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Verfahren zur Herstellung von Methanol
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Methanol
aus einem Wasserstoff und Oxide des Kohlenstoffs enthaltendem Synthesegas, dessen
Wasserstoffanteil über dem für die Methanolsynthese erforderlichen stöchiometrischen
Verhältnis liegt wobei nicht umgesetztes Synthesegas teilweise in einem Synthesekreislauf
zur Synthesestufe zurückgeführt und teilweise als Abgas abgezogen'wird und wobei
mindestens ein Teil des Abgases ins Verfahren zurückgeführt wird.
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Bei den üblichen Verfahren zur Methanolsynthese wird Methanol gemäß
den Reaktionsgleichunqen
durch Reaktion des Wasserstoffs sowohl mit Kohlenmonoxid als auch. mit Kohlendioxid
gebildet. Stöchiometrische Verhältnisse zwischen den Reaktionsteilnehmern liegen
vor, wenn im Synthesegas das Verhältnis <H2 - CO2) : (CO + CO2) = 2:1 beträgt.
Es hat sich jedoch als zweckmäßig erwiesen,
die Synthese mit einem
geringen Wasserstoffüberschuß durchzuführen weil auf diese Weise die Bildung von
unerwünschten Nebenprodukten begrenzt werden kann.
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Eine ganze Reihe von Verfahren zur Bereitstellung eines Synthesegases
für die Methanolerzeugung basieren auf der Verarbeitung von Einsatzströmen mit einem
hohen Anteil an freiem oder gebundenem Wasserstoff. Derartige Einsatzstoffe können
beispielsweise Erdgas, Raffineriegase oder andere leichte Kohlenwasserstoffe enthaltende
Gase sein. Bei der Umwandlung derartiger Einsätze in Synthesegas liegt das oben
erwähnte Verhältnis zwischen den Gaskomponenten häufig weit vom stöchiometrischen
Verhältnis entfernt und kann beispielsweise Werte zwischen 3 und 4, gegebenenfalls
auch noch höhere Werte, annehmen.
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Aus der DE-OS 19 65 266 ist ein derartiges Verfahren bekannt, wobei
die Synthesegaserzeugung durch Dampfreformierung erfolgt. Um den Wasserstoffüberschuß
im Synthesegas herabzusetzen, wird gemäß diesem bekannten Verfahren vorgdschlagen,
aus dem Abgas der Methanolsynthese Kohlenoxide abzutrennen und ins Synthesegas zurückzuführen.
Der Kohlendioxidgehalt im Synthesegas soll dadurch auf Werte zwischen 1 und 20 Vol-%,
insbesondere auf Werte zwischen der Hälfte und dem Doppelten des Kohlenmonoxidgehaltes,
angehoben werden. Wie die Ausführungsbeispiele zeigen, wird' entweder nur Kohlendioxid
oder beide Oxide gemeinsam zurückgeführt.
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Bei dem bekannten Verfahren gelingt es zwar, durch Rückführung der
Kohlenoxide eine günstigere Einstellung des Verhältnisses der Reaktionskomponenten
zu erreichen, unbefriedigend bleibt bei diesem Verfahren jedoch, daß mit einem bestimmten
Reaktor nur eine relativ geringe Menge an Methanol produziert werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
genannten Art so auszugestalten, daß bei möglichst geringem Aufwand eine hohe Methanolausbeute
erreicht wird und daß die aus einem vorgegebenen Reaktor zu gewinnende Methanolmenge
möglichst groß wird.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Abgas in einen CO-reichen
Strom und einen Restgasstrom zerlegt und der CO-reiche Strom in das Synthesegas
zurückgeführt wird.
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Ein wesentlicher Gesichtspunkt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
darin zu sehen, daß im Gegensatz zum aus der DE-OS 19 65 266 bekannten Verfahren
im wesentlichen. nur das CO aus-dem Abgas ins Synthesegas zurückgeführt wird.
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Da der CO2-Anteil im Synthesegas beim erfindungsgemäßen Verfahren
relativ niedrig ist, erfolgt die Methanolbildung hauptsächlich durch Umsetzung von
CO und nur in geringem Umfang durch Reaktion von CO2. Dadurch wird die Bildung von
Wasser während der Synthese herabgesetzt und das Reaktionsprodukt enthält neben
nicht umgesetztem Synthesegas einen sehr hohen Methanolanteil.
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Andererseits soll das Synthesegas aber noch CO2 in einer Menge zwischen
etwa 2 und 7 Vol-%, vorzugsweise zwischen 3 und 5 Vol-% enthalten. Es hat sich nämlich
gezeigt, daß ein derart geringer CO2-Anteil sich sehr günstig auf die Reaktionskinetik
der Methanolsynthese auswirkt, daß also die Gegenwart geringer CO2-Mengen die erreichbare
Prod'uktmenge steigert. Derartige CO2-Konzentrationen sind üblicherweise im Synthesegas
von vornherein enthalten.
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Häufig liegt der CO2-Anteil sogar noch bei höheren Werten, so daß
eine Abtrennung eines Teils des CO2 vorgesehen werden kann.
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Als besonders vorteilhaft erweist sich eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, bei der das Synthesegas durch Dampfreformierung von kohlenwasserstoffhaltigen
Rohstoffen, beispielsweise Erdgas, Raffineriegase oder andere Rohstoffe, die zu
einem Synthesegas mit einem hohen Wasser -stoffanteil führen, erzeugt wird. In einem
solchen Fall ist es besonders zweckmäßig, aus dem Abgas neben dem CO-reichen Strom
auch einen CO2-reichen Strom abzutrennen und das so gewonnene CO2-Konzentrat in
die Stufe der Dampfreformierung zurückzuführen. Das rückgeführte CO2 kann in der
Dampfreformierung einen Teil des für die Reformierung erforderlichen Wasserdampfes
ersetzen. Vor der Reduzierung des Dampfbedarfs für die Reformierung ist bei dieser
Ausführungsform der Erfindung jedoch die Rückführung von-Kohlenstoffkomponenten
ins Verfahren als Vorteil zu nennen. Das zur Reformierung zurückgeführte CO2 wird
durch Reaktion mit dem Rohstoff zu einem großen Teil zu CO umgesetzt und damit in
einer Form in die Synthese zurückgeführt, die eine besonders hohe Methanolproduktion
ermöglicht. Die Rückführung sowohl des nicht umgesetzten CO. ins Synthesegas als
auch des nicht umgesetzten CO2 in die Dampfreformierung ermöglicht darüber hinaus
eine nahezu vollständige Ausbeute der Synthese hinsichtlich des C-Einsatzes.
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Die Kreis.laufführung von nicht umgesetztem Synthesegas hat sich'bei
der technischen Methanolsynthese in weitem Umfang durchgesetzt, da der Anteil des
umgewandelten Synthesegases beim einmaligen Durchgang durch einen Sypthesereaktor
üblicher Bauart relativ gering ist. Eine nahezu vollständige Umsetzung des Synthesegases
im einmaligen-Durchgang würde wegen der der Methanolsynthese zugrundeliegenden Reaktionskinetik
einen unvertretbar hohen Aufwand, also sehr große Reaktoren und viel Katalysatormaterial,
erfordern. Aus dem Synthesekreislauf-
wird stets ein Teilstrom als
Abgas abgezogen, um die Anreicherung von störenden Begleitkomponenten im Synthesegas
auf ein bestimmtes Maß zu begrenzen. Da bei Abzug dieses Abgases auch reaktionsfähige
Komponenten aus dem Kreislauf entfernt werden, bedeutet die Entnahme des Abgases
aus dem Kreislauf eine Begrenzung der zu Methanol umsetzbaren Komponenten des Rohgases
und damit einen Ausbeuteverlust des Kreislaufverfahrens. Es hat sich nun gezeigt,
daß die Menge des produzierten Methanols bei sonst vergleichbaren Bedingungen umso
größer ist, je geringer die Ausbeute'des SynthesekreisLaufs gewählt wird. Während
beim herkömmlichen Verfahren eine solche Produktmengensteigerung durch Ausbeute
senkung zu einem hohen Verlust an wertvollen Komponenten des Synthesegases und insgesamt
zu einem unwirtschaftlichen Verfahren führen würde, erweist sich dieses Vorgehen
beim erfindungsgemäßen Verfahren als sehr vorteilhaft. Die Rückführung von CO ins
Snythesegas und gegebenenfalls von CO2 zur Dampfreformierung stellt sicher, daß
die im Synthesegas im Unterschuß vorhandenen C-Verbindungen vollständig an der jeweils
günstigsten Stelle ins Verfahren zurückgeführt werden. Sie bleiben nicht nur für
das GesamtVerfahren erhalten, sondern nehmen darüber hinaus noch in günstiger Weise
Einfluß auf die Synthesegaszusammensetzung.
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Während bei üblichen Verfahren eine Ausbeute im Synthesekreislauf
zwischen 90 und 98 % (gerechnet als Umwandlung der in den Synthesekreislauf eingeführten
C-Anteile zu Methanol) für einen wirtschaftlichen Betrieb des Verfahrensangestrebt
werden, arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren bei C-Ausbeuten zwischen 50 und
90 %, insbesondere zwischen 60 und 70 %, besonders günstig. Um innerhalb dieses
vorteilhaften Bereichs zu arbeiten, hat es sich gezeigt, daß der Anteil des aus
dem Kreislauf abzuziehenden Abgases, bezogen auf den frisch in den Synthese-
kreislauf
einzuführenden Synthesegasanteil, zwischen etwa 25 und 40 %, beispielsweise bei
etwa 30 %,liegen soll.
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Die Methanolsynthese wird üblicherweise unter Verwendung von kupferhaltigen
Katalysatoren bei relativ niedrigen Drücken,-d.h. bei Drücken zwischen etwa 50 und
150 bar, durchgeführt. Da die Unterschreitung der unteren Druckgrenze große Bauelemente
erfordert und geringe Produktmengen liefert, kommt sie bisher aus Gründen der Wirtschaftlichkeit
nicht in Betracht. Die obere Grenze von 150 bar erscheint im Hinblick auf die Konstruktion
von druckfesten Anlagenteilen sinnvoll, die Synthese kann jedoch auch bei noch höheren
Drücken, beispielsweise bis zu 200 bar, durchgeführt werden.Eine weitere Druckerhöhung,
beispielsweise bis .zu etwa 400 bar, führt schließlich in das Gebiet der Hochdruck-Methanolsynthese,
bei der im allgemeinen kupferfreie'Katalysatoren eingesetzt werden. Obwohl das erfindungsgemäße
Verfahren insbesondere für die Niederdruck-Methanolsynthese vorgesehen ist, kann
es mit vergleichbarem Erfolg auch beim der Hochdruck-Synthese eingesetzt we-rden.
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Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Gaszerlegungseinheit
für die Abtrennung des CO und gegebenenfails des CO2 aus dem Abgas benötigt, wozu
zusätzliche- Energie erforderlich ist. Da sich jedoch durch die Rückführungvon CO
bzw. von CO2 an die jeweils optimalen Stel1en innerhalb des Verfahrens ein erheblicher
AusbeuL.egewinn gegenüber üblichen Verfahren erzielen läßt, und'die in einem vorgegebenen
Reaktor erzielbare Produktmenge sich erheblich steigern läßt (beispielsweise um
einen Faktor in der Größenordnung von 2),'ergibt sich für das Gesamtverfahren auch
unter Berücksichtigung des zusätzlichen Energieaufwands für die Abgaszerlegung noch
eine Energieersparnis, die gegenüber den üblichen Verfahren in der Größenordnung
von 2 bis 5 % liegt.
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Der Synthesekreislauf enthält im allgemeinen den Reaktor, eine nachgeschaltete
Kühlung, in der das erzeugte Methanol kondensiert, und einen Abscheider für das
Rohmethanol; aus diesem Abscheider wird das nicht umgesetzte Synthesegas abgezogen
und, nach Abtrennung des als Abgas abgeführten Anteils, durch einen Kreislaufverdichter
auf den Synthesedruck rückverdichtet und erneut in den Reaktor geführt. Der Kreislaufverdichter
hat dabei nur die geringe Druckdifferenz zu überwinden, die aufgrund des Strömungswiderstands
im Kreislauf auftritt und beispielsweise zwischen 2 und 8 bar, nnsbesonderebei etwa
5 bar, liegt.
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Frisches Synthesegas wird meist vor dem Kreislaufverdichter in den
Synthesekreislauf eingespeist.
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Während bei der üblichen Verfahrensweise zunächst eine Verdichtung
des frischen Synthesegases auf den Synthesedruck, also auf einen Druck zwischen
etwa 50 und 150 bar, erforderlich ist, kann in einer besonderen Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens auf eine derartige Verdichtung verzichtet werden. Bei
der Erzeugung des Synthesegases bei einem Druck zwischen etwa 10 und 50 bar ist
es bei Anwendung der erfindungsgemäßen Rückführung von CO und CO2 nämlich möglich,
auch die Methanol synthese selbst in diesem Druckbereich mit ausreichender Produktmenge
-durchzuführen, so daß die energieaufwendige Synthesegasverdichtung entfallen kann.
Ein besonders günstiger Druckbereich für diese Verfahrensvariante liegt zwischen-15
und 30 bar, da in diesem Bereich die Dampfreformierung von Kohlenwasserstoffen besonders
vorteilhaft durchgeführt werden kann.
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Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend
anhand der Figuren erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Diagramm, das die Menge des erzeugten Methanols
in Abhängigkeit verschiedener Parameter darstellt; Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung in schematischer Darstellung und Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung in schematischer Darstellung.
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In'der Figur 1 ist die mit einem bestimmten Reaktor erzielbare Produktmenge
m in relativen Einheiten und in Abhängigkeit vom Verfahrensdruck, der Ausbeute im
Kreislauf und der Synthesegaszusammensetzung dargestellt. Die jeweils dargestellten-einzelnen
Linien zeigen den Anstieg der Produktmenge mit dem Verfahrensdruck, wobei der dargestellte
Druckbereich zwischen etwa 60 und etwa 130 bar liegt.
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Die fünf ausgezogenen Linien beziehen sich auf ein Synthesegas gleicher
Zusammensetzung, wobei der Synthesekreislauf jedoch mit unterschiedlicher C-Ausbeute
betrieben wird. Die im Kreislauf vorgesehene C-Ausbeute ist jeweils neben den rechten
Kurvenenden angegeben. Wie anhand der Pfeile I zu erkennen ist, ergibt sich nur
durch Veränderung der Ausbeute des Synthesekreislaufs bei sonst unveränderter Verfahrensführung
eine beträchtliche Kapazitätssteigerung des Reaktors.
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In der Figur 1 beziehen sich die durchgezogenen Linien auf ein typisches
Synthesegas mit Wasserstoffüberschuß, das beispielsweise durch Dampfreformierung
von Erdgas gewonnen wird. Ein solches Gas kann beispielsweise 14 bis 17 % CO, 5
bis 8 % CO2 und 68 bis 75 % Wasserstoff enthalten. Weiterhin ist in der Figur 1
durch die gestrichelte Kurve die Methanolausbeute für ein Verfahren dargestellt,
dessen Synthesegaszusammensetzung typisch für ein durch partielle Oxidation von
Rückstandsöl gewonnenes Synthesegas ist.
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Dieses Gas kann beispielsweise 27 bis 29 % CO, 2 bis 4 % CO2 und 66
bis 70 % Wasserstoff enthalten. Der Pfeil II zeigt, daß bei unveränderter Ausbeute
des Synthesekreislaufs eine- erhebliche Steigerung der Produktmenge dadurch erzielt
werden kann, daß'die Zusammensetzung des Synthesegases der stöchiometrisch günstigsten
Zusammensetzung angenähert wird. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird -nun sowohl
eine Annäherung der Synthesegaszusammensetzung an die günstigste Gaszusammensetzung
durch die Rückführung der C-Anteile an die jeweils günstigsten Stellen vorgenommen
als auch durch Senkung der Ausbeute im Synthesekreislauf eine weitere Kapazitätssteigerung
des Reaktors bewirkt.
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Bei dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird das Synthesegas.
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durchDampfreformierung 1 von Erdgas erzeugt. Der Dampfreformierung
1 wird über Leitung 2 Erdgas, über Leitung 3 Wasserdampf, sowie über Leitung 4 zurückgeführtes
Kohlendioxid zugeleitet. Die Reformierung erfolgt in einem üblichen Reaktor mit
katalysatorgefüllten- Rohren, die von außen beheizt werden. Das erzeugte Synthesegas
wird gekühlt und über Leitung 5 abgezogen. Bei 6 wird ihm ein über Leitung 7 zugeführter
kohlenmonoxidreicher Gasstrom zugemischt, wodurch der Wasserstoffüberschuß im Synthesegas
verringert wird. Das Gasgemisch wird anschließend im Synthesegasverdichter 8 vom
Druck der Dampfreformierung, der beispielsweise 20 bar beträgt, auf den Druck des
Synthesekreislaufs von etwa 95 bar verdichtet. Das verdichtete Synthesegas wird
über Leitung 9 abgezogen und bei 10 in den Synthesekreislauf eingespeist. Es gelangt
über Leitung 11 zum Kreislaufverdichter 12, wird dort auf den Synthesedruck von
etwa 100 bar verdichtet, über Leitung 13 zum Wärmetauscher 14 geführt und nach Anwärmung
gegen heißes Reaktionsprodukt der Methanolsynthese über
Leitung
15 zum Reaktoreinlaß geführt. Der Synthesereaktor 16 enthält einen für die Niederdruck-Methanolsynthese
geeigneten kupferhaltigen Katalysator, an dem die Synthese bei Temperaturen zwischen
200 und 2800, insbesondere zwischen etwa 230 und 2700, durchgeführt wird. Der Katalysator
kann in geraden Rohren, die von einem Kühlmittel umspült werden, angeordnet sein.
Er kann aber auch in einer Katalysatorschüttung angeordnet sein, in die zur Temperaturregelung
an geeigneten Stellen kaltes Synthesegas eingeführt wird.
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In einer bevorzugten Ausführung des Reaktors ist eine Katalysatorschüttung
17 vorgesehen, die im Außenraum einer Rohrschlange 18 vorgesehen ist. Durch die
Rohrschlange 18 wird zur Abführung der Reaktionswärme siedendes Wasser geführt,
das anschließend über Leitung 19 in eine Dampftrommel 20 geführt wird. Nach Abzug
des Dampfes über Leitung 21 wird das Wasser über Leitung 22 und Pumpe 23 im Kreislauf
zum Reaktor zurückgeführt. Heißes Wasser wird über Leitung 24 als Ersatz für den
über Leitung 21 abgezogenen Dampf herangeführt.
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Beim Durchlaufen des Reaktors wird ein Teil des Synthesegases zu Methanol
umgesetzt. Um eine Trennung zwischen Methanol'und nicht umgesetztem Synthesegas
herbeizuführen, wird das über Leitung 25. abgezogene Reaktionsprodukt zunächst im
Wärmetauscher 14 gegen anzuwärmendes Synthesegas abgekühlt und gelangt anschließend
über Leitung 26 zur weiteren Kühlung in den Wärmetauscher 27. Das auf etwa Umgebungstemperatur
abgekühlte Reaktionsprodukt trittanschlìeßend über Leitung 28 in den Abscheider
29 ein. Das kondensierte Rohmethanol wird über Leitung 30 abgezogen, im Ventil 31
vom Synthesedruck auf einen Zwischendruck, der dem Druck der Dampfreformierung entspricht,
entspannt und in einen zweiten Abscheider 32 geführt. Die bei der Entspannung ausgasenden
Komponenten bilden ein CO2-Reichgas, das zu etwa 75 % aus Kohlen-
dioxid
besteht und zur Dampfreformierung 1 zurückgeführt wird. Das Rohmethanol wird über
Leitung 34 aus dem Abscheider 32 abgezogen und nach Entspannung im Ventil 35 auf
etwa 1,5 bar in einen weiteren Abscheider 36 eingeleitet-. Die bei dieser Entspannung
ausgasenden Komponenten werden über Leitung 37 abgezogen, während das Rohmethanol
über Leitung 38 in einen Methanol-Zwischenspeicher 39 geleitet wird. Dieses Methanol
kann anschließend in üblicher Weise durch Destillation zu Reinmethanol aufgearbeitet
werden.
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Die im Abscheider 29 vom kondensierten Methanol abgetrennte Gasphase
stellt das nicht umgesetzte Synthesegas dar.
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Es wird über Leitung 40 abgezogen und zum größten Teil über Leitung
41 im Kreislauf zur Einspeisestelle 10 des frischen Synthesegases zurückgeführt.
Der Rest wird über Leitung 42 als Abgas aus dem Kreislauf entfernt und in die Abgas-Zerlegungseinheit
43 geleitet. Hier findet nach einem beliebigen Trennverfahren, beispielsweise durch
Adsorption, unter Verwendung von semipermeablen Rohren oder vorzugsweise durch eine
Tieftemperaturzerlegung oder eine bezüglich CO selektive Wäsche, z.B. mit einer
Kupfer-Ammonium-Salzlösung, eine Gaszerlegung statt. Dabei wird einerseits CO aus
dem Abgas abgetrennt und über Leitung 7 ins Synthesegas zurückgeführt. Weiterhin
wird CO2 über Leitung 44 aus der Zerlegungseinheit 43 abgezogen und als Einsatz
zur Dampfreformierung 1 zurückgeführt. Dieses Gas wird, ebenso wie das über Leitung
33 aus, dem zweiten Abscheider 32 abgezogene Gas, als Ersatz für einen Teil des
Wasserdampfes zur Dampfreformierung zurückgeführt.Schließlich fällt bei der Gaszerlegung
noch ein über Leitung 45 abgezogenes Restgas an, das im wesentlichen aus Wasserstoff,
Stickstoff, Methan besteht und daneben noch geringe Mengen von Nebenprodukten der
Methanolsynthese enthalten kann. Dieses Gas wird als Heizgas verwendet und nach
Vermischung mit Luft, die über das Gebläse 46 angesaugt
und durch
Leitung 47 mit dem Heizgas vermischt wurde, zur Beheizung der Reformierrohre eingesetzt.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel wurde angenommen,daß die Gaszerlegungseinheit
43 einen CO-Strom 7 liefert, der etwa den Druck des aus der Dampfreformierung 1'
austretenden Synthesegases aufweist. Die Vermischung mit dem Synthesegas findet
deshalb vor der Synthesegaskompression 8 statt. Sofern ein Zerlegungsprozeß zum
Einsatz kommt, bei dem die Zerlegungsprodukte bei ausreichend hohem Druck anfallen,
-ist selbstverständlich auch eine Vermischung nach dem Synthesegaskompressor, beispielsweise
in Leitung 9, möglich.
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In einem konkreten Ausführungsbeispiel wird erfindungsgemäB ein Synthesegas
erzeugt, aus dem nach Umsetzung und Abtrennung des erzeugten Rohmethanols ein Abgas
über Leitung 42 abgetrennt, das -30 t des über Leitung 9'in den Synthesekreislauf
eingeführten Frischgases ausmacht.
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Durch die Rückführung von CO und CO2 ins Synthesegas bzw.
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vor die Dampfreformierung kann das Verfahren mit einer C-Ausbeute
von 98 z betrieben werden, wobei in einem Reaktor bestimmter Baugröße täglich 3175
t Reinmethanol gewonnen werden. Das gleiche Verfahren liefert ohne die Rückführung
von CO und CO2, also bei herkömmlicher Betriebsweise, lediglich eine täcrliche Methanolmenge
von 1600 t, wobei ferner die C-Ausbeute lediglich 90-% beträgt.
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Bei dem in der Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel findet die
Methanolsynthese im wesentlichen beim Druck der Dampfreformierung 1 statt. Gegenüber
dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel entfällt deshalb der Synthesegasverdichter
8. Außerdem wird bei dieser Verfahrensvariante die Entspannung des im Abschei-
der
29 flüssig anfallenden Rohmethanols in einer Stufe auf den Druck des Abscheiders
36 durch Entspannung im Ventil 48 vorgenommen.
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Der Fortfall des Synthesegasverdichters 8 führt zu einer erheblichen
Energieersparnis, die in der Größenordnung von 4 bis 10 kW je Tagestonne Methanol
liegt und im einzelnen vom Druck in der Dampfreformierung sowie in der Synthese
se abhängt. Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, wird dieser Vorteil dadurch
erkauft, daß mit einem Reaktor gleicher Bauart insgesamt nur eine geringere Methanolmenge
produziert werden kann. Ob deshalb ein Verfahren mit oder ohne Synthesegasverdichter
zu bevorzugen ist, kann im allgemeinen nur bei Berücksichtigung spezieller Randbedingungen
beurteilt werden.
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In einem speziellen Ausführungsbeispiel wird bei einem Verfahren gemäß
Figur 3 die Dampfreformierung bei einem Druck von 20 bar durchgeführt. Im Kreislaufverdichter
12 wird das Frischgas sowie das im Kreislauf geführte Synthesegas auf den Synthesedruck
von 25 bar verdichtet. Über Leitung 42 wird Abgas abgezogen, das etwa 32 % der Menge
des in den Synthesekreislauf eingespeisten Frischgases ausmacht. Bei einer gesamten
C-Ausbeute des Verfahrens von 98 % werden täglich 200 t Methanol erzeugt.
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In einer weiteren Ausgestaltung dieses Verfahrens wird der Druck der
Dampfreformierung auf 30 bar und der Druck der Methanolsynthese auf 35 bar erhöht.
Die Menge des Abgases in Leitung 42 beträgt in diesem Fall etwa 34 z des eingespeisten
Frischgases, die C-Ausbeute liegt wiederum bei 98 t. In diesem Fall werden täglich
627 t Methanol erzeugt.
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