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Dokumentenidentifikation DE10000280A1 12.07.2001
Titel Verfahren zur Methanolsynthese aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid unter Druck
Anmelder Krupp Uhde GmbH, 44141 Dortmund, DE
Erfinder Bähnisch, Hans-Joachim, Dipl.-Ing, 44227 Dortmund, DE
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Meinke, Dabringhaus und Partner GbR, 44141 Dortmund
DE-Anmeldedatum 07.01.2000
DE-Aktenzeichen 10000280
Offenlegungstag 12.07.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.07.2001
IPC-Hauptklasse C07C 1/12
IPC-Nebenklasse C07C 1/04   C07C 31/04   B01D 53/73   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft eine zweckmäßige weitere Ausgestaltung eines Verfahrens zur Methanolsynthese aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid unter Druck, wie sie im Patent... (Patentanmeldung 19951137.3-43) beschrieben ist und zeichnet sich dadurch aus, daß als zusätzliches Synthesegas eine Mischung aus H2 und CO2 eingesetzt wird, wobei das in der Mischung vorhandende CO2 dem Rauchgas einer Feuerung oder dem Abgas einer CO2-Wäsche in einer Ammoniak-Anlage entstammt (Fig. 2).

Beschreibung[de]

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Methanolsynthese aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid unter Druck, wie sie im Patent . . . . (Patentanmeldung 199 51 137.3-43) beschrieben ist. Das in dieser Patentanmeldung beschriebene Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß nach Durchlaufen des Reformers aus dem Synthesegasstrom ein Seitenstrom einem Methanol-Vorreaktor zugeführt wird, das im Vorreaktor erzeugte Methanol dem die Methanolsynthese des Hauptstromes verlassenden Methanolstrom zugeführt und ein im Methanol-Vorreaktor nicht umgesetzter Synthesegasstrom dem Hauptstrom vor der Methanolsynthese wieder zugeführt wird, wobei im Bereich dieser Zuführung gleichzeitig ein den entstandenen Verlust ausgleichendes zusätzliches Synthesegas aufgegeben wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zweckmäßige weitere Ausgestaltung dieser Verfahrensweise und zeichnet sich dadurch aus, daß als zusätzliches Synthesegas eine Mischung aus H2 und CO2 eingesetzt wird, wobei das in der Mischung vorhandene CO2 dem Rauchgas einer Feuerung oder dem Abgas einer CO2-Wäsche in einer Ammoniak-Anlage entstammt (Fig. 2).

Die Nutzung des aus einer Verbrennung stammenden CO2 im zusätzlichen Synthesegas hat den großen Vorteil, daß dieses CO2 nicht in die Atmosphäre abgegeben werden muß, sondern bestimmungsgemäß zur Synthese eingesetzt wird.

In Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, daß das CO2 aus einer Rauchgasreinigungsanlage einer Feuerung entstammt, beispielsweise der Feuerung des Primärreformers.

Diese Vorgehensweise hat den zusätzlichen Vorteil, daß das klimawirksame CO2 in den Stoffkreislauf eingebracht wird, so daß beispielsweise eine "Treibhausgas-Emissionsabgabe" nicht mehr hierfür bezahlt werden müßte, was die Verfahrensweise erheblich preiswerter gestaltet.

Neben der Nutzung des CO2 aus einer Verbrennung kann das CO2 auch aus der CO2-Wäsche einer NH3-Anlage entstammen, wobei in der weiteren Beschreibung eine derartige Ammoniak-Anlage nicht näher erläutert wird.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in stark vereinfachter Weise in

Fig. 1 das Blockschaltbild aus der Hauptanmeldung sowie in den

Fig. 2 und 3 abgewandelte Beispiele des Blockschaltbildes in vergleichbarer Darstellung.

Als Beispiel dient hier die Beschreibung der Nachrüstbarkeit einer Anlage 1, wobei gleichzeitig die Verfahrensfunktionsweise mit beschrieben wird:

Eine bereits in Betrieb befindliche Anlage 1 zur Produktion von Methanol, die aus einem Primärreformer 2, einem Sekundärreformer 3 und einer Methanolsynthese 4 besteht, wird mit einem Methanol-Vorreaktor 5 und einem autothermen Reformer 6 nachgerüstet. Als Einsatzstoff dient entschwefeltes Erdgas 7, das sowohl in den Primärreformer 2 als auch in den autothermen Reformer 6 geleitet wird, wobei noch weitere Einsatzstoffe, die hier nicht dargestellt sind, wie z. B. Wasserdampf und Sauerstoff, hinzukommen. Im Primärreformer 2 wird daraus rohes Synthesegas hergestellt, das im wesentlichen aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und nicht umgesetztem Wasserdampf und Erdgas besteht. Im Sekundärreformer 3 wird mit Sauerstoff das restliche Erdgas zu Wasserstoff und Kohlenmonoxid umgesetzt. Die Bedingungen im Primärreformer 2 und im Sekundärreformer 3 werden dabei so eingestellt, daß ein stöchiometrisches Synthesegas 8 gemäß den Gleichungen (1) bis (4) erzeugt wird. Hiervon wird der Seitenstrom 9 abgezweigt und dem Methanol-Vorreaktor 5 zugeführt. Ein Teil dieses Synthesegases wird im Methanol- Vorreaktor 5 umgesetzt, auskondensiert, abgeschieden und als Zusatz-Methanol 10 abgeführt. Das verbleibende unterstöchiometrische Synthesegas 11 wird dem ursprünglichen Synthesegas-Hauptstrom 12 wieder zugemischt.

Um die Entstehung eines unterstöchiometrischen Gemisches zu vermeiden, wird das überstöchiometrische Synthesegas 13 ebenfalls dem Synthesegas-Hauptstrom 12 zugemischt. Dieses überstöchiometrische Synthesegas 13 besteht seinerseits aus Fremd-Synthesegas 14 und/oder Zusatz-Synthesegas 15, das eigens zu diesem Zweck in dem nachgerüsteten autothermen Reformer 6 erzeugt worden ist, wobei der autotherme Reformer 6 nur als Beispiel zu verstehen ist.

Mit den beiden Zumischungen zum Synthesegas-Hauptstrom 12 wird das stöchiometrische Synthesegas 16 gebildet, welches eine dem stöchiometrischen Synthesegas 8 äquivalente Zusammensetzung aufweist. Damit wird in herkömmlicher Weise in der Alt-Methanolsynthese 4 Methanol 17 erzeugt, das zusammen mit dem Zusatz-Methanol 10 das neue Produkt-Methanol 18 bildet.

In Abwandlung zur Anlage nach Fig. 1 zeigt Fig. 2 eine Anlage, bei der der Leitung 14, die das Fremdsynthesegas zuführt, über eine Leitung 19 CO2 und über eine Leitung 20 Fremd-H2 zugeführt wird. Das CO2 der Leitung 19 stammt aus einer Rauchgaswäsche 21, die das Rauchgas über die Leitung 22 aus dem Primärreformer 2 zugeführt bekommt. Die Rauchgaswäsche 21 reinigt das Rauchgas, führt das CO2 der Leitung 19 und das Abgas einem nur symbolisch angedeuteten Schornstein 23 zu. Erkennbar ist dieses Abgas CO2-frei.

In Fig. 3 ist die Alternative dargestellt, bei der über die Leitung 19a Fremd-CO2 der Leitung 14 für das Fremdsynthesegas zugeführt wird, wobei dieses Fremd-CO2 einer nicht näher dargestellten Ammoniak-Anlage, dort der CO2-Wäsche, entstammt. Auch hier wird Fremd-H2 über eine Leitung 20a dem System zugeführt.

Erkennbar sind insbesondere bei der Variante nach Fig. 2 völlig geschlossene CO2-Kreisläufe möglich, d. h. diese Anlagen arbeiten so, daß kein CO2 der Umwelt zugeführt werden muß.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Methanolsynthese aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid unter Druck nach dem Patentanspruch 1 des Patentes . . . . (Patentanmeldung 199 51 137.3-43), dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliches Synthesegas eine Mischung aus H2 und CO2 eingesetzt wird, wobei das in der Mischung vorhandene CO2 dem Rauchgas einer Feuerung oder dem Abgas einer CO2- Wäsche in einer Ammoniak-Anlage entstammt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das CO2 aus einer Rauchgasreinigungsanlage einer Feuerung entstammt, beispielsweise der Feuerung des Primärreformers.
  3. 3. Anlage zur Methanolsynthese, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Erdgaszuführleitung (7) zu einem Reformer (2, 3) und einer nachgeschalteten Methanolanalyse (4), gekennzeichnet durch eine Rauchgaswäsche (21) für das den Primärreformer (2) verlassende Rauchgas sowie einer CO2-Zuführleitung (19) zur Bereitstellung des Fremd- bzw. Zusatzsynthesegases (14) sowie einer Zuführleitung (20) zur Zuführung von Fremd-H2 (Fig. 2).
  4. 4. Anlage zur Methanolsynthese, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Erdgaszuführleitung (7) zu einem Reformer (2, 3) und einer nachgeschalteten Methanolsynthese (4), gekennzeichnet durch eine Zuführleitung (19a) zur Zuführung von Fremd-CO2 aus einer CO2-Wäsche in der NH3-Anlage sowie einer Zuführleitung (20c) zur Zuführung von Fremd-H2 (Fig. 3).






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