DE1262987B - Verfahren zur Einstellung des Kohlendioxydgehaltes in Methanol-Synthesegas - Google Patents
Verfahren zur Einstellung des Kohlendioxydgehaltes in Methanol-SynthesegasInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
C07c
Deutsche KL: 12 ο - 5/01
Nummer: 1262987
Aktenzeichen: M 68099IV b/12 ο
Anmeldetag: 22. Januar 1966
Auslegetag: 14. März 1968
Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von synthetischem Methanol aus Kohlenoxyd und Wasserstoff
bzw. Kohlendioxyd, Kohlenoxyd ixnd Wasserstoff, nach den Gleichungen
CO + 2H2 -V CH3OH (1)
CO2 + 3H2-V CH3OH + H2O (2)
werden Synthesegase benötigt, die ein Verhältnis von (CO + CO2): (H2- CO2) = 1: 2,1 bis 2,3 (3)
je nach dem Gehalt an Inertgasen, aufweisen. Der damit gegebene geringfügige Wasserstoffüberschuß
ermöglicht es, in dem Kreislaufgas der Synthese einen niedrigen CO-Partialdruck aufrechtzuerhalten,
wodurch die Gefahr der Bildung von Eisenkarbonyl und anderer unerwünschter Nebenprodukte herabgemindert
wird.
Als Rohstoff für die Herstellung des Synthesegases dienen in neuer Zeit vornehmlich gasförmige und
flüssige Kohlenwasserstoffe, z. B. Erdgas oder Leichtbenzin, die entweder katalytisch autotherm mit
Sauerstoff, z. B. in einem Schachtofen, oder katalytisch mit Wasserdampf unter indirekter Wärmezufuhr,
z. B. in einem Röhrenofen, aufgespalten werden. Auch eine Kombination beider Verfahren
ist möglich und besonders dann angebracht, wenn die Spaltung bei höherem Druck ausgeführt werden
soll, da bei der Nachspaltung einer autothermen Spaltung in Gegenwart von freiem Sauerstoff hinter
einer Wasserdampfspaltung im Röhrenofen höhere Temperaturen und damit niedrigere Methan-Rest-
^ehalte im Synthesegas erzielt werden können.
Werden niedrige Kohlenwasserstoffe, z. B. Methan und Äthan, mit Wasserdampf gespalten, so entsteht
ein Gas, das wasserstoffreicher ist, als nach der Gleichung (3) für die Synthese erforderlich ist. Zur
Korrektur des Verhältnisses kann ein Zusatz von CO2 in Frage kommen.
Bei der katalytischen Spaltung von Leichtbenzin, das im wesentlichen aus C5- bis C8-Kohlenwasserstoffen
besteht, mit Wasserdampf entstehen dagegen Spaltgase, die je nach dem Gehalt des Leichtbenzins
an Olefinen und Naphthenen und je nach der angewendeten Spalttemperatur nach der Gleichung (3)
ein Verhältnis von nur 1:1,8 bis 1: 2,0 ergeben. Das
gilt auch, wenn Erdgas katalytisch mit Wasserdampf gespalten wird und das erhaltene Spaltgas nach Zusatz
von Sauerstoff weiter gespalten wird. Dabei reagiert so viel Wasserstoff aus dem Spaltgas der
ersten Stufe mit Sauerstoff, daß das Verhältnis Verfahren zur Einstellung des
Kohlendioxydgehaltes in Methanol-Synthesegas
Kohlendioxydgehaltes in Methanol-Synthesegas
Anmelder:
Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,
6000 Frankfurt, Reuterweg 14
6000 Frankfurt, Reuterweg 14
Als Erfinder benannt:
Dr. Richard Bayer, 6380 Bad Homburg;
Dipl.-Ing. Emil Supp, 6000 Frankfurt
gemäß der Gleichung (3) ebenfalls einen Wert unter 1: 2 annimmt. In solchen Fällen ist es nötig, aus dem
Gasgemisch vor der Verwendung für die Methanolsynthese einen Teil des Kohlendioxyds auszuwaschen.
Zur Auswaschung des Kohlendioxyds bei Umgebungstemperatur können die bekannten physikalischen
oder chemischen Absorptionsverfahren benutzt werden, beispielsweise die Druckwasserwäsche
oder die Auswaschung der Kohlensäure mit einer Monoäthanolaminlösung oder mit wäßrigen
Lösungen von Alkalisalzen schwacher anorganischer oder organischer Säuren. In beiden Fällen ist mit
einem erheblichen zusätzlichen Bedarf an Energie, bei den chemischen Absorptionsverfahren auch an
Dampf zu rechnen.
Es ist bekannt, Kohlendioxyd aus technischen Gasen unter erhöhtem Druck und bei tiefen Temperaturen
unter 0 bis — 7O0C mit organischen, polaren Flüssigkeiten, vorzugsweise mit Methanol
oder Aceton auszuwaschen.
Es wurde gefunden, daß die Einstellung des Kohlendioxydgehaltes in dem auf den Synthesedruck verdichteten
Synthesegas in einfacher Weise dadurch vorgenommen werden kann, daß das Kohlendioxyd
bei normaler Temperatur und unter Synthesedruck mit dem als Reaktionsprodukt gewonnenen Rohmethanol
ausgewaschen wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Einstellung des Kohlendioxydgehaltes in dem im
wesentlichen aus Kohlenmonoxyd und Wasserstoff bestehenden Synthesegas für die Methanolsynthese
durch teilweise Auswaschung des Kohlendioxyds mit
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Methanol, unter erhöhtem Druck welches dadurch eine Druckerhöhung um den Differenzdruck in der
gekennzeichnet ist, daß ein Teilstrom des Synthese- Synthese, aufzubringen.
gases unter Synthesedruck bei Umgebungstemperatur Bei der zweiten Ausführungsform erhöht sich der
mit dem in der Synthese erzeugten Rohmethanol Kraftbedarf um denjenigen Betrag, der für die
gewaschen wird und daß das aus dieser Gaswaschung 5 Erhöhung des Methanoldruckes vom Druck des
abfließende Methanol in den Entspannungsbehälter Entspannungsbehälters (10 bis 20 atü) auf den Synfür
das erzeugte Methanol abgeleitet wird. thesedruck aufzuwenden ist. Weitere Vorteile liegen
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der darin, daß kein betriebsfremdes Waschmittel benötigt
Weise durchgeführt werden, daß ein Teilstrom des wird, und daß keine Regenerationseinrichtung erforauf
dem Synthesedruck verdichteten Synthesegases in io derlich ist, um das Kohlendioxyd aus dem Wascheiner
Kolonne mit dem erzeugten Methanol ge- mittel zu entfernen. Vielmehr werden das Kohlenwaschen
wird, das mittels einer Pumpe aus dem dioxyd und die mitgelösten Gase zum größten Teil
Druckabscheider der Syntheseanlage auf den Kopf bei der Entspannung des erzeugten Methanols vom
der Waschkolonne aufgegeben und aus dem Sumpf Synthesedruck auf Normaldruck frei. Die letzten
dieser Kolonne in den Entspannungsbehälter der 15 Reste entweichen bei der anschließenden Destillation
Syntheseanlage abgeleitet wird. des Rohmethanols als Topgase.
Das Verfahren kann aber auch derart abgeändert In den Zeichnungen sind die Fließschemata zweier
werden, daß das in der Syntheseanlage anfallende Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ver-
Rohmethanol zunächst entspannt und entgast wird, fahrens beispielsweise dargestellt,
ehe es mittels einer Hochdruckpumpe erneut auf den 20 Die Anlage gemäß A b b. 1 wird mit einem Syn-
Synthesedruck gebracht und für die Wäsche des thesegas betrieben, das aus Erdgas durch zweistufige
verdichteten Synthesegases benutzt wird. Spaltung mit Wasserdampf in der ersten Stufe und
In der ersten Ausführungsform werden im Roh- Sauerstoff in der zweiten Stufe hergestellt wird und
methanol gelöste Anteile des Kreislaufgases zum Teil zur Einstellung des Kohlendioxydgehaltes mit nicht
durch das frische Synthesegas ausgetrieben und 25 entspanntem Methanol aus dem Druckabscheider
kehren mit diesen wieder in den Synthesekreislauf gewaschen wird.
zurück. Dadurch wird zwar der in die Synthese ein- Die Anlage gemäß Abb. 1 arbeitet mit einem
geführte Wasserstoff besser ausgenutzt, weil der von Synthesegas, das durch Spaltung eines Leichtbenzins
dem als Syntheseprodukt anfallenden Rohmethanol mit Wasserdampf hergestellt und zur Einstellung des
aus dem Kreislaufgas gelöste Wasserstoff weitgehend 30 Kohlendioxydgehaltes mit entspannten Rohmethanol
wiedergewonnen und in die Synthese zurückgeführt aus der Synthese gewaschen wird,
wird. In gleicher Weise gelangt dabei jedoch auch das Die Anlage gemäß A b b. 1 besteht im wesentim
Rohmethanol aus dem Kreislaufgas gelöste liehen aus der Spaltanlage zur Erzeugung des Syn-Methan,
dessen Entfernung erwünscht ist, in den thesegases aus Erdgas mit dem Röhrenofen 1 und
Synthesekreislauf zurück und bewirkt dort eine 35 dem Schachtofen 2, aus der Gaswaschkolonne 3, dem
gewisse Methananreicherung. Das wird bei der Synthesereaktor 4, dem Druckabscheider 5, dem Entzweiten
genannten Arbeitsweise vermieden, weshalb spannungskessel 6 und der Destillationskolonne 7.
diese vorzugsweise auf solche Synthesegase ange- Dem Röhrenofen 1, werden durch die Leitung 8
wendet wird, die von der Kohlenwasserstoffspaltung vorgewärmtes Erdgas und Dampf zugeführt. Das
her einen größeren Methananteil enthalten. 40 darin erzeugte primäre Spaltgas gelangt durch Lei-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung tung 9 in den Nachspaltungsreaktor 2, dem außerdem
des Kohlendioxydgehaltes in dem im wesentlichen durch Leitung 10 Sauerstoff zugeführt wird,
aus Kohlenmonoxyd und Wasserstoff bestehenden Das heiße, dampfhaltige Spaltgas wird in der
Synthesegas für die Methanolsynthese durch teilweise Leitung 6 einem Kühler 12 und weiter durch die
Auswaschung des Kohlendioxyds mit Methanol, 45 Leitung 13 in einen Abscheider 14 zur Abtrennung
unter erhöhtem Druck. kondensierbarer Stoffe geleitet. Das gekühlte Spaltgas
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch ge- gelangt in der Leitung 15 zu dem mehrstufigen Kom-
kennzeichnet, daß ein Teilstrom des Synthesegases pressor 16, in dem es auf den Synthesedruck von
unter Synthesedruck bei Umgebungstemperatur mit z. B. 300 atü verdichtet wird. Das verdichtete und im
dem in der Synthese erzeugten Rohmethanol ge- 50 Schlußkühler des Kompressors auf etwa Umgebungs-
waschen wird und daß das aus dieser Gaswaschung temperatur abgekühlte Spaltgas wird nun unter Syn-
abfließende Methanol in den Entspannungsbehälter thesedruck in der Leitung 17 dem Dreiwegeventil 18
für das erzeugte Methanol abgeleitet wird. zugeführt und in diesem in zwei Teilströme aufgeteilt.
Dabei kann das Rohmethanol für die Synthesegas- Ein Teilstrom, dessen Menge sich nach dem Kohlenwäsche
aus dem Druckabscheider der Syntheseanlage 55 dioxydgehalt des Synthesegases richtet, wird über
vor der Entspannung oder aus dem Entspannungs- Leitung 19 dem Waschturm 3 zugeführt, der als
behälter für erzeugtes Methanol entnommen werden. Gegenstrom-Füllkörpersäule oder als Bodenkolonne
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist, und darin mit Rohmethanol aus dem
liegt darin, daß es sich den Betriebsbedingungen der Druckabscheider 5, das in der Leitung 20 mittels der
Synthese vollständig einfügt. Demgemäß sind die 60 Druckerhöhungspumpe 21 mit einer wenig über der
Anlagekosten und die Betriebskosten außerordentlich Kühlwassertemperatur liegenden Temperatur auf den
gering. Bei der ersten Ausführungsform ist außer dem Waschturm 3 herangeführt wird, gewaschen. Das
Anteil der Kompressionsarbeit für die Verdichtung gewaschene, an CO2 verarmte Gas wird aus dem
der zu entfernenden Kohlendioxydmenge vom Druck Waschturm 3 mit Umgebungstemperatur und etwa
der Spaltgasanlage auf den Synthesedruck nur der 65 300 atü durch die Leitung 22 abgeleitet und am
geringe Kraftbedarf für die Förderung des produ- Punkt 23 mit dem nicht durch die Wäsche gegangenen
zierten Methanols vom Druck des Druckabscheiders Teilstrom in der Leitung 24 vereinigt. In die Leitung
auf den Eingangsdruck des Synthesegases, d. h. für 24, die in dem Synthesereaktor 3 führt, wird auch
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durch die Leitung 25 das im Druckabscheider 5 vom strom des Synthesegases in der Leitung 118 vereinigt
Rohmethanol abgetrennte Restgas als Kreislaufgas und zum Reaktor 120 geleitet.
zurückgeführt. In die Leitung 118 wird auch das Kreislaufgas aus
Der Synthesereaktor 4 enthält in bekannter Weise der Leitung 119 eingeführt. Durch die Leitung 121
den Wärmeaustauscher 26 und die Katalysatorschicht 5 gelangt das methanolhaltige Synthesegas aus dem
27. Durch Leitung 28 wird das methanolhaltige Syn- Synthesereaktor 120 in den Kühler 122 und aus
thesegas aus dem Reaktor 4 mit etwa 180 bis 200° C diesen in der Leitung 123 in den Produktabscheider
durch den Kühler 29, in dem es bis auf nahezu Kühl- 124, in dem das durch die Umsetzung gebildete
wassertemperatur abgekühlt wird, und durch die Methanol abgeschieden wird. Das abgetrennte Kreis-Leitung
30 in den Druckabscheider 5 geleitet. In io laufgas wird in der Leitung 119 mittels des darin
diesem wird das gebildete Rohmethanol flüssig abge- angeordneten Kreislaufverdichters 125 in die Leitung
schieden. Das Restgas wird, wie bereits beschrieben, 118 und damit in die Synthese zurückgeführt. Ein
in der Leitung 25 mittels des darin angeordneten Teil des Gases wird, um eine Anreicherung von Methan
Kreislaufverdichters 31 in die Leitung 24 vor den und Stickstoff zu vermeiden, über Leitung 126 mit
Synthesereaktor 4 zurückgeführt. Um eine Anreiche- 15 dem Entspannungsventil 127 abgelassen,
rung von Methan und Stickstoff zu vermeiden, wird Das in dem Abscheider 124 angefallene Methanol ein Teilstrom dieses Gases durch die Leitung 32 mit gelangt durch die Leitung 128 und das darin eingedem Entspannungsventil 33 abgelassen. baute Entspannungsventil 129 in den Entgasungs-Aus dem Druckabscheider 5 wird das Rohmethanol behälter 113, wo der größte Teil der im Methanol mit den darin gelösten Gasen in der Leitung 20 mittels 20 gelösten Gase frei wird und über Leitung 130 und der Druckerhöhungspumpe 21 auf die Waschkolonne 3 das Entspannungsventil 131 ins Freie entweicht. In geführt. denselben Entgasungsbehälter 31 wird über die Lei-
rung von Methan und Stickstoff zu vermeiden, wird Das in dem Abscheider 124 angefallene Methanol ein Teilstrom dieses Gases durch die Leitung 32 mit gelangt durch die Leitung 128 und das darin eingedem Entspannungsventil 33 abgelassen. baute Entspannungsventil 129 in den Entgasungs-Aus dem Druckabscheider 5 wird das Rohmethanol behälter 113, wo der größte Teil der im Methanol mit den darin gelösten Gasen in der Leitung 20 mittels 20 gelösten Gase frei wird und über Leitung 130 und der Druckerhöhungspumpe 21 auf die Waschkolonne 3 das Entspannungsventil 131 ins Freie entweicht. In geführt. denselben Entgasungsbehälter 31 wird über die Lei-
Das im Sumpf der Waschkolonne gesammelte tungl32 mit dem darin befindlichen Entspannungskohlendioxydhaltige
Methanol, das eine Temperatur ventil 133 das aus der Waschkolonne 112 ablaufende
von etwa 3O0C und einen Druck von etwa 300 atü 25 Methanol eingeführt und mit entgast. Ein Teil des
hat, wird über Leitung 34 mit dem Entspannungs- anfallenden entgasten Methanols wird mittels der
ventil 35 in den Entspannungsbehälter 6 geleitet, der Hochdruckpumpe 114 in der Leitung 115 zum Waschunter
einem Druck von etwa 10 ata gehalten wird. turm 112 zurückgeführt. Der Rest gelangt durch die
Durch die Entspannung wird der größte Teil der Leitung 135 in die Destillierkolonne 136. Aus dieser
gelösten Gase frei und durch Leitung 36 mit dem 30 Kolonne werden die restlichen gelösten Gase zudarin
eingebauten Entspannungsventil 37 abgeführt. sammen mit dem Dimethyläther als Kopfprodukt
Das entgaste Methanol tritt durch die Leitung 38 in durch Leitung 137 entnommen. Das Vorlaufmethanol
die Destillierkolonne 7 ein. Aus dieser werden die wird durch Leitung 138, das Reinmethanol durch
restlichen gelösten Gase zusammen mit dem als Leitung 139 abgenommen. Das als Nebenprodukt
Nebenprodukt der Synthese gebildeten Dimethyläther 35 gebildete Wasser wird durch Leitung 140 aus dem
durch Leitung 34 als Kopfprodukt entnommen. Als Kolonnensumpf entnommen.
Seitenfraktionen werden das Vorlaufmethanol durch
Seitenfraktionen werden das Vorlaufmethanol durch
Leitung 40 und das Reinmethanol durch Leitung 41 Beispiell
abgenommen. Das als Nebenprodukt gebildete Wasser
abgenommen. Das als Nebenprodukt gebildete Wasser
wird durch Leitung 42 aus dem Kolonnensumpf ab- 40 In der Ausführungsform gemäß A b b. 1 wird ein
gezogen. vorgewärmtes Erdgas mit Dampf gespalten. Das
In der Anlage gemäß A b b. 2 wird ein durch primäre Spaltgas wird im Schachtofen 2 unter Zusatz
Spaltung von Leichtbenzin mit Wasserdampf erzeugtes von Sauerstoff nachgespalten.
Synthesegas durchgesetzt, das etwa 2% Methan Auf diese Weise werden stündlich 2700 Nm3 eines
enthält. 45 Gases folgender Zusammensetzung erzeugt:
In ihrem Auf bau stimmt die Anlage weitgehend mit __ .,.,-,,,
der gemäß A b b. 1 überein. COa
Π'7 Volumprozent
Dem Röhrenofen 101 werden Leichtbenzin und CO 20,1 Volumprozent
Wasserdampf vorerhitzt durch die Leitung 102 zu- H2 67,4 Volumprozent
geführt. 50 CH4 0,6 Volumprozent
Das rohe Spaltgas wird durch Leitung 103, den N 0 2 Volumprozent
Kühler 104 und die Leitung 105 dem Abscheider 106 ^3
U'2 VolumProzent
zugeführt. Nach Abtrennung des Kondensates wird
das gekühlte Spaltgas durch Leitung 107 einem mehr- Das Verhältnis gemäß Gleichung (3) beträgt
stufigen Kompressor 108 zugeführt, der das Gas auf 55
den Synthesedruck verdichtet. Das verdichtete und CO + CO2
gekühlte Spaltgas wird nun unter Synthesedruck rn— — 1: 1>75.
durch Leitung 109 zu dem Dreiwegeventil 110 geführt Ma ~ CUiä
und in diesem in zwei Teilströme aufgeteilt. Ein Teilstrom wird in der Leitung 111 dem Waschturm 112 60 Hinter dem Kompressor 14 am Dreiwegeventil 18 zugeführt und darin mit entspanntem Rohmethanol, steht das Gas unter dem Synthesedruck von z. B. das aus dem Entgasungsbehälter 113 mittels der 300 atü und ist etwa auf Umgebungstemperatur ab-Druckerhöhungspumpe 114 in der Leitung 115 auf gekühlt. Hinter dem Dreiwegeventil 18 wird ein Teilden Waschturm 112 gefördert und wieder auf den strom entsprechend etwa 1050 Nm3 Synthesegas dem Synthesedruck von etwa 300 atü gebracht wird, 65 Waschturm 3 zugeführt, und dort mit etwa 1,45 m3 gewaschen. Das gewaschene Gas verläßt den Wasch- Rohmethanol aus dem Abscheider 5 bis auf einen turm durch die Leitung 116 und wird am Punkt 117 CO2-Gehalt von etwa 1,6% ausgewaschen. Durch mit dem nicht durch, den Waschturm geführten Teil- Vereinigung mit den 1650 Nm3 des nicht durch die
und in diesem in zwei Teilströme aufgeteilt. Ein Teilstrom wird in der Leitung 111 dem Waschturm 112 60 Hinter dem Kompressor 14 am Dreiwegeventil 18 zugeführt und darin mit entspanntem Rohmethanol, steht das Gas unter dem Synthesedruck von z. B. das aus dem Entgasungsbehälter 113 mittels der 300 atü und ist etwa auf Umgebungstemperatur ab-Druckerhöhungspumpe 114 in der Leitung 115 auf gekühlt. Hinter dem Dreiwegeventil 18 wird ein Teilden Waschturm 112 gefördert und wieder auf den strom entsprechend etwa 1050 Nm3 Synthesegas dem Synthesedruck von etwa 300 atü gebracht wird, 65 Waschturm 3 zugeführt, und dort mit etwa 1,45 m3 gewaschen. Das gewaschene Gas verläßt den Wasch- Rohmethanol aus dem Abscheider 5 bis auf einen turm durch die Leitung 116 und wird am Punkt 117 CO2-Gehalt von etwa 1,6% ausgewaschen. Durch mit dem nicht durch, den Waschturm geführten Teil- Vereinigung mit den 1650 Nm3 des nicht durch die
Wäsche gegangenen Teilstromes entstehen 2600 Nm3 Synthesegas mit folgender Zusammensetzung.
CQ2 8,0 Volumprozent
CO 20,55 Volumprozent
H2 70,35 Volumprozent
CH4 0,85 Volumprozent
N2 0,25 Volumprozent
Das Verhältnis gemäß Gleichung (3) beträgt
CO + CO2
H, —CO,
— 1:2,18,
dem aus Leitung 24 etwa 13 000 Nm3 Kreislaufgas mit nachstehender Zusammensetzung:
CO2 1,0 Volumprozent
CO 5,8 Volumprozent
H2 83,1 Volumprozent
CH4 7,5 Volumprozent
N2 2,6 Volumprozent
zugeführt werden.
Insgesamt treten in den Reaktor 15 600 Nm3/h Gas
mit folgender Zusammensetzung ein.
CO2 2,2 Volumprozent
CO 8,2 Volumprozent
H2 81,0 Volumprozent
CH4 6,4 Volumprozent
N2 2,2 Volumprozent
Das im Abscheider 5 bei etwa 290 atü angefallene Methanol enthält etwa 55 Nm3 Gase folgender Zusammensetzung
gelöst.
CO2 29,8 Volumprozent = 16,4 Nm3
CO 6,2 Volumprozent = 3,4 Nm3
H2 48,5 Volumprozent = 26,8 Nm3
CH4 13,2 Volumprozent = 7,2 Nm3
N2 2,3 Volumprozent = 1,2 Nm3
1,45 m3 dieses Rohmethanols mit den darin gelösten Gasen nehmen im Waschturm 3 aus dem Synthesegas
etwa 109 Nm3 CO2 und 10 Nm3 CO auf, während
etwa 6 Nm3 H2 und die gleiche Menge CH4 neben
etwa 1,2 Nm3 N2 aus dem Methanol an das Gas abgegeben
und in den Kreislauf zurückgeführt werden.
Das im Sumpf der Waschkolonne gesammelte Methanol wird mit einer Temperatur von etwa 300C
und einem Druck von etwa 300 atü in den Entspannungsbehälter 6 eingeführt und darin auf etwa 10 ata
entspannt. Dabei wird der größte Teil der gelösten Gase frei und durch Leitung 36 abgeleitet.
In einer Anlage, die etwa 1 t/h Methanol neben etwa 200 kg Reaktionswasser erzeugt, beträgt der
Betriebsmittelverbrauch:
Stromverbrauch der Druckerhöhungspumpe für Methanol etwa 1 kWh
Stromverbrauch für die Verdichtung des ausgewaschenen CO2 von etwa 30 auf
320 ata 12 kWh
13 kWh
Bei einem Strompreis von 5 Dpf/kWh betragen die Energiekosten 0,65 DM je Tonne erzeugtem Methanol.
Insgesamt beträgt der Verlust an CO + H2 bei
dieser Arbeitsweise 5,5 Nm3/t Methanol.
Würde man die Kohlensäuremenge mittels einer Monoäthanolaminwäsche vor der Verdichtung des
Spaltgases bei 30 ata entfernen, so wäre der Verbrauch an Betriebsmitteln:
Strom für die Pumpe für die Waschlösung etwa 2 kWh
Dampf für die Regenerierung für die Waschlösung 0,851
Kühlwasser für die Kühlung der regenerierten Waschlösung 40 m3
Die Kosten der Betriebsmittel betragen bei wiederum 5 Dpf/kWh, 8,— DM/t Dampf und
2,5 Dpf/m3 Kühlwasser DM 7,90. Die Verluste an CO + H2 sind bei dieser Arbeitsweise zu vernachlässigen.
Würde man die gleiche Menge CO2 mittels Wasser
aus dem Spaltgas vor dem Kompressor entfernen, so würde der Stromverbrauch für die Wasserpumpe
unter Berücksichtigung des Energierückgewinnens durch eine Turbine etwa 30 kWh betragen, die stündlichen
Kosten daher DM 1,50. Der Verlust an H2 und CO beträgt aber 21 Nm3.
In der Ausführungsform gemäß A b b. 2 wird in dem Röhrenofen 10 ein Leichtbenzin mit folgender
Zusammensetzung mit Dampf gespalten:
Paraffine | Naphthene | Aromaten | |
35Q | 5,0 18,8 27,6 10,1 |
13,7 18,3 3,1 |
|
Cn | 0,9 2,3 0,2 |
||
C7 | |||
40 C8 |
45 Dabei werden je Stunde etwa 2700 Nm3 Gas mit der nachstehenden Zusammensetzung erzeugt:
CO2 9,6 Volumprozent
CO 19,9 Volumprozent
H2 68,3 Volumprozent
CH4 2,2 Volumprozent
CO — CO2
H, — CO»
H, — CO»
= 1:1,99 .
Das verdichtete und gekühlte Spaltgas wird unter Synthesedruck hinter dem Dreiwegeventil 110 in zwei
Teilströme verzweigt. Ein Teilstrom von etwa 700Nm3 wird im Waschturm 112 mit 1,45 m3 Rohmethanol
aus dem Entgasungsbehälter 113, das durch die Druckerhöhungspumpe 114 wieder auf den Synthesedruck
von etwa 300 atü gebracht ist, auf einen CO2-Gehalt von etwa 1,4 % gewaschen. Das gewaschene
Gas mit den 2000 Nm3 des nicht durch die Wäsche gegangenen Teilstromes ergeben zusammen 2640 Nm3
Synthesegas mit folgender Zusammensetzung:
CO2 7,7 Volumprozent
CO 20,3 Volumprozent
H2 69,8 Volumprozent
CH4 2,2 Volumprozent
Claims (1)
- 9 10Diese wird vereinigt und mit 13 000 Nm3 Kreis- monoxyd und Wasserstoff bestehenden Syntheselaufgas nachstehender Zusammensetzung: gas für die Methanolsynthese durch teilweise-ι ι ir ι Auswaschung des Kohlendioxyds mit Methanol,C°a 1,1 Volumprozent UQter erhöhtem Druckj dadurch gekenn-CO 5,5 Volumprozent 5 ζ e i c h η e t, daß ein Teilstrom des Synthese-H2 79,4 Volumprozent gases unter Synthesedruck bei Umgebungstem-CH4 14,0 Volumprozent peratur mit dem in der Synthese erzeugten Rohmethanol gewaschen wird und daß das aus dieserDie 15 640 Nm3/h des insgesamt in den Reaktor Gaswaschung abfließende Methanol in den Enteingeführten Gases haben folgende Zusammensetzung: 10 spannungsbehälter für das erzeugte Methanol r*r\ ο ο -tr 1 abgeleitet wird.C°a 2'3 Volumprozent 2 Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekenn-CO 8,0 Volumprozent zeichnet, daß das Rohmethanol für die Synthese-H2 77,8 Volumprozent gaswäsche aus dem Druckabscheider der Synthese-CH4 11,9 Volumprozent 1S anlage vor der Entspannung entnommen wird.3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohmethanol für die Synthese-Patentansprüche: gaswäsche aus dem Entspannungsbehälter fürerzeugtes Methanol entnommen und auf den1. Verfahren zur Einstellung des Kohlendioxyd- so unter Synthesedruck betriebenen Waschturm gegehaltes in dem im wesentlichen aus Kohlen- pumpt wird.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen809 518/687 3.68 © Bundesdruckerei Berlin
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US4093029A (en) * | 1976-06-21 | 1978-06-06 | Mobil Oil Corporation | Utilization of low BTU natural gas |
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