezogene und im Wärmetaucher E1 angewärmte Gasgemisch 11, das neben Kohlendioxid und Strippgas auch Methanol enthält, wird in den Sumpf der Absorptionskolonne W geleitet, wo es nach oben geleitet und dabei mit im Gegenstrom geführtem Waschwasser 21 in intensiven Kontakt gebracht wird. Hierbei wird Methanol aus dem Abgas 11 ausgewaschen, so dass ein methanolarmer Abgasstrom 22 und ein mit Methanol beladener Abwasserstrom 23 entstehen. Während der Abgasstrom 22 an die Atmosphäre abgegeben wird, wird das Methanol/Wasser-Gemisch 23 in die Methanol/Wasser-Trenneinrichtung einer Standard-Methanolwäsche (nicht dargestellt) eingeleitet, die dazu eingesetzt wird, um aus Syntheserohgas für die Alkoholsynthese M benötigtes Synthesegas zu erzeugen.
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In 3 wird die Vergasungseinrichtung G, bei der es sich beispielsweise um einen Dampfreformer oder Reaktor zur Durchführung einer Partiellen Oxidation handelt, dazu eingesetzt, um ein Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid enthaltendes Gasgemisch 31 zu erzeugen, das nachfolgend in die beiden Teilströme 32 und 33 aufgespalten wird. In der Konvertierungseinrichtung K wird das im Teilstrom 33 enthaltene Kohlenmonoxid mit Wasser zu Wasserstoff und Kohlendioxid umgesetzt. Der in der Konvertierungseinrichtung K erhaltene Stoffstrom 34 wird mit dem Teilstrom 32 zum Syntheserohgasstrom 35 vereinigt, der Wasserstoff und Kohlenmonoxid bereits in dem für die Methanolsynthese richtigen Verhältnis aufweist. Das Syntheserohgas wird in die Methanolwäsche R eingeleitet, wo Kohlendioxid und Schwefelkomponenten mit Hilfe von Methanol ausgewaschen werden, so dass ein Synthesegas 36 entsteht, das nachfolgend in die Methanolsynthese Z weitergeleitet und dort mit katalytischer Unterstützung zu Methanol 37 umgesetzt wird. Der in der Methanolsynthese Z anfallende Restgasstrom 38, der vor allem aus unreagierten Synthesegasbestandteilen, Stickstoff, Methanol sowie Spurenkomponenten besteht, wird in die ebenfalls als Methanolwäsche ausgeführte Restgaswäsche B eingeleitet, um insbesondere Kohlendioxid mit Hilfe von Methanol abzutrennen. Mit Spurenkomponenten verunreinigtes Methanol 39 wird in die Methanolsynthese Z zurückgeführt und durch frisches Methanol 40 ersetzt, das aus der Methanolsynthese Z bezogen wird. Das bei der Wäsche des Restgases 38 erhaltene, weitgehend kohlendioxidfreie und vorwiegend aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid bestehende Gasgemisch 41 wird mit dem Synthesegas 36 vereinigt und der Methanolsynthese Z als Einsatz zugeführt.
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Durch das folgende Zahlenbeispiel soll die Erfindung weiter verdeutlicht werden:
Ein Restgas, das mit einem Volumenstrom von 72.000 mN 3/h, einem Druck von 90 bar(a), einer Temperatur von 40°C und einem Kohlendioxidgehalt von 4 mol% in einer Methanolsynthese anfällt, wird gegen anzuwärmende Verfahrensströme vorgekühlt und mit einer Temperatur von –20°C in die Absorberkolanne eingeleitet. Auf den Kopf der Absorberkolonne werden ca. 100 mN 3/h Methanol mit einer Temperatur von –35°C aufgegeben, durch das das im Restgas enthaltene Kohlendioxid bis auf 0,5 mol% ausgewaschen wird. Das beladene Waschmittel vom Sumpf der Absorberkolonne wird auf 30 bar(a) entspannt und die dabei frei werdende Gasphase in das warme Restgas zurückverdichtet. Anschließend wird das beladene Waschmittel weiter bis auf 2 bar(a) entspannt und zum Kopf der Strippkolonne geführt. Dort wird das Kohlendioxid bei einem Temperaturniveau von –25°C mit ca. 2.500 mN 3/Stickstoff weitgehend aus dem Waschmittel abgestrippt. Das Waschmittel vom Sumpf der Strippkolonne wird über einen Wärmeaustauscher mittels eines von außen zugeführten Kältemittels abgekühlt und mit ca. –40°C zum Kopf der Absorberkolonne zurückgepumpt. Die über Kopf der Absorber- und Strippkolonne abgezogenen Gase werden gegen das eintretende Restgas auf ca. 30°C angewärmt. Zur Vermeidung einer Anreicherung von im Methanol hochlöslichen Spurenkomponenten, wie z. B. höheren Alkoholen, wird von dem gestrippten Waschmittel ein Teilstrom in der Größenordnung von 1% abgezogen und zur Anlagengrenze geführt. Die Menge dieses Teilstroms sowie Waschmittelverluste werden durch Zugabe von frischem Methanol kompensiert.
