DE102019213501A1 - Process for the production of isobutanol and / or 1-butanol - Google Patents
Process for the production of isobutanol and / or 1-butanol Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019213501A1 DE102019213501A1 DE102019213501.3A DE102019213501A DE102019213501A1 DE 102019213501 A1 DE102019213501 A1 DE 102019213501A1 DE 102019213501 A DE102019213501 A DE 102019213501A DE 102019213501 A1 DE102019213501 A1 DE 102019213501A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- alcohols
- synthesis gas
- mixture
- alkenes
- isobutanol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 145
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 118
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 80
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 134
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 123
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims abstract description 122
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 120
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 79
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 73
- 238000007869 Guerbet synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 55
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims abstract description 53
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims abstract description 47
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 12
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 9
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 8
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims abstract description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 130
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 126
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 41
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 22
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 16
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 15
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 15
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 13
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000007036 catalytic synthesis reaction Methods 0.000 claims description 12
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 6
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims description 6
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000007037 hydroformylation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 5
- 238000005882 aldol condensation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 3
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000010533 azeotropic distillation Methods 0.000 claims description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 2
- 238000000895 extractive distillation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims description 2
- 238000005373 pervaporation Methods 0.000 claims description 2
- 239000002816 fuel additive Substances 0.000 abstract description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 43
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005575 aldol reaction Methods 0.000 description 6
- BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N butan-2-ol Chemical compound CCC(C)O BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 5
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001728 carbonyl compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 3
- 238000006471 dimerization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N Propene Chemical compound CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000002453 autothermal reforming Methods 0.000 description 2
- HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N benzaldehyde Chemical compound O=CC1=CC=CC=C1 HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 2
- 238000007172 homogeneous catalysis Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000006668 aldol addition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 231100000171 higher toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002815 homogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- YNGJZCUAHVBRJA-UHFFFAOYSA-N methanol;2-methylpropan-1-ol Chemical compound OC.CC(C)CO YNGJZCUAHVBRJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003541 multi-stage reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005648 named reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000001956 neutron scattering Methods 0.000 description 1
- UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N nitric acid;oxozirconium Chemical compound [Zr]=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N para-ethylbenzaldehyde Natural products CCC1=CC=C(C=O)C=C1 QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 150000003138 primary alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003333 secondary alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
- B01J37/0027—Powdering
- B01J37/0045—Drying a slurry, e.g. spray drying
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/18—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/75—Cobalt
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/889—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/8892—Manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/20—Carbon compounds
-
- B01J35/393—
-
- B01J35/399—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
- B01J37/082—Decomposition and pyrolysis
- B01J37/084—Decomposition of carbon-containing compounds into carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
- C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
- C07C29/1516—Multisteps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
- C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
- C07C29/1516—Multisteps
- C07C29/1518—Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
- C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
- C07C29/153—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by the catalyst used
- C07C29/156—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by the catalyst used containing iron group metals, platinum group metals or compounds thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/32—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring increasing the number of carbon atoms by reactions without formation of -OH groups
- C07C29/34—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring increasing the number of carbon atoms by reactions without formation of -OH groups by condensation involving hydroxy groups or the mineral ester groups derived therefrom, e.g. Guerbet reaction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Isobutanol und/oder 1-Butanol ausgehend von Synthesegas umfassend Kohlenstoffmonoxid und/oder Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff, bei dem in einem ersten Schritt in einer katalytischen Umsetzung von Synthesegas ein erstes Gemisch erhalten wird, umfassend Alkohole mit wenigstens zwei C-Atomen, Alkane und Alkene und in wenigstens einem nachfolgenden Schritt in diesem ersten Gemisch enthaltene Alkohole in einer Guerbet-Reaktion zu Isobutanol und/oder 1-Butanol umgesetzt werden. Die erfindungsgemäße zweistufige Umsetzung führt gezielter zu den C4-Alkoholen als die direkte katalytische Umsetzung von Synthesegas. Isobutanol und 1-Butanol weisen eine hohe Energiedichte auf und können vorteilhaft als Kraftstoffadditive eingesetzt werden.The present invention relates to a method for the production of isobutanol and / or 1-butanol starting from synthesis gas comprising carbon monoxide and / or carbon dioxide and hydrogen, in which in a first step in a catalytic conversion of synthesis gas a first mixture is obtained comprising alcohols with at least two carbon atoms, alkanes and alkenes and, in at least one subsequent step, alcohols contained in this first mixture are converted into isobutanol and / or 1-butanol in a Guerbet reaction. The two-stage conversion according to the invention leads to the C4 alcohols in a more targeted manner than the direct catalytic conversion of synthesis gas. Isobutanol and 1-butanol have a high energy density and can advantageously be used as fuel additives.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Isobutanol und/oder 1-Butanol ausgehend von Synthesegas umfassend Kohlenstoffmonoxid und/oder Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff.The present invention relates to a process for the production of isobutanol and / or 1-butanol starting from synthesis gas comprising carbon monoxide and / or carbon dioxide and hydrogen.
Die Guerbet-Reaktion ist eine seit langem bekannte Namensreaktion aus dem Bereich der Organischen Chemie, die 1899 erstmals durch den französischen Chemiker Marcel Guerbet publiziert wurde. Bei der Guerbet-Reaktion werden primäre oder sekundäre Alkohole in Gegenwart von Katalysatoren zu längerkettigen Alkoholen, in diesem Zusammenhang auch Guerbet-Alkohole genannt, umgesetzt.
Die Guerbet-Reaktion ist eine mehrstufige Reaktion, welche über die Bildung mehrerer Zwischenprodukte verläuft. In einem ersten Reaktionsschritt wird der Alkohol zu einem Aldehyd dehydriert. Im folgenden Reaktionsschritt reagiert der Aldehyd mit einem weiteren Aldehyd in einer Aldolkondensation zu einem längerkettigen ungesättigten Aldehyd, welcher zum Alkohol hydriert wird.
In der Guerbet-Reaktion bzw. der Aldolreaktion können sowohl zwei gleiche Aldehyde als auch Carbonylverbindungen mit unterschiedlichen organischen Resten miteinander reagieren. Die Umsetzung von Carbonylverbindungen mit unterschiedlichen organischen Resten in der Aldolreaktion wird auch als gekreuzte bzw. gemischte Aldolreaktion bezeichnet. Weisen die beiden Edukte in einer gekreuzten Aldolreaktion eine ähnliche Carbonylaktivität auf, kann prinzipiell ein Gemisch aus mehreren verschiedenen Produkten entstehen. Gekreuzte Aldolreaktionen verlaufen besonders einheitlich wenn eine der beiden als Edukt eingesetzten Carbonylverbindungen keine α-ständigen Wasserstoffatome enthält, z.B. Formaldehyd oder Benzaldehyd. Solche Carbonylverbindungen können keine Enolate bilden und deshalb in einer Aldolreaktion nicht mit sich selbst reagieren.In the Guerbet reaction or the aldol reaction, both two identical aldehydes and carbonyl compounds with different organic radicals can react with one another. The reaction of carbonyl compounds with different organic radicals in the aldol reaction is also referred to as a crossed or mixed aldol reaction. If the two starting materials show a similar carbonyl activity in a crossed aldol reaction, a mixture of several different products can in principle arise. Crossed aldol reactions run particularly uniformly if one of the two carbonyl compounds used as starting material does not contain any α hydrogen atoms, e.g. formaldehyde or benzaldehyde. Such carbonyl compounds cannot form enolates and therefore cannot react with themselves in an aldol reaction.
Stand der TechnikState of the art
Höhere Alkohole wie Ethanol, Isopropanol, 1-Butanol und Isobutanol können laut Kraftstoffspezifikation als Additive für Kraftstoffe verwendet werden. Die Verwendung von Bioethanol als Kraftstoffadditiv, z.B. in E5, E10, E85 ist weit verbreitet und liefert Vorteile beispielsweise hinsichtlich der Oktanzahl und der Nachhaltigkeit des Gemischs. Nachteilig an der Verwendung von Ethanol ist jedoch u.a. dessen geringe Energiedichte. Bei Kontakt mit Wasser besteht darüber hinaus die Gefahr, dass das Ethanol aus dem Kraftstoffgemisch entzogen wird. 1-Butanol und Isobutanol weisen dagegen eine höhere Energiedichte auf. Der Kontakt mit Wasser führt nicht zu einer Entmischung der beiden Alkohole aus dem Kraftstoff. According to the fuel specification, higher alcohols such as ethanol, isopropanol, 1-butanol and isobutanol can be used as additives for fuels. The use of bioethanol as a fuel additive, e.g. in E5, E10, E85, is widespread and provides advantages, for example with regard to the octane number and the sustainability of the mixture. One of the disadvantages of using ethanol, however, is its low energy density. If it comes into contact with water, there is also the risk that the ethanol will be extracted from the fuel mixture. In contrast, 1-butanol and isobutanol have a higher energy density. Contact with water does not lead to a separation of the two alcohols from the fuel.
Für die Umsetzung von Methanol und Ethanol zur Synthese von Isobutanol und 1-Butanol existieren zahlreiche homogene und heterogene Katalysatoren (Aitchison et al, ACS Catal. 2016, 6, 7125-7132). Industrielle Prozesse zur Synthese von Isobutanol und 1-Butanol basierend auf der Guerbet-Reaktion sind hingegen nicht bekannt.There are numerous homogeneous and heterogeneous catalysts for converting methanol and ethanol to synthesize isobutanol and 1-butanol (Aitchison et al, ACS Catal. 2016, 6, 7125-7132). Industrial processes for the synthesis of isobutanol and 1-butanol based on the Guerbet reaction, however, are not known.
Aus der
In der
In der
Die
Die
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Isobutanol und/oder 1-Butanol zur Verfügung zu stellen, bei dem die genannten höheren Alkohole in guter Ausbeute entstehen.The object of the present invention is to provide an improved process for the production of isobutanol and / or 1-butanol in which the higher alcohols mentioned are produced in good yield.
Ein weiteres Anliegen der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem das komplexe erste Produktgemisch aus einer katalytischen Umsetzung eines Synthesegases, umfassend Alkohole und daneben auch Kohlenwasserstoffe gezielt und effektiver in Folgeprodukte umgewandelt werden kann, um so ein hochwertiges Produkt/hochwertige Produkte für den Kraftstoffmarkt und/oder die Chemieindustrie herzustellen.Another concern of the present invention is to provide a method in which the complex first product mixture from a catalytic conversion of a synthesis gas, comprising alcohols and also hydrocarbons, can be converted into secondary products in a targeted and more effective manner in order to produce a high-quality product / high-quality products for to produce the fuel market and / or the chemical industry.
Die Lösung der vorgenannten Aufgabe liefert ein Verfahren zur Herstellung von Isobutanol und/oder 1-Butanol der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The aforementioned object is achieved by a method for producing isobutanol and / or 1-butanol of the type mentioned at the outset with the features of claim 1.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in einem ersten Schritt in einer katalytischen Umsetzung von Synthesegas ein erstes Gemisch erhalten wird, umfassend wenigstens einen Alkohol mit wenigstens zwei C-Atomen, wobei in wenigstens einem nachfolgenden Schritt in diesem ersten Gemisch enthaltene Alkohole in einer Guerbet-Reaktion zu Isobutanol und/oder 1-Butanol umgesetzt werden.According to the invention it is provided that in a first step in a catalytic conversion of synthesis gas a first mixture is obtained, comprising at least one alcohol with at least two carbon atoms, with alcohols contained in this first mixture in a Guerbet reaction in at least one subsequent step Isobutanol and / or 1-butanol are implemented.
Als Nebenprodukte kann das bei der katalytischen Umsetzung von Synthesegas erhaltene erste Gemisch insbesondere Alkane und Alkene enthalten.The first mixture obtained in the catalytic conversion of synthesis gas can contain, in particular, alkanes and alkenes as by-products.
Anders als im Stand der Technik werden erfindungsgemäß die für die konsekutive Guerbet-Reaktion benötigten Alkohole mittels einer katalytischen Umsetzung von Synthesegas zu Methanol und höheren Alkoholen erzeugt. Diese Alkohole wie insbesondere Ethanol, Methanol und gegebenenfalls Propanol befinden sich in einem ersten Produktgemisch nach der Synthesegasumsetzung. Die höherwertigen höheren Alkohole, wie insbesondere Ethanol und Propanol müssen nicht als Edukte von außen zugeführt werden. Für die Optimierung der Guerbet-Reaktion und die Optimierung der Umsetzung von Ethanol und Propanol zu Isobutanol ist es gegebenenfalls hilfreich die Methanol-Konzentration durch Zuführung von außen anzupassen. Damit werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer zweistufigen Synthese aus Synthesegas hochwertige höhere Alkohole gewonnen. Hier wird deutlich, dass das erfindungsgemäße Verfahren zu einer erheblichen Vereinfachung im Gesamtprozess der Herstellung von Isobutanol (nach der exakten chemischen Nomenklatur 2-Methyl-1-Propanol) oder 1-Butanol führt.In contrast to the prior art, the alcohols required for the consecutive Guerbet reaction are produced according to the invention by means of a catalytic conversion of synthesis gas to methanol and higher alcohols. These alcohols, such as in particular ethanol, methanol and optionally propanol, are found in a first product mixture after the synthesis gas conversion. The higher-value higher alcohols, such as in particular ethanol and propanol, do not have to be supplied from the outside as starting materials. In order to optimize the Guerbet reaction and to optimize the conversion of ethanol and propanol to isobutanol, it may be helpful to adjust the methanol concentration by supplying it from outside. In the process according to the invention, high quality higher alcohols are thus obtained in a two-stage synthesis from synthesis gas. It becomes clear here that the method according to the invention leads to a considerable simplification in the overall process of producing isobutanol (according to the exact chemical nomenclature 2-methyl-1-propanol) or 1-butanol.
Verschiedene Prozessvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich durch geeignete Trennschritte der Stoffgruppen und Aufbereitung des bei der katalytischen Umsetzung von Synthesegas im ersten Schritt erhaltenen Stoffgemisches.Various process variants of the method according to the invention result from suitable steps for separating the groups of substances and processing the mixture of substances obtained in the first step in the catalytic conversion of synthesis gas.
Über die konsekutive Umsetzung des in der katalytischen Synthese von Alkoholen gebildeten Alkoholgemisches ist somit die mehrstufige Synthese von Isobutanol und/oder 1-Butanol aus Synthesegas möglich. Die Konsekutivreaktion ermöglicht insbesondere die Herstellung von Isobutanol. Die Wertschöpfungskette zur Herstellung von Isobutanol aus Synthesegas ist wie folgt:The multi-stage synthesis of isobutanol and / or 1-butanol from synthesis gas is thus possible via the consecutive conversion of the alcohol mixture formed in the catalytic synthesis of alcohols. The consecutive reaction enables, in particular, the production of isobutanol. The value chain for the production of isobutanol from synthesis gas is as follows:
In einem ersten Schritt wird Synthesegas aus einem geeigneten Feedstrom erzeugt und bereitgestellt. Dieses Synthesegas enthält in der Regel CO, H2, gegebenenfalls CO2 sowie gegebenenfalls N2. Bei Bedarf schließt sich eine Konditionierung des Synthesegases an, welche eine Aufreinigung des Synthesegases sowie eine Einstellung eines für die nachfolgende Reaktion geeigneten Verhältnisses insbesondere der Gase CO, CO2 und H2 umfassen kann. Mit dem so konditionierten Synthesegas erfolgt die katalytische Synthese höherer Alkohole. Unter dem Begriff „höhere Alkohole“ wird hierin verstanden, dass mindestens ein Alkohol mit wenigstens zwei C-Atomen enthalten ist. Beispielsweise wird ein Alkoholgemisch erzeugt, welches vorwiegend C2-C4-Alkohole sowie daneben gegebenenfalls Methanol enthält. Für die katalytische Synthese höherer Alkohole werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise spezifische Katalysatoren verwendet, auf deren Spezifikation weiter unten noch näher eingegangen wird.In a first step, synthesis gas is generated from a suitable feed stream and made available. This synthesis gas usually contains CO, H 2 , optionally CO 2 and optionally N 2 . If necessary, this is followed by conditioning of the synthesis gas, which can include purification of the synthesis gas and setting of a ratio suitable for the subsequent reaction, in particular of the gases CO, CO 2 and H 2 . The synthesis gas conditioned in this way is used for the catalytic synthesis of higher alcohols. The term “higher alcohols” is understood here to mean that it contains at least one alcohol with at least two carbon atoms. For example, an alcohol mixture is produced which contains predominantly C2-C4 alcohols and also optionally methanol. For the catalytic synthesis of higher alcohols, specific catalysts are preferably used in the process according to the invention, the specification of which will be discussed in greater detail below.
Bei der Synthese höherer Alkohole aus Synthesegas (CO/H2 bzw. CO2/H2-Gemisch bzw. CO/CO2/H2) bzw. aus Hüttengasen oder aus anderen industriellen Prozessgasen wird in der Regel ein Gemisch aus verschiedenen kurzkettigen Alkoholen wie Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol gebildet. In der Regel werden die Alkohole Methanol und Ethanol mit höherer Selektivität erhalten, die längerkettigen Alkohole Propanol sowie insbesondere Butanole, welche gute Eigenschaften als Kraftstoffadditive aufweisen, dagegen mit geringerer Ausbeute. Insbesondere der oftmals hohe Methanol-Anteil kann für eine Verwendung als Kraftstoffadditiv problematisch sein. Laut Kraftstoffspezifikation DIN EN 228 sind max. 3 Vol.% Methanol im Ottokraftstoff erlaubt.In the synthesis of higher alcohols from synthesis gas (CO / H 2 or CO 2 / H 2 mixture or CO / CO 2 / H 2 ) or from steel mill gases or from other industrial process gases, a mixture of various short-chain alcohols is usually produced such as methanol, ethanol, propanol and butanol. As a rule, the alcohols methanol and ethanol are obtained with a higher selectivity, whereas the longer-chain alcohols propanol and, in particular, butanols, which have good properties as fuel additives, are obtained with a lower yield. In particular, the often high proportion of methanol can be used as Fuel additive can be problematic. According to the DIN EN 228 fuel specification, a maximum of 3% by volume of methanol is permitted in petrol.
Das nach diesem ersten Syntheseschritt erhaltene Produktgemisch enthaltend die vorgenannten höheren Alkohole wird erfindungsgemäß anschließend einer Guerbet-Reaktion unterzogen. In dem Prozess werden neben Isobutanol und/oder 1-Butanol und anderen Alkoholen noch Alkene und Alkane als weitere Wertprodukte erhalten, die in dem ersten Schritt bei der katalytischen Umsetzung des Synthesegases neben den Alkoholen entstehen.According to the invention, the product mixture obtained after this first synthesis step and containing the aforementioned higher alcohols is then subjected to a Guerbet reaction. In the process, in addition to isobutanol and / or 1-butanol and other alcohols, alkenes and alkanes are obtained as further valuable products, which are formed in the first step in the catalytic conversion of the synthesis gas in addition to the alcohols.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit durch die konsekutive Guerbet-Reaktion das nach der katalytischen Umsetzung von Synthesegas erhaltene Alkoholgemisch von kurzkettigen Alkoholen wie Methanol, Ethanol, Propanol gezielt zu Isobutanol bzw. 1-Butanol und damit einem hochwertigen Kraftstoffadditiv umgesetzt.In the process according to the invention, the consecutive Guerbet reaction converts the alcohol mixture of short-chain alcohols such as methanol, ethanol, propanol obtained after the catalytic conversion of synthesis gas into isobutanol or 1-butanol and thus a high-quality fuel additive.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurden Katalysatoren und Prozessvarianten zur katalytischen Synthese von höheren Alkoholen aus Synthesegasen entwickelt. Dabei kann beispielsweise die Umsetzung von Synthesegas erfolgen, welches durch Reinigung und Konditionierung von Hüttengasen bereitgestellt wird. Die nachfolgend beschriebene Erfindung lässt sich aber ausdrücklich auch auf andere Synthesegasquellen anwenden.In the context of the present invention, catalysts and process variants for the catalytic synthesis of higher alcohols from synthesis gases were developed. Here, for example, synthesis gas can be converted, which is provided by cleaning and conditioning steel mill gases. However, the invention described below can expressly also be applied to other synthesis gas sources.
Die Synthese höherer Alkohole aus Synthesegas umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung zunächst die Bereitstellung des Synthesegases, die katalytische Synthese der höheren Alkohole aus diesem Synthesegas und gegebenenfalls die Aufreinigung bzw. Auftrennung des Produktgemisches. Die Bereitstellung des Synthesegases umfasst gegebenenfalls neben der Darstellung des Synthesegases auch die Reinigung und die Konditionierung des Synthesegases. Als Feed für die Bereitstellung des Synthesegases können sowohl fossile Brennstoffe, wie Erdgas, Kohle aber auch CO- und CO2-reiche Gase beispielweise aus Stahl- oder Zementwerken und Wasserstoff verwendet werden. Weiterhin ist es möglich, das eingesetzte Synthesegas aus Biomasse zu gewinnen. Der Wasserstoff wird bevorzugt mit geringem CO2-Footprint hergestellt, beispielsweise mittels Wasserelektrolyse oder Methanpyrolyse. Die Wasserstofferzeugung wird bevorzugt mit Strom betrieben, der mittels erneuerbaren Energien hergestellt wird.According to the present invention, the synthesis of higher alcohols from synthesis gas initially comprises the provision of the synthesis gas, the catalytic synthesis of the higher alcohols from this synthesis gas and, if appropriate, the purification or separation of the product mixture. The provision of the synthesis gas may also include the cleaning and conditioning of the synthesis gas in addition to the preparation of the synthesis gas. Both fossil fuels, such as natural gas, coal, but also gases rich in CO and CO 2, for example from steel or cement works, and hydrogen can be used as feed for the provision of the synthesis gas. It is also possible to obtain the synthesis gas used from biomass. The hydrogen is preferably produced with a low CO 2 footprint, for example by means of water electrolysis or methane pyrolysis. Hydrogen production is preferably operated with electricity that is produced using renewable energies.
Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass aus dem nach der katalytischen Umsetzung von Synthesegas erhaltenen ersten Gemisch von Alkoholen, Alkenen und Alkanen zunächst die Alkane und Alkene von den Alkoholen abgetrennt werden und danach die Alkohole in der Guerbet-Reaktion umgesetzt werden.A preferred development of the method according to the invention provides that the alkanes and alkenes are first separated from the alcohols from the first mixture of alcohols, alkenes and alkanes obtained after the catalytic conversion of synthesis gas and then the alcohols are converted in the Guerbet reaction.
Weiterhin werden vorzugsweise aus dem nach der katalytischen Umsetzung von Synthesegas erhaltenen ersten Gemisch Butanole und gegebenenfalls Wasser abgetrennt und mit dem verbleibenden Gemisch von Alkoholen wird die Guerbet-Reaktion durchgeführt.Furthermore, butanols and optionally water are preferably separated off from the first mixture obtained after the catalytic conversion of synthesis gas and the Guerbet reaction is carried out with the remaining mixture of alcohols.
Vorzugsweise enthält somit nach Abtrennung der Alkene und Alkane sowie nach der Abtrennung von Wasser und gegebenenfalls Butanol das nach der katalytischen Umsetzung von Synthesegas erhaltene und aufgereinigte erste Gemisch, mit dem die Guerbet-Reaktion durchgeführt wird, im Wesentlichen Methanol, Ethanol und Propanol. Butanol und Wasser können aber ebenso gut erst nach der Guerbet-Reaktion aus dem Produktgemisch abgetrennt werden. Das Produktgemisch, mit dem die Guerbet-Reaktion durchgeführt wird, enthält dann nach Abtrennung der Alkene und Alkane neben den genannten Alkoholen mit ein bis drei Kohlenstoffatomen noch 1-Butanol und Wasser.Thus, after the alkenes and alkanes have been separated off and after the water and optionally butanol have been separated off, the first mixture obtained and purified after the catalytic conversion of synthesis gas, with which the Guerbet reaction is carried out, essentially contains methanol, ethanol and propanol. Butanol and water can just as easily be separated from the product mixture only after the Guerbet reaction. The product mixture with which the Guerbet reaction is carried out then contains, after the alkenes and alkanes have been separated off, in addition to the alcohols with one to three carbon atoms mentioned, also 1-butanol and water.
Die katalytische Synthese der höheren Alkohole aus Synthesegas kann erfindungsgemäß beispielsweise bei Reaktionstemperaturen von 200 °C bis 360 °C durchgeführt werden, bevorzugt bei Temperaturen von 220 °C bis 340 °C, weiter bevorzugt bei 240 °C bis 320 °C, insbesondere bei 260 °C bis 300 °C, beispielsweise bei etwa 280 °C. Außerdem kann diese Reaktion zum Beispiel bei einem Reaktionsdruck von 10 bar bis 110 bar, insbesondere bei 30 bar bis 90 bar, bevorzugt bei 50 bar bis 70 bar, beispielsweise bei etwa 60 bar durchgeführt werden. Das erhaltene Produktgemisch aus nicht umgesetzten Synthesegas, Alkoholen, Alkenen und Alkanen kann auf niedrigere Temperaturen von beispielsweise 150°C oder weniger, insbesondere auf unter 130 °C, bevorzugt auf unter 110 °C oder auf noch niedrigere Temperaturen von weniger als 80 °C, beispielsweise etwa 40 °C bis 20 °C, insbesondere auf etwa 30 °C abgekühlt und in eine Gas- und eine Flüssigphase aufgetrennt werden. Die Gasphase enthält überwiegend das nicht umgesetzte Synthesegas sowie eventuell vorhandene inerte Komponenten (z.B. Stickstoff) und das als Nebenprodukt gebildete Methan. Die Gasphase wird üblicherweise in die Synthese der höheren Alkohole zurückgeführt. Gegebenenfalls ist zusätzliche eine Aufreinigung bzw. Konditionierung der Gasphase, wie beispielsweise die Umsetzung des als Nebenprodukt gebildeten Methans zu Synthesegas vorgesehen.The catalytic synthesis of the higher alcohols from synthesis gas can be carried out according to the invention, for example, at reaction temperatures from 200 ° C to 360 ° C, preferably at temperatures from 220 ° C to 340 ° C, more preferably at 240 ° C to 320 ° C, in particular at 260 ° C to 300 ° C, for example at about 280 ° C. In addition, this reaction can be carried out, for example, at a reaction pressure of 10 bar to 110 bar, in particular at 30 bar to 90 bar, preferably at 50 bar to 70 bar, for example at about 60 bar. The product mixture obtained from unconverted synthesis gas, alcohols, alkenes and alkanes can be heated to lower temperatures of, for example, 150 ° C or less, in particular to below 130 ° C, preferably to below 110 ° C or to even lower temperatures of less than 80 ° C, for example about 40 ° C to 20 ° C, especially cooled to about 30 ° C and separated into a gas and a liquid phase. The gas phase mainly contains the unconverted synthesis gas as well as any inert components (eg nitrogen) and the methane formed as a by-product. The gas phase is usually returned to the synthesis of the higher alcohols. Possibly is additional purification or conditioning of the gas phase, such as the conversion of the methane formed as a by-product into synthesis gas, is provided.
Die Flüssigphase enthält überwiegend die gebildeten Alkohole, Alkene und Alkane. Über eine Absenkung des Drucks beispielsweise auf weniger als 5 bar, insbesondere auf ca. 1 bar werden die Alkene und Alkane verdampft und aus dem Produktgemisch abgetrennt. Zur wirtschaftlichen und/oder ökologischen Optimierung des Prozesses ist es gegebenenfalls vorteilhaft, die Alkane zu Synthesegas umzusetzen, z.B. über eine partielle Oxidation, Steamreforming oder autotherme Reformierung und in den Prozess zurückzuführen. Gegebenenfalls können die Alkane auch zu den entsprechenden Alkenen dehydriert werden, um die Ausbeute an Alkenen zu erhöhen. Die Alkohole verbleiben in der Flüssigphase und werden nach Abtrennung des als Koppelprodukt gebildeten Wassers gegebenenfalls als Produktgemisch zu 1-Butanol bzw. Isobutanol umgesetzt und zum Beispiel als Kraftstoffzusatz vermarktet oder in einer Destillation in die einzelnen Alkohole aufgetrennt und einzeln zu 1-Butanol bzw. Isobutanol umgesetzt.The liquid phase mainly contains the alcohols, alkenes and alkanes formed. By lowering the pressure, for example to less than 5 bar, in particular to about 1 bar, the alkenes and alkanes are evaporated and separated from the product mixture. In order to optimize the process economically and / or ecologically, it may be advantageous to convert the alkanes into synthesis gas, e.g. via partial oxidation, steam reforming or autothermal reforming and to return them to the process. If appropriate, the alkanes can also be dehydrogenated to the corresponding alkenes in order to increase the yield of alkenes. The alcohols remain in the liquid phase and, after the water formed as a coproduct has been separated off, are optionally converted as a product mixture to 1-butanol or isobutanol and, for example, marketed as a fuel additive or separated into the individual alcohols in a distillation and individually to 1-butanol or isobutanol implemented.
Vorzugsweise können gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in dem nach der Abtrennung der Alkene und Alkane erhaltenen Gemisch enthaltene Alkene durch Hydratisierung oder Hydroformylierung zu Alkoholen umgesetzt werden, die danach ebenfalls der Guerbet-Reaktion unterzogen werden. Die Synthese von Isobutanol beschreibt lediglich die Darstellung eines hochwertigen Kraftstoffadditives aus dem Alkoholgemisch, jedoch nicht die Verwertung der in der katalytischen Umsetzung von Synthesegas als Nebenprodukte gebildeten Alkene. Die Verwertung der Alkene kann durch andere sinnvolle Folgereaktionen wie beispielsweise die Einbindung der Hydratisierung und Hydroformylierung erfolgen, die so in das Prozesskonzept der katalytischen Synthese höherer Alkohole aus Synthesegas eingebunden werden. Auf diese Weise gelingt es, durch die Umsetzung der Alkene zu weiteren Aldehyden bzw. Alkoholen die Oxygenat- bzw. Alkohol-Ausbeute der ersten Synthesestufe zu erhöhen. Die mittels Hydratisierung und Hydroformylierung gebildeten weiteren Alkohole bzw. Aldehyde können dann ebenfalls in der Guerbet-Reaktion zu Isobutanol und/oder 1-Butanol umgesetzt werden. Bei der alternativ im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls möglichen Umsetzung von Isopropanol mit Methanol in der Guerbet-Reaktion wird 2-Butanol gebildet.According to a further development of the invention, alkenes present in the mixture obtained after the alkenes and alkanes have been separated off can preferably be converted to alcohols by hydration or hydroformylation, which are then likewise subjected to the Guerbet reaction. The synthesis of isobutanol only describes the preparation of a high-quality fuel additive from the alcohol mixture, but not the utilization of the alkenes formed as by-products in the catalytic conversion of synthesis gas. The alkenes can be used by other useful subsequent reactions such as the integration of hydration and hydroformylation, which are thus integrated into the process concept of the catalytic synthesis of higher alcohols from synthesis gas. In this way it is possible to increase the oxygenate or alcohol yield of the first synthesis stage by converting the alkenes to further aldehydes or alcohols. The further alcohols or aldehydes formed by means of hydration and hydroformylation can then likewise be converted into isobutanol and / or 1-butanol in the Guerbet reaction. In the case of the reaction of isopropanol with methanol in the Guerbet reaction, which is also possible as an alternative within the scope of the present invention, 2-butanol is formed.
Vorzugsweise erfolgt die Abtrennung der Alkene und Alkane von den Alkoholen vor der Guerbet-Reaktion bei einer niedrigeren Temperatur und niedrigerem Druck als die vorangehende katalytische Synthese höherer Alkohole aus Synthesegas, vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 20 °C bis 40 °C und einem Druck von weniger als 5 bar, besonders bevorzugt bei einem Druck von weniger als 2 bar.The alkenes and alkanes are preferably separated off from the alcohols prior to the Guerbet reaction at a lower temperature and pressure than the preceding catalytic synthesis of higher alcohols from synthesis gas, preferably at a temperature in the range from 20 ° C. to 40 ° C. and a pressure of less than 5 bar, particularly preferably at a pressure of less than 2 bar.
Nach dieser Abtrennung können beispielsweise ein oder mehrere Trennschritte vorgesehen sein, in denen die Alkane von den Alkenen getrennt werden. Hierbei kann man beispielsweise das Alken/Alkan-Gemisch zunächst in verschiedene Fraktionen, insbesondere eine C2-Fraktion (Ethen/Ethan), eine C3-Fraktion (Propen/Propan) und eine C4-Fraktion (Buten/Butan) auftrennen und anschließend in den einzelnen Fraktionen jeweils eine Trennung in ein Alken und ein Alkan vornehmen. Allerdings führt hier die vorgenannte Umsetzung der Alkene durch Hydratisierung zu Alkoholen oder die vorgenannte Umsetzung der Alkene durch Hydroformylierung zu Aldehyden und/oder Alkoholen zu einer Vereinfachung, da die dadurch entstandenen Alkohole und/oder Aldehyde sich aufgrund ihrer Eigenschaften leichter von den Alkanen trennen lassen, als dies bei der direkten Trennung von Alkenen und Alkanen der Fall ist, denn letztere sind sich chemisch ähnlicher. Die Alkene lassen sich somit zu weiteren Wertprodukten umsetzen und die Alkane können beispielsweise durch partielle Oxidation, autotherme Reformierung oder Steamreforming zu weiterem Synthesegas umgesetzt und in den Prozess zurückgeführt werden, das heißt sie dienen damit letztlich auch zur Erhöhung der Ausbeute an Alkoholen im gesamten Verfahren.After this separation, for example one or more separation steps can be provided in which the alkanes are separated from the alkenes. Here, for example, the alkene / alkane mixture can first be separated into various fractions, in particular a C2 fraction (ethene / ethane), a C3 fraction (propene / propane) and a C4 fraction (butene / butane) and then divided into the separate fractions into an alkene and an alkane. However, the aforementioned conversion of the alkenes by hydration to alcohols or the aforementioned conversion of the alkenes by hydroformylation to aldehydes and / or alcohols leads to a simplification, since the resulting alcohols and / or aldehydes can be separated more easily from the alkanes due to their properties, than is the case with the direct separation of alkenes and alkanes, because the latter are chemically more similar. The alkenes can thus be converted into further products of value and the alkanes can be converted into further synthesis gas, for example by partial oxidation, autothermal reforming or steam reforming, and fed back into the process, i.e. they ultimately also serve to increase the yield of alcohols in the entire process.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Zusammensetzung und Konzentration der nach der katalytischen Umsetzung des Synthesegases gebildeten Produkte können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die vorgenannten Prozessparameter in geeigneter Weise variiert bzw. durch weitere Trennschritte ergänzt werden.Depending on the respective composition and concentration of the products formed after the catalytic conversion of the synthesis gas, the aforementioned process parameters can be varied in a suitable manner or supplemented by further separation steps within the scope of the method according to the invention.
Vorzugsweise wird das nach der Guerbet-Reaktion erhaltene Produktgemisch von Alkoholen aufgereinigt, insbesondere wird bevorzugt an dieser Stelle des Verfahrens das Wasser aus dem Produktgemisch abgetrennt.The product mixture obtained after the Guerbet reaction is preferably purified from alcohols; in particular, the water is preferably separated off from the product mixture at this point in the process.
Weiterhin werden vorzugsweise aus dem nach der Guerbet-Reaktion erhaltenen Produktgemisch Isobutanol und 1-Butanol, beispielsweise durch Destillation abgetrennt, ebenso wie optional weitere in dem Gemisch erhaltene Alkohole wie beispielsweise 2-Butanol, 1-Propanol oder Ethanol jeweils einzeln abgetrennt werden können. Die kurzkettigen C1-C3-Alkohole können gegebenenfalls in die Guerbet-Reaktion zurückgeführt werden und so zu C4-Alkoholen umgesetzt werden.Furthermore, isobutanol and 1-butanol are preferably separated off from the product mixture obtained after the Guerbet reaction, for example by distillation, as well as optionally further alcohols obtained in the mixture, such as 2-butanol, 1-propanol or ethanol, in each case individually can be. The short-chain C1-C3 alcohols can optionally be returned to the Guerbet reaction and thus converted to C4 alcohols.
Die zuvor beschriebene Wertschöpfungskette gemäß dem vorliegenden Verfahren liefert verschiedene prinzipielle Vorteile gegenüber dem aktuellen Stand der Technik in der Isobutanol-Synthese aus Synthesegas. Im Vergleich zu den eingangs genannten Verfahren wird die erfindungsgemäße katalytische Umsetzung des Synthesegases bei geringeren Temperaturen durchgeführt. Der Zusatz von Ethanol aus externen Quellen bei der Umsetzung des Synthesegases erübrigt sich. Die Selektivität des zweistufigen Gesamtprozesses zu Isobutanol wird im Vergleich zu bekannten Prozessen erhöht.The above-described value chain according to the present process provides various principal advantages over the current state of the art in isobutanol synthesis from synthesis gas. In comparison to the processes mentioned at the outset, the catalytic conversion of the synthesis gas according to the invention is carried out at lower temperatures. There is no need to add ethanol from external sources when converting the synthesis gas. The selectivity of the two-stage overall process for isobutanol is increased compared to known processes.
Aus dem zunächst erhaltenen Alkoholgemisch der katalytischen Umsetzung von Synthesegas wird ein Gemisch aus C4-Alkoholen erzeugt (insbesondere 1-Butanol und Isobutanol), welches ein hochwertiges Kraftstoffadditiv darstellt.A mixture of C4 alcohols (in particular 1-butanol and isobutanol), which is a high-quality fuel additive, is produced from the alcohol mixture obtained from the catalytic conversion of synthesis gas.
Die konsekutive Umsetzung der im ersten Reaktionsschritt in der katalytischen Synthese der höheren Alkohole gebildeten Alkohole Methanol, Ethanol und Propanol ermöglicht die gezielte Herstellung von Isobutanol oder 1-Butanol. Die Synthese der hochwertigen Kraftstoffadditive 1-Butanol und Isobutanol aus Synthesegas (beispielsweise aus Hüttengas) wird erreicht, indem die Synthese der höheren Alkohole, mit einer nachgeschalteten Chemieanlage zur Guerbet-Reaktion gekoppelt wird. Die Guerbet-Reaktion stellt eine Aldoladdition, Aldolkondensation, bzw. Dimerisierung von Alkoholen dar, die zu einer Kettenverlängerung führt.The consecutive conversion of the alcohols methanol, ethanol and propanol formed in the first reaction step in the catalytic synthesis of the higher alcohols enables the targeted production of isobutanol or 1-butanol. The synthesis of the high-quality fuel additives 1-butanol and isobutanol from synthesis gas (for example from steel mill gas) is achieved by coupling the synthesis of the higher alcohols with a downstream chemical plant for the Guerbet reaction. The Guerbet reaction is an aldol addition, aldol condensation or dimerization of alcohols, which leads to chain lengthening.
Für die vorliegende Erfindung sind insbesondere die nachfolgend aufgeführten Reaktionen der aus niederen Alkoholen bei der Guerbet-Reaktion entstehenden Alkohole relevant:
Durch Umsetzung von Ethanol mit Methanol in einer Guerbet-Reaktion wird zunächst 1-Propanol gebildet (siehe Reaktion 1 (a), durch Umsetzung von 1-Propanol mit Methanol wird dann Isobutanol gebildet (siehe Reaktion 1 (b). Ebenso ist die einstufige Umsetzung von Ethanol mit Methanol zu Isobutanol in der Literatur beschrieben. Die Dimerisierung von Ethanol führt zur Bildung von 1-Butanol (siehe obige Reaktion 2).By reacting ethanol with methanol in a Guerbet reaction, 1-propanol is first formed (see reaction 1 (a), by reacting 1-propanol with methanol isobutanol is then formed (see reaction 1 (b). The one-step reaction is the same) of ethanol with methanol to isobutanol is described in the literature The dimerization of ethanol leads to the formation of 1-butanol (see above reaction 2).
Vorzugsweise erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vor der Durchführung der Guerbet-Reaktion und nach der katalytischen Umsetzung des Synthesegases wenigstens ein Schritt, in dem eine Trennung des bei der Umsetzung des Synthesegases erhaltenen ersten Produktgemisches in eine Gasphase und eine flüssige Phase erfolgt, wobei die flüssige Phase für die anschließende Guerbet-Reaktion verwendet wird und wobei die Trennung bevorzugt bei einer niedrigeren Temperatur und/oder bei geringerem Druck erfolgt wie die vorhergehende katalytische Umsetzung des Synthesegases. Dieser Trennschritt hat den Vorteil, dass an dieser Stelle im Prozess nicht umgesetzte Anteile des Synthesegases aus dem Reaktionsgemisch abgetrennt werden und daher die nachfolgende Reaktion nicht mehr beeinflussen.In the method according to the invention, before the Guerbet reaction is carried out and after the catalytic conversion of the synthesis gas, at least one step is preferably carried out in which the first product mixture obtained during the conversion of the synthesis gas is separated into a gas phase and a liquid phase, the liquid phase is used for the subsequent Guerbet reaction and the separation is preferably carried out at a lower temperature and / or at lower pressure than the previous catalytic conversion of the synthesis gas. This separation step has the advantage that at this point in the process unconverted portions of the synthesis gas are separated from the reaction mixture and therefore no longer influence the subsequent reaction.
Die bei diesem Trennschritt erhaltene Flüssigphase enthält überwiegend die gebildeten Alkohole, Alkene und Alkane. In der Regel erfolgt nach dieser Gas/Flüssig-Trennung die Abtrennung der Alkene und Alkane von den Alkoholen, bevor mit den Alkoholen anschließend die Guerbet-Reaktion durchgeführt wird. Diese Abtrennung der Alkene und Alkane kann insbesondere über eine Absenkung des Druckes beispielsweise auf weniger als 5 bar, insbesondere auf ca. 1 bar erfolgen, wobei die Alkene und Alkane verdampft und so aus dem Produktgemisch abgetrennt werden.The liquid phase obtained in this separation step contains predominantly the alcohols, alkenes and alkanes formed. As a rule, after this gas / liquid separation, the alkenes and alkanes are separated off from the alcohols before the Guerbet reaction is then carried out with the alcohols. This separation of the alkenes and alkanes can take place in particular by lowering the pressure, for example to less than 5 bar, in particular to about 1 bar, the alkenes and alkanes being evaporated and thus separated from the product mixture.
Vorzugsweise wird die bei der Gas-Flüssig-Trennung nach der Umsetzung des Synthesegases erhaltene Gasphase wenigstens teilweise zu dem Schritt der katalytischen Umsetzung des Synthesegases zurückgeführt. Durch diese Rückführung kann insgesamt ein höherer Anteil des Synthesegases zur Reaktion gebracht werden und so die Ausbeute an Alkoholen erhöht werden.Preferably, the gas phase obtained in the gas-liquid separation after the conversion of the synthesis gas is at least partially returned to the step of the catalytic conversion of the synthesis gas. As a result of this recirculation, a higher proportion of the synthesis gas can be made to react overall and thus the yield of alcohols can be increased.
Nach der Abtrennung der Kohlenwasserstoffe (Alkene und Alkane) wird ein Gemisch aus Alkoholen und gegebenenfalls Wasser erhalten. Bereits bei der katalytischen Umsetzung des Synthesegases gebildete Butanole und gegebenenfalls Wasser können optional vor der Guerbet-Reaktion abgetrennt werden und das dann verbleibende Alkoholgemisch aus vorwiegend Methanol, Ethanol und Propanol kann dann in einer nachgeschalteten Guerbet-Reaktion zu Isobutanol und/oder 1-Butanol umgesetzt werden.After the hydrocarbons (alkenes and alkanes) have been separated off, a mixture of alcohols and, if appropriate, water is obtained. Butanols and optionally water formed during the catalytic conversion of the synthesis gas can optionally be separated off before the Guerbet reaction and that then remaining alcohol mixture of predominantly methanol, ethanol and propanol can then be converted into isobutanol and / or 1-butanol in a downstream Guerbet reaction.
Die konsekutive Umsetzung des Alkoholgemischs zu Isobutanol bzw. 1-Butanol bietet sich insbesondere für Methanol-reiche-Alkoholgemische an, da der Einsatz von Methanol als Kraftstoffadditiv unter anderem aufgrund einer geringeren Energiedichte, einer höheren Toxizität und geringen erlaubten Beimischungsanteilen (DIN EN 228) Nachteile aufweist. Die Verträglichkeit von Methanol mit den kraftstoffführenden Komponenten der Motoren ist bislang noch nicht ausreichend untersucht und daher derzeit Gegenstand größerer Forschungsprojekte. 1-Butanol und Isobutanol werden dagegen auch nach heutigem Stand der Forschung als hochwertige Kraftstoffe angesehen. Durch die Guerbet-Reaktion kann Methanol in einen hochwertigen Kraftstoff umgesetzt werden.The consecutive conversion of the alcohol mixture to isobutanol or 1-butanol is particularly suitable for methanol-rich alcohol mixtures, since the use of methanol as a fuel additive has disadvantages due, among other things, to a lower energy density, higher toxicity and low permitted admixture proportions (DIN EN 228) having. The compatibility of methanol with the fuel-carrying components of the engines has not yet been adequately investigated and is therefore currently the subject of major research projects. 1-butanol and isobutanol, on the other hand, are viewed as high-quality fuels even according to the current state of research. The Guerbet reaction converts methanol into a high-quality fuel.
Gegebenenfalls kann es gemäß einer bevorzugten Variante des Verfahrens auch vorteilhaft sein, das Alkoholgemisch zunächst in die jeweiligen Alkohole oder in einzelne Alkohol-Fraktionen mit gleicher oder unterschiedlicher Anzahl von C-Atomen aufzutrennen, um die Zusammensetzung der Edukte für die anschließende Guerbet-Reaktion individuell anpassen zu können und die Produktzusammensetzung der Guerbet-Reaktion steuern zu können.According to a preferred variant of the method, it can optionally also be advantageous to first separate the alcohol mixture into the respective alcohols or into individual alcohol fractions with the same or different numbers of carbon atoms in order to individually adapt the composition of the starting materials for the subsequent Guerbet reaction and to be able to control the product composition of the Guerbet reaction.
In der
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde ein Gesamtprozess entwickelt, der es ermöglicht, ausgehend von Synthesegas Isobutanol und/oder 1-Butanol mit guter Ausbeute herzustellen. In der vorliegenden Anmeldung werden Verfahren beschrieben, die ausgehend von dem bei der Umsetzung von Synthesegas, umfassend Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff oder Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff oder Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff, erhaltenen Produktgemisch verglichen mit bekannten Prozessen in ökonomischer, technologischer und/oder ökologischer Hinsicht Vorteile bieten, insbesondere gegenüber einer einfachen Trennung mit anschließender Einzelvermarktung der Produkte/Stoffgruppen. Hierbei wurde ein besonderes Augenmerk auf die Optimierung der Produkttrennung im Einklang mit den Syntheseschritten gelegt. Dies betrifft unter anderem die jeweiligen physikalischen Prozessbedingungen (Druck, Temperatur) sowie die Einstellung von bevorzugten bzw. technologisch tolerierbaren Eduktverhältnissen für die Syntheseschritte unter Berücksichtigung von insbesondere wirtschaftlichen Rahmenbedingungen.In the context of the present invention, an overall process was developed which enables isobutanol and / or 1-butanol to be produced with good yield starting from synthesis gas. The present application describes processes which, based on the product mixture obtained in the conversion of synthesis gas, comprising carbon monoxide and hydrogen or carbon dioxide and hydrogen or carbon monoxide, carbon dioxide and hydrogen, offer advantages in economic, technological and / or ecological terms compared to known processes , especially compared to a simple separation with subsequent individual marketing of the products / groups of substances. Particular attention was paid to optimizing the product separation in accordance with the synthesis steps. This concerns, among other things, the respective physical process conditions (pressure, temperature) as well as the setting of preferred or technologically tolerable educt ratios for the synthesis steps, taking into account, in particular, economic framework conditions.
Aufgrund der großen Anlagenkapazitäten, die beispielsweise bei Verwertung signifikanter Hüttengasmengen, aber auch bei anderen Synthesegasquellen, notwendig sind, werden bevorzugt Prozesse eingesetzt, die zu Produkten mit ausreichend großen (potentiellen) Märkten führen. Daher ist es hier insbesondere interessant, Basischemikalien zu betrachten, die beispielsweise im Kunststoff- oder Kraftstoffsektor eingesetzt werden können.Due to the large plant capacities, which are necessary, for example, for the utilization of significant quantities of steel mill gas, but also for other synthesis gas sources, processes are preferred that lead to products with sufficiently large (potential) markets. It is therefore particularly interesting to consider basic chemicals that can be used in the plastics or fuel sector, for example.
Gemäß der obigen Beschreibung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere die nachfolgend genannte Verfahrensvariante bevorzugt.According to the above description, the process variant mentioned below is particularly preferred in the context of the present invention.
Bei dieser bevorzugten Variante umfasst das Verfahren vorzugsweise die Schritte:
- - Herstellung höherer Alkohole (umfassend wenigstens einen Alkohol mit wenigstens zwei C-Atomen) durch katalytische Umsetzung von Synthesegas, vorzugsweise bei einer Temperatur von zwischen 200 °C und 360 °C und bei einem
Druck von 10 bar bis 110 bar; - - Trennung des erhaltenen ersten Produktgemisches in eine Gasphase und eine Flüssigphase;
- - gegebenenfalls Rückführung der abgetrennten Gasphase zur katalytischen Umsetzung des Synthesegases;
- - Abtrennung der Alkene und Alkane, die als Nebenprodukte anfallen von den erhaltenen Alkoholen, vorzugsweise bei einem niedrigeren Druck verglichen mit dem vorgenannten Trennschritt;
- - gegebenenfalls Auftrennung des von den Alkenen und Alkanen abgetrennten Alkoholgemisches in einzelne Verbindungen oder Verbindungsgruppen, insbesondere Ethanol, Propanole, Butanole und gegebenenfalls Methanol;
- - Umsetzung des Alkoholgemisches unter den Bedingungen einer Guerbet-Reaktion, wobei Isobutanol und/oder 1-Butanol erhalten wird;
- - gegebenenfalls Abtrennung von Wasser und Aufreinigung des nach der Guerbet-Reaktion erhaltenen Produktgemisches;
- - gegebenenfalls Trennung der in der Guerbet-Reaktion erhaltenen höheren Alkohole, insbesondere von Isobutanol und 1-Butanol.
- - Production of higher alcohols (comprising at least one alcohol with at least two carbon atoms) by catalytic conversion of synthesis gas, preferably at a temperature of between 200 ° C and 360 ° C and at a pressure of 10 bar to 110 bar;
- - Separation of the first product mixture obtained into a gas phase and a liquid phase;
- - if necessary, recycling of the separated gas phase for the catalytic conversion of the synthesis gas;
- - Separation of the alkenes and alkanes which are obtained as by-products from the alcohols obtained, preferably at a lower pressure compared to the aforementioned separation step;
- - if appropriate, separation of the alcohol mixture separated from the alkenes and alkanes into individual compounds or groups of compounds, in particular ethanol, propanols, butanols and, if appropriate, methanol;
- - Implementation of the alcohol mixture under the conditions of a Guerbet reaction, isobutanol and / or 1-butanol is obtained;
- - If necessary, separation of water and purification of the product mixture obtained after the Guerbet reaction;
- - Optional separation of the higher alcohols obtained in the Guerbet reaction, in particular of isobutanol and 1-butanol.
Im Rahmen einer Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung wurden spezifische Kobalthaltige Katalysatoren entwickelt, die Eigenschaften eines Methanol-Synthese-Katalysators und eines Fischer-Tropsch-Katalysators vereinen. Auf diese Weise entsteht bei der katalytischen Umsetzung von Synthesegas ein Produktgemisch, das neben Methanol und den höheren Alkoholen (vor allem Ethanol, Propanol und Butanol) auch hohe Konzentrationen an Kohlenwasserstoffen (vor allem C2 - C4-Alkene und C1 - C4 Alkane), Wasser und CO2 aufweist.As part of a further development of the present invention, specific cobalt-containing catalysts were developed which combine the properties of a methanol synthesis catalyst and a Fischer-Tropsch catalyst. In this way, the catalytic conversion of synthesis gas creates a product mixture which, in addition to methanol and the higher alcohols (especially ethanol, propanol and butanol), also contains high concentrations of hydrocarbons (especially C2 - C4 alkenes and C1 - C4 alkanes), water and CO 2 .
Verwendet wird dabei ein Katalysator; welcher Körner von nicht-graphitischem Kohlenstoff mit darin dispergierten Kobalt-Nanopartikeln umfasst, wobei die Kobalt-Nanopartikel einen mittleren Durchmesser dp im Bereich von 1 nm bis 20 nm aufweisen und die mittlere Entfernung D zwischen einzelnen Kobalt-Nanopartikeln in den Körnern aus nicht-graphitischem Kohlenstoff im Bereich von 2 nm und 150 nm liegt und ω, der kombinierte gesamte Massenbruchteil des Metalls in den Körnern aus nicht-graphitischem Kohlenstoff, im Bereich von 30 Gew.-% bis 70 Gew.-% der Gesamtmasse der Körner aus nicht-graphitischem Kohlenstoff liegt, wobei dp, D und ω die nachfolgende Beziehung erfüllen: 4,5 dp / ω > D ≥ 0,25 dp / ω.A catalyst is used here; which comprises grains of non-graphitic carbon with cobalt nanoparticles dispersed therein, the cobalt nanoparticles having a mean diameter d p in the range from 1 nm to 20 nm and the mean distance D between individual cobalt nanoparticles in the grains of non- graphitic carbon is in the range of 2 nm and 150 nm and ω, the combined total mass fraction of the metal in the grains of non-graphitic carbon, in the range of 30% by weight to 70% by weight of the total mass of the grains of non- graphitic carbon, where d p , D and ω satisfy the following relationship: 4.5 dp / ω> D ≥ 0.25 dp / ω.
Besonders bevorzugt verwendet man in dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Katalysatormaterial, welches mit einem Metall ausgewählt aus Mn, Cu oder einem Gemisch aus diesen dotiert ist, wobei die Körner aus nicht-graphitischem Kohlenstoff ein molares Verhältnis von Kobalt zu dotiertem Metall im Bereich von 2 bis 15 aufweisen.In the process according to the invention, it is particularly preferred to use a catalyst material which is doped with a metal selected from Mn, Cu or a mixture of these, the grains of non-graphitic carbon having a molar ratio of cobalt to doped metal in the range from 2 to 15 exhibit.
Bei Versuchen im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass die vorgenannten Körner aus nicht-graphitischem Kohlenstoff mit darin dispergierten Kobalt-Nanopartikeln erhältlich sind aus wässrigen Lösungen metallischer Vorläufer und organischen Kohlenstoffquellen durch kombiniertes Sprühtrocknen oder Gefriertrocknen der wässrigen Lösung und thermische Behandlung des dabei erhaltenen Zwischenprodukts bei mäßigen Temperaturen.In experiments within the scope of the present invention it was found that the aforementioned grains of non-graphitic carbon with cobalt nanoparticles dispersed therein can be obtained from aqueous solutions of metallic precursors and organic carbon sources by combined spray-drying or freeze-drying of the aqueous solution and thermal treatment of the intermediate product obtained in this way at moderate temperatures.
Nicht-graphitischer Kohlenstoff kann von einem Fachmann identifiziert werden durch TEM-Analyse (P.W. Albers, Neutron scattering study of the terminating protons in the basic structural units of non-graphitizing and graphitizing carbons, Carbon 109 (2016), 239 - 245, page 241, figure 1c).Non-graphitic carbon can be identified by a person skilled in the art by TEM analysis (PW Albers, Neutron scattering study of the terminating protons in the basic structural units of non-graphitizing and graphitizing carbons, Carbon 109 (2016), 239 - 245, page 241 , figure 1c).
Im Vergleich zu den bisherigen Erkenntnissen und auch zu den Literatur-bekannten Beschreibungen besitzen die vorgenannten Katalysatoren überraschenderweise eine deutlich höhere Selektivität zu Alkenen als zu Alkanen (beispielsweise in der Größenordnung von etwa 3:1). Damit fallen in dem Produktgemisch neben den Alkoholen mit den Alkenen weitere Wertprodukte an, die aus wirtschaftlicher und ökologischer Sicht vorteilhaft stofflich und nicht energetisch genutzt werden können.In comparison to the previous knowledge and also to the descriptions known from the literature, the abovementioned catalysts surprisingly have a significantly higher selectivity for alkenes than for alkanes (for example in the order of about 3: 1). As a result, in addition to the alcohols with the alkenes, the product mixture also contains other valuable products which, from an economic and ecological point of view, can advantageously be used materially and not energetically.
Einen wichtigen Aspekt stellt im Zusammenhang mit einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auch die Trennung der Wertprodukte aus dem relativ komplexen Produktgemisch am Reaktorausgang dar. Neben den Wertprodukten Alkohole und Alkene können in dem Produktgemisch auch Restgase (je nach Einsatzgas: H2, CO, CO2, N2) und Nebenprodukte (vor allem Alkane, CO2 und H2O) enthalten sein.An important aspect in connection with an advantageous development of the invention is the separation of the products of value from the relatively complex product mixture at the reactor outlet. In addition to the products of value alcohols and alkenes, residual gases (depending on the feed gas: H 2 , CO, CO 2 , N 2 ) and by-products (especially alkanes, CO 2 and H 2 O).
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt:
-
1 ein beispielhaftes Prozessschema betreffend eine beispielhafte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 an exemplary process scheme relating to an exemplary embodiment variant of the method according to the invention.
Nachfolgend wird auf die
Das in dem Reaktor
Die Trennung in eine Gasphase und eine Flüssigphase nach der katalytischen Umsetzung eines Synthesegasstroms kann alternativ auch durch diverse andere Methoden erfolgen. Wenn beispielsweise unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach der katalytischen Umsetzung des Synthesegases ein Produktstrom bei einer Temperatur von 280 °C und einem Druck von 60 bar vorliegt, kann dieser zunächst in einer Turbine auf einen Druck von 5 bis 20 bar, vorzugsweise auf etwa 10 bar entspannt werden, wobei elektrische Energie gewonnen wird, die für den Strombedarf des Prozesses eingesetzt werden kann.The separation into a gas phase and a liquid phase after the catalytic conversion of a synthesis gas stream can alternatively also be carried out by various other methods. If, for example, under the conditions of the process according to the invention, after the catalytic conversion of the synthesis gas, a product stream is present at a temperature of 280 ° C. and a pressure of 60 bar, this can first be increased in a turbine to a pressure of 5 to 20 bar, preferably to about 10 bar can be relaxed, whereby electrical energy is obtained, which can be used for the power requirements of the process.
Die anschließende Gas-Flüssig-Trennung, die insbesondere zur Abtrennung der inerten Gase (z.B. Stickstoff) und nicht umgesetzter Komponenten des Synthesegases dient (Wasserstoff, Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid und Methan), erfolgt beispielsweise durch Absorption des Produktstroms in einem Dieselöl (Referenzkomponente Dodekan) oder alternativ in einem Alkan oder einem Kohlenwasserstoffgemisch mit vergleichsweise niedriger Viskosität von beispielsweise weniger als 10 mPas bei Raumtemperatur und mit vorzugsweise einem vergleichsweise hohen Siedepunkt von insbesondere mehr als 200 °C. Das Wasser wird dabei nicht absorbiert, sondern zum großen Teil als zweite flüssige Phase kondensiert.The subsequent gas-liquid separation, which is used in particular to separate the inert gases (e.g. nitrogen) and unconverted components of the synthesis gas (hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and methane), takes place, for example, by absorbing the product flow in a diesel oil (reference component Dodecane) or alternatively in an alkane or a hydrocarbon mixture with a comparatively low viscosity of, for example, less than 10 mPas at room temperature and preferably with a comparatively high boiling point of in particular more than 200 ° C. The water is not absorbed, but largely condenses as a second liquid phase.
In einem Dekanter können anschließend die beiden flüssigen Phasen (organische Phase und wässrige Phase) getrennt werden, wobei die Kohlenwasserstoffe kaum, die Alkohole aber teilweise in die wässrige Phase gehen. Beispielsweise mittels einer ersten Kolonne können die Alkohole als Azeotrope wieder aus dem Wasser herausdestilliert werden. Alkohole und Kohlenwasserstoffe werden danach aus dem Dieselöl desorbiert, was in einer Kolonne erfolgen kann. Das Dieselöl kann nach der Desorption in den Absorptionsprozess zurückgeführt werden. Bei kleineren Inertgasanteilen im Produktstrom der katalytischen Umsetzung von Synthesegas kann alternativ auch eine Kondensation der leichtsiedenden Komponenten in Betracht kommen.The two liquid phases (organic phase and aqueous phase) can then be separated in a decanter, whereby the hydrocarbons hardly go into the aqueous phase, but some of the alcohols. For example, the alcohols can be distilled out of the water again as azeotropes by means of a first column. Alcohols and hydrocarbons are then desorbed from the diesel oil, which can be done in a column. After desorption, the diesel oil can be returned to the absorption process. In the case of smaller proportions of inert gas in the product stream of the catalytic conversion of synthesis gas, a condensation of the low-boiling components can alternatively also come into consideration.
Die Guerbet-Reaktion kann bei einer Temperatur von beispielsweise etwa 120 °C bis 200 °C, insbesondere bei etwa 180 °C unter homogener Katalyse an einem Ruthenium-Katalysator sowie mit einer Base in einem Autoklaven durchgeführt werden, wobei bei Umsetzung von Methanol mit Ethanol mit hoher Selektivität fast ausschließlich Isobutanol erhalten wird.The Guerbet reaction can at a temperature of, for example, about 120 ° C to 200 ° C, in particular at about 180 ° C with homogeneous catalysis on a ruthenium catalyst and with a Base can be carried out in an autoclave, with isobutanol being obtained almost exclusively when methanol is reacted with ethanol with high selectivity.
Alternativ dazu kann die Guerbet-Reaktion bei einer Temperatur von beispielsweise etwa 100 °C bis 140 °C, insbesondere bei etwa 120 °C unter homogener Katalyse an einem Iridium-Katalysator sowie mit einer Base in einem Autoklaven durchgeführt werden, wobei bei Umsetzung von Ethanol (Dimerisierung) mit guter Selektivität von etwa 50 % 1-Butanol erhalten wird.Alternatively, the Guerbet reaction can be carried out at a temperature of, for example, about 100 ° C. to 140 ° C., in particular at about 120 ° C., with homogeneous catalysis over an iridium catalyst and with a base in an autoclave, with the conversion of ethanol (Dimerization) is obtained with good selectivity of about 50% 1-butanol.
Die in der Trennvorrichtung
Trennung von Alkoholen und KohlenwasserstoffenSeparation of alcohols and hydrocarbons
Eine Trennung von Alkoholen und Kohlenwasserstoffen vor der Guerbet-Reaktion kann beispielsweise erfolgen durch Destillation in einer zweiten Kolonne vorzugsweise bei einem hohen Druck von beispielsweise 10 bar bis 40 bar, damit die C3-Anteile auch in Gegenwart gegebenenfalls vorhandener Reste von Inertgas noch kondensierbar bleiben. Diese Trennung wird vorzugsweise so gefahren, dass die Kohlenwasserstoffe praktisch vollständig aus der Alkoholfraktion am Sumpf entfernt werden, während kleinere Alkoholgehalte (insbesondere Methanol) in den Kohlenwasserstoffen toleriert werden können. Gegebenenfalls kann dieser Prozess durch eine löslichkeitsgetriebene Membran unterstützt werden.A separation of alcohols and hydrocarbons before the Guerbet reaction can take place, for example, by distillation in a second column, preferably at a high pressure of, for example, 10 bar to 40 bar, so that the C3 components still remain condensable in the presence of any residues of inert gas. This separation is preferably carried out in such a way that the hydrocarbons are practically completely removed from the alcohol fraction at the bottom, while lower alcohol contents (in particular methanol) in the hydrocarbons can be tolerated. If necessary, this process can be supported by a solubility-driven membrane.
Darstellung der KohlenwasserstoffeRepresentation of the hydrocarbons
In einer dritten Destillationskolonne können beispielsweise bei erhöhtem Druck von beispielsweise 5 bar bis 20 bar die Kohlenwasserstoffe am Kopf gewonnen werden, während im Sumpf das restliche Wasser sowie die darin gelösten Alkohole anfallen und abgetrennt werden. Dieser Strom kann zur Rückgewinnung der Alkohole in die erste Destillationskolonne zurückgeführt werden. Der Kondensator der Kolonne kann beispielsweise ein Partialkondensator sein. Die Ausgänge der Kolonne sind eine Gasphase aus Kohlenwasserstoffen und Inerten, eine flüssige Phase aus Kohlenwassersstoffen sowie eine wässrige Phase, die als Rücklauf zurück in die Kolonne gehen kann.In a third distillation column, the hydrocarbons can be obtained at the top, for example at elevated pressure of, for example, 5 bar to 20 bar, while the remaining water and the alcohols dissolved therein are obtained and separated off in the bottom. This stream can be returned to the first distillation column to recover the alcohols. The condenser of the column can, for example, be a partial condenser. The outputs of the column are a gas phase made of hydrocarbons and inerts, a liquid phase made of hydrocarbons and an aqueous phase that can return to the column as reflux.
Entwässerung der AlkoholfraktionDehydration of the alcohol fraction
Die Alkoholfraktion kann einen Wassergehalt von beispielsweise etwa 10 % haben. Dieses Wasser kann beispielsweise mittels eines Molekularsiebes entfernt werden.The alcohol fraction can have a water content of, for example, about 10%. This water can be removed, for example, by means of a molecular sieve.
Als alternative Methode zur Entfernung des Wassers aus der Alkoholfraktion kommt die Extraktivdestillation beispielsweise mit Ethylenglykol in Betracht, welche aber einen weiteren Trennschritt erfordert, da das Wasser vom Ethylenglykol mit in den Sumpf gezogen wird, während die Alkohole Methanol und Ethanol praktisch wasserfrei über Kopf gehen. Das Propanol verbleibt etwa zur Hälfte und das Butanol verbleibt ganz im Sumpf und in einer nachfolgenden Kolonne müssen diese C3-C4-Alkohole ebenfalls über Kopf aus dem Ethylenglykol entfernt werden.An alternative method for removing the water from the alcohol fraction is extractive distillation, for example with ethylene glycol, which, however, requires a further separation step, since the water is drawn into the sump from the ethylene glycol, while the alcohols methanol and ethanol are practically anhydrous overhead. About half of the propanol remains and the butanol remains entirely in the bottom and these C3-C4 alcohols must also be removed from the ethylene glycol via the top in a subsequent column.
Als dritte Alternative kommt die Pervaporation in Frage. Dabei geht Wasser selektiv durch eine Membran und wird als Permeat dampfförmig abgezogen. Der Energieverbrauch ist noch kleiner als bei einem Molekularsieb.The third alternative is pervaporation. Water passes selectively through a membrane and is withdrawn in vapor form as permeate. The energy consumption is even lower than with a molecular sieve.
Weitere alternative Methode wäre eine Azeotropdestillation z.B. mit Butan oder Pentan als selektivem Zusatzstoff.Another alternative method would be an azeotropic distillation, e.g. with butane or pentane as a selective additive.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- FeedstromFeed stream
- 1111
- SynthesegasSynthesis gas
- 11a11a
- SynthesegasSynthesis gas
- 1212th
- Reaktorreactor
- 1313th
- Leitungmanagement
- 1414th
- Einrichtung zur TrennungSeparation facility
- 1515th
- Leitungmanagement
- 1616
- Leitungmanagement
- 1717th
- TrennvorrichtungSeparator
- 1818th
- Leitungmanagement
- 1919th
- Guerbet-ReaktorGuerbet reactor
- 2020th
- Leitungmanagement
- 2121
- Einrichtung zur Aufreinigung und TrennungDevice for purification and separation
- 2323
- Leitungmanagement
- 2626th
- Leitungmanagement
- 3232
- Leitungmanagement
- 3333
- Leitungmanagement
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102010024099 A1 [0007]DE 102010024099 A1 [0007]
- EP 0335092 A2 [0008]EP 0335092 A2 [0008]
- EP 0208102 A2 [0009]EP 0208102 A2 [0009]
- WO 2012/062338 A1 [0010]WO 2012/062338 A1 [0010]
- US 5559275 A [0011]US 5559275 A [0011]
- WO 2015/086151 A1 [0048]WO 2015/086151 A1 [0048]
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019213501.3A DE102019213501A1 (en) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | Process for the production of isobutanol and / or 1-butanol |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019213501.3A DE102019213501A1 (en) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | Process for the production of isobutanol and / or 1-butanol |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019213501A1 true DE102019213501A1 (en) | 2021-03-11 |
Family
ID=74644523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019213501.3A Withdrawn DE102019213501A1 (en) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | Process for the production of isobutanol and / or 1-butanol |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019213501A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113860997A (en) * | 2021-08-31 | 2021-12-31 | 南京工业大学 | Method for synthesizing isobutanol by synthesis gas serial catalysis |
-
2019
- 2019-09-05 DE DE102019213501.3A patent/DE102019213501A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113860997A (en) * | 2021-08-31 | 2021-12-31 | 南京工业大学 | Method for synthesizing isobutanol by synthesis gas serial catalysis |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0034767B1 (en) | Process for the production of olefins | |
DE102009046790B9 (en) | Process for the production of hydrocarbons, in particular gasoline, from synthesis gas | |
DE102014112792A1 (en) | Process and plant for the production of olefins from oxygenates | |
WO2021009307A1 (en) | Method and facility for producing a target compound | |
EP3697751B1 (en) | Method for producing polyoxymethylene dimethyl ether | |
DE102019119543A1 (en) | Method and system for establishing a target connection | |
DE102019119562A1 (en) | Method and system for establishing a target connection | |
DE102013101577B4 (en) | Process and plant for the production of olefins from oxygenates | |
DE102019213501A1 (en) | Process for the production of isobutanol and / or 1-butanol | |
DE102013101578B4 (en) | Process and plant for the production of olefins from oxygenates | |
EP3693356A1 (en) | Flexible manufacture of mtbe or etbe and isononanol | |
DE2154074A1 (en) | Process for the production of methanol, process for the production of a catalyst which can be used for this purpose and corresponding catalyst compositions | |
EP0084151A1 (en) | Process for the preparation of olefines | |
DE112017005411T5 (en) | NEW PROCESS INTEGRATION OF A PYROLYSIS STEP WITH METHANE OR HIGHER HYDROCARBONS TO PRODUCE ETHYLENE AND METHANOL AND / OR HYDROGEN | |
EP4025550A1 (en) | Process of preparing alcohols | |
DE102019213497A1 (en) | Process for the production of aldehydes and / or alcohols | |
EP4025548A1 (en) | Process for preparing alkenes | |
DE102019213499A1 (en) | Process for the production of ethers | |
EP2892863B1 (en) | Method for producing linear butenes from methanol | |
WO2017207110A1 (en) | Method and installation for producing ethanol | |
DE102012215723A1 (en) | Producing hydrocarbons from methane, comprises reacting methane with oxygen in the presence of a catalyst 1 in a product gas mixture, and contacting the product mixture with hydrogen in the presence of a catalyst 2 without prior separation | |
DE102020106009A1 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR ESTABLISHING A TARGET LINK | |
DD245866A1 (en) | PROCESS FOR PREPARING C LOW 2- TO C LOW 4-OLEFINES | |
DE3415821A1 (en) | Process for the preparation of alcohols from light hydrocarbons | |
WO2024056652A1 (en) | Heat-integrated method for producing c2-c4 olefins |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |