DE102015215662A1 - Verfahren zur Umsetzung von gleichgewichtslimitierten Reaktionen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu Umsetzung von gleichgewichtslimitierten Reaktionen, umfassend folgende Schritte: – Anordnen eines Katalysatormaterials in einem Reaktor – Einbringen von Edukten in den Reaktor, – Reaktion der Edukte zu Produkten bis zum Erreichen eines Gleichgewichtszustandes, – Einbringen eines Sorptionsmittels in den Reaktor, – Sorption der Produkte durch das Sorptionsmittel, das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das mit Produkten beladene Sorptionsmittel in einer Sammelzone im Reaktor gesammelt wird und dass das Katalysatormaterial so im Reaktor angeordnet ist, dass es von der Sammelzone getrennt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umsetzung von gleichgewichtslimitierten Reaktionen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Reaktionsvorrichtung zur Umsetzung von gleichgewichtslimitierten Reaktionen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
  • Der Umsatz bei chemischen Reaktionen ist durch die Gleichgewichtslage der Reaktion beschränkt. Liegt das chemische Gleichgewicht einer Synthesereaktion nur teilweise auf der Seite der Produkte, führt eine einstufige Reaktionsführung nur zu einem Teilumsatz. Werden dagegen kontinuierlich die Reaktionsprodukte aus dem Reaktor abgeführt, findet im Reaktor ein kontinuierlicher Umsatz von Edukten zu Produkten statt.
  • Viele der wirtschaftlich relevanten chemischen Reaktionen sind dabei tatsächlich gleichgewichtslimitiert. Bei der chemischen Synthese sind dies zum Beispiel die Erzeugung von Methanol aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid, oder die Erzeugung von Ammoniak aus Wasserstoff und Stickstoff, das sogenannte Haber-Bosch-Verfahren. Diese Reaktionen finden heute in heterogen katalysierten Festbett- oder Slurry-Reaktoren statt. Die Edukte werden dabei bei einem einfachen Durchgang durch den Reaktor nur teilweise umgesetzt. Danach wird das Edukt-Produkt-Gemisch abgezogen, die Reaktionsprodukte üblicherweise abgetrennt und nicht umgesetzte Edukte werden zum Reaktoreintritt rezirkuliert. Die Rezirkulation von teils großen Gasmengen führt zu einem hohen apparativen Aufwand. Der Druckverlust im Reaktor muss durch eine Rezirkulationseinheit ausgeglichen werden. Dies wird meist bei hohen Temperaturen betrieben und führt zu hohen Kosten und einem hohen Energieaufwand. Zudem reichern sich durch die Rezirkulation Inert- und Fremdgase im Kreislauf an, was negative Einflüsse auf die Reaktionsführung hat.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Reaktionsanlage zur Umsetzung von gleichgewichtslimitierten Reaktionen bereitzustellen, die gegenüber dem Stand der Technik eine höhere Ausbeute bei der Reaktionsführung bewirken und dabei einen geringeren technischen Aufwand benötigen.
  • Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Umsetzung von gleichgewichtslimitierten Reaktionen nach Patentanspruch 1 sowie in einer Reaktionsvorrichtung zur Umsetzung von gleichgewichtslimitierten Reaktionen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6.
  • Das Verfahren zur Umsetzung von gleichgewichtslimitierten Reaktionen nach Patentanspruch 1 umfasst folgende Schritte:
    Zunächst wird ein Katalysatormaterial in einem Reaktor angeordnet, des Weiteren werden in den Reaktor Edukte, beispielsweise in Gasform, eingebracht, wobei diese insbesondere an einer Katalysatoroberfläche zu Produkten reagieren, wobei die Reaktion soweit abläuft, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist bzw. angenähert ist. Zudem wird ein Sorptionsmittel in den Reaktor eingebracht, das insbesondere selektiv die Produkte der Reaktion sorbiert und somit dem unmittelbaren Reaktionsgleichgewicht entzieht. Auf diese Art und Weise kann eine weitere Menge der Produkte gebildet werden, um das Gleichgewicht wiederherzustellen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das mit Produkten beladene Sorptionsmittel in einer Sammelzone im Reaktor gesammelt wird und dass das Katalysatormaterial so im Reaktor angeordnet ist, dass es von der Sammelzone getrennt wird. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Ein- und Ausschleusung des Sorptionsmittels und eine kontinuierliche weitere Reaktion der Edukte zu Produkten an der Katalysatoroberfläche, ohne, dass sich Katalysatormaterial und Sorptionsmaterial miteinander vermischen und aufwendig getrennt werden müssen.
  • Unter dem Begriff Sorptionsmittel versteht man den Oberbegriff über die Begriffe Adsorptionsmittel und Absorptionsmittel, wobei man unter Adsorption die Anreicherung von Stoffen aus Gasen oder Flüssigkeiten an der Oberfläche eines Festkörpers, allgemein an der Grenzfläche zwischen zwei Phasen, versteht. Unter Absorption versteht man ein Phänomen, bei dem die Stoffe in das Innere eines Festkörpers oder einer Flüssigkeit eindringen und dort physikalisch oder chemisch gebunden werden. Bei den verwendeten Sorptionsmitteln handelt es sich hierbei zum großen Teil um Absorptionsmittel, dennoch können auch verschiedene Adsorptionsmittel für das erfindungsgemäße Verfahren zweckmäßig sein.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung, wird das mit den Produkten beladene Sorptionsmittel von der Sammelzone in einen Phasenabscheider geleitet und dort werden die Produkte vom Sorptionsmittel abgetrennt. Dies erfolgt in zweckmäßiger Weise durch eine Druckabsenkung im Phasenabscheider, wobei die Produkte vom Sorptionsmittel entweichen. In einer weiteren Ausgestaltungsform wird das vom Produkt getrennte Sorptionsmittel in den Reaktor zurückgeführt, was eine Rezyklierung des Sorptionsmittels bewirkt und sich kostengünstig auswirkt.
  • Weiterhin ist es zweckmäßig, dass die Edukte gasförmig in den Reaktor eingeleitet werden und die Reaktionen in der Gasphase erfolgen und dass das Sorptionsmittel bezüglich des Katalysatormaterials berührungsfrei durch den Reaktor geleitet wird. Dies ist insbesondere bei bestimmten Paarungen von Katalysatormaterial und Sorptionsmaterial zweckmäßig, die physikalisch oder chemisch miteinander reagieren könnten.
  • In einer Ausgestaltungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Sorptionsmittel um eine ionische Flüssigkeit insbesondere [PBu4][NTf2] [PBuMe3][NTf2].
  • Ferner ist der Reaktor in einer Ausgestaltungsform der Erfindung in Form eines Dead-End Reaktor ausgestaltet, bei dem die Gaskonzentration im Reaktor kontinuierlich gemessen wird und bei Verarmung einer Eduktgaskomponente diese Komponente entsprechend dosiert wird.
  • Ein weiterer Bestandteil der Erfindung besteht in einer Reaktionsvorrichtung zur Umsetzung von gleichgewichtslimitierten Reaktionen mit den Merkmalen des Patentanspruches 6, wobei diese Reaktionsvorrichtung einen Reaktor und eine am Reaktor angebrachten Edukteinlassvorrichtung umfasst. Ferner liegen im Reaktor ein Katalysatormaterial sowie ein Sorptionsmittel zur Sorption von einem während der Reaktion entstandenen Produktes vor. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Sorptionsmittelsammelzone vorgesehen ist und eine Vorrichtung zur Trennung des Katalysatormaterials von der Sammelzone im Reaktor angeordnet ist. Die Sorptionsmittelsammelzone und die aktive Abtrennung des Katalysatormaterials von der Sorptionsmittelsammelzone bewirken somit, dass das Sorptionsmittel, wie bereits bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, leicht aus dem Reaktor abgetrennt werden kann, ohne dass der Katalysator aufwendig aus dem Sorptionsmittel entfernt werden muss.
  • Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Sammelzone in einem unteren bzw. in einem oberen Bereich des Reaktors angeordnet ist und durch ein Trennnetz von einer Reaktionszone des Reaktors getrennt ist. Dies bewirkt, dass das Sorptionsmittel, insbesondere das mit dem Produkt beladene Sorptionsmittel durch die Schwerkraft sich in der Sammelzone ansammelt und dass das Katalysatormaterial an einem oberhalb bzw. unterhalb der Sammelzone angebrachten Trennnetz abgeschieden wird. Da das Sorptionsmittel in der Regel in flüssiger Form vorliegt, während der Katalysator in Festform vorliegt, wirkt dabei das Trennnetz ähnlich wie ein Filter.
  • Alternativ ist es zweckmäßig, das Katalysatormaterial in eine Reaktionszone des Reaktors in einem gas- und flüssigkeitsdurchlässigen Korb anzuordnen. Die Edukte strömen dabei durch den Korb und reagieren an der Katalysatoroberfläche bis sich ein Gleichgewicht einstellt bzw. annähert. Der Korb kann aber auch durch das flüssige Sorptionsmaterial durchdrungen werden, das dabei die Produkte aufnimmt. Sollte aus reaktionstechnischen Gründen das Sorptionsmaterial vom Katalysatormaterial ferngehalten werden, weichen die Produkte aus dem Korb und werden außerhalb des Korbes vom Sorptionsmaterial aufgenommen.
  • Grundsätzlich haben sich zwei Reaktortypen für die Umsetzung des beschriebenen Verfahrens und der beschriebenen Reaktionsvorrichtung als zweckmäßig herausgestellt, dabei handelt es sich zum einen um einen sogenannten Slurry-Reaktor, wobei sich in dem Reaktor eine Trägerflüssigkeit insbesondere z.B. ein Wärmeträgeröl befindet, in dem sowohl das Sorptionsmaterial als auch die Edukte und das Katalysatormaterial eingebracht werden und miteinander vermischt werden. Das Sorptionsmaterial wird aus dem Trägermaterial durch ein Absetzen infolge des Dichteunterschieds wieder getrennt. In einer anderen Ausgestaltungsform handelt es sich um einen sogenannten Festbettreaktor, bei dem keine Trägerflüssigkeit vorhanden ist und das Katalysatormaterial im Reaktor liegt. Insbesondere bei der Verwendung eines Festbettreaktors ist es zweckmäßig, dass das Sorptionsmittel vorteilhaft verteilt wird. Dabei kann ein Kontakt mit dem Katalysatormaterial zugelassen werden oder auch bewusst vermieden werden.
  • Weitere Ausgestaltungsformen der Erfindung und weitere Merkmale ergeben sich aus den folgenden Figuren. Dabei handelt es sich um reine Ausgestaltungsbeispiele, die keine Einschränkung des Schutzbereichs darstellen. Merkmale, die dabei mit demselben Begriff aber in unterschiedlichen Ausgestaltungsformen in den Figuren dargestellt sind, werden mit demselben Bezugszeichen versehen. Dabei zeigen
  • 1 eine Reaktionsvorrichtung mit einem Slurry-Reaktor, bei dem das Katalysatormaterial in einem Korb vorliegt,
  • 2 eine Reaktionsvorrichtung mit einem Slurry-Reaktor, in dem das Katalysatormaterial durch ein Trennnetz von der Sorptionsmittelsammelzone getrennt ist und
  • 3 eine Reaktionsvorrichtung mit einem Festbettreaktor und einem Trennnetz zur Sorptionsmittelsammelzone.
  • Grundsätzlich sind für die Umsetzung der Reaktion zwei unterschiedliche Reaktionstypen zweckmäßig, beim einen handelt es sich um einen Gasphasenreaktor bzw. einem Festbettreaktor, der beispielsweise in 3 dargestellt ist und einen Flüssigphasenreaktor oder auch Slurry-Reaktor genannt, der in den 1 und 2 beschrieben ist.
  • Die in 1 dargestellte Reaktionsvorrichtung 1 weist einen Reaktor 2 auf, der in Form eines Flüssigphasenreaktors oder als sogenannter Slurry-Reaktor 26 ausgestaltet ist. Der Reaktor 2 umfasst eine Eduktzufuhrvorrichtung 16, über die Edukte 6 eingebracht werden sowie eine Rührvorrichtung 34. In dem Reaktor 2 befindet sich eine Trennvorrichtung 18 für ein Katalysatormaterial 4, wobei die Trennvorrichtung in Form eines Korbes 19 ausgestaltet ist. Ferner liegt in dem Reaktor 2 in einer Reaktionszone 24 eine Trägerflüssigkeit 28 vor, in der neben den Edukten 6 ein Sorptionsmittel 10 feindispergiert verteilt ist. Der Reaktor 2 weist eine Beruhigungszone oder Sammelzone 12 auf, in der das Sorptionsmittel 10 gesammelt und abgeführt werden kann.
  • Im Weiteren wird auf die Funktionsweise der Reaktionsvorrichtung 1 näher eingegangen. Der Reaktor 2, hier gemäß 1 in der Ausgestaltungsform eines Slurry-Reaktors 26, ist mit einer flüssigen Phase in Form einer Trägerflüssigkeit 28, beispielsweise in Form eines Wärmeträgeröls z.B. Witco befüllt. Das Katalysatormaterial 4, das beispielsweise in Form eines Katalysatorpulvers bzw. Katalysatorpellets ausgestaltet ist, befindet sich in dem Katalysatorkorb 19. Die Maschenweite des Korbes ist klein genug, um das Katalysatormaterial 4 innerhalb des Korbes 19 zu halten. Eine Rührvorrichtung 34, z.B. ein Gaseintragsrührer, sorgt für eine gute Vermischung von gasförmigen Edukten 6 und der flüssigen Phase, insbesondere der Trägerflüssigkeit 28 in einem oberen Teil des Reaktors 2. Die gasförmigen Edukte werden bevorzugt durch einen Gaseintragsrührer zugeführt, der hier als Bestandteil der allgemein dargestellten Eduktezufuhrvorrichtung 16 besteht. Im Reaktor 2 befinden sich die gasförmigen Edukte 6 und die Trägerflüssigkeit 28 in einem gut durchmischten Zustand. Steigen die gasförmigen Edukte 6 nach oben und sammeln sich diese am oberen Rand des Reaktors 2, muss die Turbulenz im Reaktor 2 so eingestellt sein, dass diese wieder in die Flüssigphase zurückgemischt werden. Es ist erstrebenswert, eine möglichst große Kontaktfläche zwischen einer Gasphase und einer Flüssigphase zu erzeugen.
  • Der Katalysatorkorb 19 kann feststehend oder mitdrehend angebracht sein. Letztere Variante sorgt für eine weitere Verringerung der Diffusionslimitierung in der Grenzfläche des Katalysatormaterials 4. Es sollte allerdings ein guter Kontakt von Edukten 6 und dem Katalysatormaterial möglich sein. In experimentellen Untersuchungen hat sich ein feststehender Katalysatorkorb jedoch als zweckmäßig herausgestellt, wobei eine gute Durchströmung durch die Turbulenzen im Reaktor 2 (eingetragen durch die Rührvorrichtung 24) gewährleistet ist, das Katalysatormaterial 4 aber nur gering mechanisch belastet wird. Bei starker mechanischer Belastung droht ein Abrieb des Katalysatormaterials 4, das in Form von Teilchen oder Pellets vorliegt. In einer solchen Reakoranordnung würden die Edukte nur bis zum maximalen Gleichgewichtsumsatz reagieren und es würde bei kontinuierlicher Zufuhr von Edukten 6 zu einem Druckanstieg im Reaktor kommen. Nun kommt das bereits beschriebene Sorptionsmaterial zum Tragen. Die Zugabe des Sorptionsmaterials 10 kann fein verteilt sein, z.B. in Form von Eindüsungen, wie dies durch die Sprühdüsen 32 in 3 veranschaulicht ist. Ferner kann die feine Verteilung des Sorptionsmaterials auch über den Rührer erzeugt werden. Das flüssige Sorptionsmaterial 10 wird so ausgewählt, dass dieses eine sehr gute Löslichkeit für die Reaktionsprodukte besitzt, aber nur eine begrenzte Löslichkeit für die Edukte 6 aufweist. Weiterhin ist ein Dichteunterschied zwischen der Trägerflüssigkeit und dem Sorptionsmittel zur besseren Phasentrennung zweckmäßig. Ferner sollte die Oberfläche des Katalysatormaterials eine gute Benetzbarkeit für das flüssige Sorptionsmittel 10 aufweisen. Dies führt zur Minimierung von sogenannten Filmdiffusionslimitierungen.
  • Die 1 zeigt den Fall, dass das Sorptionsmittel eine höhere Dichte aufweist als die Trägerflüssigkeit 28, was dazu führt, dass sich im Ruhezustand in der unteren beruhigten Zone das Sorptionsmittel 10 im Reaktor 2 absetzt und sich in einem unteren Bereich 22 des Reaktors 2 in einer Sammelzone, die frei oder sehr arm an Turbulenzen ist, sammelt. Das sich dort sammelnde Sorptionsmittel 10 ist mit Produkten 8 aus der Reaktion, die in der Reaktionszone 24 stattfindet, beladen. Das in der Sammelzone 12 angesammelte, beladene Sorptionsmittel 10 kann durch ein Ventil 42 selektiv aus dem Reaktor 2 abgezogen werden. Außerhalb des Reaktors 2 wird durch eine Druckabsenkung die Löslichkeit des Produktes im Sorptionsmittel 10 verringert, weshalb das Produkt 8 aus dem Sorptionsmittel 10 ausgasen kann, was in einem Phasenabscheider 14 erfolgt. Die Produkte 8 werden gasförmig aus dem Phasenabscheider 14, hier in Form eines Flüssigkeitsabscheiders, abgezogen und das entleerte Sorptionsmittel 10 wird über eine Pumpe 40 zurück in den Reaktor 2 gefördert.
  • Wenn eine Wärmeabfuhr im Gesamtsystem notwendig ist, kann diese direkt im Reaktor 2 erfolgen, was beispielsweise durch eine Wärmetauschvorrichtung 36 geschehen kann, wobei auch im Kreislauf des Sorptionsmittels 10, wie beispielsweise in 2 dargestellt, die Wärmeabfuhr in Form einer Wärmetauschvorrichtung 36 erfolgen kann, die zwischen dem Phasenabscheider 14 und der Pumpe 40 angeordnet ist. Eine Wärmeregulierung ist insbesondere dann nötig, wenn es sich um eine exotherme Reaktion handelt, die eine Druck- und Temperaturregelung im Reaktor 2 erfordert. Eine Wärmeabfuhr zwischen Phasenabscheider und Pumpe 40 kann zweckmäßig sein, da hier der geringste Systemdruck herrscht und die Pumpe 40 thermisch geringer belastet wird. Befinden sich Inertgase in einem Eduktgasstrom, der über die Eduktgasvorrichtung 16 eingebracht wird oder bilden sich Nebenprodukte während der Reaktion, die nicht oder nur schlecht von dem Sorptionsmaterial aufgenommen werden, ist die Abfuhr eines sogenannten Purgegasstromes, dargestellt durch den Pfeil 38, aus dem Reaktor 2 notwendig.
  • In 2 ist eine Reaktionsvorrichtung 1 dargestellt, die der aus 1 in weiten Teilen gleicht. Es besteht jedoch der Unterschied darin, dass im Reaktor 2 das Katalysatormaterial 4 fein verteilt vorliegt. Durch ein Netz 20, das die Trennvorrichtung 18 darstellt, wird das Katalysatormaterial 4 von der Sammelzone 12 des Sorptionsmittels 10 abgetrennt. Die in den 1 und 2 an unterschiedlichen Stellen angeordneten Wärmetauschervorrichtungen 36 und 36‘ sind unabhängig von den sonstigen Unterschieden in der Reaktionsvorrichtung 1 in den 1 und 2. Die Anordnungen sind frei kombinierbar und lediglich Beispiele für vorteilhafte Anbringungen.
  • Grundsätzlich bewirkt die Trennvorrichtung 18, sei es in Ausgestaltungsform eines Korbes 19 oder in Form eines Netzes 20, dass sich das mit dem Produkt 8 beladene Sorptionsmittel 10 einerseits in der Sammelzone 12 sammeln kann und gleichzeitig von dem Katalysatormaterial 4 getrennt wird, was dazu führt, dass kein aufwendiges Trennverfahren zwischen dem Katalysatormaterial und dem Sorptionsmaterial nötig ist, was eine deutliche Verringerung des konstruktiven Aufwandes der gesamten Reaktionsanlage 1 bedeutet.
  • Bei dem Trennnetz 20 gemäß 2, das auch in der Alternative gemäß 3 zum Einsatz kommt, wird das Durchdringen des Sorptionsmittels 10, das in flüssiger Form vorliegt, in die Sammelzone ermöglicht, der heterogen in der Trägerflüssigkeit 28 vorliegende und feindispergierte Katalysator bleibt jedoch zurück. Die Poren bzw. die Maschenweite des Netzes 20 sollte damit kleiner sein als die Größe des Katalysatormaterials, das als Pulver oder als Pellets vorliegt. Diese Bauform gemäß 2 und auch gemäß 3 ermöglicht eine Verteilung des Katalysatormaterials 4 im oberen Reaktionsvolumen, also in der Reaktionszone 24 des Reaktors 2 und erlaubt somit die Reaktion im gesamten oberen Reaktionsvolumen des Katalysators 2 und nicht nur innerhalb des Korbes 18, der in 1 dargestellt ist. Es muss aber in dieser Ausführungsform fluidmechanisch sichergestellt sein, dass die Turbulenzen im Reaktor 2 zur Verteilung des Katalysatormaterials 4 führen, ohne dieses zu zerkleinern. Eine Ausgestaltungsform gemäß 2 erfordert somit eine höhere mechanische Festigkeit und Beanspruchbarkeit des Katalysatormaterials. Welche der Ausführungsformen schlussendlich zum Einsatz kommen, hängt damit von der Beschaffenheit des Katalysatormaterials 4, bzw. von der Möglichkeit, das Katalysatormaterial 4 auszugestalten, ab. Somit hängt die Auswahl gemäß 1 oder 2 auch von den umzusetzenden Edukten 6 ab, die wiederum je nach Reaktionsführung unterschiedliches Katalysatormaterial erfordern.
  • Die bisher beschriebene Anordnung des Katalysatormaterials 4 in den 1 und 2, nämlich durch Anwendung einer Trennvorrichtung 18 in Form eines Korbes 19 oder eines Netzes 20, lassen sich ebenso auch auf einen Festbettreaktor, wie er in 3 dargestellt ist, übertragen. In 3 ist in diesem Fall lediglich ein Ausführungsbeispiel mit einem Netz 20 gegeben, die Anwendung eines Korbes 19 ist hier jedoch ebenso zweckmäßig. Der Reaktor 2 in 3 ist demnach in Form eines Festbettreaktors, oder auch Gasphasenreaktor genannt, ausgestaltet. Anstatt einer Rührvorrichtung 34 kommt hierbei ein nicht dargestellter Ventilator zur Verteilung der Edukte 6 in der Reaktionszone 24 zum Tragen. Dies führt dazu, dass der Korb mit dem Katalysatormaterial 4 oder die gesamte Reaktionszone 24 im oberen Bereich des Reaktors 2 kontinuierlich mit Gas durchströmt wird und die Reaktion am Katalysatormaterial 4 stattfinden kann. Das Sorptionsmittel 10 wird in die Reaktionszone 24 eingebracht und es wird somit eine große Kontaktfläche zwischen der Gasphase und dem Sorptionsmittel 10 erzeugt. Das Sorptionsmittel 10 nimmt aus der Gasphase die Reaktionsprodukte 8 auf und sammelt sich im unteren Bereich 22 in der Sammelzone 12.
  • Im Falle der Verwendung eines Netzes 20, wie es in der 3 konkret dargestellt ist, befindet sich ein Festbett 44 des Katalysatormaterials 4 auf der porösen Struktur bzw. auf dem Netz 20. Ein ebenfalls nicht dargestellter Ventilator sorgt für eine kontinuierliche Durchströmung des Festbettes 44 mit den Edukten 6, die in Gasform vorliegen. Bevorzugt werden die gasförmigen Edukte unterhalb des Netzes 20 zugegeben und strömen dann durch das Festbett nach oben. Das Sorptionsmittel 10 wird auf dem Festbett fein verteilt und nimmt beim Hindurchsickern im Gegenstrom die Produkte 8 auf. Das Sorptionsmittel tropft dann nach unten in die Sammelzone 12 ab. Von dort aus wird es, wie beschrieben, abgeführt und von den Produkten 8 befreit.
  • Für die Optimierung eines hohen Ertrags an Produkten 8 gibt es zwei Herangehensweisen. Im ersten Fall wird die Höhe des Festbettes 44 so dimensioniert, dass die aufsteigenden Edukte 6 entlang des Festbettes 44 umgesetzt werden, wobei die Produkte 8 kontinuierlich von dem herabfließenden Sorptionsmittel 10 aufgenommen werden. Dieser Aufbau führt zu einem in der Regel hohen Festbett 44 und einem hohen Bedarf an Katalysatormaterial 4.
  • Alternativ hierzu kann eine geringe Höhe des Festbettes 44 zweckmäßig sein, wenn eine gute interne Zirkulation von Gas stattfindet. Im Reaktor 2 wird dann eine gute Durchmischung gewährleistet, so dass sich die Edukte 6, die sich oberhalb des Festbettes 44 befinden, wiederholt durch das Katalysatormaterial 4 geführt werden. Dabei soll sichergestellt sein, dass der Energieeintrag nicht zu einem Aufflocken bzw. Fluidisieren der Festbettstruktur im Reaktor 2 führt. Auch diese Alternative hängt von dem zu verwendenden Katalysatormaterial und somit von der gewünschten Reaktionsführung ab.
  • Im Weiteren soll noch auf typische und vorteilhafte Reaktionen für das beschriebene Verfahren und die beschriebene Reaktionsvorrichtung eingegangen werden. Beispielsweise eignet sich die Synthese von Methanol ganz besonders für die Anwendung in dem beschriebenen Verfahren und der beschriebenen Vorrichtung. Dabei wird ein CO- bzw. CO2-haltiges Gas mit Wasserstoff zu Methanol umgesetzt. Dies erfolgt nach folgender Reaktionsgleichung: CO + 2H2 → CH3OH (Gleichung 1) CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O (Gleichung 2)
  • Typische Nebenprodukte dieser Synthese sind Wasser, Dimethylether, Ameisensäuremethylester und Ethanol. Großtechnisch werden für die Reaktion vor allem Kupfer-Zinkoxid-Alumina-Katalysatoren eingesetzt.
  • Das beschriebene Sorptionsmaterial 10 sollte daher vor allem folgenden Anforderungen genügen: Es sollte eine hohe Aufnahmekapazität für Methanol und dessen Nebenprodukte, vor allen Dingen für Wasser, haben. Ferner sollte es eine geringe Aufnahmefähigkeit der Edukte, nämlich dem Kohlenmonoxid, dem Kohlendioxid und dem Wasserstoffgas haben. Eine hohe Stabilität unter den Reaktionsbedingungen, insbesondere der Reaktionstemperatur zwischen 150°C und 300°C sowie ein Reaktionsdruck zwischen 1 bar und 300 bar, sollte das Mittel aufweisen. Das sogenannte Kupfer-Zinkoxid-Alumina-Katalysatormaterial ist hier geeignet. Ferner ist ein geringer Dampfdruck für die nachgeschaltete Produktabtrennung im Phasenabscheider 14 vorteilhaft. Im Weiteren ist eine geringe Mischbarkeit mit dem Wärmeträgeröl zur Erlangung definierter Phasengrenzen in der Beruhigungsphase beim Einsatz in einem Slurry-Reaktor zweckmäßig. Dies wird meistens durch eine hohe Polarität im Sorptionsmittel gewährleistet. Daher ist ein stark polares Sorptionsmittel 10 zweckmäßig. Ferner ist eine geringe Aufnahme vom Wärmeträgeröl, also eine geringe Löslichkeit bzw. Durchmischung, wichtig, da so die Kreislaufführung des Sorptionsmaterials erleichtert wird.
  • Es gibt eine Vielzahl von ionischen Flüssigkeiten, die diese Anforderung grundsätzlich erfüllen. Ionische Flüssigkeiten besitzen eine gute Aufnahmekapazität für polare Stoffe, wie Wasser und Methanol, und sehr geringe Dampfdrücke, was eine Abtrennung von Methanol und Wasser durch Druckabsenkung ermöglicht. Alternativen sind polare organische Substanzen mit hohen Siedepunkten. Beispiele hierfür sind:
    Für ionische Flüssigkeiten: [BMIM][MeSO4], [EMIM][MeSO3], [EMIM][NTf2], [MePBu3][Me2PO4], [MePBu3][MeSO4], [PBu4][NTf2] [PBuMe3][NTf2].
  • Als Beispiel für polare organische Substanzen sei hierbei 1,3-Butandiol, 2-Isopropylphenol, Ethylenglycol, Triethylenglycol genannt.
  • Das beschriebene Reaktionsverfahren arbeitet bezüglich des Gases nach dem sogenannten Dead-End-Prinzip. Hierbei werden Eduktgase 6 dem Reaktor 2 zugeführt, dort zu Methanol umgewandelt und über das Sorptionsmittel 10 ausgeschleust. Somit wird daher die Zusammensetzung der Gesamtatmosphäre im Reaktor 2 an wenigstens einer Stelle kontinuierlich gemessen. Aufgrund dieser Messung wird dann die Eduktzusammensetzung angepasst. Im Falle einer Verarmung an Wasserstoffgas im Reaktor 2 wird der Anteil an Wasserstoffgas im Eduktgas erhöht. Im Falle einer Verarmung der Kohlenstoffquellen, also dem Kohlenmonoxid oder dem Kohlendioxid, wird gleichermaßen vorgegangen.
  • Neben den bereits beschriebenen Vorteilen weisen die beschriebene Reaktionsvorrichtung und das beschriebene Verfahren noch folgende Vorteile auf:
    Es wird ein geringerer Energieaufwand und ein geringerer apparativer Aufwand durch die Rezirkulation des Sorptionsmittels 10 benötigt als dies bei der Rezirkulation der Gasphase nötig wäre. Ferner ermöglicht eine höhere Wärmekapazität der flüssigen Phase im Vergleich zur Gasphase den Betrieb in eine sogenannte Wechsellast mit nur geringen Temperaturschwankungen durch die Erhöhung der thermischen Trägheit. Ferner ist ein leichtes An- und Abfahren des Gesamtprozesses möglich. Eine Kreislaufführung des Sorptionsmittels 10 kann dauerhaft in Betrieb bleiben. Die Reaktion kann dabei schnell durch Zufuhr von Edukten 6 gestartet werden. Die Kreislaufführung kann auch zum Warmhalten des Systems genutzt werden, wenn die chemische Reaktion nicht abläuft.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Umsetzung von gleichgewichtslimitierten Reaktionen, umfassend folgende Schritte: – Anordnen eines Katalysatormaterials (4) in einem Reaktor (2) – Einbringen von Edukten (6) in den Reaktor (2), – Reaktion der Edukte (6) zu einem Produkt (8) – Einbringen eines Sorptionsmittels (10) in den Reaktor (2), – Sorption der Produkte (8) durch das Sorptionsmittel (10), das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das mit Produkten (8) beladene Sorptionsmittel (10) in einer Sammelzone (12) im Reaktor (2) gesammelt wird und dass das Katalysatormaterial (4) so im Reaktor (2) angeordnet ist, dass es von der Sammelzone (12) getrennt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Produkt (8) beladene Sorptionsmittel (10) von der Sammelzone (12) in einen Phasenabscheider (14) geleitet wird, und dort das Produkt (8) vom Sorptionsmittel (10) abgetrennt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt (8) durch Druckabsenkung vom Sorptionsmittel (10) getrennt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Produkt getrennte Sorptionsmittel (10) in den Reaktor (2) zurückgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Edukte (6) gasförmig in den Reaktor (2) eingeleitet werden und die Reaktion in der Gasphase erfolgt und dass das Sorptionsmittel (10) bezüglich des Katalysatormaterials (4) berührungsfrei durch den Reaktor (2) geleitet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Sorptionsmittel um eine ionische Flüssigkeit insbesondere [PBu4][NTf2] [PBuMe3][NTf2] handelt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor ein Dead-End Reaktor ist, bei dem die Gaskonzentration im Reaktor kontinuierlich gemessen wird und bei Verarmung einer Eduktgaskomponente diese Komponente entsprechend dosiert wird.
  8. Reaktionsvorrichtung zur Umsetzung von gleichgewichtslimitierten Reaktionen, mit einem Reaktor (2) und einer am Reaktor (2) angebrachten Edukteinlassvorrichtung (16), sowie mit einem im Reaktor (2) angeordneten Katalysatormaterial (4) und einem ebenfalls im Reaktor (2) vorliegenden Sorptionsmittel (10) zur Sorption von, in einer Reaktion aus den Edukten (6) entstehenden Produkten (8), dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktor (2) eine Sorptionsmittel-Sammelzone (12) vorgesehen ist und eine Vorrichtung (18) zur Trennung des Katalysatormaterials (4) von der Sammelzone (12) im Reaktor (2) angeordnet ist.
  9. Reaktionsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelzone (12) in einem unteren Bereich (22) des Reaktors (2) angeordnet ist und durch ein Trennnetz (20) von einer Reaktionszone (24) des Reaktors (22) getrennt ist.
  10. Reaktionsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatormaterial (4) in einem gas- und flüssigkeitsdurchlässigen Korb (19) in der Reaktionszone (24) angeordnet ist
  11. Reaktionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (2) ein Slurry-Reaktor (26) mit einer darin befindlichen Trägerflüssigkeit (28), insbesondere einem Wärmeträgeröl ist.
  12. Reaktionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (2) ein Festbettreaktor (20) ist.
  13. Reaktionsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilator zur Verteilung der gasförmigen Edukte (6) in die Zwischenräume zwischen dem Katalysatormaterial (4) vorgesehen ist.
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CL2018000369A CL2018000369A1 (es) 2015-08-18 2018-02-09 Procedimiento para llevar a cabo reacciones limitadas por el equilibrio
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018166933A1 (de) * 2017-03-14 2018-09-20 Siemens Aktiengesellschaft Mischung zur verwendung als flüssiges sorptionsmittel bei der methanol-synthese und verfahren zur methanol-synthese unter verwendung der mischung
WO2018192957A1 (de) * 2017-04-21 2018-10-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum umsetzen von kohlenstoffdioxid zu methanol
EP3556451A1 (de) * 2018-04-20 2019-10-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben einer reaktoranlage
WO2022258779A1 (en) * 2021-06-10 2022-12-15 Universiteit Antwerpen Device and process set-up for equilibrium reactions

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015215662A1 (de) 2015-08-18 2017-02-23 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Verfahren zur Umsetzung von gleichgewichtslimitierten Reaktionen
DE102016204719A1 (de) * 2016-03-22 2017-09-28 Siemens Aktiengesellschaft Reaktor
EP3673967A1 (de) * 2018-12-27 2020-07-01 Vito NV Vorrichtung und verfahren zum trennen von mindestens einer verbindung und mindestens einer weiteren verbindung in einer fluidmischung
EP4230287A1 (de) * 2022-02-16 2023-08-23 Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Sorptionsverbesserte katalytische reaktoren mit thermischen moderatoren

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69610134T2 (de) * 1995-04-10 2001-01-11 Air Prod & Chem Verfahren zum Betreiben von gleichgewichtskontrollierten Reaktionen
US20050025682A1 (en) * 2003-06-27 2005-02-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Chemical reaction apparatus
DE102004008575A1 (de) * 2004-02-19 2005-09-08 Stockhausen Gmbh Spaltung oligomerer (Meth)acrylsäure in flüssiger Phase unter Druck
WO2010107929A2 (en) * 2009-03-17 2010-09-23 Synch Energy Corp Catalytic reactions using ionic liquids
US20120027667A1 (en) * 2009-03-27 2012-02-02 Solvay Sa Method for the production of hydrogen peroxide
CN105175208A (zh) * 2015-08-07 2015-12-23 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 乙炔加氢制备乙烯的方法及用于该方法的反应塔

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2293334A (en) 1994-09-26 1996-03-27 Shell Int Research Maatschappij B V Process for carrying out chemical equilibrium reactions
US6303092B1 (en) 1995-04-10 2001-10-16 Air Products And Chemicals, Inc. Process for operating equilibrium controlled reactions
NL1003026C2 (nl) * 1996-05-03 1997-11-06 Tno Reactor voor het uitvoeren van gasfase/vloeistoffase/vaste fase reacties, alsmede een werkwijze voor het uitvoeren van dergelijke reacties onder toepassing van deze reactor.
JP2003221355A (ja) 2002-01-25 2003-08-05 Maruzen Petrochem Co Ltd 環状ジアルデヒドの製造方法
US6969505B2 (en) * 2002-08-15 2005-11-29 Velocys, Inc. Process for conducting an equilibrium limited chemical reaction in a single stage process channel
US20040178124A1 (en) 2003-03-11 2004-09-16 Ke Liu Hydrogen desulfurizer for hydrocarbon feeds with separated adsorption and catalyst material
DE10361071A1 (de) 2003-12-22 2005-07-14 Basf Ag Nitrilhydrierung in Gegenwart Ionischer Flüssigkeiten
US20050229490A1 (en) * 2004-04-19 2005-10-20 Texaco Inc. Reactor and apparatus for hydrogen generation
JP2005314500A (ja) 2004-04-28 2005-11-10 Mitsubishi Materials Corp 高オクタン価ガソリン基材の製造方法
WO2009126765A2 (en) 2008-04-09 2009-10-15 Velocys Inc. Process for converting a carbonaceous material to methane, methanol and/or dimethyl ether using microchannel process technology
CL2010000726A1 (es) 2010-07-07 2010-12-24 Haldor Topsoe As Metodo para preparar metanol que comprende hacer reaccionar un gas de sintesis en un reactor catalitico de lecho fijo de particulas de catalizador enfriadas indirectamente, y condensar metanol a medida que se forma sobre una superficie de enfriamiento; y reactor para realizar dicho metodo.
TWI428184B (zh) * 2010-08-26 2014-03-01 Atomic Energy Council 提升漿態床反應器產率之方法
CN102371136B (zh) * 2010-12-08 2013-10-09 北京低碳清洁能源研究所 生产富含ch4气体的具有同轴闭合夹层结构的反应器系统以及使用该系统的方法
WO2013074425A1 (en) 2011-11-14 2013-05-23 Centrotherm Photovoltaics Usa, Inc. Processes and systems for non-equilibrium trichlorosilane production
JP6116383B2 (ja) 2013-05-31 2017-04-19 ユニ・チャーム株式会社 吸収性物品
DE102015215662A1 (de) 2015-08-18 2017-02-23 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Verfahren zur Umsetzung von gleichgewichtslimitierten Reaktionen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69610134T2 (de) * 1995-04-10 2001-01-11 Air Prod & Chem Verfahren zum Betreiben von gleichgewichtskontrollierten Reaktionen
US20050025682A1 (en) * 2003-06-27 2005-02-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Chemical reaction apparatus
DE102004008575A1 (de) * 2004-02-19 2005-09-08 Stockhausen Gmbh Spaltung oligomerer (Meth)acrylsäure in flüssiger Phase unter Druck
WO2010107929A2 (en) * 2009-03-17 2010-09-23 Synch Energy Corp Catalytic reactions using ionic liquids
US20120027667A1 (en) * 2009-03-27 2012-02-02 Solvay Sa Method for the production of hydrogen peroxide
CN105175208A (zh) * 2015-08-07 2015-12-23 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 乙炔加氢制备乙烯的方法及用于该方法的反应塔

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018166933A1 (de) * 2017-03-14 2018-09-20 Siemens Aktiengesellschaft Mischung zur verwendung als flüssiges sorptionsmittel bei der methanol-synthese und verfahren zur methanol-synthese unter verwendung der mischung
AU2018233685B2 (en) * 2017-03-14 2020-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Mixture for use as a liquid sorption agent in methanol synthesis and methanol synthesis process using said mixture
AU2018233685B9 (en) * 2017-03-14 2020-04-09 Siemens Aktiengesellschaft Mixture for use as a liquid sorption agent in methanol synthesis and methanol synthesis process using said mixture
WO2018192957A1 (de) * 2017-04-21 2018-10-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum umsetzen von kohlenstoffdioxid zu methanol
CN110546126A (zh) * 2017-04-21 2019-12-06 西门子股份公司 用于将二氧化碳转化为甲醇的方法和设备
AU2018253853B2 (en) * 2017-04-21 2020-10-08 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for converting carbon dioxide into methanol
EP3556451A1 (de) * 2018-04-20 2019-10-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben einer reaktoranlage
WO2019201643A1 (de) * 2018-04-20 2019-10-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben einer reaktoranlage
CN112004589A (zh) * 2018-04-20 2020-11-27 西门子股份公司 用于运行反应器设施的方法
WO2022258779A1 (en) * 2021-06-10 2022-12-15 Universiteit Antwerpen Device and process set-up for equilibrium reactions

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Publication number Publication date
CN107921395B (zh) 2021-06-18
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EP3313564A1 (de) 2018-05-02

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