DE2755781A1 - Energierueckgewinnung bei katalytischen hydrierungen und dehydrierungen - Google Patents
Energierueckgewinnung bei katalytischen hydrierungen und dehydrierungenInfo
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Description
EnergierUckgewir.iiung bei katalytischen Hydrierungen und Dehydrierungen
Die Erfindung bezieht sich auf die Rückgewinnung von Energie und sie betrifft insbesondere die Erzeugung
nützlicher Energie durch Behandlung von Abgasen, die im Rahmen eines chemischen Prozesses auftreten und
einen gewissen Brennwert besitzen.
Mehr im einzelnen wird gemäß der Erfindung ein katalytisches Verfahren zur Dehydrierung eines Alkohols
oder Kohlenwasserstoffs oder zur Hydrierung mit den folgenden Stufen:
a) überleiten der Reaktanten über einen Prozeß-Katalysator
;
b) Kondensation und Abtrennung eines flüssigen Produkts; lind
c) Entnahme eines Kohlenmonoxid und/oder Wasserstoff aufweisenden Abgases;
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vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Elektrizität durch Oxidation des Abgaaes in einer Brennstoffzelle
erzeugt wird.
Zu aen gemäß der Erfindung zu betreibenden Verfahren
gehören die Ammoniaksynthese, Kohlenoxidhydrierungen zu normaler—weise flüssigen Produkten, Kernherstellung
durch Alkoholdehydrierung und KohlenwasserstoffUmwandlungen
durch Cracken, Aromatisierung und Olefinherstellung
unter Dehydrierung. Die Ammoniaksynthese ist speziell geeignet, da ihr Abgas ("Entnahmegas") lediglich
Wasserstoff, Stickstoff, Edelgase und (üblicherweise) Methan enthält und so in irgendeinem Typ von
Brennstoffzelle umgesetzt werden kann. Abgase von Alkoholdehydrierungsprozessen
und Kohlenwasserstoff uni-
wandlungsprozessen können dagegen Kohlenoxide und/oder hoch ungesättigte Kohlenwasserstoffe enthalten, abhangig
vom Ausmaß an Nebenreaktionen und davon, ob das Gas fraktioniert wurde; in diesem Falle sollte also eine
Zelle benutzt werden, in der solche Bestandteile zugelassen werden können oder aber es sollten Maßnahmen zu
ihrer Abtrennung (wie Fraktionierung oder Methanbildung, wenn der Gehalt gering ist) vorgesehen werden. Abgase
von Kohlenoxidhydrierungen wie der Methanolsynthese oder der Synthese von flüssigen Kohlenwasserstoffen oder
oxidierten Kohlenwasserstoffen enthalten wesentliche Mengen an Kohlenoxiden, jedoch sind sie für die Reaktion
in einigen Typen von Brennstoffzellen geeignet oder ohne weiteres geeignet zu machen, wie weiter unten beschrieben
wird.
Ein Ammoniaksyntheseprozeß gemäß der Erfindung umfaßt typischerweise die folgenden Stufen:
a) Erzeugung eines Stickstoff und Wasserstoff enthal-
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tenden frischen Synthesegases;
b) Umsetzung des frischen Synthesegases, gemischt mit
Rückführungsgas, über einem Ammoniaksynthese-Kataly
sator zur Herbeiführung einer partiellen Umwandlung
in Ammoniak;
c) Abkühlen des den Katalysator verlassenden Gases und Auskondensieren des Ammoniaks;
d) Rückführung des Gases nach Abtrennung des Ammoniaks und Vereinigung mit frischem Synthesegas;
e) Abzweigung bzw. Entnahme eines geringeren Anteils des Gases, üblicherweise zwischen den Stufen (b)
und (c) oder zwischen den Stufen (c) und (d) zur Verhinderung der Ansammlung eines übermäßigen Anteils an nichtumsetzbaren Gasen (im Synthesekreis);
f) Erzeugung von Elektrizität durch Umsetzung des Entnahmegases in einer oder mehreren Brennstoffzellen.
Der Druck für eine solche Synthese liegt typischerweise im Bereich von 100 bis 500 ata und die Temperatur
liegt typischerweise bei 350 bis 430°C am Katalysatoreinlaß, bei 400 bis 5000C am Katalysatorauslaß und im
Bereich von -30 bis +400C (je nach Druck) in der Ammoniakkondensationsstufe. Die Synthesegaserzeugung umfaßt Üblicherweise eine Hochtemperaturumsetzung (im Bereich von
700 bis 1200°C) eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffs mit Wasserdampf und/oder Sauerstoff mit nachfolgenden
Stufen der Kohlenmonoxid-Konvertierung, Kohlendioxidentfernung und abschließenden Reinigung durch Methanbildung
oder Tieftemperaturbehandlung. Es wurden bereits Verfah
rensweisen zur Rückgewinnung von Wärme,vorzugsweise in
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Form von Dampf mit 40 bis 120 ata Druck aus den bei der Hochteiup^raturreaktion und/oder Konvertierung und/oder
Synthesereaktion erzeugten heißen Gasen entwickelt. Ein solcher Hochdruckdampf wird vorteilhafterweise in Expansionsmaschinen
entspannt, die den Synthesegaskompressor und Umwälzeinrichtungen innerhalb des Prozesses antreiben.
Wenn solche Dampfexpansionsmaschinen durch Anzapfturbinen gebildet werden, wird ihr Abdampf als Prozeßdampf
für die Synthesegaserzeugung verwendet. 10
Ein Kohlenoxidhydrierungsprozeß gemäß der Erfindung umfaßt typischerweise die folgenden Stufen:
(a) Erzeugung eines V/asserstoff und Kohlenmonoxid und/ oder Kohlendloxid enthaltenden frischen Synthesegases;
(b) Umsetzung des frischen Synthesegases, üblicherweise
gemischt mit RUckführungsgas,über einem Katalysator
zur Herbeiführung einer partiellen Umwandlung in synthetische Hydrierungsprodukte;
(c) Abkühlung des den Katalysator verlassenden Gases und Auskondensieren von Produkten;
(d) Zuleiten des Restgases nach Abtrennung der Produkte zu einer weiteren katalytisehen Umwandlung, üblicherweise
durch Rückführung und Vereinigung mit frischem Synthesegas;
(e) Entnahme von Gas aus dem Synthesesystem an einem geeigneten Punkt, z.B. zwischen den Stufen (b) und
(c) oder üblicher zwischen (c) und (d) oder nach einer oder mehreren weiteren Stufen der Synthese
und Abtrennung von Produkt abzweigend von Stufe (b); und
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(f) Erzeugung von Elektrizität durch Umsetzung des Entnahmegases in einer oder mehreren Brennstoffzellen.
Der Druck bei einem solchen Methanolsyntheseprozeß
liegt typischerweise im Bereich von 10 bis 400 ata und insbesondere im Bereich von 10 bis 150 ata, wenn es sich
um eine der kürzlich entwickelten Synthesen Über einem kupferhaltigen Katalysator handelt oder bei 150 bis 400
ata, wenn es einer der älteren Prozesse über einem Zink-
Chrom!t-Katalysator ist. Die Katalysatorauslaßtempera
turen bei solchen Prozessen liegen bei 160 bis 3000C
(speziell 190 bis 2700C) und 300 bis 4500C,und typisch
sind Temperaturen von 0 bis 60°C in der Methanolkondensationsstufe. Die Synthesegaserzeugung umfaßt
üblicherweise eine Hochtemperaturumsetzung (im Bereich
von 700 bis 1200°C) eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffs
mit Wasserdampf und/oder Sauerstoff und nachfolgend, wenn nötig, Stufen, in denen das Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenoxiden eingestellt wird. Das Verhältnis
von Wasserstoff zu Kohlenoxiden 1st üblicherweise größer als stöchiometrisch, da auf diese Weise die Geschwindigkeit bzw. das Ausmaß der Synthesereaktion größer sein
kann und wenn der Brennstoff mehr als 2 Wasserstoffatome pro Kohlenstoffatom enthält und ohne Sauerstoff umge
setzt wird, die Kosten für einen Zusatz von Kohlenoxiden
vermieden werden können. Die Wärmerückgewinnung ähnelt der bei der Ammoniaksynthese, nur daß es bei der kupferkatalysierten Methanolsynthese praktisch nicht möglich
ist, Hochdruckdampf durch Abkühlung des im Synthesekata
lysator vorhandenen oder diesen verlassenden Gases zu
erzeugen; statt dessen wird Dampf von mittleren Drucken oder Kesselspeisewasser erzeugt, wenn Wärme von solchen
Gasen rückzugewinnen ist.
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druck vorliegt, wird vorzugsweise eine weitere Energierückgewinnung
erzielt, in_dem es durch Wärmeaustausch mit einem heißen Strom im katalytischen Prozeß oder
Synthesegaserzeugungsprozeß aufgeheizt und/oder in einer Expansionsmaschine, speziell nach einer solchen Erwärmung,
entspannt wird.
Wenn das Abgas Kohlenmonoxid enthält (wie bei einer Kohlenoxidhydrierung zum Beispiel einer Methanol synthese),
wird es vorzugsweise mit Dampf über einem Konvertierungskatalysator wie Eisen-Chrom oder Kupfer/Zinkoxid zum
Austausch von Kohlenmonoxid gegen Wasserstoff umgesetzt, bevor es zur Brennstoffzelle geleitet wird. An die Umsetzung
am KonvertIerungskataLysator können Stufen der
Kohlendioxidentfernung und Kohlenoxidbeseitigung (z.B. durch Methanbildung) anschließen, wenn eine Brennstoffzelle
benutzt wird, in der Kohlenoxide stören. Nach Wunsch kann Kohlenmonoxid durch selektive katalytische
Oxidation mit Sauerstoff (zweckmäßigerweise zugesetzt als Luft) abgetrennt werden. Die Kohlenoxidentfernung
kann bei Bedarf mit üblichen flüssigen Absorptionsmitteln wie Aminen, Alkalicarbonaten, "Kupfer-Liquor"
(etwa ammoniakalische Kupfercarbonatlösung) oder Kupferaluminiumchlorid
erreicht werden, je nach dem, ob CO oder COp oder beide abgetrennt werden sollen.
Als eine Alternative zu solchen Verfahrensstufen einschließlich der Konvertierung oder als zusätzliche
Reinigung kann Wasserstoff z.B. mit einer Palladiummembran oder durch Molekularsieb-Adsorption oder Tieftemperaturfraktionierung
abgetrennt und der Brennstoffzelle zugeführt werden. Bei Anwendung eines solchen
Trennprozesses können Kohlenoxid oder Kohlenoxide zur Methanolsynthesestufe zurückgeführt werden.
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Venn bei dem Verfahren ein Abgas gebildet wird, das mehr Wasserstoff enthält, als durch die anwesenden
Kohlenoxide in Methan umgewandelt oder zur Sättigung der anwesenden ungesättigten Kohlenwasserstoffe dienen
kann, so wird dieses Abgas für die Reaktion in der Brennstoffzelle vorzugsweise durch Umsetzung über einem Hydrierungskatalysator vorbereitet. Diese Verfahrensweise
ist speziell für das Entnahmegas von einem mit überschüssigem Wasserstoff betriebenen Methanolsynthesepro-
zeß geeignet, bei dem z.B. ein Synthesegas zur Anwendung kommt, das durch katalytische Reaktion von Wasserdampf mit einem normalerweise gasförmigen Kohlenwasserstoff ,speziell Erdgas, erzeugt wurde. Bei einem solchen
Prozeß wird das gesamte Entnahmegas "methanisiert". Dies
kann über einem allgemeinen Methanbildungskatalysator
erfolgen, wie mit Träger versehenem Nickel oder Kobalt, in welchem Falle sowohl CO als auch CO2 umgesetzt werden
oder über einem selektiv wirkenden Katalysator wie mit Träger versehenem Ruthenium in welchem Falle CO, jedoch
nicht CO2, reagiert. Die Methanbildung führt zur Erhöhung der Gastemperatur und sie ist somit von Nutzen,
wenn die Brennstoffzelle vom bei hoher Temperatur arbeitenden Typ ist oder wenn das Gas in einer Expansionsmaschine entspannt werden soll. Sie ist zudem ein ge-
eigneter Weg zur Entfernung von Kohlenoxiden.
Die vorliegende Erfindung ist speziell bei Verfahren wertvoll, bei denen der mechanische Haupt-•aergiebedarf wie zur Verdichtung und/oder Zirkulation
von Synthesegas für einen Hydrierungsprozeß durch
Abdampfturbinen gedeckt wird. Bei solchen Prozessen
wird der Dampf für diese Turbinen üblicherweise von einem Abhitzekessel im Synthesegaserzeugungsabschnitt gebildet. Ein Teil des Hauptbedarfs und
auch des Nebenenergiebedarfs für
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Pumpen fur Luft, Kohlenwasserstoffeinspeisung,
Kesselspeisewasser und COp-Entfernungslösungen sowie
Gebläse für Kühlluft und Verbrennungsgase wurden bislang durch kleine oder Kondensationsturbinen befriedigt,
die eine geringere Wärmeausnutzung (etwa 30 %) zeigen als Abdampfturbinen (75. 8050; als "klein" wird hier
1 Megawatt oder weniger bezeichnet. Bei Anwendung der Erfindung wird der Nebenenergiebedarf durch die
Elektrizität gedeckt, die von der Brennstoffzelle und nach Wunsch auch von einer Maschine erzeugt wird, in
der Entnahmegas vom Synthesedruck ausgehend entspannt wirdj mithin werden die relativ kleinen Turbinen
mit schlechtem Wirkungsgrad nicht angewandt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren können viele Typen von Brennstoffzellen benutzt werden. Zellen mit
flüssigem sauren Elektrolyten und Elektroden,die durch Kohlenoxide nicht vergiftet werden, sind bei allen Ausführungsarten
des Verfahrens anwendbar. Wenn Elektroden benutzt werden, die durch Kohlenmonoxid vergiftet werden,
wie Platin, kann das Kohlenoxid wie oben beschrieben entfernt werden. Zellen mit geschmolzenen Alkalimetallcarbonaten
als Elektrolyt sind besser geeignet, da sie bei relativ hohen Temperaturen (z.B. 400 bis 700°C) arbeiten,
bei denen wasserstoffhaltiges Gas von einem katalytischen Prozeß der von der Erfindung erfaßten Typen wirtschaftlich
bereitgestellt werden kann: Für eine solche Zelle kann das einen Ammoniaksynthesekatalysator verlassende
Gas oder der Methanbildung unterworfenes Methanolsyntheseabgas benutzt werden.Für heiße Gase können
Zellen mit festen Elektrolyten wie z.B. Zirkoniumoxid/ Calciumoxid oder Zirkoniumoxid/Yttriumoxid benutzt werden.
Die Hochtemperaturzellen haben den weiteren Vorteil der Erzeugung von Dampf als Nebenprodukt, der im
Prozeß z.B. für die Beheizung einer Methanoldestillatione-
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kolonne oder für die Konvertierungsreaktion benutzt werden kann.
Zellen des ftir allgemeinen Gebrauch entwickelten
Typs, zum Beispiel von Pratt and Whitney Inc., sind für das erfindungsgemäße Verfahren besonders brauchbar, da
sie für eine hohe Energieabgabe konzipiert sind. Der Ausgang der Zelle kann direkt oder nach Umwandlung in
Wechselstrom mittels entsprechender Systeme benutzt werden. Ein geeignetes Zellensystem wird von Farris, Energy
Dev. IEEE Power Engineering Society Papers, 1974, Seiten 42-46 beschrieben.
dung reagiert das der Brennstoffzelle zugelieferte Gas
von einem Kohlenoxidhydrierungsprozeß wie einer Methanolsynthese in der Zelle unter Bildung eines an Kohlenoxiden
angereicherten Restgases,das zum Hydrierungsprozeß zurückgeführt wird.
Da bzw. soweit die vorherrschende Reaktion in der Brennstoffzelle durch eine Oxidation von Wasserstoff gebildet wird, entsteht in der Zelle ein Restgas, das an
anderen Komponenten,üblicherweise Nethan mit Stickstoff
und Edelgasen bei der Ammoniaksynthese oder Kohlenoxiden bei Kohlenoxidhydrierungen angereichert ist. Dieses
kann als ein Brennstoff geeigneterweise fUr die Beheizung einer primären Reformiereinheit bei der Synthesegaserzeugung benutzt oder,wenn sein Gehalt an inerten
Anteilen nicht zu hoch ist, zur Synthesegaserzeugung rückgeführt werden.
Die oxidierende Komponente der Brennstoffzelle ist am zweckmäßigsten Luft und kann von der Druckluftzulieferung entnommen werden, die im Prozeß bereits vorhanden
ist, wenn dieser eine sekundäre Reformiereinheit umfaßt
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oder von einer Lufttrennanlage im Synthesegaserzeugungsabschnitt
des Prozesses.
Die beigefügte Zeichnung zeigt ein Fließschema einer
bevorzugten Ausführungsforra der Erfindung bei einem Methanolsyntheseprozeß.
Frisches Synthesegas wird bei 10 eingespeist und mit einem vom Methanolseparator 28 herkommenden Rückführungsgasstrom
gemischt. Das Mischgas wird in den Synthesereaktor zum Teil kalt an den Kühleinlässen 12 und im
übrigen über den Wärmeaustauseher 14 am Reaktoreinlaß 16 eingespeist. Die Reaktion erfolgt im Katalysatorbett
ι .'>, wobei die Temperatur durch kaltes Gas kontrolliert
wird, das an den Kühleinlässen 12 eingeblasen wird. Das den Reaktor verlassende heiße Reaktionsgas wird bei 20
in zwei Ströme aufgeteilt: Der eine Strom geht durch den Entnahmegaserhitzer 22 und dann durch den Austauscher
24, der einen Wassererhitzer bildet, von dem in Kesseln in der (nicht gezeigten) Synthesegaserzeugung
zu benutzendes komprimieiies heiües Speisewasser geliefert
wird. Der andere Strom passiert den Speisegasvorheizer 14,in dem das Synthesegas auf Katalysatoreinlaßtemperatur
aufgeheizt wird und er wird dann mit dem aus dem Wassererhitzer 24 austretenden ersten Strom vereinigt.
Der vereinigte Reaktionsgasstrom wird im Rückführungsgaserhitzer 26 und ggf. auch in weiteren, nicht gezeigten
Kühlern weiter abgekühlt,bis er den Taupunkt von Methanol erreicht und in den Produktseparator 28 geschickt. Wässriges
Methanol wird am Boden des Separators 28 entnommen und nicht-umgesetztes Gas am oberen Ende des Separators,
von wo es auf einen der beiden Wege der Rückführung bzw. Methanbildung geschickt wird. Auf dem voll ausgezogen
dargestellten Weg A wird das Gas im Austauscher 26 erhitzt und bei 30 A in einen zum Punkt 10 geschickten RückfÜh-
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rungsstrom sowie einen Entnahmestrom aufgeteilt, der
über den Erhitzer 22 zum Einlaß des Austauschers 32 gelangt. Auf dem gestrichelt dargestellten Weg B wird
der Entnahmestrom bei 30 B statt bei 30 A abgezweigt
und kalt zum Einlaß des Austauschers 32 geschickt. Im
Austauscher 32 wird das Entnahmegas durch heißen Effluenten von der katalytischen Methanbildungseinheit 34 erhitzt. Das den Austauscher 32 verlassende "methanierte"
Gas ist noch heiß und wird durch die Turbine 36 geschickt, in der es unter Abkühlung entspannt wird. Der Efflient der
Turbine wird zur Anode der Brennstoffzelle 38 geschickt (die durch eine Batterie von elektrisch in Reihe geschalteten Brennstoffzellen gebildet wird), in welcher
der Wasserstoff mit zur Kathode bei 40 zugeführtem Sauerstoff reagiert. Die Reaktion des Entnahmegases
führt zur Bildung eines Restgases, das an Wasserstoff
erschöpft und an Methan angereichert ist und bei 44 abgezogen und zur Synthesegaserzeugung geleitet wird.
Wenn Luft als Sauerstoffquelle dient, wird bei 6 ein
an Sauerstoff erschöpftes Gas abgezogen. Wenn die Brennstoffzelle zum Hochtemperaturtyp gehört, wird bei 48
Dampf entwickelt und zu den Nacherhitzern des Methanoldestillationsabschnitts oder zum Kesselspeisewassererhitzer geschickt.
25
Obgleich das Fließschema einen gekühlten Reaktortyp zeigt,ist es klar, daß die Anlage ohne weiteres der
Verwendung bei anderen Typen von Reaktoren oder Folgen von Reaktoren in einem Durchlaufsystem angepaßt werden
kann. Ferner ist es klar, daß Abänderungen im Ausmaß der Aufheizung des Entnahmegases möglich sind. Die Anwendung
der Methanbildungseinheit 74 ist bevorzugt, da sie eine
wesentliche Abtrennung von Kohlenoxiden aus dem Gas und ebenso eine Erhöhung der Gastemperatur herbeiführt.
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Die Turbine ~$ί>
kann einen Kompressor oder eine Pumpe bzw. em Gebläse in der Anlage direkt antreiben, vorzugsweise
treibt sie jedoch einen elektrischen Generator an unter Bereitstellung (zusammen mit dem Ausgang 42
der Brennstoffzelle) eines Teils der Energieversorgung für die elektrisch angetriebenen Maschinen der Anlage.
In einer 1000 t Methanol pro Tag durch Wasserdampfreformierung
von Erdgas, Abtrennung überschüssigen Dampfes durch Kondensation, Verdichtung des Trockengases auf
90 ata und Umsetzung desselben über einem kupferhaltigen Katalysator erzeugenden Anlage wird ein Entnahmegas
von 350C mit folgender Zusammensetzung (in Vol.%) in
einer Menge von 1997,3 x 10' Mol/Std entnommen:
CO | 2,05 |
co2 | 2,5 |
H2 | 78,1 |
CH^+ | 15,1 |
Np + inerte Gase | 1,98 |
H2O | 0,03 |
Methanol | 0,25 |
Dimethyläther | 0,017 |
Dieses wird durch einen mit Träger versehenen Nickelkatalysator in einer Methanbildungseinheit geschickt
und so 1814,2 χ 10"" Mol/Std Gas mit einer Auslaßtemperatur
von 326°C und der Zusammensetzung
H2O | inerte Gase | 8,1 |
CH^ | 21,9 | |
H2 | 67,8 | |
2,2 | ||
erhalten (die Temperatur von 326°C wird am Ausgang des
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Erhitzers 32 gemessen). Dieses Gas wird durch die Turbine 36 auf A ata und eine Temperatur von 1260C entspannt
und der Brennstoffzelle 38 zugeführt. Die Turbine treibt einen Generator an, der 3,3 Megawatt Elektrizität erzeugt.
Die Brennstoffzelle liefert 30 Megawatt und außerdem 50 t/Std Niederdrucl 'ampf.
Bemerkung:
Diese Energieausnutzung entspricht auf dem Fließschema dem Weg B. Verfolgt man den Weg A so nimmt die Temperatur
des in den Austauscher 32 eintretenden Speisegases geeigneterweise einen Wert von 235% an und das in die Turbine
36 eintretende umgesetzte Gas eine Temperatur von etwa 526°C, so daß eine proportional höhere
Leistungsabgabe mit der Turbine 36 erzielbar ist.
8098 28/056 5 °R'Q'NAL ΙΝβΡΚΤΗ>
Le
ν.
42
r s e
Claims (10)
1. Katalytisches Verfahren zur Dehydrierung eines Al kohols oder Kohlenwasserstoffs oder Hydrierungsverfahren
mit den folgenden Stufen
a) überleiten der Reaktanten über einen Prozeßkatalysator;
b) Kondensation und Abtrennung eines flüssigen Produkts; und
c) Entnahme eines Kohlenmonoxid und/oder Wasserstoff aufweisenden Abgases
dadurch gekennzeichnet , daß Elektrizität
durch Oxydation des Abgases in einer Brennstoffzelle erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Ammoniakherstellung mit den folgenden Stufen
a) Herstellung eines Stickstoff und Wasserstoff enthaltenden frischen Synthesegases;
b) Umsetzung des frischen Synthesegases, gemischt mit
rUckgefUhrtem Gas, Über einem Ammoniaksynthese-Katalysator zur Herbeiführung einer partiellen Umwand
lung in Ammoniak;
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INßPECTED
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c) Abkühllang des den Katalysator verlassenden Gases und Auskondensieren des Ammoniaks;
d) Rückführung des vom Ammoniak befreiten Gases und Vereinigung mit frischem Synthesegas;
e) Entnahme eines geringeren Anteils des GaSeS1Um in
diesem eine Ansammlung übermäßiger Mengen nichtumsetzbarer
Gase zu verhindern;
dadurch gekennzeichnet, daß Elektrizität durch Umsetzung des Entnahmegases in einer oder mehreren Brennstoffzellen
erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Kohlenoxidhydrierung folgende Stufen umfaßt:
a) Erzeugung eines Wasserstoff und Kohlenmonoxid und/ oder Kohlendioxid enthaltenden frischen Synthesegases;
b) Umsetzung des frischen Synthesegases üblicherweise
im Gemisch mit Rückführungsgas über einem Katalysator zur Herbeiführung einer partiellen Umwandlung
zu synthetischen Hydrierungsprodukten;
c) Abkühlung des den Katalysator verlassenden Gases und Auskondensieren von Produkten;
d) Zuleiten des Restgases nach Abtrennung der Produkte zu einer weiteren katalytischen Umwandlung
etwa durch Rückführung und Vereinigung mit frischem Synthesegas;
e) Entnahme von Gas aus dem Synthesesystem;
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dadurch gekennzeichnet, daß Elektrizität durch Umsetzung
des entnommenen Gases in einer oder mehreren Brennstoffzellen erzeugt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Entnahmegas in einer
Expansionsmaschine entspannt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 und 4, bei dem kohlenmonoxidhaltiges Entnahmegas gebildet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß das Entnahmegas mit Dampf zum Ersatz des Kohlenmonoxid? durch Wasserstoff umgesetzt wird, bevor es der Brennstoffzelle zugeleitet
wird.
15
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 und 4, bei dem eine mit überschüssigem Wasserstoff betriebene
Methanolsynthese erfolgt und das Entnahmegas mehr Wasserstoff enthält, als durch die darin enthaltenen Kohlen-
oxide in Methan umgewandelt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Entnahmegas einer Methanbildung unterworfen wird, bevor es der Brennstoffzelle
zugeleitet wird.
7. Hydrierungsverfahren nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische
Hauptenergiebedarf durch Abdair.nfturbinen
gedeckt wird, die durch Dampf von einem Abhitzekessel in einem Abschnitt der Synthesegaserzeugung angetrieben
werden und der Nebenenergiebedarf durch die in
der Brennstoffzelle erzeugte Elektrizität gedeckt wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzelle mit
einem flüssigen Säureelektrolyten und Elektroden arbei-
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tet, die durch Kohlenoxide nicht vergiftet werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Brennstoffzelle geschmolzene
Alkalimetallcarbonate als Elektrolyt verwendet werden.
10. Methanolsyntheseprozeß nach Anspruch 3 und ggf. Λ
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein an Kohlenoxiden angereichertes Gas von der Brennstoffzelle rückgewonnen
und zum Synthesekatalysator rückgeführt wird.
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