DE102016208843A1 - Reactor with a jet pump and method of increasing the pressure of a reactant with a jet pump - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Erhöhen des Drucks eines ersten Reaktanden mittels einer Strahlpumpe, wobei eine erste Komponente mit einem ersten Druck als ein Treibmedium in die Strahlpumpe geführt wird und der erste Reaktand mit einem zweiten im Vergleich zum ersten Druck niedrigeren Druck als Saugmedium in die Strahlpumpe geführt wird und eine Mischung aus dem ersten Reaktanden und der ersten Komponente mit einem dritten Druck in einem Größenbereich zwischen dem ersten und zweiten Druck in eine Reaktoreinheit geführt wird.A method for increasing the pressure of a first reactant by means of a jet pump, wherein a first component is fed with a first pressure as a driving medium in the jet pump and the first reactant with a second compared to the first pressure lower pressure than suction medium is fed into the jet pump and passing a mixture of the first reactant and the first component at a third pressure in a range of sizes between the first and second pressures into a reactor unit.
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Erhöhen des Drucks eines Reaktanden mittels einer Strahlpumpe und einen Reaktor mit einer Strahlpumpe. The invention relates to methods for increasing the pressure of a reactant by means of a jet pump and a reactor with a jet pump.
Die Nachfrage nach Strom schwankt im tagezeitlichen Verlauf stark. Auch die Stromerzeugung schwankt mit zunehmendem Anteil an Strom aus erneuerbaren Energien während des Tagesverlaufs. Um ein Überangebot an Strom in Zeiten mit viel Sonne und starkem Wind bei niedriger Nachfrage nach Strom ausgleichen zu können, benötigt man regelbare Kraftwerke oder Speicher, um diese Energie zu speichern. The demand for electricity fluctuates strongly in the course of the day. Electricity generation also fluctuates with increasing share of electricity from renewable energies during the course of the day. In order to be able to compensate for an oversupply of electricity in times of high sunshine and strong wind with low demand for electricity, controllable power plants or storage facilities are needed to store this energy.
Eine der derzeitig angedachten Lösungen ist das Umwandeln von elektrischer Energie in Wertprodukte, die insbesondere als Plattformchemikalien oder Synthesegas, welches Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff umfasst, dienen können. One of the currently contemplated solutions is the conversion of electrical energy into value products, which can serve, in particular, as platform chemicals or synthesis gas comprising carbon monoxide and hydrogen.
Die Elektrolyse von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff stellt eine im Stand der Technik bekannte Methode zur Umwandlung der elektrischen Energie in Wertprodukte dar. Die Dichte des entstehenden Wasserstoffs ist allerdings bei Umgebungsdruck und Umgebungstemperatur sehr gering, so dass dieser bei niedrigen Temperaturen, insbesondere –253°C, oder hohen Drücken, insbesondere 300 bis 700 bar, gespeichert werden muss. Nachteiligerweise ist sowohl das Verdichten als auch das Kühlen des Wasserstoffs energieintensiv. The electrolysis of water to hydrogen and oxygen is a method known in the art for converting the electrical energy into value products. However, the density of the resulting hydrogen is very low at ambient pressure and ambient temperature, so that this at low temperatures, in particular -253 ° C, or high pressures, in particular 300 to 700 bar, must be stored. Disadvantageously, both the compression and the cooling of the hydrogen is energy-intensive.
Eine weitere Möglichkeit der Wasserstoffspeicherung ist die Synthese von Kohlenwasserstoffen, insbesondere von Methan, Methanol oder Fischer-Tropsch Treibstoff, oder von Ammoniak, aus Wasserstoff und einem weiteren Edukt, insbesondere Kohlenstoffdioxid und/oder Kohlenstoffmonoxid oder Stickstoff. Diese Reaktionen werden typischerweise bei, im Vergleich zum Umgebungsdruck, erhöhten Drücken durchgeführt, um nach dem Prinzip von Le Chatelier, das Gleichgewicht bei einer Molzahlverminderung auf die Seite der Produkte zu verschieben. Another possibility of hydrogen storage is the synthesis of hydrocarbons, in particular of methane, methanol or Fischer-Tropsch fuel, or of ammonia, of hydrogen and a further educt, in particular carbon dioxide and / or carbon monoxide or nitrogen. These reactions are typically carried out at elevated pressures relative to ambient pressure to shift the balance of molar attenuation to the side of the products, according to Le Chatelier's principle.
Eine weitere Möglichkeit der Wasserstoffspeicherung ist die Synthese von höherwertigen chemischen Produkten wie z.B. Formiat, Ethanol oder Butanol durch biologische Fermentation von Wasserstoff und einem weiteren Edukt, insbesondere Kohlenstoffdioxid und/oder Kohlenstoffmonoxid. Another possibility of hydrogen storage is the synthesis of higher value chemical products such as e.g. Formate, ethanol or butanol by biological fermentation of hydrogen and another reactant, in particular carbon dioxide and / or carbon monoxide.
Im Stand der Technik werden die Edukte derzeit mit Verdichtern auf den Reaktionsdruck gebracht oder liegen nach einem vorgelagerten Reaktionsschritt, insbesondere Feststoffvergasung, bereits bei Reaktionsdruck vor. Eine Verdichtung ist insbesondere dann von Nachteil, wenn die Edukte vor der Reaktion unterschiedliche Drücke, davon einen deutlich höher als Umgebungsdruck, vorweisen. In diesem Fall werden nachteiligerweise entweder zwei Verdichter benötigt oder die beiden Edukte werden zunächst gemischt und danach verdichtet. In diesem Fall wird aber das Edukt, welches bei höherem Druck vorlag, auf einen geringeren Druck entspannt. Dies führt nachteiligerweise zu einem erhöhten Energiebedarf beim Verdichten der Edukte. In the prior art, the educts are currently brought to the reaction pressure with compressors or, after an upstream reaction step, in particular solid gasification, are already present at reaction pressure. A compression is particularly disadvantageous if the reactants prior to the reaction have different pressures, one of which is significantly higher than ambient pressure. In this case, disadvantageously either two compressors are required or the two reactants are first mixed and then compressed. In this case, however, the starting material, which was present at a higher pressure, relaxed to a lower pressure. This disadvantageously leads to an increased energy requirement when compressing the educts.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, welches wenigstens zwei Edukte für eine Reaktion energiesparend verdichtet und eine Vorrichtung anzugeben, welche möglichst wartungsarm und energieoptimiert betrieben werden kann. Object of the present invention is therefore to provide a method which compacts energy-saving at least two reactants for a reaction and to provide a device which can be operated as low maintenance and energy-optimized.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und mit einem Reaktor gemäß Anspruch 10 gelöst. The object is achieved by a method according to claim 1 and with a reactor according to
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erhöhen des Drucks eines ersten Reaktanden mittels einer Strahlpumpe wird eine erste Komponente mit einem ersten Druck als ein Treibmedium in die Strahlpumpe geführt. Der erste Reaktand wird mit einem zweiten im Vergleich zum ersten Druck niedrigeren Druck als Saugmedium in die Strahlpumpe geführt und eine Mischung aus dem ersten Reaktanden und der ersten Komponente wird mit einem dritten Druck im Bereich zwischen dem ersten und zweiten Druck aus der Strahlpumpe in eine Reaktoreinheit geführt. In the method according to the invention for increasing the pressure of a first reactant by means of a jet pump, a first component with a first pressure is fed as a propellant into the jet pump. The first reactant is fed into the jet pump at a second pressure lower than suction medium compared to the first pressure, and a mixture of the first reactant and the first component becomes a reactor unit at a third pressure in the range between the first and second pressures from the jet pump guided.
Der erfindungsgemäße Reaktor umfasst eine Strahlpumpe zum Erhöhen des Drucks eines ersten Reaktanden, wobei in die Strahlpumpe der erste Reaktand als Saugmedium führbar ist und eine erste Komponente als Treibmedium in die Strahlpumpe führbar ist und der erste Reaktand aus der Strahlpumpe mit einem erhöhten Druck in eine Reaktoreinheit führbar ist. The reactor according to the invention comprises a jet pump for increasing the pressure of a first reactant, wherein the first reactant can be guided in the jet pump as a suction medium and a first component as a driving medium in the jet pump is feasible and the first reactant from the jet pump with an increased pressure in a reactor unit is feasible.
Vorteilhaft wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nur genau eine Strahlpumpe verwendet, um den ersten Reaktanden mit einem zweiten Druck, welcher im Vergleich zum ersten Druck der ersten Komponente niedriger liegt, auf einen dritten Druck, welcher dem Reaktionsdruck der Reaktion in der Reaktoreinheit entspricht, zu bringen. Vorteilhaft erfolgt das Anheben des Druckes somit mit nur einer Vorrichtung und der hohe erste Druck der ersten Komponente wird vorteilhaft deutlich energieoptimierter genutzt, verglichen mit dem einfachen Vermischen der ersten Komponente mit dem ersten Reaktanden. Advantageously, in the method according to the invention, only one jet pump is used to bring the first reactant at a second pressure, which is lower compared to the first pressure of the first component, to a third pressure, which corresponds to the reaction pressure of the reaction in the reactor unit , Advantageously, the lifting of the pressure thus takes place with only one device, and the high first pressure of the first component is advantageously used significantly more energy-optimized, compared with the simple mixing of the first component with the first reactant.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung wird als erste Komponente Wasser, Kohlenstoffdioxid, Wasserstoff, Stickstoff und/oder eine ionische Flüssigkeit verwendet. Diese Komponenten liegen bei einem ersten Druck vor, der im Vergleich zum zweiten Druck deutlich höher ist. Das Wasser kann flüssig und/oder als Wasserdampf vorliegen. In an advantageous embodiment and development of the invention, the first component used is water, carbon dioxide, hydrogen, nitrogen and / or an ionic liquid. These components are present at a first pressure, the is significantly higher compared to the second pressure. The water can be liquid and / or water vapor.
Wird Wasserdampf als erste Komponente eingesetzt, so kann dieser Wasserdampf in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mittels einer Abwärme der Reaktoreinheit erzeugt werden. If water vapor is used as the first component, this water vapor can be generated in an advantageous embodiment of the invention by means of a waste heat of the reactor unit.
Wird der Wasserstoff in einer Wasserelektrolysezelle hergestellt, so kann bereits in der Elektrolysezelle ein hoher Druck herrschen, so dass der Wasserstoff, der das Produkt der Elektrolysezelle und zeitgleich Edukt für den Reaktor ist, bei Drücken in einem Bereich von 30 bis 100 bar vorliegt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, den Wasserstoff als erste Komponente, also als Treibmedium, in die Strahlpumpe und anschließend von der Strahlpumpe als ein weiterer zweiter Reaktand in den Reaktor zu führen. Es ist dann vorteilhaft möglich, insbesondere Kohlenstoffdioxid als ersten Reaktanden, also als Saugmedium, in die Strahlpumpe zu führen und den Druck des Kohlenstoffdioxids vorteilhaft energiearm anzuheben. Insbesondere dann, wenn das Kohlenstoffdioxid in einer Sorptionsvorrichtung gewonnen wurde, und der Druck daher bei Umgebungsdruck liegt. Es ist also vorteilhaft möglich, das Kohlenstoffdioxid in der Strahlpumpe mittels unter Druck stehenden Wasserstoffs energiearm auf ein gemeinsames drittes Druckniveau anzuheben, bei dem eine Reaktion, insbesondere eine Methan- oder Methanolherstellung, stattfindet. If the hydrogen is produced in a water electrolysis cell, a high pressure can already prevail in the electrolysis cell, so that the hydrogen, which is the product of the electrolysis cell and, at the same time, starting material for the reactor, is present at pressures in a range from 30 to 100 bar. In this case, it is advantageous to introduce the hydrogen as the first component, that is to say as the propellant, into the jet pump and subsequently from the jet pump as a further second reactant into the reactor. It is then advantageously possible, in particular carbon dioxide as the first reactant, ie as a suction medium, to lead into the jet pump and to raise the pressure of the carbon dioxide advantageously low energy. In particular, when the carbon dioxide was recovered in a sorption device, and the pressure is therefore at ambient pressure. So it is advantageously possible to raise the carbon dioxide in the jet pump by means of pressurized hydrogen low energy to a common third pressure level at which a reaction, in particular a methane or methanol production takes place.
Im Falle, dass auch der Wasserstoff lediglich bei Umgebungsdruck vorliegt, ist es vorteilhaft Wasser, Wasserdampf, ionische Flüssigkeiten oder Kohlenstoffdioxid als Treibmittel zu verwenden. Vorteilhaft liegen Wasser und ionische Flüssigkeiten bei Umgebungsdruck und Umgebungstemperatur flüssig vor und können aufgrund der geringeren Kompressibilität vorteilhaft mit deutlich weniger Energie als ein Gas auf einen höheren Druck verdichtet werden. Wasser und ionische Flüssigkeiten können weiterhin in der Reaktoreinheit vorteilhaft als Absorptionsmittel für Produkte dienen. In the event that the hydrogen is present only at ambient pressure, it is advantageous to use water, water vapor, ionic liquids or carbon dioxide as a blowing agent. Advantageously, water and ionic liquids are liquid at ambient pressure and ambient temperature and, due to the lower compressibility, can advantageously be compressed to a higher pressure with significantly less energy than a gas. Water and ionic liquids can continue to serve advantageously in the reactor unit as an absorbent for products.
Wird Kohlenstoffdioxid als erste Komponente, also als Treibmittel, verwendet, so ist es vorteilhaft, einen Temperaturbereich und einen Druckbereich zu wählen, bei dem das Kohlenstoffdioxid flüssig oder überkritisch vorliegt, um das Verdichten möglichst energiearm durchzuführen. Insbesondere ein Verdichten in den überkritischen Bereich, Druck größer 73,8 bar und Temperatur größer als 304,1 K ist vorteilhaft. Es muss dabei vermieden werden, dass das Kohlenstoffdioxid in der Strahlpumpe wieder gasförmig wird. If carbon dioxide is used as the first component, that is to say as the blowing agent, it is advantageous to choose a temperature range and a pressure range in which the carbon dioxide is liquid or supercritical in order to carry out the compression with as little energy as possible. In particular, a compression in the supercritical range, pressure greater than 73.8 bar and temperature greater than 304.1 K is advantageous. It must be avoided that the carbon dioxide in the jet pump is gaseous again.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung wird als erster Reaktand Wasserstoff und/oder Kohlenstoffdioxid verwendet. Diese Reaktanden liegen typischerweise als Gase bei Umgebungsdruck vor. Als Umgebungsdruck wird insbesondere ein Druck in einem Bereich von 0,8 bar bis 1,1 bar bezeichnet. In an advantageous embodiment and development of the invention, hydrogen and / or carbon dioxide is used as the first reactant. These reactants are typically present as gases at ambient pressure. The ambient pressure is in particular a pressure in a range of 0.8 bar to 1.1 bar.
Das Verdichten von Wasserstoff ist aufgrund seiner geringen Dichte bei Umgebungsbedingungen sehr energieintensiv. Weiterhin ist es nachteilig bei diesen Bedingungen ein brennbares Gas. Es ist daher vorteilhaft den Wasserstoff als Saugmedium zu verwenden, wenn der Druck des Wasserstoffs lediglich Umgebungsdruck beträgt. Es ist dann möglich, mit einem Treibmittel den Druck des Wasserstoffs in der Strahlpumpe vorteilhaft energieoptimiert zu erhöhen. The compression of hydrogen is very energy intensive due to its low density at ambient conditions. Furthermore, it is disadvantageous in these conditions, a combustible gas. It is therefore advantageous to use the hydrogen as a suction medium when the pressure of the hydrogen is only ambient pressure. It is then possible to increase the pressure of the hydrogen in the jet pump advantageous energy-optimized with a propellant.
Kohlenstoffdioxid wird insbesondere durch Sorptionsverfahren aus Abgasen gewonnen. Daher liegt der Druck des Kohlenstoffdioxids in diesem Fall in einem so niedrigen Bereich, dass es vorteilhaft als erster Reaktand, also als das Saugmedium, in die Strahlpumpe geführt wird. Das Verdichten eines Gases soll vorteilhaft vermieden werden, da es energieintensiv ist. Carbon dioxide is recovered in particular by sorption of exhaust gases. Therefore, the pressure of the carbon dioxide in this case is in such a low range that it is advantageous as the first reactant, ie as the suction medium, fed into the jet pump. The compression of a gas should be advantageously avoided because it is energy intensive.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung wird in der Reaktoreinheit aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid Methanol oder Methan hergestellt. Weiterhin kann aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid mittels eines biologischen Prozesses in der Reaktoreinheit wenigstens ein Kohlenwasserstoff, insbesondere Formiat, Ethanol oder Butanol hergestellt werden. Besonders vorteilhaft kann der Wasserstoff dann in Form eines flüssigen Wertstoffes gespeichert werden. In a further advantageous embodiment and development of the invention, methanol or methane is produced from hydrogen and carbon dioxide in the reactor unit. Furthermore, at least one hydrocarbon, in particular formate, ethanol or butanol can be prepared from hydrogen and carbon dioxide by means of a biological process in the reactor unit. Particularly advantageous, the hydrogen can then be stored in the form of a liquid recyclable material.
Wie bereits beschrieben wurde, ist es sowohl möglich den Wasserstoff als auch das Kohlenstoffdioxid als Treibmedium zu verwenden, je nachdem mit welchem Druckniveau diese Gase verfügbar sind. Es ist weiterhin vorteilhaft möglich, eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid als Saugmedium mit einem zweiten niedrigen Druck zu verwenden und als ein Treibmittel ein Absorptionsmittel, insbesondere eine ionische Flüssigkeit, einzusetzen. In der Reaktoreinheit nimmt dann das Absorptionsmittel die Reaktionsprodukte Wasser und Methanol auf und verschiebt so das Reaktionsgleichgewicht auf die Seite der Produkte. As already described, it is both possible to use the hydrogen and the carbon dioxide as the driving medium, depending on the pressure level at which these gases are available. It is also advantageously possible to use a mixture of hydrogen and carbon dioxide as the suction medium at a second low pressure and to use as an expanding agent an absorbent, in particular an ionic liquid. In the reactor unit, the absorbent then absorbs the reaction products of water and methanol, thus shifting the reaction equilibrium to the side of the products.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung wird der Druck des Treibmittels vor Eintritt in die Strahlpumpe mit Hilfe einer Pumpe erhöht. Vorteilhaft kann der Druck des Treibmittels mit einer Pumpe erhöht werden, wenn das Treibmittel flüssig ist. Der Einsatz einer Pumpe ist dann vorteilhaft energiesparend gegenüber dem Einsatz eines Verdichters, welcher zur Verdichtung gasförmiger Komponenten nötig wäre. In a further advantageous embodiment and development of the invention, the pressure of the propellant before entry into the jet pump is increased by means of a pump. Advantageously, the pressure of the propellant can be increased with a pump when the propellant is liquid. The use of a pump is then advantageously energy-saving compared to the use of a compressor, which would be necessary for the compression of gaseous components.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung wird die Wärme, die bei der Synthese in der Reaktoreinheit freigesetzt wird, zur Erzeugung von Wasserdampf genutzt. Dafür wird Wasser bei erhöhtem Druck bereitgestellt und es findet bei diesem erhöhten Druck eine Verdampfung statt. Der so entstehende Wasserdampf wird als erste Komponente, also als Treibmedium, in die Strahlpumpe geführt. In a further advantageous embodiment and development of the invention, the heat which is released in the synthesis in the reactor unit, used to generate water vapor. For this, water is provided at elevated pressure and evaporation takes place at this elevated pressure. The resulting water vapor is fed as the first component, ie as a propellant, in the jet pump.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung liegt der dritte Druck in der Reaktoreinheit in einem Bereich von 2 bar bis 350 bar. Besonders vorteilhaft kann bei diesem Druck eine Methanolsynthese, eine Methansynthese oder eine Ammoniaksynthese nach dem Haber-Bosch-Verfahren durchgeführt werden. Insbesondere für die Reaktion von Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid zu Methanol sind Reaktionsbedingungen von 30 bar bis 100 bar und 180°C bis 300°C nötig. Wird die Reaktoreinheit als Bioreaktor ausgeführt, können insbesondere Drücke von 2 bar bis 300 bar in der Reaktoreinheit vorliegen und biologische Prozesse ablaufen. Das Haber-Bosch-Verfahren benötigt insbesondere Drücke bis 350 bar. In a further advantageous embodiment and development of the invention, the third pressure in the reactor unit in a range of 2 bar to 350 bar. Particularly advantageous can be carried out at this pressure, a methanol synthesis, a methane synthesis or ammonia synthesis by the Haber-Bosch method. In particular, for the reaction of hydrogen and carbon dioxide to methanol reaction conditions of 30 bar to 100 bar and 180 ° C to 300 ° C are necessary. If the reactor unit is designed as a bioreactor, in particular pressures of 2 bar to 300 bar can be present in the reactor unit and biological processes take place. The Haber-Bosch process requires in particular pressures up to 350 bar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung herrscht als der zweite Druck Umgebungsdruck, insbesondere 0,8 bar bis 1,1 bar. In a further advantageous embodiment and development of the invention prevails as the second pressure ambient pressure, in particular 0.8 bar to 1.1 bar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung liegt der erste Druck in einem Bereich von 2 bar bis 350 bar. Der erste Druck muss zweckmäßig oberhalb des gewünschten dritten Drucks liegen. In a further advantageous embodiment and development of the invention, the first pressure is in a range of 2 bar to 350 bar. The first pressure must suitably be above the desired third pressure.
Weitere Ausgestaltungsformen und weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei handelt es sich um rein beispielhafte Ausgestaltungsformen und Merkmalskombinationen, die keine Einschränkung des Schutzbereiches bedeutet. Further embodiments and further features of the invention will be explained in more detail with reference to the following figures. These are purely exemplary embodiments and feature combinations, which means no limitation of the scope.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2421407B1 (en) * | 1974-05-03 | 1975-10-23 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Process for the production of butynediol |
DE10106482A1 (en) * | 2001-02-13 | 2002-08-14 | Basf Ag | hydroformylation |
DE10309799A1 (en) * | 2003-03-05 | 2004-09-23 | Sgl Acotec Gmbh | Method and device for producing hydrogen chloride |
DE102004010910A1 (en) * | 2004-03-06 | 2005-09-22 | Ws Reformer Gmbh | Compact steam reformer |
DE102006038631A1 (en) * | 2006-08-17 | 2008-02-21 | Miltitz Aromatics Gmbh | Preparation of ethyl cyclohexane comprises hydrogenation of ethyl cyclohexane contaminated with ethylbenzene, in a precious metal catalyst that is suspended in the liquid phase |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2421407B1 (en) * | 1974-05-03 | 1975-10-23 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Process for the production of butynediol |
DE10106482A1 (en) * | 2001-02-13 | 2002-08-14 | Basf Ag | hydroformylation |
DE10309799A1 (en) * | 2003-03-05 | 2004-09-23 | Sgl Acotec Gmbh | Method and device for producing hydrogen chloride |
DE102004010910A1 (en) * | 2004-03-06 | 2005-09-22 | Ws Reformer Gmbh | Compact steam reformer |
DE102006038631A1 (en) * | 2006-08-17 | 2008-02-21 | Miltitz Aromatics Gmbh | Preparation of ethyl cyclohexane comprises hydrogenation of ethyl cyclohexane contaminated with ethylbenzene, in a precious metal catalyst that is suspended in the liquid phase |
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