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Verfahren zur Gewinnung
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Von Methanol Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von
Methanol, bei dem aus einem kohlenstoffhaltigen Einsatzmaterial ein im wesentlichen
Wasserstoff und Oxide des Kohlenstoffs enthaltendes Synthesegas erzeugt und unter
Methanolsynthesebedingungen zur Reaktion gebracht wird, wobei ferner aus dem Reaktionsprodukt
Rohmethanol abgetrennt und durch mehrstufige Destillation zu gemein nigtem Methanol
verarbeitet wird.
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Verfahren zur Herstellung von Methanol umfassen im wesentlichen drei
Abschnitte, nämlich die Erzeugung von Synthesegas, die katalytische Reaktion des
Synthesegases zur Herstellung von Rohmethanol und die destillative Reinigung des
Rohmethanols. Bei der Erzeugung des Synthesegases wird ein kohlenstoffhaltiges Einsatzmaterial,
beispielsweise Erdgas, Raffineriegase, gasförmige Kohlenwasserstoffe oder verdampfbare,
flüssige Kohlenwasserstoffe in Gegenwart von Wasserdampf und gegebenenfalls auch
von Kohlendioxid umgesetzt. Weiterhin eignen sich auch nicht verdampfbare Einsätze,
beispielsweise Kohle oder Koks, die mittels einer Vergasungsreaktion in ein geeignetes
Synthesegas umgewandelt werden können.
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Das Synthesegas fällt üblicherweise bei sehr hohen Temperaturen, beispielsweise
bei Temperaturen zwischen 700 und 10000 C, falls es durch Dampfreformierung gewonnen
wird, oder bei noch erheblich höheren Temperaturen, falls es durch eine partielle
Oxidation von festem oder flüssigem Einsatz gewonnen wird, an. Es wird deshalb üblicherweise
unter Rückgewinnung eines Teils des Wärmeinhalts gekühlt und dann auf den Druck
der Methanolsynthese verdichtet.
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Die Methanolsynthese erfolgt üblicherweise bei Drücken zwischen 30
und 250 bar und bei Tbqx=aturen zwischen 230 und 3000 C. Besonders günstig ist es,
die Reaktion bei Drücken zwischen etwa 50 und 150 bar und bei Temperaturen zwischen
240 und 2700 C in Gegenwart eines hochaktiven Katalysators durchzuführen. Da beim
einmaligen Durchgang des Synthesegases durch den katalytischen Reaktor nur eine
unvollständige Methanolbildung erfolgt, wird das Reaktionsprodukt gekühlt, wobei
sich das gewonnene Rohmethanol flüssig abscheidet. Nach Abtrennung der nicht umgesetzten
Synthesegasbestandteile und deren Rückführung zum Reaktor wird das flüssig anfallende
Rohmethanol, das stets Wasser und kleine Mengen organischer Nebenprodukte, beispielsweise
Methanol, höhere Alkohol, Äther, Ketone, Ester, Säuren und Aldehyde enthält, einer
Destillationsstufe zugeführt, in der Methanol in der jeweils gewünschten Reinheit
gewonnen wird.
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Zur Abtrennung des Wassers und der Nebenprodukte sind mehrstufige
Destillationsverfahren bekannt, bei denen zunächst in einer ersten Trennkolonne
Verunreinigungen, die flüchtiger als Methanol sind, abgetrennt werden, worauf in
einer ein- oder mehrstufigen weiteren Destillation reines Methanol vom Kopf der
jeweiligen Destillationskolonnen abgetrennt wird, während aus dem Sumpf dieser Kolonnen
wäßrige Kondensate, die die schwerer flüchtigen
Nebenprodukte der
Synthese enthalten, abgezogen werden. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise
aus der DE-OS 28 08 025 bekannt.
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Ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist darin zu sehen, daß die
bei der Destillation des Rohmethanols anfallenden Kondensate stets noch einen gewissen
Anteil an gelöstem Methanol enthalten. Diese üblicherweise einer Abwasseraufbereitung
zugeführten Kondensate bewirken dadurch eine Reduzierung der Methanolausbeute des
Verfahrens.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sich eine besonders günstige Methanolausbeute
ergibt.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der Destillation anfallendes
Kondensat mindestens teilweise vor die Methanolsynthese zurückgeführt wird.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden somit die im wäßrigen Kondensat
enthaltenen Reaktionsprodukte ins Verfahren zurückgeführt und noch genutzt. Wenn
das Synthesegas durch Dampfreformierung eines gasförmigen oder verdampften, mit
Wasserdampf vermischten Einsatzmaterials erzeugt wird, also beispielsweise durch
Dampfreformierung von Erdgas, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung besonders
günstig, das Kondensat vor der Dampfreformierung mit dem Einsatzmaterial in Kontakt
zu bringen Die kohlenstoffhaltigen Nebenprodukte der Methanolsynthese werden dann
bei der Dampfreformierung erneut zu Synthesegas umgesetzt und wiederum der Methanolbildung
zugeführt. Diese Verfahrensführung ist insbesondere deshalb von Vorteil, weil durch
den relativ hohen Kohlenstoffgehalt der im Kondensat enthaltenen Nebenprodukte der
bei der Reformierung von Erdgas auftretende WasserstoffUberschuß im Synthesegas
verringert wird.
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In weiterer Ausbildung dieser Verfahrensvariante ist es gen stig,
das gasförmige Einsatzmaterial durch direkten Kontakt mit warmem Wasser in einem
Sättiger mit Wasserdampf anzureichern, wobei das Kondensat dem dem Sättiger zuzuführenden
Wasser zugemischt wird, oder als dieses Wasser verwendet wird.
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Aus dem Reaktionsprodukt der Methanolsynthese wird nach Abkühlung
kondensiertes Rohmethanol von nicht umgesetztem, im Kreislauf zu fahrendem Synthesegas
abgetrennt und der Methanoldestillation zugeführt. Da die Methanol synthese unter
höherem Druck als die Destillation durchgeführt wird, wird das Rohmethanol auf ein
geeignetes Druckniveau entspannt.
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Infolge der Druckabsenkung bildet sich eine gasförmige Fraktion, die
Wasserdampf, Methanoldampf sowie leichte Nebenprodukte der Methanolsynthese, hauptsächlich
Kohlenstoff-Verbindungen, enthält. Eine übliche Verwertung dieses Entspannungsgases
besteht darin, es für Heizzwecke zu verwenden, beispielsweise für die Beheizung
eines Reformerofens, in dem das Synthesegas erzeugt wird.
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In einer besonderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird die bei der Entspannung der Rohmethanols entstehende gasförmige Fraktion einer
Wäsche unterzogen, bei der die in der gasförmigen Fraktion enthaltenen Kohlenstoff-Verbindungen
wenigstens zum größten Teil ausgewaschen werden. Die aussehaschenen Bestandteile
können entweder vor die Methanolsynthese oder nach einer Rezagung ins A*aeEwnol
zuruckgefNhrt und damit im Verfahren selbst wieder eingesetzt werden. Die RQckführung
kann beispielsweise in einer Vermischung mit dem Einsatzmaterial für die Synthesegaserzeugung
bestehen.
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Bei der Reinigung des Rohmethanols in einer mehrstufigen Destillation
werden in der ersten Stufe üblicherweise leichtsiedende Komponenten aus dem Rohmethanol
abgetrennt und über
Kopf der dafür verwendeten Trennsäule abgezogen.
Auch dieses Gas, das Kohlenstoff-Verbindungen enthält, wird bisher beispielsweise
als Heizgas eingesetzt. In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird diese
gasförmige Fraktion gemeinsam mit dem bei der Entspannung des Rohmethanols gebildete
Gas der Wäsche zugeführt. Auf diese Weise gelingt es, nahezu die gesamte Menge an
Kohlenstoff, die dem Verfahren Uber-das Einsatzmaterial zugeführt wird, letztendlich
in Methanol umzusetzen, da die nicht unmittelbar zu Methanol umgesetzten C-Anteile
unmittelbar wieder in das Verfahren zurückgeführt werden. Es ergibt sich somit bei
der konsequenten Rückführung aller Kohlenstoff-Verbindungen, sowohl der bei der
Destillation anfallenden Kondensate als auch der genannten Entspannungsgase, eine
maximale Methanolausbeute.
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Das Auswaschen der Kohlenstoff-Verbindungen aus dem genannten gasförmigen
Fraktionen kann beispielsweise mit einer wäßrigen Waschflüssigkeit erfolgen. In
Weiterbildung der Erfindung kann hierzu ein Prozesskondensat verwendet werden, das
im Rahmen der Synthesegaserzeugung bei dessen Abkühlung gewonnen wird. Die mit den
ausgewaschenen Komponenten beladene Waschflüssigkeit kann unter Umständen direkt
zur Synthesegaserzeugung geführt werden, sofern die im wesentlichen aus Wasser bestehende
Waschflüssigkeit zur Deckung des Dampfbedarfs für diese Verfahrensstufe herangezogen
werden soll. Häufig ist es jedoch günstig, die beladene Waschflüssigkeit zu regenerieren,
was beispielsweise durch Strippung mit Dampf erfolgen kann. Diese Verfahrensweise
ist besonders dann günstig, wenn im Rahmen der Synthesegaskühlung mehrere Stufen
der Kondensatabtrennung vorgesehen sind und die dabei anfallenden wäßrigen Kondensate
ohnehin einer Regenerierung bedürfen, bevor sie als Speisewasser in das Dampfsystem
des Verfahrens zurückgeführt werden können.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand
dreier
Ausführungsbeispiele, die in den Figuren schematisch dargestellt sind, erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgeutäßen
Verfahrens, Fig. 2 eine zweite Ausführungsforin des erfindungsgemäßen Verfahrens,
und Fig. 3 eine Einzelheit des erfindungsgemäßen Verfahrens, die sich auf die Rückgewinnung
von Kohlenstoff-Verbindungen aus gasförmig anfallenden Fraktionen bezieht.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren wird über Leitung 1 Erdgas
als Rohstoff zugeführt und zunächst in den unteren Bereich eines Sättigers 2 eingeleitet.
Das im Sättiger 2 aufsteigende Erdgas wird im Gegenstrom zu herabrieselndem warmem
Wasser mit Wasserdampf angereichert, tritt dann über Leitung 3 aus dem Sättiger
aus und wird im Wärmetauscher 4 im Rauohgasabschnitt 5 des Reformierofens 6 vorgewärmt.
Der vorerhitzte Einsatz wird anschließend mit über Leitung 7 herangeführten Prozeßdampf,
der unter dem Druck des Erdgases, beispielsweise unter einem Druck von etwa 20 bar,
steht, vermischt. Nach weiterer Erwärmung des Einsatzes im Vorwärmer 8 gegen heiße
Rauchgase tritt der Einsatz über Leitung 9 in den Reformierofen 6 ein und wird durch
katalysatorgefüllte Rohre 10, die von außen durch in der Figur nicht dargestellte
Brenner beheizt werden, geführt und dabei umgesetzt.
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Das heiße Reaktionsprodukt, das beispielsweise bei Temperaturen zwischen
900 und 1000 °C aus dem Reformer 6 austritt, besteht im wesentlichen aus Wasserstoff
und Oxiden des Rohlenstoffs. Es wird über Leitung 11 einem Wärmetauscher 12
zugeführt
und darin durch indirekten Wärmetausch mit siedendem Wasser gekühlt. Anschließend
erfolgt eine weitere Kühlung im Wärmetauscher 13 gegen anzuwärmendes Speisewasser
sowie nachfolgend im Wärmetauscher 14 gegen Kreislaufwasser, dasüberden Sättiger
2 geführt wird. Es folgen weitere Kühlstufen gegen geeignete Prozeßstrdme oder andere
Kühlmittel, die in der Figur vereinfacht durch den Wärmetauscher 15 dargestellt
sind, bis das erzeugte Synthesegas etwa auf Umgebungstemperatur abgekühlt wurde.
Während der Abkühlung des Synthesegases fällt ein Kondensat an, das im wesentlichen
aus überschüssigem Prozeßdampf besteht. Es wird im Abscheider 16 abgetrennt und
über Leitung 17 abgezogen. Nach geeigneter Aufbereitung kann dieses Prozeßkondensat
wieder dem Speiwewasser zugeführt werden, beispielsweise dem im Wärmetauscher 13
anzuwärmenden Wasser. Die Abtrennung des Kondensats erfolgt im dargestellten Beispiel
einstufig. In der Praxis wird jedoch vielfach eine mehrstufige Abscheidung im Rahmen
der Kühlung des Spaltgases bei geeigneten Temperaturniveaus durchgeführt, wodurch
sich jedoch keine wesentliche Änderung des Verfahrens ergibt.
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Das im Abscheider 16 anfallende Synthesegas gelangt über Leitung 18
zum Synthesegaskompressor 19, in dem es auf den erhöhten Druck der Methanolsynthese
verdichtet wird. Zwischen zwei Druckstufen des Verdichters 19 wird das frische Synthesegas
mit im Kreislauf geführtem, nicht umgesetztem Gas aus Leitung 20 vermischt. Das
komprimierte Gas wird im Wärmetauscher 21 gegen heißes Reaktionsprodukt der Methanolsynthese
auf eine geeignete Eintrittstemperatur, beispielsweise auf 260 0C angewärmt und
tritt dann in den katalysatorgefüllten Synthesereaktor 22 ein. Der Reaktor kann
von üblicher, für die Methanolsynthese geeigneter Bauart sein.
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Im vorliegenden Fall enthält er eine Katalysatorschüttung, die von
Kühlrohren 23 durchsetzt ist. In den Kühlrohren wird siedendes Wasser geführt, so
daß die Reaktion im wesentlichen isotherm abläuft. Das Reaktionsprodukt tritt
über
Leitung 24 aus und wird nach Kühlung im Wärmetauscher 21 gegen anzuwärmendes Synthesegas
und weiterer Kühlung im Wärmetauscher 25 gegen geeignete Kühlmittel dem Rohmethanol-Abscheider
26 zugeführt, Hier wird bei näherungsweise Umgebungstemperatur nicht umgesetztes
Synthesegas vom Rohmathanol abgetrennt und über Leitung 20 ins Synthesegas zurückgeführt.
Um den Druckfall des Gases beim Durchströmen der Katalysatorschüttung des Reaktors
22 sowie beim Durchströmen der Wärmetauscher 21 und 25 auszugleichen, erfolgt die
Rückführung in eine geeignete Druckstufe des Verdichters 19. Um eine Anreicherung
unerwünschter gasförmiger Nebenprodukte der Methanolsynthese zu vermeiden, wird
über Leitung 27 ein geringer Teilstrom des Gases aus Abscheider 26 ausgeschleust
und nach Entspannung, beispielsweise in einer Turbine, als Heizgas verwertet.
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Rohmethanol aus dem Abscheider 26 wird über Leitung 28 abgezogen,
im Ventil 29 näherungsweise auf atmosphärischen Druck entspannt und dem Abscheider
30 zugeführt, um die bei der Entspannung ausgasenden Komponenten abzutrennen und
über Leitung 30a abzuführen. Das im wesentlichen drucklose Rohmethanol gelangt über
Leitung 31 in den Rohmethanol-Zischenspeicher 32.
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Zur Reinigung des Rohmethanols wird es über Leitung 33 aus dem Tank
32 abgezogen, in der Pumpe 34 auf einen geeigneten Druck, beispielsweise zwischen
2 und 5 bar, gepumpt und im Wärmetauscher 35 gegen gereinigtes Methanol vorgewärmt.
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Derart vorbehandelt, tritt das Rohmethanol in den mittleren Bereich
einer Vortrennsäule 36 ein und wird darin einer Abtrennung von relativ leichtsiedenden
Nebenprodukten unterzogen. Die aus dem Kopf der Trennsäule 36 über Leitung 37 austretenden
leichten Bestandteile werden im Wärmetauscher 38 gekühlt und dabei partiell kondensiert.
Nach Abtrennung der kondenserten Anteile im Abscheider 39 werden die gas-
förmig
verbliebenen Nebenprodukte über Leitung 40 abgezogen, während das im Abscheider
39 anfallende Kondensat über Leitung 41 als Rücklauf auf den Kopf der Säule 36 aufgegeben
wird. Im Sumpf der Vortrennsäule 36 anfallende Flüssigkeit wird über Leitung 42
abgezogen. Ein Teilstrom gelangt über Leitung 42 in den Wärmetauscher 44, in dem
eine Sumpfbeheizung gegen ein geeignetes, noch zu beschreibendes Medium erfolgt.
Der angewärmte Teilstrom wird in den Sumpf der Kolonne 36 zurückgeführt. Der nicht
der Sumpfheizung 44 zugeführte Teilstrom gelangt über Leitung 45 und Pumpe 46 zum
Wärmetauscher 47 und wird gegen Sumpfprodukt der zweiten Kolonne 48 vorgewärmt,
bevor er in den unteren Bereich der Kolonne 48 eintritt.
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In der Trennsäule 48, der ein Rohmethanol zugeführt wird, das lediglich
noch mit Wasser und mit höhersiedenden Nebenprodukten verunreinigt ist, werden die
Begleitkomponenten des Methanols abgetrennt, so daß am Kopf über Leitung 49 reines
Methanol abgezogen wird. Ein Teilstrom dieses Methanols gelangt über Leitung 50
in den Wärmetauscher 44 und wird zur Beheizung des Sumpfes der Vortrennsäule 36
verwendet. Im Wärmetauscher 44 kondensiertes Methanol wird anschließend durch die
Pumpe 51 wieder zum Kopf der Trennsäule 48 zurückgeführt und hier als Rücklaufflüssigkeit
aufgegeben.
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Während der Teilstrom 50 in seiner Menge so bemessen ist, daß die
für die Sumpfheizung 44 erforderliche Wärmemenge bereitgestellt wird, wird das restliche,
über Leitung 49 aus der Trennsäule 48 abgezogene reine Methanol über Leitung 52
abgezogen. Es wird einem Wärmetauscher 53 zugeführt und dient als Heizmedium für
den Sumpf einer dritten Trennsäule 54. Anschließend wird das im Wärmetauscher 53
kondensierte Reinmethanol über Pumpe 55 abgezogen. Ein Teilstrom 56, der den verbleibenden
Rücklaufbedarf für die Trennsäule 48 deckt, wird abgezweigt, während das restliche
Reinmethanol über die
Leitungen 57 und 58 zum Wärmetauscher 35
geführt wird und nach Abkühlung gegen Rohmethanol aus dem Zwischenspeicher 32 über
Leitung 59 als Verfahrensprodukt aus dem betrachteten Teil der Anlage austritt.
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Aus dem mittleren Bereich der Trennsäule 48 wird über Leitung 60 und
Ventil 61 ein Seitenstrom abgezogen, der in den unteren Bereich der dritten Trennsäule
54 eingespeist wird.
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Am Kopf dieser Trennsäule fällt ebenfalls Reinmethanol an, das über
Leitung 62 abgezogen und nach Kühlung im Wärmetauscher 63 einer Pumpe 64 zugeführt
wird. Ein Teilstrom gelangt über Leitung 65 als Rücklauf zum Kopf der Trennsäule
54, während der verbleibende Anteil über Leitung 66 abgezogen und nach Vermischung
mit dem in der Trennsäule 48 gewonnenen Reinmethanol über die Leitungen 58 und 59
als Verfahrensprodukt abgegeben wird.
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Die Beheizung des Sumpfes der Trennsäule 48 erfolgt durch den beispielsweise
mit Niederdruckdampf beheizten Wärmetauscher 67. Ein Teilstrom 68 des aus dem Sumpf
abgezogenen Kondensats wird im Wärmetauscher 67 angewärmt und in den Sumpf zurückgeführt.
Der überschüssige Anteil des Sumpfprodukts gelangt tier Leitung 69 und nach Abkü'lung
im Wärmetauscher 47 in die Leitung 70 und wird,gegenenfalls nach einer einer Abscheidun
van Paraffinen, als wäßriges kondensat, das Metl und schwere Reaktion produkte entEt,
zum Sättiger 2 geleitet, dem es im Gesnisch mit heißem im Kreislauf geführtem Wasser
aufgegeben wird. Auch das im Sumpf der Trennsäule 54 anfallende Produkt wird, soweit
es nicht über Leitung 71 der Sumpfheizung 53 zugeführt und in die Trennsäule 54
zurückgeleitet wird, über Leitung 72 abgezogen und gemeinsam mit dem Sumpfprodukt
der Trennsäule 48 über Leitung 70 zum Sättigerkreislauf geleitet.
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Der Sättigerkreislauf besteht im wesentlichen aus dem Sättiger 2,
der aus dem Boden des Sättigers herausführenden Kondensatleitung
73,
über die aus dem Sättiger 2 abgezogenes Kondensat dem Wärmetauscher 14 zugeleitet
wird,dem.Wärmetauscher 14, in dem das Kondensat gegen heißes Synthesegas angewärmt
wird, einer Rückführleitung 74 mit einer Pumpe 75, die das erwärmte Kondensat, das
mit den über Leitung 70 herangeft0rLten Sumpfprodukten der Trennsäulen 48 und 54
vermischt wurde, an den Kopf des Sättigers 2 fördert.
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Ein Teil des Energieaufwandes für die endotherme Dampfreformierung
bzw. der freigesetzten Energie bei der exothermen Methanolsynthese wird zurückgewonnen,
wozu ein System zur Dampferzeugung vorgesehen ist. Durch dieses Dampfsystem wird
auch der für die Dampfreformierung erforderliche Prozeßdampf bereitgestellt. Hierzu
wird über Leitung 76 Speisewasser herangeführt und zunächst im Wärmetauscher 13
gegen heißes Synthesegas vorgewärmt. Ein Teilstrom 77 wird anschließend durch den
Dampferzeuger 12 geleitet, der durch heißes, aus dem Reformer 6 austretendes Synthesegas
beheizt wird. Der erzeugte Dampf wird im Rauschgasabschnitt 5 des Reformierofens
6 gegen heiße Rauchgase im Wärmetauscher 78 erhitzt und über Leitung 79 abgezogen.
Ein Teilstrom wird der Turbine 80 zugeleitet und arbeitsleistend entspannt, während
gegebenenfa-lls überschüssiger Dampf über Leitung 81 exportiert werden kann. Die
in der Turbine 80 gewonnene Energie kann beispielsweise zum Antrieb der Synthesegasverdichter
19 herangezogen werden. Bei einem geeigneten Druckniveau wird der Turbine 80 über
Leitung 7 ein teilentspannter Dampfstrom entnommen, der als Prozeßdampf mit dem
zu reformierenden Erdgas vermischt wird. Der restliche Dampf kann auf Niederdruck,
beispielsweise auf unteratinosphärischen Druck, entspannt waiAn und wird über Leitung
82 abgezogen. Ein Teilstrom dieses Danpes kann bei einem geeigneten Zwischendruck,
etwa bei 7 bar als Heizmedium im Wärmetauscher 67 verwendet werden.
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Der nicht dem Dampferzeuger 12 über Leitung 77 zugeführte Teilstrom
des vorerwärmten Speisewassers gelangt über Leitung
83 und Pumpe
84 in den Methanolsynthese-Reaktor und dient in den Wärmetauscherrohren 23, die
die Katalysatorschüttung beispielsweise in Form einer Rohrwicklung durchsetzen,
als Kühlmedium. Aus dem Reaktor 22 tritt ein Gemisch aus Dampf und Wasser aus, das
in der in den oberen Bereich des Reaktors eingelassenen Dampftrommel 85 einer Phasentrennung
unterzogen wird. Während der nicht verdampfte Anteil über Leitung 86 zur Eintrittseite
des Reaktors zurückgeführt wird, wird der Dampf über Leitung 87 abgezogen und mit
dem im Dampferzeuger 12 erzeugten Dampf vermischt und gemeinsam in der schon beschriebenen
Weise weiterverarbeitet.
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Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist kein Sättigerkreislauf
vorgesehen. Das über Leitung 1 herangefEeRe Erdgas wird unmittelbar dem Wärmetauscher
4 im Rauchgasabschnitt 5 des Reformierofens 6 zugeführt. Nach der Zugabe von Prozeß
dampf über Leitung 7 wird über Leitung 88 ein bei der Methanoldestillation anfallendes
Kondensat in das Erdgas-Dampf-Gemisch eingeleitet. Nach weiterer Anwärmung des Gemisches
im Wärmetauscher 8 erfolgt die Reformierung in den katalysatorgefüllten Rohren 10.
Die Abkühlung des Synthesegases sowie die nachfolgende Methanolsynthese erfolgen
in der schon anhand der Fig. 1 beschriebenen Weise.
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Eine Abänderung der Verfahrensführung gegenüber der in Fig.
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1 beschriebenen ergibt sich lediglich noch bezüglich der zweiten Destillationssäule
48. Dasvcm Kopf der Trennsäule 48 über Leitung 49 abgezogene Reinmethanol wird wiederum
zur Sumpfbeheizung der Kolonnen 36 und 54 verwendet. Der dafür zum Wärmetauscher
44 abgezogene Teilstrom 50 wird nach seiner Kondensation nicht unmittelbar als Rücklauf
zum Kopf der Säule 48 zurückgepumpt, sondern gelangt über Leitung 89 unmittelbar
in den anderen Teilstrom, der im Wärmetauscher 53 kondensiert wurde, und wird gemeinsam
mit diesem über Pumpe
55 gefördert. Der gesamte Rücklauf für die
Säule 48 wird über Leitung 90 abgezweigt, während überschüssiges Reinmethanol wiederum
über die Leitungen 57, 58 und 59 abgeführt wird. Im Sumpf der Säule 48 bildet sich
ein flüssiges Produkt, dessen nicht im Wärmetauscher 67 aufgeheizter und in die
Säule zurückgeführter Anteil über Leitung 91 abgezogen und nach Kühlung im Wknetauscher
47 sowie eventuell einem weiteren Wårnetauscher einer Trennvorrichtung 92, beispielsweise
einem Dekanter, zugeführt wird. Das Smpfprodukt der Trennsäule 48, das im wesentlichen
Wasser und daneben in relativ geringer Konzentration einige Kohlenstoffverbindungen
enthält, wird in der Trennvorrichtung 92 in einen Strom gereinigten Wassers, der
über Leitung 92 abgezogen und beispielsweise der Speisewasserversorgung zugeleitet
wird, und in einen paraffinreichen Seitenstrom 94 aufgetrennt. Der Seitenstrom 94,
kann, sofern er nicht zum Einsatz für die Dampfreformierung zurückgeführt wird,
einer geeigneten anderen Verwertung zugeleitet werden.
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Das in der Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Ausschnitt
aus dem Gesamtverfahren, der sich auf die Rückgewinnung von Kohlenstoff-Verbindungen
aus im Verfahren gasförmig auftretende Strömen bezieht. Rohmethanol', das nach der
Abtrennung und Rückführung von nicht umgesetztem Synthesegas unter hohem Druck vorliegt,
wird im Ventil 29 entspannt, woraufhin im Abscheider 30 die dabei ausgasenden Komponenten
abgetrennt und über Leitung 30a abgezogen werden, was bereits anhand der Fig. 1
und 2 beschrieben wurde.
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Das im Abscheider 30 anfallende Rohmethanol,das hier in etwas vereinfachter
Darstellung über die Pumpe 34 und den Wärmetauscher 35 in die erste Trennsäule 36
geführt wird, wird von leichtersiedenden Komponenten befreit, die über Kopf abgezogen
und schließlich aus dem Abscheider 39 über Leitung 40 austreten, während das von
den leichten Bestandteilen befreite Rohmethanol über Leitung 45 der weiteren Desillation
zugeführt wird.
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Aus den Abscheidern 30 und 39 abgezogene gasförmige Fraktionen werden
gemeinsam über Leitung 95 einer Waschsäule 96 zugeführt, in der sie mit einem über
Leitung 17 herangeführten Kondensat, das im Abscheider 16 aus dem reformierten Gas
nach dessen Abkühlung abgetrennt wird, gewaschen werden.
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Durch die Gegenstrom-Behandlung mit dem wäßrigen Kondensat werden
die im Gas aus Leitung 95 enthaltenen Methanoldämpfe sowie andere Kohlenstoff-Verbindungen
weitgehend aus dem Gasstrom ausgewaschen, so daß über Leitung 97 ein praktisch kohlenstofffreier
Abgasstrom abgezogen wird. Die beladene Waschflüssigkeit gelangt über Leitung 98
in den mittleren Bereich einer Regeneriersäule 99. Der Regeneriersäule wird im Sumpf
über Leitung 100 unter niedrigem Druck stehender Wasserdampf als Strippdampf zugegeben,
wodurch die im Kondensat gelösten Kohlenstoff-Verbindungen ausgetrieben und über
Kopf der Regeneriersäule 99 abgegeben werden. Im Sumpf der Regeneriersäule 99 fällt
gereinigtes Speisewasser an, das über Leitung 101 abgezogen und zur Speisewasserversorgung
des Verfahrens zurückgeführt wird. Die aus der Waschflüssigkeit ausgetriebenen Komponenten
treten über Leitung 102 aus dem Kopf der Säule 99 aus und werden nach Kühlung und
weitgehender Kondensation im Wärmetauscher 103 einer Phasentrennung im Abscheider
104 unterzogen. Während die nicht kondendierten Bestandteile über Leitung 105 abgezogen
werden, gelangen die kondensierten Anteile, die auch den überwiegenden Teil der
Kohlenstoff-Verbindungen enthalten, über Leitung 106 und Pumpe 1-07 nach Abtrennung
eines für den Rücklauf der Säule 99 benötigten Anteils 108 zur Leitung 109, über
die die derart zurückgewonnenen Kohlenstoff-Verbindungen zum Einsatz für die Dampfreformierung
zurückgeführt werden können. Der über Leitung 109 abgezogene, zurückzuführende Teilstrom
kann auch mit zurückzuführendem Kondensat aus der Methanoldestillation vermischt
und gemeinsam mit diesem zurückgeführt werden.
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