DE102016006707A1 - Process and plant for the production of ethanol - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren (100) Herstellung von Ethanol vorgeschlagen, bei dem ein Wasserstoff sowie Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid enthaltendes Einsatzgemisch unter Erhalt eines Produktgemischs, das Methanol, Ethanol, Wasser, Kohlendioxid und tiefer als Kohlendioxid siedende Verbindungen enthält, einer katalytischen Ethanoldirektsynthese (2) unterworfen wird, wobei unter Verwendung des Produktgemischs ein Trenneinsatz gebildet wird, der Methanol, Ethanol, Wasser, Kohlendioxid und tiefer als Kohlendioxid siedende Verbindungen enthält. Dabei ist vorgesehen, dass das Methanol, das Ethanol und das Wasser unter Verbleib einer Restfraktion, die arm an Methanol, Ethanol und Wasser ist und Kohlendioxid und tiefer als Kohlendioxid siedende Verbindungen enthält, zumindest zum überwiegenden Anteil aus dem Trenneinsatz abgetrennt werden, indem der Trenneinsatz in mehreren Abkühlschritten auf ein Temperaturniveau von weniger als 10°C abgekühlt wird und stromab der Abkühlschritte jeweils Methanol, Ethanol und Wasser enthaltende Kondensate aus dem Trenneinsatz abgeschieden werden, wobei unter Verwendung der Kondensate durch Destillation eine zumindest überwiegend Methanol, eine zumindest überwiegend Ethanol und eine zumindest überwiegend Wasser enthaltende Fraktion gebildet werden und zumindest ein Teil der Restfraktion an Kohlendioxid abgereichert wird. Eine entsprechende Anlage ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung.The invention relates to a process (100) for producing ethanol in which a feed mixture containing hydrogen and carbon monoxide and / or carbon dioxide is obtained, giving a product mixture comprising methanol, ethanol, water, carbon dioxide and compounds which boil lower than carbon dioxide, a catalytic ethanol direct synthesis (2 ), wherein using the product mixture, a separation insert is formed, which contains methanol, ethanol, water, carbon dioxide and lower than carbon dioxide boiling compounds. It is envisaged that the methanol, the ethanol and the water, leaving a residual fraction which is low in methanol, ethanol and water and containing carbon dioxide and lower than carbon dioxide boiling compounds, at least for the most part be separated from the separation insert by the separation insert is cooled in several cooling steps to a temperature level of less than 10 ° C and downstream of the cooling steps each methanol, ethanol and water-containing condensates are separated from the separation insert, wherein using the condensates by distillation, at least predominantly methanol, at least predominantly ethanol and a at least predominantly water-containing fraction are formed and at least part of the residual fraction is depleted of carbon dioxide. A corresponding system is also the subject of the invention.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Ethanol aus Synthesegas gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a process and a plant for the production of ethanol from synthesis gas according to the preambles of the independent claims.
Stand der TechnikState of the art
Ein Überblick über Eigenschaften, Herstellung und Verwendung von Ethanol findet sich in gängigen Nachschlagewerken, beispielsweise im
Die Herstellung von Ethanol erfolgt derzeit überwiegend fermentativ aus Biomasse. Neben Biomasse kann auch Synthesegas fermentativ zu Ethanol umgesetzt werden. Entsprechende Verfahren werden auch als Gasfermentation bezeichnet und sind beispielsweise bei
Die chemische Synthese von Ethanol aus Synthesegas ist ebenfalls bekannt. Sie kann beispielsweise über das Intermediat Methanol erfolgen, das anschließend zu Ethanol und ggf. anderen höheren Alkoholen homologisiert wird. Entsprechende Verfahren sind in der
Auch die chemische Direktsynthese von Ethanol aus Synthesegas, basierend auf Katalysatorsystemen mit den Elementen Rhodium, Ruthenium, Cobalt und/oder Eisen, ist möglich. Die vorliegende Erfindung betrifft entsprechende Verfahren. Ein Überblick über die Katalysatoren findet sich bei
Ein entsprechender Katalysator, der sehr selektiv Ethanol und insbesondere kaum höhere Alkohole erzeugt, ist bei
Bei der Direktsynthese von Ethanol aus Synthesegas, wie sie zuvor erläutert wurde, fallen Stoffgemische an, die neben dem Zielprodukt Ethanol auch Wasser, Methanol und leichtere Verbindungen enthalten können. Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren und eine Anlage anzugeben mittels dessen bzw. derer aus einem entsprechenden Stoffgemisch effizient und mit geringem Energieaufwand ein hinreichend reines Ethanolprodukt gebildet werden kann.In the direct synthesis of ethanol from synthesis gas, as explained above, arise mixtures of substances, which may contain in addition to the target product ethanol also water, methanol and lighter compounds. The object of the present invention is to provide a method and a system by means of which or from which a sufficiently pure ethanol product can be formed from a corresponding substance mixture efficiently and with a low expenditure of energy.
Die vorliegende Erfindung stellt sich damit die Aufgabe, bekannte Verfahren zur Herstellung von Ethanol aus Synthesegas zu verbessern.The object of the present invention is thus to improve known processes for the production of ethanol from synthesis gas.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Ethanol aus Synthesegas mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der nachfolgenden Beschreibung.This object is achieved by a method and a plant for the production of ethanol from synthesis gas having the features of the independent claims. Embodiments are each the subject of the dependent claims and the following description.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Herstellung von Ethanol vor, bei dem ein Wasserstoff sowie Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid, also die Komponenten von Synthesegas, enthaltendes Einsatzgemisch unter Erhalt eines Produktgemischs, das Methanol, Ethanol, Wasser, Kohlendioxid und tiefer als Kohlendioxid siedende Verbindungen enthält, einer katalytischen Ethanoldirektsynthese unterworfen wird. Unter Verwendung des Produktgemischs wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Trenneinsatz gebildet, der Methanol, Ethanol, Wasser, Kohlendioxid und tiefer als Kohlendioxid siedende Verbindungen enthält.The invention proposes a process for the production of ethanol in which a feed mixture containing hydrogen and carbon monoxide and / or carbon dioxide, ie the components of synthesis gas, to obtain a product mixture containing methanol, ethanol, water, carbon dioxide and compounds boiling lower than carbon dioxide , is subjected to a catalytic ethanol direct synthesis. Using the product mixture, a separation insert is formed in the context of the present invention, which contains methanol, ethanol, water, carbon dioxide and compounds boiling lower than carbon dioxide.
Ist nachfolgend von ”Synthesegas” die Rede, wird hierunter im hier verwendeten Sprachgebrauch, wie üblich, ein Gasgemisch verstanden, das zumindest überwiegend Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthält. In dem in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Gasgemisch kann auch Kohlendioxid enthalten sein und entsprechend umgesetzt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kommt die eingangs erwähnte katalytischen Ethanoldirektsynthese von Ethanol zum Einsatz. Dies bedeutet, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung Ethanol zumindest zum Teil ohne Bildung von abtrennbaren Intermediaten aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff synthetisiert wird. Möglicherweise bei der Direktsynthese von Ethanol gebildete Intermediate reagieren zumindest teilweise, insbesondere noch am Katalysator, sofort weiter zu Ethanol und können daher nicht abgetrennt werden. Ein Verfahren zur Direktsynthese von Ethanol unterscheidet sich daher von den eingangs erwähnten Verfahren zur zweistufigen Synthese über Methanol oder Essigsäure, die als gesondert handhabbare und insbesondere abtrennbare Zwischenprodukte gebildet und erst anschließend weiter umgesetzt werden.If the term "synthesis gas" is referred to below, this is understood, as usual, to mean, in the language used here, a gas mixture which contains at least predominantly carbon monoxide and hydrogen. In the gas mixture used in the present invention, carbon dioxide may also be contained and reacted accordingly. In the context of the present invention, the above-mentioned catalytic ethanol direct synthesis of ethanol is used. This means that in the context of the present invention, ethanol is synthesized at least in part without the formation of removable intermediates from carbon monoxide and hydrogen. Possibly formed in the direct synthesis of ethanol intermediates react at least partially, especially still on the catalyst immediately further to ethanol and therefore can not be separated. A process for the direct synthesis of ethanol therefore differs from the two-step process mentioned above Synthesis via methanol or acetic acid, which are formed as separately manageable and especially separable intermediates and only then reacted further.
Eine Direktsynthese von Ethanol schließt die Bildung anderer Verbindungen nicht aus. So kann bei der Direktsynthese von Ethanol auch Methanol in nicht unerheblichen Mengen gebildet werden. Eines der Hauptprodukte der Direktsynthese ist jedoch Ethanol. Unter einem Hauptprodukt einer Synthese wird dabei hier ein Produkt verstanden, das einen Molanteil von mehr als 10%, insbesondere mehr als 10%, mehr als 20%, mehr als 30%, mehr als 40%, mehr als 50%, mehr als 60%, mehr als 70%, mehr als 80% oder mehr als 90%, bezogen auf alle in der Synthese gebildeten Produkte, umfasst. Werden beispielsweise in einer Direktsynthese von Ethanol 50% Ethanol und 50% Methanol gebildet, handelt es sich bei dem gebildeten Ethanol noch immer um ein bzw. eines der Hauptprodukte der Synthese. Bei der im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzten Direktsynthese von Ethanol werden neben Methanol vorzugsweise nur geringe Mengen an anderen, d. h. höheren, Alkoholen gebildet. Diese bilden also vorzugsweise nur Nebenprodukte. Es bilden sich jedoch ggf. nicht unerhebliche Mengen an Methan. Das jeweils gebildete Produktspektrum hängt wesentlich vom eingesetzten Katalysator ab.Direct synthesis of ethanol does not preclude the formation of other compounds. Thus, methanol can also be formed in not insignificant amounts in the direct synthesis of ethanol. However, one of the main products of direct synthesis is ethanol. A main product of a synthesis is here understood to mean a product which has a molar fraction of more than 10%, in particular more than 10%, more than 20%, more than 30%, more than 40%, more than 50%, more than 60% %, more than 70%, more than 80% or more than 90%, based on all products formed in the synthesis. If, for example, 50% ethanol and 50% methanol are formed in a direct synthesis of ethanol, the ethanol formed is still one or one of the main products of the synthesis. In the direct synthesis of ethanol used in the present invention, in addition to methanol, preferably only small amounts of other, d. H. higher, formed alcohols. These therefore preferably form only by-products. However, if necessary, not inconsiderable amounts of methane are formed. The particular product spectrum formed depends essentially on the catalyst used.
Ist hier davon die Rede, dass ein Trenneinsatz ”unter Verwendung” des Produktgemischs gebildet wird, sei hierunter verstanden, dass nicht das vollständige Produktgemisch zur Bildung des Trenneinsatzes verwendet werden muss und gegebenenfalls auch zusätzliche Verbindungen, Gemische und dergleichen bei der Bildung eines derartigen Einsatzgemischs zum Einsatz kommen können. Beispielsweise kann ein Produktgemisch, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Bildung eines Trenneinsatzes verwendet wird, beliebigen Umsetzungs-, Aufbereitungs- und Trennschritten unterworfen werden. Entsprechendes gilt auch für andere hier erwähnte Gemische.If this is the case that a separation insert is formed "using" the product mixture, this means that not the complete product mixture must be used to form the separation insert and optionally also additional compounds, mixtures and the like in the formation of such a feed mixture for Use can come. For example, a product mixture used in the present invention to form a separation insert may be subjected to any reaction, treatment and separation steps. The same applies to other mixtures mentioned here.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden das Methanol, das Ethanol und das Wasser unter Verbleib einer Restfraktion, die arm an Methanol, Ethanol und Wasser ist und Kohlendioxid und tiefer als Kohlendioxid siedende Verbindungen enthält, zumindest zum überwiegenden Anteil aus dem Trenneinsatz abgetrennt, indem der Trenneinsatz in mehreren Abkühlschritten, insbesondere stufenweise mittels mehrerer Wärmetauscher, wie auch nachfolgend erläutert, auf ein Temperaturniveau von weniger als 10°C abgekühlt wird und stromab der Abkühlschritte jeweils Methanol, Ethanol und Wasser enthaltende Kondensate aus dem Trenneinsatz abgeschieden werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter Verwendung der Kondensate durch Destillation eine zumindest überwiegend Methanol, eine zumindest überwiegend Ethanol und eine zumindest überwiegend Wasser enthaltende Fraktion gebildet und zumindest ein Teil der Restfraktion wird an Kohlendioxid abgereichert, insbesondere von Kohlendioxid befreit.In the present invention, the methanol, the ethanol and the water, leaving a residual fraction which is low in methanol, ethanol and water and containing carbon dioxide and lower than carbon dioxide boiling compounds, at least for the most part separated from the separation insert by the separation insert in several cooling steps, in particular gradually by means of a plurality of heat exchangers, as also explained below, is cooled to a temperature level of less than 10 ° C and downstream of the cooling steps each methanol, ethanol and water-containing condensates are separated from the separation insert. In the context of the present invention, by using the condensates by distillation, an at least predominantly methanol, at least predominantly ethanol and at least predominantly water-containing fraction are formed and at least part of the residual fraction is depleted of carbon dioxide, in particular freed from carbon dioxide.
Flüssige und gasförmige Gemische können im hier verwendeten Sprachgebrauch reich oder arm an einer oder mehreren Komponenten sein, wobei ”reich” für einen Gehalt von wenigstens 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 99%, 99,5%, 99,9% oder 99,99% und ”arm” für einen Gehalt von höchstens 50%, 25%, 10%, 5%, 1%, 0,1% oder 0,01% auf molarer, Gewichts- oder Volumenbasis stehen kann. Enthält ein Gemisch dabei ”überwiegend” eine oder mehrere Komponenten, ist sie insbesondere reich an dieser oder diesen im Sinne der soeben getroffenen Definition.Liquid and gaseous mixtures may be rich or poor in one or more components as used herein, with "rich" for a content of at least 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 99% %, 99.5%, 99.9% or 99.99% and "poor" for a content of at most 50%, 25%, 10%, 5%, 1%, 0.1% or 0.01% Molar, weight or volume basis can stand. If a mixture contains "predominantly" one or more components, it is particularly rich in this or that in the sense of the definition just made.
Die vorliegende Anmeldung verwendet zur Charakterisierung von Drücken und Temperaturen die Begriffe ”Druckniveau” und ”Temperaturniveau”, wodurch zum Ausdruck gebracht werden soll, dass Drücke und Temperaturen in einer entsprechenden Anlage nicht in Form exakter Druck- bzw. Temperaturwerte verwendet werden müssen, um das erfinderische Konzept zu verwirklichen. Jedoch bewegen sich derartige Drücke und Temperaturen typischerweise in bestimmten Bereichen, die beispielsweise ±1%, 5%, 10%, 20% oder sogar 50% um einen Mittelwert liegen. Entsprechende Druckniveaus und Temperaturniveaus können dabei in disjunkten Bereichen liegen oder in Bereichen, die einander überlappen. Insbesondere umfassen beispielsweise Druckniveaus auch unterschiedliche Drücke, die sich durch unvermeidliche Druckverluste ergeben. Entsprechendes gilt für Temperaturniveaus. Bei hier in bar angegebenen Druckniveaus handelt es sich um Absolutdrücke.The present application uses the terms "pressure level" and "temperature level" to characterize pressures and temperatures, which is to express that pressures and temperatures in a given equipment need not be used in the form of exact pressure or temperature values to achieve this to realize innovative concept. However, such pressures and temperatures typically range in certain ranges that are, for example, ± 1%, 5%, 10%, 20% or even 50% about an average. Corresponding pressure levels and temperature levels can be in disjoint areas or in areas that overlap one another. In particular, for example, pressure levels also include different pressures resulting from unavoidable pressure losses. The same applies to temperature levels. The pressure levels specified here in bar are absolute pressures.
Die Destillation im Rahmen der vorliegenden Erfindung erfolgt insbesondere in zwei Destillationssäulen. Zur baulichen Ausgestaltung von Destillationssäulen sei auf einschlägige Lehrbücher verwiesen, beispielsweise
Bei einer Destillationssäule handelt es sich um eine Trenneinrichtung, die dafür eingerichtet ist, ein gasförmig oder flüssig oder in Form eines Zweiphasengemischs mit flüssigen und gasförmigen Anteilen, ggf. auch im überkritischen Zustand, bereitgestelltes Stoffgemisch zumindest teilweise aufzutrennen, also aus dem Stoffgemisch jeweils Reinstoffe oder Stoffgemische zu erzeugen, die gegenüber dem Stoffgemisch bezüglich zumindest einer Komponente angereichert bzw. abgereichert oder reich bzw. arm im oben erläuterten Sinne sind. Typischerweise sind Destillationssäulen als zylindrische Metallbehälter ausgebildet, die mit Einbauten, beispielsweise Siebböden oder geordneten oder ungeordneten Packungen, ausgerüstet sind. Eine Destillationssäule zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass die Sumpfflüssigkeit teilweise mittels eines Sumpfverdampfers erwärmt wird, so dass kontinuierlich ein Teil verdampft und in der Destillationssäule gasförmig aufsteigt. Eine Destillationssäule ist ferner typischerweise mit einem sogenannten Kopfkondensator versehen, in dem zumindest ein Teil des Kopfgases zu einem Kondensat verflüssigt und als flüssiger Rücklauf am Kopf der Destillationssäule aufgegeben wird. Ein Teil des Kopfgases kann aber auch anderweitig, beispielsweise als Produkt, verwendet werden.A distillation column is a separating device which is set up to at least partially separate a substance mixture provided in gaseous or liquid form or in the form of a two-phase mixture with liquid and gaseous fractions, if appropriate also in the supercritical state, ie in each case pure substances from the substance mixture or to produce mixtures which are enriched or depleted relative to the composition with respect to at least one component or rich or poor in the sense explained above. Typically, distillation columns are formed as cylindrical metal containers equipped with internals, such as sieve trays or ordered or disordered packages. One of the distinguishing features of a distillation column is that the bottoms liquid is partially heated by means of a bottom evaporator, so that a portion is continuously evaporated and rises in gaseous form in the distillation column. A distillation column is also typically provided with a so-called top condenser in which at least a portion of the top gas is liquefied to a condensate and fed as a liquid reflux at the top of the distillation column. However, part of the top gas can also be used elsewhere, for example as a product.
Durch die spezifische Behandlung des Trenneinsatzes durch Abkühlen auf das Temperaturniveau von weniger als 10°C kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung erreicht werden, dass die Restfraktion besonders arm an Methanol, Ethanol und Wasser ist, weil diese Verbindungen nahezu vollständig in die gewonnenen Kondensate übergehen. Auf diese Weise kann die Restfraktion einer Kohlendioxidabtrennung unterworfen werden, beispielsweise einer bekannten Amin- oder Laugenwäsche, ohne dass hier Wertprodukte wie Methanol und Ethanol verloren gehen bzw. aufwendig aus der Ablauge zurückgewonnen werden müssten.By the specific treatment of the separation by cooling to the temperature level of less than 10 ° C can be achieved in the present invention that the residual fraction is particularly poor in methanol, ethanol and water, because these compounds almost completely pass into the condensates obtained. In this way, the residual fraction of a carbon dioxide removal can be subjected, for example, a known amine or alkali washing, without this valuable products such as methanol and ethanol lost or would have to be recovered from the waste liquor consuming.
Bekanntermaßen umfassen entsprechende Kohlendioxidentfernungsschritte, ein Kohlendioxid enthaltendes Gasgemisch in einer Waschsäule einer aminhaltigen Flüssigkeit oder Lauge entgegenzuschicken. Eine entsprechende aminhaltige Flüssigkeit kann beispielsweise Monoethanolamin (MEA), Diethanolamin (DEA), Methyldiethanolamin (MDEA) und/oder Diglycolamin (DGA) enthalten. Zur Regeneration der aminhaltigen Flüssigkeit oder Lauge kann aus dieser in einer zweiten Säule das Kohlendioxid nach Erwärmung und Entspannung wieder desorbiert werden. Eine entsprechende Desorption von in die aminhaltige Flüssigkeit übergegangenem Methanol und Ethanol ist hingegen nicht ohne weiteres möglich. Methanol und Ethanol müssten aus der aminhaltigen Flüssigkeit aufwendig abdestilliert werden. Sofern die Komponetenten nicht abgetrennt werden, reichern sie sich in der Flüssigkeit oder Lauge an und führen zu einer Verschlechterung der Absorption.As is known, corresponding carbon dioxide removal steps include passing a carbon dioxide-containing gas mixture in a wash column to an amine-containing liquid or liquor. A corresponding amine-containing liquid may contain, for example, monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), methyldiethanolamine (MDEA) and / or diglycolamine (DGA). To regenerate the amine-containing liquid or alkali, the carbon dioxide can be desorbed again from this in a second column after heating and depressurization. However, a corresponding desorption of transferred into the amine-containing liquid methanol and ethanol is not readily possible. Methanol and ethanol would have to be distilled off from the amine-containing liquid consuming. Unless the components are separated, they will accumulate in the liquid or liquor and result in deterioration of absorption.
Insbesondere ist in einem entsprechenden Verfahren vorgesehen, dass der letzte der mehreren Abkühlschritte eine Abkühlung des Trenneinsatzes in einem mit einem organischen flüssigen Kältemittel gekühlten Wärmetauscher umfasst. Auf diese Weise kann das zuvor erwähnte Temperaturniveau von weniger als 10°C erreicht werden. Die Kühlung stromauf dieses letzten Wärmetauschers kann hingegen vorteilhafterweise in besonders einfacher und kostengünstiger Weise mittels Kühlwasser bzw. Luft erfolgen. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass ein stromauf des letzten Abkühlschritts vorgenommener vorheriger Abkühlschritt eine Abkühlung des Trenneinsatzes in einem mit Kühlwasser gekühlten Wärmetauscher umfasst, und dass stromauf des vorherigen Abkühlschritts wenigstens ein weiterer Abkühlschritt des Trenneinsatzes in einem mit Luft gekühlten Wärmetauscher vorgenommen wird. Der Abkühlschritt des Trenneinsatzes in dem mit Luft gekühlten Wärmetauscher kann in bestimmten Fällen auch entfallen.In particular, it is provided in a corresponding method that the last of the several cooling steps comprises a cooling of the separation insert in a cooled with an organic liquid refrigerant heat exchanger. In this way, the aforementioned temperature level of less than 10 ° C can be achieved. The cooling upstream of this last heat exchanger, however, can advantageously be carried out in a particularly simple and cost-effective manner by means of cooling water or air. In particular, it is provided that a previous cooling step carried out upstream of the last cooling step comprises cooling of the separation insert in a heat exchanger cooled by cooling water, and that at least one further cooling step of the separation insert is carried out in an air-cooled heat exchanger upstream of the previous cooling step. The cooling step of the separation insert in the air-cooled heat exchanger can also be omitted in certain cases.
Die vorliegende Erfindung eignet sich dabei insbesondere für Verfahren bei denen der Trenneinsatz in den mehreren Abkühlschritten ausgehend von einem Temperaturniveau von 100 bis 250°C abgekühlt wird. Diese Temperaturniveau liegt typischerweise stromab eines Ethanoldirektsynthesereaktors vor. Die mehreren Abkühlschritten werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise auf einem Druckniveau von anfänglich 20 bis 100 bar durchgeführt.The present invention is particularly suitable for processes in which the separation insert is cooled in the several cooling steps, starting from a temperature level of 100 to 250 ° C. This temperature level is typically downstream of an ethanol direct synthesis reactor. The several cooling steps are advantageously carried out in the context of the present invention at a pressure level of initially 20 to 100 bar.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Destillation vorteilhafterweise auf einem Druckniveau von 2 bis 10 bar vorgenommen. Insbesondere können hierbei zwei auf unterschiedlichen Druckniveaus betriebene Destillationssäulen zum Einsatz kommen, wodurch eine besonders energiesparende Trennung erzielt werden kann.In the process of the invention, the distillation is advantageously carried out at a pressure level of 2 to 10 bar. In particular, in this case two operated at different pressure levels distillation columns can be used, whereby a particularly energy-saving separation can be achieved.
So können in dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kondensate zur Destillation insbesondere zunächst in eine erste Destillationssäule eingespeist werden, in der eine Sumpfflüssigkeit gebildet und zum Teil als die zumindest überwiegend Wasser enthaltende Fraktion entnommen wird. Bei der zumindest überwiegend Wasser enthaltenden Fraktion handelt es sich um jene Fraktion mit dem höchsten Siedepunkt, die sich deshalb, und aufgrund des Siedepunktsabstands zu Methanol und Ethanol vergleichsweise einfach abtrennen lässt. Auch Reste an Methanol und Ethanol können in dieser Fraktion enthalten sein.Thus, in the process according to the invention, the condensates for distillation can be fed, in particular, first into a first distillation column in which a bottoms liquid is formed and taken in part as the fraction containing at least predominantly water. The at least predominantly water-containing fraction is that fraction with the highest boiling point, which therefore can be separated comparatively easily and because of the boiling point separation to methanol and ethanol. Residues of methanol and ethanol can also be contained in this fraction.
Kopfgas der ersten Destillationssäule wird vorteilhafterweise einer ersten Kopfgasabkühlung unterworfen, stromab derer unter Verbleib einer ersten Kopfgasrestfraktion ein erstes Kopfgaskondensat abgeschieden wird, das zum Teil in die erste Destillationssäule zurückgeführt und zum Teil in eine zweite Destillationssäule überführt wird. Die erste Kopfgasrestfraktion enthält insbesondere noch einen Teil der in dem Kopfgas der ersten Destillationssäule enthaltenen Alkohole. Zu deren Rückgewinnung wird vorteilhafterweise die erste Kopfgasrestfraktion einer zweiten Kopfgasabkühlung unterworfen, stromab derer unter Verbleib einer an Methanol, Ethanol und Wasser armen oder freien gasförmigen zweiten Kopfgasrestfraktion ein zweites Kopfgaskondensat abgeschieden wird, das zumindest zum Teil in die zweite Destillationssäule überführt wird. Weil sich das erste und das zweite Kopfgaskondensat in ihren Zusammensetzungen unterscheiden, werden diese bzw. deren entsprechende Anteile dabei vorteilhafterweise in unterschiedlichen Höhen in die zweite Destillationssäule eingespeist.Top gas of the first distillation column is advantageously subjected to a first overhead gas cooling, downstream of which, leaving a first head gas fraction, a first head gas condensate is separated, which is partly recycled to the first distillation column and partly transferred to a second distillation column. In particular, the first overhead gas fraction still contains a part of the alcohols contained in the top gas of the first distillation column. For their recovery Advantageously, the first overhead gas fraction is subjected to a second overhead gas cooling, downstream of which a second head gas condensate is deposited downstream, leaving a methanol-ethanol-water-free or gaseous second overhead gas fraction, which is at least partly transferred to the second distillation column. Because the first and the second head gas condensate differ in their compositions, these or their corresponding proportions are advantageously fed at different heights into the second distillation column.
Durch die erläuterte Behandlung des Kopfgases der ersten Destillationssäule, also einer nur teilweisen Kondensation nach der ersten Kopfgasabkühlung und der weiteren Kondensation nach der zweiten Kopfgasabkühlung, ist es möglich, einen zur ersten Kopfgasabkühlung verwendeten Wärmetauscher auf einem Temperaturniveau zu betreiben, das höher ist als das Temperaturniveau, das in einem Sumpfverdampfer der zweiten Destillationssäule zum Einsatz kommt. Auf diese Weise ist es möglich, den zur ersten Kopfgasabkühlung verwendeten Wärmetauscher und den Sumpfverdampfer der zweiten Destillationssäule thermisch zu koppeln. Die zweite Destillationssäule ist hierzu auf einem geringeren Druckniveau zu betreiben als die erste Destillationssäule. Der Sumpfverdampfer der zweiten Destillationssäule wird dabei mit Abwärme des zur ersten Kopfgasabkühlung verwendeten Wärmetauschers betrieben.By the explained treatment of the top gas of the first distillation column, ie, only partial condensation after the first top gas cooling and the further condensation after the second top gas cooling, it is possible to operate a heat exchanger used for the first head gas cooling at a temperature level which is higher than the temperature level which is used in a bottom evaporator of the second distillation column. In this way it is possible to thermally couple the heat exchanger used for the first Kopfgasabkühlung and the bottom evaporator of the second distillation column. For this purpose, the second distillation column is to be operated at a lower pressure level than the first distillation column. The bottom evaporator of the second distillation column is operated with waste heat of the heat exchanger used for the first head gas cooling.
Auch ohne thermische Kopplung der Destillationssäulen ist die Verwendung einer zweiten Abkühlstufe zur Rückgewinnung der Wertprodukte sinnvoll. Weil die vergleichsweise die hohe Temperatur in der ersten Kopfgasabkühlung einen Verlust an den Wertprodukten Methanol und Ethanol in die erste Kopfgasrestfraktion bewirkt, wird diese der zweiten Kopfgasabkühlung, insbesondere auf ein Temperaturniveau unterhalb der Kühlwassertemperatur, unterworfen. Weil die erste Kopfgasabkühlung aber bereits erfolgt und damit ein großer Teil von Methanol und Ethanol bereits abgeschieden sind, und weil durch die erste Kopfgasabkühlung die Temperatur bereits beträchtlich reduziert wurde, ist die zweite Kopfgasabkühlung energiesparend, d. h. unter Einsatz vergleichsweise geringer Kältemittelströme und klein bauender Wärmetauscher, möglich.Even without thermal coupling of the distillation columns, the use of a second cooling stage for the recovery of the desired products makes sense. Because the comparatively high temperature in the first head gas cooling causes a loss of the value products methanol and ethanol in the first Kopfgasrestfraktion, this is the second Kopfgasabkühlung, in particular to a temperature level below the cooling water temperature subjected. However, since the first head gas cooling has already taken place and thus a large part of methanol and ethanol are already separated, and because the temperature has already been considerably reduced by the first head gas cooling, the second top gas cooling is energy-saving, ie. H. using comparatively low refrigerant flows and small heat exchanger, possible.
Insbesondere erfolgt im Rahmen der vorliegenden Erfindung die erste Kopfgasabkühlung auf ein Temperaturniveau von 140 bis 80°C und die zweite Kopfgasabkühlung auf ein Temperaturniveau von 40 bis –20°C. Auf diese Weise lässt sich bei den zuvor erwähnten Druckniveaus eine nahezu vollständige oder vollständige Abscheidung von Methanol und Ethanol bewirken.In particular, in the context of the present invention, the first Kopfgasabkühlung to a temperature level of 140 to 80 ° C and the second Kopfgasabkühlung to a temperature level of 40 to -20 ° C. In this way, almost complete or complete separation of methanol and ethanol can be effected at the aforementioned pressure levels.
Wie erwähnt, ist insbesondere für die erläuterte thermische Kopplung der ersten und zweiten Destillationssäule ein Druckunterschied erforderlich. Daher wird die zweite Destillationssäule vorteilhafterweise auf einem Druckniveau betrieben, das unterhalb eines Druckniveaus liegt, auf dem die erste Destillationssäule betrieben wird. Der Druckunterschied kann beispielsweise bei 1 bis 10 bar liegen, wobei die erste Destillationssäule beispielsweise bei 2 bis 10 bar und die zweite Destillationssäule beispielsweise bei 1 bis 5 bar betrieben werden kann.As mentioned, in particular for the described thermal coupling of the first and second distillation column, a pressure difference is required. Therefore, the second distillation column is advantageously operated at a pressure level which is below a pressure level at which the first distillation column is operated. The pressure difference can be, for example, 1 to 10 bar, wherein the first distillation column, for example at 2 to 10 bar and the second distillation column, for example at 1 to 5 bar can be operated.
Durch die erläuterten Maßnahmen und einen entsprechenden Betrieb der zweiten Destillationssäule wird in dieser eine Sumpfflüssigkeit gebildet, die zum Teil als die zumindest überwiegend Ethanol enthaltende Fraktion entnommen werden kann. Kopfgas der zweiten Destillationssäule kann einer dritten Kopfgasabkühlung unterworfen werden, stromab derer unter Verbleib einer an Methanol armen oder freien gasförmigen dritten Kopfgasrestfraktion ein drittes Kopfgaskondensat abgeschieden wird, das zum Teil in die zweite Destillationssäule zurückgeführt und zum Teil als die zumindest überwiegend Methanol enthaltende Fraktion entnommen wird.By the described measures and a corresponding operation of the second distillation column, a bottoms liquid is formed therein, which can be taken in part as the at least predominantly ethanol-containing fraction. Top gas from the second distillation column may be subjected to a third overhead gas cooling downstream of which a third top gas condensate is separated leaving a methanol-lean or free third gas overhead gas fraction, which is partly recycled to the second distillation column and partly withdrawn as the at least predominantly methanol-containing fraction ,
Die vorliegende Erfindung erstreckt sich ferner auf eine Anlage zur Herstellung von Ethanol, die dafür eingerichtet ist, ein Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltendes Einsatzgemisch unter Erhalt eines Produktgemischs, das Methanol, Ethanol, Wasser, Kohlendioxid und tiefer als Kohlendioxid siedende Verbindungen enthält, einer katalytischen Ethanoldirektsynthese zu unterwerfen. Diese weist Mittel auf, die dafür eingerichtet sind, unter Verwendung des Produktgemischs einen Trenneinsatz zu bilden, der ebenfalls Methanol, Ethanol, Wasser, Kohlendioxid und tiefer als Kohlendioxid siedende Verbindungen enthält. Erfindungsgemäß ist eine Trenneinrichtung vorgesehen, die dafür eingerichtet ist, das Methanol, das Ethanol und das Wasser unter Verbleib einer Restfraktion, die arm an Methanol, Ethanol und Wasser ist und Kohlendioxid und tiefer als Kohlendioxid siedende Verbindungen enthält, zumindest zum überwiegenden Anteil aus dem Trenneinsatz abzutrennen, indem der Trenneinsatz in mehreren Abkühlschritten auf ein Temperaturniveau von weniger als 10°C abgekühlt wird und stromab der Abkühlschritte jeweils Methanol, Ethanol und Wasser enthaltende Kondensate aus dem Trenneinsatz abgeschieden werden. Ferner sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Mittel vorgesehen, die dafür eingerichtet sind, unter Verwendung der Kondensate durch Destillation eine zumindest überwiegend Methanol, eine zumindest überwiegend Ethanol und eine zumindest überwiegend Wasser enthaltende Fraktion zu bilden und zumindest einen Teil der Restfraktion an Kohlendioxid abzureichern.The present invention further extends to a plant for the production of ethanol, which is adapted to a feed mixture containing hydrogen and carbon monoxide to give a product mixture containing methanol, ethanol, water, carbon dioxide and lower than carbon dioxide boiling compounds, a catalytic ethanol direct synthesis submit. This comprises means adapted to form, using the product mixture, a separation insert which also contains methanol, ethanol, water, carbon dioxide and compounds boiling lower than carbon dioxide. According to the invention, a separation device is provided which is adapted to contain the methanol, the ethanol and the water leaving a residual fraction which is low in methanol, ethanol and water and containing carbon dioxide and compounds boiling lower than carbon dioxide, at least for the most part from the separation insert be separated by the separation insert is cooled in several cooling steps to a temperature level of less than 10 ° C and downstream of the cooling steps each methanol, ethanol and water-containing condensates are separated from the separation insert. Furthermore, in the context of the present invention, means are provided which are designed to form at least predominantly methanol, an at least predominantly ethanol and an at least predominantly water-containing fraction using the condensates by distillation and to deplete at least a portion of the residual fraction of carbon dioxide.
Eine entsprechende Anlage ist insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens eingerichtet, wie es zuvor ausführlich erläutert wurde, und weist hierzu entsprechende Mittel auf. Auf die zuvor bezüglich des Verfahrens in seinen Ausgestaltungen genannten Merkmale und Vorteile wird daher ausdrücklich verwiesen. A corresponding installation is set up in particular for carrying out a method, as has been explained in detail above, and has corresponding means for this purpose. Reference is therefore expressly made to the features and advantages mentioned above with regard to the method in its embodiments.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, welche eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, which illustrates an embodiment of the invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
In
In dem Verfahren
Der Stoffstrom a weist insbesondere nicht umgesetzten Wasserstoff, nicht umgesetztes Kohlenmonoxid, Methanol, Ethanol, Methan, Wasser, Kohlendioxid und andere Nebenkomponenten (letztere in geringen Mengen) auf. Er kann bereits durch Wärmeintegration vorgekühlt sein und typischerweise auf einem Temperaturniveau von 70 bis 250°C und einem Druckniveau von 20 bis 100 bar vorliegen.The stream a has in particular unreacted hydrogen, unreacted carbon monoxide, methanol, ethanol, methane, water, carbon dioxide and other minor components (the latter in small quantities). It may already be pre-cooled by heat integration and typically be present at a temperature level of 70 to 250 ° C and a pressure level of 20 to 100 bar.
Der Stoffstrom a wird dabei zunächst durch einen Wärmetauscher HX1 geführt, der beispielsweise mit Luft gekühlt werden kann. Durch die Abkühlung bildet sich eine flüssige Phase aus, die anschließend in einem Abscheider D1 abgeschieden und in Form eines Stoffstroms b abgezogen werden kann.The material flow a is initially passed through a heat exchanger HX1, which can be cooled, for example, with air. As a result of the cooling, a liquid phase is formed, which can then be separated off in a separator D1 and withdrawn in the form of a stream b.
Ein gasförmig bleibender Anteil wird vom Kopf des Abscheiders D1 abgezogen (nicht gesondert bezeichnet) und durch einen Wärmetauscher HX2 geführt, geführt, der beispielsweise mit Wasser gekühlt werden kann. Durch die Abkühlung bildet sich eine flüssige Phase aus, die anschließend in einem Abscheider D2 abgeschieden und in Form eines Stoffstroms c abgezogen werden kann.A gaseous portion is withdrawn from the head of the separator D1 (not separately designated) and passed through a heat exchanger HX2, out, which can be cooled, for example, with water. By cooling, a liquid phase is formed, which can then be separated in a separator D2 and withdrawn in the form of a stream c.
Ein gasförmig bleibender Anteil wird vom Kopf des Abscheiders D2 abgezogen (erneut nicht gesondert bezeichnet) und durch einen Wärmetauscher HX3 geführt, geführt, der mit einem geeigneten Kühlmittel gekühlt werden kann. Durch die Abkühlung bildet sich auf einem Temperaturniveau von weniger als 10°C eine flüssige Phase aus, die anschließend in einem Abscheider D3 abgeschieden und in Form eines Stoffstroms d abgezogen werden kann.A gaseous portion is withdrawn from the head of the separator D2 (again not separately designated) and passed through a heat exchanger HX3, out, which can be cooled with a suitable coolant. By cooling, a liquid phase is formed at a temperature level of less than 10 ° C, which can then be deposited in a separator D3 and withdrawn in the form of a stream d.
Ein gasförmig bleibender Anteil wird in Form eines Stoffstroms e vom Kopf des Abscheiders D3 abgezogen. Der Stoffstrom e ist arm an Methanol, Ethanol und Wasser und ggf. weiteren flüssigen Nebenkomponenten und kann beispielsweise in einen Kohlendioxidentfernungsschritt eingeleitet werden, ohne die Wertprodukte aufwendig zurückgewinnen zu müssen oder zu verlieren. Er besteht i. d. R. hauptsächlich aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Methan sowie ggf. weiteren gasförmigen Nebenkomponenten.A gaseous portion is withdrawn in the form of a stream e from the top of the separator D3. The stream e is low in methanol, ethanol and water and possibly other liquid secondary components and can be introduced, for example, in a carbon dioxide removal step, without having to recover the valuable products consuming or losing. He insists i. d. R. mainly from hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and methane and possibly other gaseous secondary components.
Die Stoffströme b bis d enthalten im Wesentlichen die Komponenten Methanol, Ethanol und Wasser sowie ggf. weitere flüssige Nebenkomponenten und aus der Gasphase gelöste leichtere Komponenten. Die so gewonnen Kondensatströme b bis d werden in Drosselorganen V1, V2, V3 entspannt und in unterschiedlichen Höhen in eine erste Destillationssäule C1 eingeleitet. Die Destillationssäule C1 wird auf einem niedrigeren Druck als jenem des Stoffstroms a betrieben, üblicherweise bei 2 bis 10 bar.The streams b to d contain essentially the components methanol, ethanol and water and optionally further liquid secondary components and lighter components dissolved from the gas phase. The thus obtained condensate streams b to d are expanded in throttle bodies V1, V2, V3 and introduced at different heights in a first distillation column C1. The distillation column C1 is operated at a lower pressure than that of the stream a, usually at 2 to 10 bar.
Als Sumpfflüssigkeit der ersten Destillationssäule C1 wird Wasser, ggf. mit schwereren Verunreinigungen, in Form eines Stoffstroms f gewonnen, wobei ein Sumpfverdampfer in Form eines Wärmetauschers HX5 und ein Abscheider D5 eingesetzt werden. Als Kopfgas der ersten Destillationssäule C1 werden die Alkohole (vor allem Methanol und Ethanol) mit einem gewissen Wasseranteil gewonnen. Das Kopfgas wird dabei in Form eines Stoffstroms g abgezogen, in einem Wärmetauscher HX4 abgekühlt (”erste Kopfgasabkühlung”) und teilweise kondensiert. Ein in einem Abscheider HX4 abgeschiedenes Kondensat (”erstes Kopfgaskondensat”) wird zum Teil in Form eines Stoffstroms h als Rücklauf auf die erste Destillationssäule C1 genutzt. Der andere Teil des Kondensats wird in Form eines Stoffstroms i an einem Drosselorgan V4 weiter entspannt und in eine zweite Destillationssäule C2 eingeleitet.The bottom liquid of the first distillation column C1 is water, optionally with heavier impurities, in the form of a stream f, a bottom evaporator in the form of a heat exchanger HX5 and a separator D5 being used. The head gas of the first distillation column C1, the alcohols (especially methanol and ethanol) are obtained with a certain amount of water. The top gas is withdrawn in the form of a stream g, cooled in a heat exchanger HX4 ("first Kopfgaskkühlung") and partially condensed. A condensate deposited in a separator HX4 ("first head gas condensate") is used partly in the form of a stream h as reflux to the first distillation column C1. The other part of the condensate is further expanded in the form of a stream i at a throttle element V4 and introduced into a second distillation column C2.
Der Stoffstrom g wird nur teilweise kondensiert, um den Wärmetauscher HX4 bei einer höheren Temperatur als die eines Sumpfverdampfers der zweiten Destillationssäule C2 bzw. dessen Wärmetauschers HX8 betreiben zu können. Dadurch ist eine thermische Kopplung der Destillationssäulen C1 und C2 möglich. Voraussetzung hierfür ist jedoch der Betrieb der zweiten Destillationssäule C2 auf einem niedrigeren Druckniveau als der Destillationssäule C1. Durch die thermische Kopplung wird die Abwärme des Wärmetauschers HX4 genutzt, um den Wärmetauscher HX8 zu betreiben, was eine Steigerung der Energieeffizienz des Verfahrens ermöglicht. Allerdings führt die hohe Temperatur in HX4 zu Verlusten an Wertprodukten.The stream g is only partially condensed in order to be able to operate the heat exchanger HX4 at a higher temperature than that of a bottom evaporator of the second distillation column C2 or its heat exchanger HX8. As a result, a thermal coupling of the distillation columns C1 and C2 is possible. However, the prerequisite for this is the operation of the second distillation column C2 a lower pressure level than the distillation column C1. The thermal coupling uses the waste heat from the HX4 heat exchanger to operate the HX8 heat exchanger, which makes it possible to increase the energy efficiency of the process. However, the high temperature in HX4 leads to losses of value products.
Daher wird der nach der ersten Kopfgasabkühlung gasförmig verbliebende Rest (”erste Kopfgasrestfraktion”) in Form eines Stoffstroms k einer weiteren Abkühlung (”zweite Kopfgasabkühlung”) in einem Wärmetauscher HX6 auf zumindest ein tieferes Temperaturniveau als Kühlwasserniveau unterworfen, um auf diese Weise weitere Wertprodukte (Alkohole) aus dem Stoffstrom k zu entfernen. Die Wertprodukte werden auf diese Weise energieeffizient durch eine Abkühlung des Stoffstroms k in dem Wärmetauscher HX6 mit anschließender Trennung in einem Abscheider D6 zurückgewonnen. Das Kondensat aus dem Abscheider D6 (”zweites Kopfgaskondensat”) wird ggf. über ein Drosselorgan V5 entspannt und in Form eines Stoffstroms I in die zweite Destillationssäule C2 eingeleitet. Ein gasförmiger Rest des Stoffstroms k ist arm an Alkoholen und Wasser und wird in Form eines Stoffstroms m ausgeleitet. Er kann beispielsweise mit dem Stoffstrom e vereinigt, thermisch verwertet oder zur Synthesegaserzeugung rezykliert werden.Therefore, the remaining after the first head gas cooling gaseous residual ("first Kopfgasrestfraktion") in the form of a stream k further cooling ("Kopfgaskkühlung second") in a heat exchanger HX6 to at least a lower temperature level than the cooling water level is subjected to in this way further value products ( Alcohols) from the stream k to remove. The products of value are thus recovered in an energy-efficient manner by a cooling of the stream k in the heat exchanger HX6 with subsequent separation in a separator D6. The condensate from the separator D6 ("second overhead gas condensate") is optionally expanded via a throttle element V5 and introduced in the form of a stream I into the second distillation column C2. A gaseous residue of the stream k is poor in alcohols and water and is discharged in the form of a stream m. It can, for example, be combined with the stream e, thermally recycled or recycled for synthesis gas production.
Auch ohne thermische Kopplung der Destillationssäulen C1 und C2 ist die Verwendung einer zweiten Abkühlstufe aus dem Wärmetauscher HX6 und dem Abscheider D6 zur Rückgewinnung an Wertprodukten sinnvoll. Der Wärmetauscher HX6 wird dabei bei einer geringeren Temperatur als der Wärmetauscher HX4 betrieben.Even without thermal coupling of the distillation columns C1 and C2, the use of a second cooling stage from the heat exchanger HX6 and the separator D6 for recovery of value products makes sense. The heat exchanger HX6 is operated at a lower temperature than the heat exchanger HX4.
Als Sumpfflüssigkeit der zweiten Destillationssäule C2 wird überwiegend Ethanol, ggf. mit einem Anteil Wasser, in Form eines Stoffstroms n gewonnen, wobei ein Sumpfverdampfer in Form des erwähnten Wärmetauschers HX8 und ein Abscheider D8 eingesetzt werden. Das Kopfgas der zweiten Destillationssäule C2 enthält überwiegend Methanol. Es wird in Form eines Stoffstroms o abgezogen, in einem Wärmetauscher HX7 abgekühlt (”dritte Kopfgasabkühlung”) und teilweise kondensiert. Ein in einem Abscheider D7 abgeschiedenes Kondensat (”drittes Kopfgaskondensat”) wird zum Teil in Form eines Stoffstroms p als Rücklauf auf die zweite Destillationssäule C1 genutzt. Der andere Teil des Kondensats wird in Form eines Stoffstroms q als Produkt abgegeben oder beispielsweise in die Ethanoldirektsynthese rezykliert. Ein gasförmig verbleibender Rest wird in Form eines Stoffstroms r abgezogen und kann ähnlich wie der Stoffstrom m behandelt werden.The bottoms liquid of the second distillation column C2 is predominantly ethanol, optionally with a proportion of water, in the form of a stream n, with a bottom evaporator in the form of the mentioned heat exchanger HX8 and a separator D8 being used. The top gas of the second distillation column C2 contains predominantly methanol. It is withdrawn in the form of a stream o, cooled in a heat exchanger HX7 ("third Kopfgasabkühlung") and partially condensed. A condensate deposited in a separator D7 ("third head gas condensate") is used partly in the form of a stream p as reflux to the second distillation column C1. The other part of the condensate is discharged in the form of a stream q as a product or recycled, for example, in the ethanol direct synthesis. A gaseous residual is withdrawn in the form of a stream r and can be treated similarly to the stream m.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 4882360 A [0004] US 4882360 A [0004]
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