DE2445884C2 - Verfahren zur Herstellung von Methanol - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Methanol

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Methanol durch Vergasung von Kohle mittels Wasserdampf und Sauerstoff bei höheren Temperaturen, Kühlen des resultierenden Gases, Reinigung des Gases durch Waschen mit kaltem Methanol, kalalytische Umsetzung des Synthesegases zu Methanol, Abtrennung des Methanols und Teilung des verbleibenden Restgases. so
Zur Herstellung von Methanol sind zahlreiche Verfahren bekannt. Die DE-PS 16 68 2^3 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Methanol aus einem aus H., CO und CO2 bestehenden Synthesegas gemisch über kupferhaltigen Katalysatoren bei Drücken von 20 bis 200 bar, J'> wobei die Reaktionswärme durch Wärmeaustausch mit Kühlwasser abgeführt wird. Hierbei ist der Katalysator in Rohren von 20 bis 80 mm Lichter Weise und in Schichten von mindestens 2 m Höhe angeordnet, die von dem auf 190 bis 250° C gehaltenen Kühlmedium umgeben -w sind.
Nach der DE-AS 19 30 702 wird der katalytische Umsatz des CO, CO2 und Wasserstoff enthaltenden Gases bei einem Druck von 20 bis 100 bar und einer Temperatur von 200 bis 300° C vorgenommen. Nach der DE-PS 20 24 301 wird Methanol hergestellt. Indem man hochsiedende Kohlenwasserstoffe mit Sauerstoff und Wasserdampf bei einem mindestens 5 bar über dem Druck der Methanolsynthese liegenden Druck partiell oxidiert und das erzeugte Rohgas in einer oder mehreren Stufen reinigt und das erhaltene gereinigte Synthesegas bei einem Druck von 30 bis 80 bar umsetzt. Bei diesem Verfahren Ist es erforderlich, mindestens einen Teil des vorzugsweise entschwefeln Rohgases mit Wasserdampf zu. konvertieren, d. h. das im Gas enthaltene Kohlenmonoxid in Wasserstoff und Kohlendioxid umzuwandeln. Diese Umwandlung, die auf katalytischem Weg z. B. mit Hilfe von Eisenoxid-Chromoxid-Kontakten erfolgt, bedeutet jedoch einen zusätzlichen Arbeltsaufwand und führt zu einer Verteuerung des Endproduktes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim eingangs genannten Verfahren auf die CO-Konvertierung zu verzichten und ein neues Verfahren vorzuschlagen, das es ermöglicht, auf eine einfache und wirtschaftliche Welse Methanol herzustellen. Insbesondere sollen auch minderwertige Kohle und solche, die bei der Vergasung viel Methan liefern, Verwendung finden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemüß dadurch gelöst, ilaß man den größeren Teil des Restgases mit Wasserdampf katalytisch bei einem Druck von 10 bis 30 bar und einer Temperatur von 700 bis 850" C zu Wasserstoff und Kohlenoxiden spaltet, das Spaltgas abkühlt und in das gereinigte Methanolsynthesegas vor dem Verdichten auf Synlhesedruck zurückführt und daß man den kleineren Teil des Restgases zur Erzeugung der für die Spaltung benötigten Wärme verfeuert.
Da die eingesetzte Kohle restlos ausgenutzt wird, erreicht man eine hohe Ausbeute an Endprodukt. Für die Synthese des Methanols können übliche Reaktoren, z. B. Röhrenreaktoren, benutzt werden, wie sie z. B. in der DE-OS 21 53 437 beschrieben sind.
■Die Verfahrensführung ist schematisch und beispielsweise in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden Beispiel näher beschrieben.
Beispiel
1000 kg Kohle folgender Zusammensetzung:
Kohlenstoff, elementar gebunden 55.64 Gew.-s
Carbonaikohlensäure 2,17 Gew.-S
Wasserstoff 4.42 Gew.-S
Schwefel 5.63 Gew.-S
Sulfatschwefel 0,13 Gew.-S
Stickstoff 1,24 Gew.-S
Sauerstoff 9,04 Gew.-s
mineralische Bestandteile (Oxide) 9,70 Gew.-S
Gesamt wasser 12,03 Gew.-S
und einem unteren Heizwert von 5266 kcal/kg werden mit 182 Nm' Sauerstoff und 753 Nm' Wasserdampf be! 30 bar und einer Temperatur von 1400" C im Gegenstrorti zum Vergasungsmittel zu 1428 NmJ Rohgas folgender Zusammensetzung vergast (1):
28,6 VoL-S
CO2
CO
H2
CH4
N2
H2S + COS
18.7 VoL-S
38,5 VoL-S
11,6VoL-S
0,2 VoL-S
2,4 VoL-S
Nach dem Abkühlen im Kühler 2 auf 40" C werden die 1428 Nm' Rohgas in einer Gasreinigungsstufe 3 mittels kaltem Methanol bei -40° C gewaschen und es entstehen +5 1003 Nm' Reingas folgender Zusammensetzung:
CO2
CO
H2
CH4
N2
H2S + COS
3,4 VoL-S
26,2 VoL-S
54,4 VoL-S
15,7 Vol.-S
0,3 VoL-S
0,1 ppm
Diesem Gas werden erfindungsgemäß 897 Nm' Spaltgas aus der Restgasspaltung 6 zugefügt, so daß 1900 Nm' Methanolsynthesegas folgender Zusammensetzung entstehen:
CO2
CO
H2
CH4
N,
6,7 Vol.-S 19,2 Vol.-S 63,4 Vol.-S IÖ.l Voi.-s
0,6 Vol.-S
Dieses Gas wird im Verdichter 4 von 26 auf 66 bar komprimiert und zur Methanolsynthese 5 geleitel. Die Umsetzung zu Methanol erfolgt in einem Röhrenreaktor mit 188 Röhren und einer Länge von 3 m. Der Druck beträgt 64 bar und die Temperatur 255° C Das Gas wird mit einer Geschwindigkeit von 15 Nm'/sec über einen
Katalysator auf Basis Kupler-Zink-Vanadin geleitet. In der Methanolsynthese entstehen daraus 527 kg Methanol und 726 Nm' Reslgas Folgender Zusammensetzung:
CO.
CO
H.
CH4
N.
7.2 VoL-S
9,8 VoL-S
55,6 VoL-S
25,8 VoL-S
1,6 Vof.-s
Von diesem Restgas werden 205 Nm* abgezogen und zur Erzeugung der für die Restgas-Spaltung benötigten Wärmemenge verfeuert.
Das restliche Gas von S2I Nm' wird in 6 mit 782 Nm' Wasserdampf gemischt und bei 815'C und 23 bar an einem Katalysator auf Basis Nickel zu 89? Nm1 Gas der Zusammensetzung:
CO.
CO
H2
CH4
N2
10,4 VoL-S
11.4 Vol.-·*.
73.5 VoL-S 3,8 VoL-S 0,9 VoL-S
gespalten und dem Reingas hinter der Gasreinigung 3 vor dem Verdichter 4 zugemischt.
Die erzeugten 527 kg Methanoi haben einen unteren Heizwert von 2 509 890 kcal. Bezogen auf die eingesetzten 5 266 000 kcal in Form von Kohle ergibt sich ein kalorischer Umwandlungswirkungsgrad von 47.7s.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung von Methanol durch Vergasung von Kohle mittels Wasserdampf und Sauerstoff bei höheren Temperaturen, Kühlen des resultierenden Gases, Reinigung des Gases durch Waschen mit kaltem Methanol, katalytische Umsetzung des Synthesegases zu Methanol, Abtrennung des Methanols und Teilung des verbleibenden Restgases, dadurch gekennzeichnet, daß man den größeren Teil des Restgases mit Wasserdampf katalytisch bei einem Druck von IO bis 30 bar und einer Temperatur von 700 bis 850° C zu Wasserstoff und Kohlenoxiden spaltet, das Spaltgas abkühlt und in das gereinigte Methanolsynthesegas vor dem Verdichten auf Synthesedruck zurückführt und daß man den kleineren Teil des Restgases zur Erzeugung der für die Spaltung benötigter Wärme verfeuert.
DE2445884A 1974-09-26 1974-09-26 Verfahren zur Herstellung von Methanol Expired DE2445884C2 (de)

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IN142161B (de) 1977-06-04

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