DE1904566A1 - Verfahren zur Synthese von Methanol - Google Patents

Description

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CHEMICAL CONSTRICTION CORPORATION, New York, N.Y./USA

Verfahren zur Synthese von Methanol

Die Erfindung bezieht sich auf katalytische Methanolsynthesen, insbesondere, auf solche Verfahren, bei welchen -durch katalytiyche Konvertierung eines Teils eines V/asserstoff-KohlenOxyde-Mischsynthesegasstroms bei erhöhtem Druck in der Dampfphase synthetisches Methanol hergestellt wird und das durch Abkühlen des konvertierten Gasstromes kondensierte rohe, flüssige Methanol durch Destillation, bei' welcher als Nebenprodukt ein Nieder druckdampfstrom anfällt, gereinigt wird»};*: ■ . ·

Das Synthesegas für die katalytische Methanolherstellung wird im allgemeinen durch katalytische Wasser.-dampfreformierung eines flüssigen Kohlenwasserstoffs, wie Methan oder Petroleum hergestellt,Solche Verfahren sind

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z.B. in der' US »-Patentschrift 3 351 563 beschrieben. Eine Vorrichtung zur Hexstellung von Synthesegas wird Z₀B₀ in ' den US-Patentschriften 3 129 065 und 3 127^T24Ö" beschrieben ο Eine geeignete Hochdruckvorrichtung für die Durchführung der katalytischen Synthese von Methanoldampf aus Syn- thesegas ist z.B» in der US-Patentschrift' 3 2i2 862 beschrieben. Eine weitere Vorrichtung für diesen Zweck ist in der US-Patentschrift 3 366 461 beschrieben» '

fe Die l·?einigung von rohem, flüssigen Methanol durch

Destillation ist in der US-Patentschrift 3 230 1^6 beschrieben . - -· " .

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Synthese von Methanol, bei welchem ein Gasstrom von der katalytischen Methanolsynthese bei erhöhtem Druck abgekühlt"""""' wird, um rohes Methanol zu kondensieren> welches'von dem zurückbleibenden Gas abgetrennt wird, wobei das zurückbleibende Gas in ein Hochdruckreinigungsgas und ein Umführungsgas für die Synthese aufgetrennt wird und das rohe Methanol bei vermindertem Druck destilliert wird, „um einen Niederdruckstrom flüchtiger, brennbarer Verbindungen «ti bilden., ) das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Hochdruckreinigungsgas in einem Aspirator in den Wiederdruckstrom der Verbindungen eingeleitet wird, expandieren laßt, um ein kombiniertes Treibgas"von Zwischendruck zu erzeugen„ ν

Somit wird der am Kopf abgenommene liiederdruckdarnpfstrom bei der Destillation des rohen, synthetischen Methanols "wirksam wiedergewonnen und als Treibgas von Zwischen^· druck verwertet, indem man den Dampfstrom in das Hochdruckreinigungsgas von der Methanolsyntheseschleife einleitet .oder aspiriert,. Das Hochdruckreinigungsgas, wird in einer

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Säugpumpe oder in einer anderen geeigneten Gasexpansionsvorrichtung, wie eirsn Düsen-Ejektor, in den der Dampf strom eingeleitet wird und unter Druck gesetzt wird, expandiert, indem es mit dem Reinigungsstrom vermischt wird«· Das entstehende Gasgemisch ist zur Verwendung als Treibgas von Mvischendruck geeignet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Treibgasgemisch von Zwischendruck in den katalytischenWasserdampfreformierer überführt, in welchem das rohe Ketbanolsynthesegas du.^ch katalytische Wasserdampfreformierunti. eines flüssigen Kohlenwasserstoffs hergestellt wird. Das Treibgasgemisch wird verbrannt;, um mindestens einen Teil des erforderlichen Wärmebedarfs für den katalytischen Daraufreformer zur Verfügung zu stellen.

Der Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß der Kopfdampf von der Hethanoldesällation wirksam gewonnen und als eine Komponente eines Treibgases von Zwischendruck verwertet wird«, In den meisten der bestehenden Methanolanlagen wird der Kopfdampf von der Destillation des rohen synthetischen Methanols in die Atmosphäre abgelassen. Dieses Vorgehen ist: allgemeine Praxis, da der Druck des Kopfdampfs, wie er von cien DeGtillauicnsrückflußtrorameln freigesetzt wird, für die Ti^eihgKsbrenner in dem Anlagenkonrnlex zu niedrig ist β Daher wird bisher der Κοχ)ΐdampf in die Atmosphäre abgelassen« Das führt zu einem Verlust von verwendbarem Treibgas und darüber hinaus ^Luftverschmutzungen, da. der Kopf-■ vianpf verschiedene organische Bestandteile, wie Methanol und :^-" L^rltiie?? enthält«

Anhand der beigefügten Zeichnung v.'ird eine bevorzugte -'un/si'ora] aes erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Jie Jt i cn nun ^. steil·; ein Fließschema einer Aubführungsx'orm der Er-f i:-äuivv dar, wie sie auf die Verwertung des Kopf dampfes ν -5! „.er Destillation von rohem synthetisciien. Methanol als

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Treibgas zur Beheizung eines katalytischen Primär-Wasserdampfreformierens, in welchem rohes Methanolsyntbesegas hergestellt wird, angewandt wird. -. '- \

1 ist ein katalytischer Wasserdampfreformieret zur Konvertierung einesGemisches aus einem flüssigen -Kohlen-""" wasserstoff und Wasserdampf zu Synthesegas«, Die aus dem ütrom 2 aus flüssigem Kohlenwasserstoff, dem Wasserdampfstrom 3 und dem Kohlendiöxydstrom 4- bestehenden Zufuhrströme werden zu dem Zufuhr strom "5 vereinigt-, der bei einem

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typischerweise in dem Bereich von 3 kg/cm bis ^O kg/cm

yp g ^ g

r.e? liegenden Druck der katalytischer! Wasserdanipfiormierung zugeführt wird β In manchen Fällen kann man auf den Strom 4-verziehteη, so beispielsweise , wenn der Strom 2 aus Petroleumdampf besteht, ■ in welchem bereits das geeignete Verhältnis von ,Kohlenoxyden zu Wasserstoff in dem reformierten Synthesegas zur Verfügung gestellt wird. Der*Strom ^-wird parallel durch eine Vielzahl von. mit Katalysator gefüllten Reformierrohren, wie z.B_e das Rohr 6, geleitetv Die Rohre sind mit einer Charge eines geeigneten Reformierungslgfcaiysators, wie z_oB. Nickel, Kobalt oder deren Oxyde, die auf einen geeigneten Träger aufgebracht sind, gefüllt« Das Rohr υ wird von außen durch die Verbrennung von Treibgasströmeη 7 und 8 innerhalb der Einheit ί geheizt. Die Ströme 7 und werden teilweise₄ wie nachstehend gezeigt und gemäß der Erfindung geführtβ Aus dem Rohr 6 wird ein roher reformierter öynthesegasstrom 9 bei erhöhten j typischerweise im Bereiuh ■ von.8üü°C bis HüO^Gc liegenden Temperatüren ausgetragen» Der Strom 9 enthält nun hauptsächlich Wasserstoff und Kohlen- *' oxyde j zusammen mit restlichem Wasser dampf und einer kleinen Menge von Inertgasen j wie Methan'» -Der Strom 9 weist " ein geeignetes Verhältnis von V/asserntoff zu Kohlenoxyden

für Methanolsynthesegas auf. Der Strom wird zunächst in dem Prozeßabgaserwärmungskessel 10 abgekühlt, was durch Wärmeaustausch mit Kondensat oder dem KesseIzufuhrwasserst rom 11 , der zur Bildung des ProzeßwasserdampfStroms 12 verdampft wird, geschieht. Der abgekühlte Prozeissynthesegasstrom 1^, der von der Einheit 10 mit einer typischerweise in dem Bereich von 400°- 60G⁰C liegenden Temperatur ausgetragen wird, ^^fird in einem Wärmeaustauscher A'-v weiter abgekühlt» Dieser kann in der Praxis aus einer Reihe von Wärmeaustauschern bestehen, die den Synthesegasstrom durch Wärmeaustausch mit Kesselzufuhrwasser oder Kondensatwasser und mit den Prozeßströmen abkühlen. Das letzte Abkühlen des SynthesegasStroms in diesem Fall geschieht durch Wärmeaustausch mit Kühlwasser, Der erhaltene vollkommen abgekühlte Synthesegasstrom 15 besitzt nun eine typischerweise im Bereich von ^>Q - 80 C liegende Temperatur und einen

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Druck im Bereich von 2 kg/cm bis 4-0 kg/cm „ Der Strom. 15 enthält eine kondensierte flüssige Wasserphase, die von der Synthesegasphase dadurch abgetrennt wird, daß der Strom 15 in den Separator 16 geleitet wird. Letzterer ist ein mit Trennblechen ausgestatteter oder ;zykl on artiger G-as--J¹IuS-sigkeitsseparator herkömmlicher Bauart. Der -abgetrennte flüssige Wasserstrom, 17 wird von der Einheit .16 entnommen und kann verworfen oder nach DurchstrOmen eines Entgasers als Prozeßkondensat zurückgeführt werden» ■

Der von der Einheit 16 ausgetragene wasserfreie Prozeßsynthesegasstrom 18 i st nun zur Verwendung als Zusatz zx den Methanolsynthesegas geeignet und wird in dem Zentrifugalkompressor 19 auf den Metiianolsynthesegasdruck komprimiert„ Ein TJmführungssynthesegasstrom 20 der wie nachstehend beschrieben, von-der Syntheseschleife herkommt, wird in die

-6-

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Endstufe oder in das Rad des Kompressors 19 geleitet,um mit

dem teilweise komprimierten Frischgasstrom 18 vermischt und darauf folgend wieder in die Methanolsynthese zurückgeführt zu werden. Der völlig komprimierte Synthesegasstrom 21 wird von der Einheit 19 bei einem Druck, der sich typischerweise

- 2 2 ■"""■-""

im Bereich von 50 kg/cm bis 500 kg/cm befindet und eir.er Temperatur im Bereich von etwa 30 - 130 C ausgetragen und durch Wärmeaustausch mit dem heißen katalytisch umgesetzten Gas auf eine geeignete Temperatur für die katalytische Kethanolsynthese erhitzt. Der Strom 21 wird durch einen Gas-Gaswärmeaustauscher 22 geleitet. Der erhaltene Beschickungssynthesegasstrom 23, der aus der Einheit 22 ausgetragen wird,-;.; befindet sich nun auf einer erhöhten Temperatur, die typischerweise im Bereich von 250 - 4-00⁰C liegt und ist für die iümiüh rung in die Methanolsynthese geeignet» -

Der Strom 23 v/ird nun in den MethanolsynthesekonverterV 24 geleitet, in welchem die katalytische Konvertierung eines Teils des Sv^nthesegases zu dampfförmigem Methanol, stattfindet. " In der Einheit 24· findet eii herkömmlicher Katalysator für" die hetnanolsynthese , wie ZinkchromIt Verwendung, Der Katalysator wirdjim allgemeinen in einer Vielzahl von in Heike angeordneter Betten aur. Verfügung gestellt, wobei eine Zwischenbettküblung: durch Nebeninjeki;ion eines Teils- des Stroms 21 in die. Einheit 24- zwischen den Betten erzielt wird, um ein Abschrecken des heißen Gasstroms zwischen den Stufen der katalytischen Konvertierung vorzusehen« -Aus der Einheit 24- wird ein heißer konvertierter Gasstrom 2^ mit einer typischerweise im Be- \ reich von 300 - 4-50⁰C liegenden Temperatur ausgetragen,, Der Strom 25 enthält Methanoldampf und nicht umgesetztes Synthesegas ο Der Strom 25 wird nun abgekühlt, um das rohe, flüssige Synthesemethanol selektiv zu kondensieren. . ■

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Der Strom 25.wird zunächst durch den Wärmeaustauscher 22 geleitet, worauf der erhaltene teilweise abgekühlte GZasstrom 26, nun mit einer Temperatur, die sich typischerweise ii:i Bereich von 150-250 G,-befindet, in dem Vi arme austauscher 27 weiter abgekühlte Dieser kann in der Praxis aus einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Wärme-'austauschern bestehen, wobei der anfängliche Wärmeaustausch und das anfängliche Kühlen des umgesetzten Gasstroms durch indirekten Wärmeaustausch mit heißem wasser oder einem Prozeßstroiii stattfindet und dann ein '.'arme aus tausch mit Kühlwasser "stattfindet. Der erhaltene Prozeßstrom 28 befindet sich auf eirjer temperatur-, die typischwerweise im Bereich vo.i] 20-80 G liegr» Dieser Strom enthält eine kondensierte, flüssige Phase, die aus rohem Bynthesemethanol besteht. Der Strom 28 wird in einen Gas-]b']ü3sigke its separator 29 geleitet, der eine herkömmliche Separatoreinheit darstellt und hinsiciitlich seiner Bauart der oben beschriebenen Einheit It , ähnlich sein kann. Die nicht umgesetzte Gasphase wird aus der Einheit 29 durch den St?om JL¹'entfernt. DIeser ^"Groiu wird in einen Kückführungsstrom 20 und einen Reini^ungsstrom _.Λ aufgeteilt₀ Der b'trom 20 wird in die Hethanolsyntnese, wie oben beschrieben, zurückgeführt. Der Hochdruckreinivungsstrom JI, der zur '/erringerung der Konzentration an Inertstoj-'fen aus? der. byntheseschlej fe entfernt v/erden raviii-, wird nach der'Erfindung in der untenstehend erläuterten VJeise verwerret. Der Strom 31 "'irti im allgemeinen der Synt.'^:?.r-?i~r!ileife bei erhöhtem Druck, der sich typisr.hex¹

■·■-■"-' 2 - 2 "

weise 1·:; te reich von \5C kg/cm bis 5Öü kg/cm befindet, ent nοmmer .

AlVB

>ier Einheit 2Q wird durcii.deη Strom 32 bei stark erhöhtem Dr;..ck flüssige?, rohes Synthesemethanol entnommen* Diec-es wir α durch das U^uckx-eduzierventil 33 geleitet, um

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BAD

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den Druck des rohen Methanols auf einen für die darauffolgende Reinigung durch Destillation geeigneten Druck zu verringern. Der erhaltene rohe flüssige Methanolstrom 34, der durch das Ventil 33. abgegeben .wird, befindet sich nun auf verringertem Druck, der typischerweise

• 2 2 ·

im Bereich -von 2 kg/cm bis 12 kg/cm liegt. Der Strom3^- enthält eine entstandene Gasphase, deren Entstehung auf ' die Verringerung rte-s Drucks zurückzuführen ist« Diese gebildete Gasphase enthält hauptsachlich Bestandteile des Synthesegases, einschließlich von Wasserstoff, Kohlenmonoxyd und Inertgasen, wie Methan zusammen mit Methanol-* , dämpf» Der Strom 34 wird in den Sinktank 35 geleitet·, aus dem der gebildete Gasstrom 36> de¹" &^us dem Sinkreinigungsgas besteht, entnommen und nach der Erfindung weiter verwertet wird. Dieser Strom 36"'wird- gewöhnlich mit Wasser gewaschen , um vor der weiteren Verwendung Methanol als wässrige Lösung in einem gepackten Belüftungsgaswäscher» der hier nicht gezeigt ist, zu gewinnen.

Von der Einheit 35 wird auch ein roher flüssiger Methanolstrom 37 entfernt. Dieser Strom 37 besitzt, ge-wöhn-lich einen Druck, der sich typischerweise im Bereich von

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2 kg/cm bis 12 kg/cm befindet, sowie eine Temperatur, die typischerweise im Bereich von 20 - 80⁰C liegt. ,Der Strom 37 wird nun zur Reinigung in eine gesLgnete Destillationsanlage überführt. In dieser wird ein Kopfdampfstrom erzeugt und nach der Erfindung weiter verwerteto Bei dieser bevorzugten -a-üsführungsform der Erfindung wird der Strom 37 zunächst einer Extraktionsdestillätion mit Wasser unterworfen» Hierzu wird Wasser eingesetzt, um die relative Flüchtigkeit der Verunreinigungen zu erhöhe.n. Der Strom 37 wird in den Mittelabschnitt eines Extraktionsdestillationsturms '38 geleitet«, Dieser ist mit einer Vielzahl' von 'iÖes'tillH-tib-nspla'tten .-"■"-". .·-■-"- " .'- ■ -v" »-"y^;1- y;;K.-M-i-">"--.-■ - ■ ' ; "■

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oder -Böden 39 versehen ₀ D₁Ie Böden 39 können aus ¥entilböden, Siebboden, Blasenaufsatz-platten oder an der, en Einrichtungen zup Inkpntaktbringen von Dampf μη<3. flüssigkeit, bestehen. In den oberen Teil der Säule 38 wird ein Wasser,-str.om 40 eingeleitet„ fieser ergibt §i^ne wässrige Lp^n^sphase iri der gesamten Kolonne, ¥pm Kopf der Einheit 38 w.4.rd ein Kampf strom 41 entfernte D.ieser Strpm 41 enthält dampfförmiges Methanol, flüchtige Bestandteile,■wie Dimethyläther_v und geringe Anteiie weiterer orgapisQ|ier" Verunreinigungen» von Bestandteilen des Synthesegases und Methan„ Der Strom 4-'I wird in dem Wärme ausΐ§μκ eher ^2 abgekühlt upd te.l·^" V7eis_:e kondensiert_o Der entstandene Gas-ElüpsigkeitsTnisch-•strpm 43 wird in die Rückflußtrommel 44 geleitet- Bie Haut)tsachlich^μ§ Methanol bestehende flüssige lihase Wird von de^r Einheit 'bjl· in die Säule. 3§ a^if. dem ]n|eg über den Strom 4J? a^s_; fliissiger Rückfluß zurückgeleitete ■ " ■

D₁Xf restliche Kopf dampf phase w,ird der iErommel· 44 auf dem if|ege über den Str.om 46 entnommen und gemäß dea? Erfindung weiter verarbeitet» Der Strom 46 wird mit £^β,ίρφί^ν- niedrigem Druck, der siph typischerweise im Bereich von 1kg/cm"" bis 1ü kg^cmf^ befindet, hergestellt und besteht sois gasförmigen oder dampfförmigerä Komponenten, die sich von dem Strom 41 ableiten ο Der Strom 46 wird nun in einen Ejektpr, 47 eingeleitet oder eingesaugt. Der Ejektor 47 ist ein geeigneter D.üsenasoirator oder Ejektpr. P₁Ie Be we gun gs kr aft für die An— Ββμβμΐϊ^ des Stroms 46 in die Einheit 47 wird dadurch zur Verfügung gestellt, daß ein Strom 31 sich in der Einheit 47 expandiert und daß sich in der Einheit 47 Ströme 31 und 46 miteinander vereinigen, um den ausgetragenen kombinierten Gasstrom- 48 von äwischendruck, der sich im aligemeinen im fierefch von 35 kg/cm^ -bis 3<J kg/cm/' befindet, zu bilden. Der DriJCk des Stroms ²I-B ist in allen If'ällen wesentlich höher als e des Stroms 46, D.adujAch wird d:Le Verwertung de.s

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Bmomrnm.

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Strqm§ 46 als eine Komponente des Z.wischendrupktr_iei]3gas-'^:"""" Stroms. 48 ermöglicht» Der Strpffi f!-8 kann ήμη als solcher als, Treibgas verwertet w.erdep," dqph wird nach dieser, be- ' vqrzugten Ausführunggf or.rn der Erfindung der. Strom 48 mit dem Strom 36- kombiniert, um einen, kombinierten'!Tjceibgas-

-U-¹D .· '.-'O'.'i ;■■-'- '. .,■:-j,. JJ :.i.-dJL'ü I üil;. Pii,cΓ- KCI*·;.·„.', ic, " ". -;i; ".."-Vi.'.'J.v^i^-"

strom 4Q ζμ bilden. Der £>trom 4g kann. n.un durcli den/ Strom 5p teilweise pder total ein§r ^ußeren ^erj-iertung zugefühi?.t werden a^ Kx:Qibgas„ Der Ö-tpom ^g wird ^§doch vqrz-ugsy/ei§p ; als l^eibgas. zur Beheizμflg des Hass er dampf refürmers 1\ yer- ^ wendet_o In clieseni EaU- wjrd d§r Str.pm .^iI mit einem Natu^R-gasstr_tpm 5^ ii^PlfeiRiSKl' wp_;d der kpmpin4.erte T^eibg^sßtr.SFf? 53 wird in die Ströme % μη_4 ρ, die'wie ppgns.tßhgnd be-· SQhriebgp, eingfsetzt vjerden, aufgeteilto

In der E^ctr.aktippsdestillatiqnss^le 38 wj.rd de?? flüssige Bpdenstrqni, de^ aus tg^lweiser gereipigtgr wässriger Methan piles uiig besteht? 4H¹^Sb den Strop ;·4 entfernt» Dieser wird in den tfmführungsstrom 55 und den Prpzeßstrom 56 aufgeteilte D₁^r Strom wird, wie nachstehend beschrieben werden wird, zur Herstellung von hoch/ gereinigtem Methanol weiter verarbeitet» Der Str,pni 55 Hi-F.Q durph einen Via.rjieaust^scheraufwärmer 57 Seleitet,, Dgr erhaltene Dampf-"Bllügsig- ψ . keitsmischstrom 58 wird in die Einheit 3§ V^lpter dem niedr,igen Bodenabschnitt rückgeführt, um Dampf und einen Beheizungseffekt für die Destillation zur Verfügung zu stellen«

Der Strom 56 wird in den Mitte laps, chnitt einer Rektif izierungssäule 59 geleitet₀ Diese tfepnt durch Destillation die restlichen Verunreinigungen und das Wasser von dem als Erpdukt anfallenden wasserfreien |retha|ipl ab.. Di^ Sä^Ie 59 ■ ist hinsichtlich ihrer Bauart" der ßä^le 3§ ähpliqh-..- S^e ist mit einer Vielzahl von Böden 6Q versehen, die aus Blasen. ■

Aufsetzventilen oder Siebboden bestehen können. Die Methanolkompönente des Stroms 56 wird in der Säule 59 verdampft und bewegt sich in der Säule nach oben. Durch den.Strom 61 wird von dem oberen Abschnitt der Säule reines* wasserfreies Methanol,-gewöhnlich als Flüssigkeit entnommen. Vom Kopf der Kolonne wird ein Dampfstrom 62 entfernt. Der Strom 62 ■■ kann abgekühlt und teilweise gerückf Iuß1/werden, wobei derrestliche Dampf.verworfen wird. Ein Nebenstrom 63 wird gleichfalls gev/öhnlieh..von der Kolonne 59 abgezogen. In manchen Fällen können mehrere untere Abzapfungen vorgesehen sein. Der Strom 65 enthält Methanol zusammen mit restlichen hochsiedenden Verunreinigungen. Der Strom 63 kann nach einem älteren Vorschlag der Anmeiderin zur Gewinnung von Methanol und höherer Alkohole weiter verarbeitet werden. Von der Einheit 59 wird ein wässriger Bodenstrom 64-entfernt und in den UmfÜhrungsstrom 65 und einen Strom 66 aus überschüssigem Wasser aufgeteilt* Letzterer kann verworfen oder in den Prozeß über den Strom 4-0 zurückgeführt werden. Der Strom 65 wird in dem Wärmeaustauscheraufwärmer 67 erhitzt und teilweise verdampft. Der,erhaltene Dampfflüssigkeitsmischstrom 68 wird in den unteren Teil der Einheit 59- zurückgeführt , um einen Heizeffekt für die Rektifizierung vorzusehen, ■

Neben den obenstehend beschriebenen Verfahrensweisen sind noch zahlreiche.Alternativen möglich. Die angegebenen Bereiche der Prozeßvariablen,,wie der Temperatur und des Drucks stellen eine' bevorzugte Ausführungsform für die optimale Nutzung der Erfindung dar» In bestimmten Fällen kann jedoch das erfindungsgemäße Verfahren auch außerhalb dieser .Bereiche durchgeführt werden, alle rdings mit der Ausnahme,daß der Druck des Stroms 31 immer wesentlich größer als derjenige des Stroms 4-6 ist, so daß in ~dem Ejektor 4-7 ein Ansaugungseffekt erzielt wird und der Strom 4-8 bei Zwischendruck über dem Druck des Stroms 46 herge-

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stellt wird. Die Einheit 19 kann in manchen Fällen aus einem Kolbenkompressor bestehen., In diesem Fall wird der Strom 20 in einer gesonderten Gaskomprimierungseinheit auf denDruck des Stroms 21 komprimiert und daran anschließend mit dem Strom 21 kombiniert.- Die Einheit 24-· kann im Alternativfall auch mit Zwischenbettkühlschlängen oder mit anderen bekannten· Einrichtungen zur Abkühlung von Gasen versehen, sein, um den Gasstrom zwischen den Katalysatorbettstufen abzukühlen. -In anderen Fällen kann die Einheit 24 ein einziges Katalysatorbett und einen unteren integralen Wärmeaustauscher enthalten/In diesem Fall kann das Katalysatorbett dadurch gekühlt werden, daß man einteilige vertikale "Kühlrohre, durch die das kalte eintretende Synthesegas geleitet wird, vorsieht. Der Stx'om 36 kann gesondert als Treibgas oder in manchen Fällen für andere Zwecke eingesetzt werden. In-diesem Fall besteht der Strom 49 vollständig aus dem Strom 48. In manchen Fällen können zur Reinigung des rohen Synthesemethanolstroms 37 auch andere Destillationsverfahren Anwendung finden. Anstelle, daß man die Verarbeitung in den Einheiten 38 und ,59 vornimmt« In diesem Fall, würde der Strom 46 von anderen Destillationsvex'fahren herrühren. Schließlich kann es in manchen Fällen gewünscht werden, ein Treibgas mit höherem Druck herzustellen, als es durch die Anwendung eines einzigen Düsenaspirators möglich ist. In diesen Fällen· kann man zwei Stufen der Düsenansaugung und Kompression vorsahen» Der Hochdruckreinigungistrom 31 würde in; zwei Ströme' oder Teile aufgeteilt werden. Der erste Reinigungsstrom würde durch einen primären Düsenansauger oder Ejektor expandiert werden„ Dieser würde den Destillationsdampfstrom 46 einleiten und einen frischgasstrom von Zwischendruck ergeben. Der Mischgasstrom würde dann in einen sekundären Düsenaspi.rator eingesaugt, durch welcne.n der zweite- Reinigungsgas strom expandiert würde, unreinen Endtreibgasstrom miterhöhtem Druck zu ergeben.

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Nachstellend soll ein Beispiel für die industrielle Anwendung der Erfindung gegeben werden«

Beispiel ' ■

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde bei einer Anlage mit einer- Kapazität von 1000 Tonnen/Tag synthetisches ^ethanol angewandt« In Tabelle I sind die Fließgeschwindigkeiten, die Zusammensetzungen und die Betriebsbedingungen der Hauptprozeßströme zusammengesetzt. Der Reformierbesohickungsstrom 5 wurde aus einem Gemisch von Prozeßnaturgas, Viasserdampf und Kohlendioxyd gebildet«

Strom Nr. 5+ 9+ -18+ ·-.■ 21+ . "25+

JTließgeschwin-

digkeit kg/h 31,300 50,600 50,600 272,000 272,000

Zusammenset- .■ ., .

zung der ein- ■

meinen Ströme 76,17 2,31 ' ^:-2,'3'i^; ■"' "20,17 " 22,26

Ml$£ ' '

Methanol ·

Äthan und hö- . here Kohlenwasserstoffe 2,01 Wasser ·- + + Kohlendioxyd 20,31 7,22

Kohlenmonoxyd ~- 21,77

Wasserstoff 0,14 68,28 stickstoff 1,37 0,42

Methanol " —- — ''""

flüchtige Be- ' *"'

standteile -■".-- « ·.·■■- : .". ,^[ ■ . -■' -"-'■■"■ ""■ '' ^:'

der Ströme

⁰C 510 940 39 65 380

9 09837^Ä

bad i

	+	- 0,03'	1,46
	,22-	5,58	' 2,44
21	»77	9,83	6,96
68	,28	' . 61,75	56,47
0	,42	4,74- -:	5,23
_	—	; o,io	5*05

- 14 - . ..-,■■;■

Strom Nr, 5+9+ 18+ 21+ 25+

Druck der ρ " « "

Ströme kg/cni 24,65 ,22,15 19,05 358 .

Strom Nr0	20	·. 51	77	3	34	36++	37
Flie ßgeschwin- digkeit kg/h	221,500		02	' 47,400	751 ,	44,550
.Zusammenset-' zung der Strö me , VIqI-Yo		3100	60
Methanol	23,77		43	1,46 ._	38,39	.0,05"
Wasser	0,02	23,	45	21,17 '■; -■	—■	22,65
Kohlendioxyd	2 ,60	0,	61-	0,14	5,62 ,	—
Kohlenmonoxid	7,43	2,	12	0,49 /	12,96	: Ü,G2
Wasserstoff	60,45	7,	—	1,70 >	44,81	0,05
Stickstoff	5,61.	60,	0,01 .	0,22	- ■-..-—■
Methanol	0,12	5,	73,11	—·.	77,23
flüchtige Be standteile (Dimethyl- äther) Temperatur . ■ der Ströme°C	49;.	0,	1,92 45 .	50 ...	45:. ■
Druck der .0 Ströme kg/cm	338	49	,86	3,5;	3,5:
338

■ Erf- ~ϊ: ■-■ ---4G. ■-■_;:'·;-.■...51 . 52 .· :■ . 61

PließgescliWin- ..." -- ·. . ■ . . . .

digkeit kg/h 1,579 ^: 5,430 14,500 37,700

zung der Strtt- *^; .

Methsn ■ _: ■-■ --2,.23^- _:=-' ■ 24,22- _: 95,;94v ν ■· ' —■

iithan und höhe- '^: "■-·:"■ '■_ -'■■■'-■'■ " " - · ■''-- '-'-■- '· . ..- - Γ

re KoLtlenwasser^- ·

stoffe —·- —- 2,48 '

Wasser 0,32 θ',Ο-Ι-. ~ 1,01

9ÖÖ83f>1

Stron Nr.	46	51	52	61
Kohlendioxyd	0,21	2,57	1,95	__
Kohlenmonoxid	O ,76	7,70	—	—
Viasserstoff	2,61	53,92	_-.
Stickstoff	0,01	4,44	1,63	—
Methanol	25,27	1,93	—	99,99
flüchtige Be- s bandteile(La ra ethyluther)	68,59	5,13

Temperatur der

ütröme°C 36 ^5 20 70

Druck der Ströme kg/cm^ 1,19 3-,5 3,5 1,33

+ Die Füießgesahwindigkeit und die Zusammensetzung beziehen sich auf '.irockenbasis. In Tabelle II ist der Wassergehalt der jeweiligen PrοzeUströme angegeben.

Tabelle II

L':rou Nr/ 5 9 18

Wassergehalt kg/h 4-7,000 27,700 286

++ l^et-toGiLkreinifTungsstroni nach dem Reinigen mit Wasser zur Gewinnung- des Ketb&nols und Dime thy lathers. Die erhaltene W£^:ssri3e Lösung wii^d in den Abschnitt zur Destillation ■ des rohen Methanols, geleitet.

Die Grundzü^e der Erfindung· sind auf eine Anlage mit einer" Ka^r.siti't von bCO Lonnen/Tag Methanol anwendbar. In die:fem i'all beträgt der gesamte untere Heizwert des Extraktion p.säule-Iroxt'dai¹: fes etwa 5 Millionen Kcal/h,

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1, Verfahren zur Synthese vpn Methanol, bei we Lohe rn .ein Gasstrom von der katalytischen Methanolsynthese- bei erhöhtem Druck abgekühlt wird, um rohes Methanol zu kondensieren, welches von dem zurückbleibenden Gas abgetrennt wird, wobei das zurückbleibende Gas in ein Hochdruckreinigungsgas und ein Umführungsgas für die Synthese aufgetrennt wird-und das rohe Methanol bei vermindertem Druck destilliert wird, um einen JMiederdruckstrom flüchtiger, brennbarer Verbindungen zu bilden, dadurch ge k e nn ζ e ich η e t,- daß man das Hoch-

   der ·

   druckreinigungsgas in einem Aspirator in den Niederdruckstrom der Verbindungen eingeleitet wird, expandieren läßt, unrein kombiniertes Treibgas von Zwischendruck zu erzeugen.

   2„ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c hn e t, daß der Hochdrückreinigungsgasstrom einen anfänglichen

   2 2

   Druck von 50 kg/cm bis 500 kg/cm besitzt,= der Niederdruck-

   2 kopfdampfstrom einen anfänglichen Druck von T kg/cm bis

   2 ' ' "
   10 kg/cm besitzt und daß das Treibgas mit einem Druck von

   -2 2

   t> kg/cm bis' 3© kg/cm erzeugt wird«, - ■

   3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k en η - ■ zeichne t, daß die durch Verringerung des Drucks des rohen-Methanols auf Zwischendruck entwickelte Gasphase dem Treibgas von Zwischendruck zugefügt wird«, ,"

   ^o Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e kennzeichnet, daß das rohe Methanol zunächst bei verringertem Druck durch Extraktionsdestillation mit Wasser destilliert wird und daß der Wiederdruekstroni aus der Extrak— tionsdestillation des rohen flüssigen Methanols erzeugt wird,

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   ^o Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ζ e ic h η e t, daß das -Treibgas zur Verbrennung in einem katalytischen Wasserdampfreformierer zur Isbalytischen Was serdampf reformierung eines Kohlenwasserstoffs zur Erzeugung eines' Gasstroms für die Methanolsynthese verwendet wird, ·-"■■".

   60 Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η -. zeichnet, daß der gesamte Treibgasstrom in die katalytische Reformierung, zusammen mit einem Kohlenwasserstoff treibgas zur Verbrennung mit Luft eingeleitet wird,

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