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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2285660

VERFAHREN zur Erzeugung von Wasserstoff und Methanol

VERFAHREN zur Erzeugung von Wasserstoff und Methanol

Name des Erfinders: Cherepnova Anna V. (UA); Lander Aida A. (UA); Nadezhda Pavlova (UA); Kakichev Alexander Pawlowitsch (UA); Mitronov Alexander Petrovich (UA)
Der Name des Patentinhabers: Staatliche Forschungs- und Design - Institut für Chemische Technologie "Himtehnologiya" (UA)
Postanschrift: 93400, Ukraine, Gebiet Lugansk, Sewerodonezk, st .. Vilesova, 1 GNIiPI chemische Technologien "Himtehnologiya" OStNTIiPI, SS Bykova
Startdatum des Patents: 2004.04.29

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung hauptsächlich aus CO, CO besteht technischen Wasserstoff und Methanol aus dem reformierten Gas Herstellung von 2, H 2. Das Verfahren zur Herstellung von Methanol aus Wasserstoff und Herstellung eines reformierten Gases, das Wasserstoff und Kohlenoxide umfassen Methanol-Synthese. Methanolsynthesegas umgewandelt Volumen H 2 zugeführt -CO 2 / CO + CO 2 gleich 2,03-5,4 , die in einem Reaktorsystem durchgeführt wird , umfassend einen Reaktor oder eine Kaskadenströmung des Strömungsreaktors und / oder Reaktorkreisgasgemisch Methanol und das nicht umgesetzte Spülgas zu erzeugen. Wenn das Gemisch aus umgewandelten und nicht umgesetztes Gas zugeführt wird es von Kohlendioxid Trennung zum Reinigen und umgewandelt Dosierung in Gas Kohlendioxid in die Methanolsynthese zugeführt wird. Purge Gase werden von feinen Verunreinigungen gereinigt Wasserstoff zu erzeugen. Die Erfindung ermöglicht das Verfahren durch Maximieren der Kohlenstoffoxide zu verbessern.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung hauptsächlich aus CO, CO besteht technischen Wasserstoff und Methanol aus dem reformierten Gas Herstellung von 2, H 2.

Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff aus Synthesegas hergestellt von Methanol mit Dampf und anschließender Reinigung der Kohlendioxidreformierung (U.S. Patent №4869894, MCI 01 C 1/13 in Appl. Of 15/04/87, publ. 09.26.89) .

Das Verfahren folgt die folgenden grundlegenden Reaktionen:

Das Verfahren zur Herstellung von Synthesegas:

CH 4 + H 2 O = CO + 3H & sub2 ; -206,4 kJ / mol (1);

Kohlenmonoxid Umwandlungsprozess:

CO + H 2 O = CO 2 + H 2 41,0 kJ / mol (2).

Der Nachteil dieser Methode ist, dass in dem Verfahren Wasserstoff zur Herstellung praktisch alle Kohlen Syngas durch Auswaschen von Kohlendioxid aus Kali Monoäthanolamin oder Gasgemisches verloren geht.

Bekannt und Wasserstoff und ein Verfahren zur Herstellung von Methanol aus Synthesegas, das hauptsächlich Kohlenmonoxid und Wasserstoff, umfassend die Umwandlung von Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, gefolgt von Waschen und die Methanolsynthese, die vor der Umwandlung von Kohlenmonoxid durchgeführt wird. Für die Methanolsynthese, zusammen mit frischem Synthesegas, Kreislaufgas verwendet wird, ist die Menge an Rückführungsgas nicht mehr als zweimal die Menge an frischem Synthesegas. Das Molverhältnis von H 2: CO in dem Gas die Synthese eintritt, ist 0,8: 1-1,5: 1 (FRG №2904008 Patent MCI 01 C 1/02 In Angabe 02/02/79, 07.08 bei publ .. .80 g).

Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die Zusammensetzung des Gases deutlich unter dem stöchiometrischen; bei diesem Verhältnis der Reaktanden Methanolsynthese hat eine niedrige Geschwindigkeit und durch das Auftreten einer großen Zahl von Nebenwirkungen begleitet. Diese signifikante Entfernungsverhältnis der Stöchiometrie der Reaktanden führt Umwandlung von Kohlenstoffoxiden zu Methanol zu dem Mangel an Wasserstoff in dem Einsatzgas und Rest CO 2 aus rap System aufgrund senken.

Weitere Nachteile dieses Verfahrens umfassen die zusätzlichen Energieverbrauch für den Strom Verdichten zur Rückführung nicht umgesetzten Gasgemisch Druckverluste in der Anlage zu eliminieren, und die Tatsache, dass die Rückkehr Teil des Produkts zu einem Verlust eines Wasserstoffprodukt führt.

Der nächste in technischen Wesen ein Verfahren zur Herstellung von Methanol und Wasserstoff (PCT-Anmeldung №99 / 03 807, angemeldet von 24/06/98, am 28.01.1999 veröffentlicht, bei MCI C 07 C 31/04 - .. A prototype), einschließlich

- Dampfreformierung von Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial bei erhöhter Temperatur und Druck ein Gasstrom, der Wasserstoff, Kohlenstoffoxide, Methan und nicht umgesetzten Dampf zu bilden;

- Kühlung des Gases mit Trennung des kondensierten Wassers;

- Umwandlung des konvertierten Gas trocken (ohne Kompression) in Methanol und Isolieren des synthetisierten Methanol;

- Die Verteilung des nicht umgesetzten Wasserstoffgas.

Das nicht reagierte Gas vor der Freisetzung von Wasserstoff kann vorge Umwandlung mit Dampf unterzogen werden. In diesem Fall wird Wasserdampf das nicht umgesetzte Gas und Gas-Dampf-Gemisch abgegeben, um die CO-Umwandlung unterzogen wird, und der Rest wird als Kühlgas für die Umwandlung verwendet.

Methanol-Synthese kann nach jedem Schritt unter Abtrennung von synthetisiertem Methanol in einer oder mehreren Stufen durchgeführt werden, wobei Methanol aus dem Reaktionsgas durch Waschen mit kaltem Wasser getrennt wird.

Die Nachteile dieser bekannten Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff und Methanol können die folgenden einschließen.

Nach der Beschreibung und den Ansprüchen der PCT №99 / 03807 für die Koproduktion von Methanol und Wasserstoff wird das umgewandelte Gas , hergestellt durch Dampfreformierung, in einem engen Variationsbereich des Volumenverhältnis von H 2 -CO 2 / CO + CO 2 = 2,80 bis 2,94 eingesetzt. Somit ist die Anwendbarkeit der Erfindung beschränkt, da die Rohstoffbasis das umgewandelte Gas verwendet, der ausschließlich durch Dampfreformierung verengt wird, und nicht auf die Verwendung von umgewandelten Gas durch andere bekannte Arten von Umwandlung erhalten gelten.

Ein weiterer Nachteil ist, dass die Synthese von Methanol bei niedrigem Druck sind 24-34 bar abs. Es ist bekannt, dass während der Methanolsynthesedruck wird die Umwandlung von Kohlenstoffoxiden proportional reduzieren reduziert, die Geschwindigkeit der Bildung und die Ausbeute an Methanol. [Technologie der synthetischen Methanol: Coll. nauch.tr., M., NIITEKHIM, 1989, S. 74].

und je niedriger der Druck ist, desto größer ergeben sich die Schwierigkeiten bei der Trennung von Methanol als größere Abscheider nach Methanol in der Gasphase mitgenommen wird. Darüber hinaus begünstigt die Verringerung der Druck die Bildung von gesättigten Kohlenwasserstoffen - Paraffinwachse, die Ablagerung von denen schwer Waermeaustauschausrüstung [Technologie der synthetischen Methanol / ed zu handhaben. Karavaeva MM - M: Chemistry, 1984, s.102-103].. Es Aus diesen Gründen ist, realisiert die Industrie eine Methanol-Syntheseverfahren auf kupferhaltigen Katalysators im Bereich Druck von 50 bis 100 atm.

Mit Niederdruckmethanolsynthese 24-34 bar abs. Ergebnisse der Erfinder der PCT №99 / 03807 auf die Notwendigkeit, für die Zuweisung von Methanol Waschkolonne mit Bewässerung mit kaltem Wasser, die, natürlich, erhöht sich der Energieverbrauch bei der Entwässerung oder Rektifikation von rohem Methanol anzuwenden. Ein weiterer negativer Effekt der Verwendung von reduziertem Druck niedrig Drawdown von Rohmaterialien in der Synthese von Methanol, und als Ergebnis wird eine große Menge von Abgas aus der Druckwechseladsorption (PSA). In den obigen Beispielen wird die Menge an Abgasen. insgesamt 70-81 Vol.% Wasserstoff und Kohlenoxide enthält, ist 25-30% des gesamten reformierten Gases in Richtung der Co-Produktion von Wasserstoff und Methanol geleitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe Prozessverbesserung auf Basis für die Herstellung von Wasserstoff und Methanol, wobei der Haltevorgang durch die Herstellung von Methanol in einem Volumenverhältnis (H 2 -CO 2 / CO + CO 2) gleich 2,03-5,4 und spezifische Organisation Flußbild Reichweite der maximale Verlust von Kohlenoxiden Syntheseeinheit zu Methanol und Spülen von Wasserstoffgas erhalten nach der Reinigung.

Das Problem wird gelöst durch das Verfahren zur Methanol aus Wasserstoff produziert und ein reformiertes Gas , das Wasserstoff und Kohlenstoffoxiden, umfassend einen Methanol - Synthese der Erfindung nach der Methanol - Synthesegas Volumen H 2 -CO 2 / CO + CO 2 gleich umgewandelt zugeführt wird 2,03-5,4, die in einem Reaktorsystem durchgeführt wird, ein Reaktor oder eine Kaskadenströmung des Strömungsreaktors und / oder Mischungsreaktor Kreisgas Methanol zu erzeugen, das nicht umgesetzte Gas und das Spülgas, die Mischung und das unreagierte Gas wird der umgewandelte Reinigung zugeführt, Kohlendioxid und geben sie mit Kohlendioxid in das umgewandelte Gas zu der Methanolsynthese zugeführt Abgabe.

Das Spülgas wird zur Feinreinigung von Verunreinigungen ausgesetzt Wasserstoff zu erzeugen.

Das umwandelbare Gas zu der Methanolsynthese zugeführt wird Kohlendioxid sezerniert Gasreinigungsschritt nicht umgesetztes Methanol zur Synthese zudosiert.

Ein besonderes Merkmal des beanspruchten Verfahrens der Herstellung von Wasserstoff und Methanol führt eine Methanolsyntheseprozess in einem Volumenverhältnis von H 2 -CO 2 / CO + CO 2 gleich 2,03-5,40 wenn umgewandelt Gas in einen Reaktor eingespeist einen Strömungsreaktor oder eine Kaskade von Strömungs umfassend Reaktoren und / oder Reaktorkreislaufgasgemisch und die maximale Drawdown Mengen an Kohlenoxiden zu leisten. Das Spülgas nach dem Synthesereaktor einmal als Produkt Wasserstoff verwendet. Dies vereinfacht das technologische Schema von daraus die Kohlenmonoxidumwandlungsstufen eliminiert und die Entfernung von Kohlendioxid und Kohlenmonoxid-Emission in die Atmosphäre ist nicht ganz im Gegensatz zu dem Prototyp.

Wenn die Methanolsynthese nur ein Teil des konvertierten Gasstrom, der andere Teil dieser Strömung mit nicht umgesetztem Gasgemisch ausgewählt ist, um Trennung der Kohlenmonoxidumwandlung gerichtet. Der kombinierte Strom nach der CO-Umwandlung auf die Absorption von Kohlendioxidreinigung und Wasserstoffprodukt zugeführt wird, erhalten wird.

Rückführung des Kohlendioxidabsorptionsstufe nach der Reinigung mit einem Strom von Frischgas zu dem Methanol - Synthesereaktor eingespeist Volumenverhältnis umgewandelt wird , -CO 2 H 2 / CO + CO 2 auf das stöchiometrische eingestellt: 2,03. Dies erhöht deutlich die Methanolproduktivität und geringere Emission von Kohlendioxid.

Die Forschung hat gezeigt, dass die Co-Produktion Vorteile bereits aus der Chemie der miteinander verbundenen Reaktionen abgeleitet, beschreiben Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff und Methanol.

Wie oben erwähnt, Lösungen der kommerziell reinem Wasserstoff in Dampf erzeugt Reformierung von Methan und anderen Kohlenwasserstoffen aus der nachfolgenden Umwandlung von Kohlenoxid mit Wasser gemäß den Reaktionen (1), (2) und die Entfernung von Kohlendioxid in der Atmosphäre eines Gasgemisches aus Monoethanolamin und Kaliumcarbonat.

Bei gleichzeitiger Erzeugung von Methanol, Wasserstoff und Kohlenstoffoxiden als Rohmaterialien verwendet für Methanol gemäß den folgenden Reaktionen produzieren:

CO 2 + 3H 2 CH 3 OH + H 2 O + 49,53 kJ / mol (3);

CO + 2H 2 = CH 3 OH + 90,73 kJ / mol (4).

So Erdgas wird Kohlenstoff nicht in die Atmosphäre freigesetzt, und ist für eine mangelhafte Produkt-Methanol teuer, verwendet, die im allgemeinen Wirtschaftlichkeit der gesamten Produktion erhöht. Zusätzlich wird in dem Methanolsyntheseverfahrensprodukt Wasserstoff von den Kohlenstoffoxiden gereinigt.

Vorgeschlagen für das Quellgas umgewandelt Grenze das Volumenverhältnis H 2 CO 2 / CO + CO 2 im Bereich von 2,03 bis 5,4 wird aus den folgenden Erwägungen ausgewählt. Reduktions H 2 -CO 2 / CO + CO 2 unter 2,03, dh unterstöchiometrischen führt zu geringeren Produktion von Wasserstoffprodukt, um den Grad der Umwandlung von Kohlenstoffoxiden zu Methanol zu verringern und damit zusätzliche Kosten für die erforderliche Reinigungsgrad bereitstellt. Darüber hinaus ist die Synthese von Methanol durch das Auftreten einer großen Zahl von Nebenwirkungen aus, die die Qualität von rohen Methanol beeinträchtigt. Die obere Grenze für das Volumenverhältnis H 2 -CO 2 / CO + CO 2 gleich 5,40, bestimmt durch die Tatsache , dass an ihrem höheren Wert wegen des Mangels an Kohlenstoffoxiden in dem umgewandelten Gas spezifische Produktivität einer Methanolkatalysator reduziert, was eine Erhöhung der Größe Verursachung Ausrüstung Abteilung Methanolsynthese.

Das vorgeschlagene Verfahren von Wasserstoff und Methanol Herstellung erläutert das Schema in der Zeichnung dargestellt, wo

1 - Kompressor;

2 - eine Methanolsynthesereaktorsystem;

3 - Gaskühlung und die Trennung von Methanol;

4 - Feinreinigung des Spülgases;

5 - Hochtemperatur Umwandlung von Kohlenmonoxid;

6 - Tieftemperaturkonvertierung von Kohlenmonoxid;

7 - Entfernung von Kohlendioxid;

a, b, c, d, e, - Gasströme.

Vorgeschlagenen Verfahrens ist wie folgt:

Das umgewandelte Gas aus den Umwandlungseinheiten (Strom a), ist die resultierende Umwandlung von Erdgas (Dampf oder Dampf-Sauerstoff-oder zweistufig) wird in den Kompressor Ansaugposition 1 und nach der Kompression in der Synthese von Methanol zugeführt. Das Reaktorsystem Pos.2 Methanolsyntheseschritt ein Flussreaktor oder eine Kaskade von Strömungsreaktoren und / oder Gasgemisch Reaktor zu recyceln. Wenn die Methanolsynthese gesamten Strömungs reformierten Gas zugeführt (Strom Strömung in und identisch), das Spülgas aus dem Gaskühlung abgeführt und Isolieren Pos.3 Methanol (Strom) an die Feinreinigung poz.4.Takim Weise Schaltung geschickt Koproduktion von Methanol und Wasserstoff Pos.5 Stufe hoher Temperatur, Niedertemperatur-Umwandlung von Kohlenmonoxid und Pos.6 Adsorptionsbehandlung durch Kohlendioxid Pos.7 ausgeschlossen.

In dem Fall, wo das Verhältnis erforderlich ist, um die Installation Kapazität Aufwärts Kapazität für Wasserstoff zu ändern, wird das Verfahren wie folgt durchgeführt. Bei der Synthese von Methanol nur des umgewandelten Gas genommen wird (Strom fließen in weniger als a), und den Rest des reformierten Gases (Strom d) gesendet Hochtemperatur-CO-Konvertierung Pos.5 zu inszenieren. Nicht umgesetztes Gas (Strom) Pos.3 nach Methanol-Rückgewinnungssystem wird mit dem Abstrom aus dem Hochtemperatur-Verschiebe (Strom d) kombiniert wird, und der Niedertemperatur-CO-Konvertierung Pos.6 zugeführt, gefolgt von einer Reinigung von Kohlendioxid Pos.7 gefolgt. Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht es, die Zusammensetzung des Synthesegases zu variieren, wobei ein Teil von Kohlendioxid nach Reinigung Pos.7 Kompressoransaugseite Position 1 zugeführt wird, während die Emissionen von Kohlendioxid in die Atmosphäre zu verringern und damit den Nutzungsgrad des Kohlenstoffrohstoffkomponente erhöht.

Nachweis des vorgeschlagenen Verfahrens sind die folgenden Beispiele.

Beispiel 1 (Vergleich).

Bei der Vorrichtung zum reformierten Gas für die Synthese von Wasserstoff und Methanol verwendet produziert wird 887 kmol / h Erdgas unter Druck 41 bar abs zugeführt. Nach dem Rückführwasserstoff und Vermischen der Heizwendel in der Konvektionszone des Ofens ein Gasgemisch zu Entschwefelung zugeführt wird. In serosoedineny aus Erdgas eindosiert gereinigt 2412 kmol / h von überhitztem Dampf, Dampf-Gas-Gemisch auf 540 ° C aufgewärmt und Reformieren zu den Reaktionsrohren des Dampfes zugeführt. Vorbereitete 4411 kmol / h nass reformierte Gas mit einer Temperatur von 865 ° C Druck 37 bar. Nach Abkühlen auf 40 ° C und die Kondensationswasser in einer Menge umgewandelt Gas 2839 kmol / h erhitzt in dem rekuperativen Wärmetauscher auf 220 ° C und geliefert sequentiell in zwei Methanolsynthesereaktor in einem kontinuierlichen Modus arbeitet. Die Methanolsynthese erfolgt unter dem Druck von 34-32 bar bei einer Temperatur von 220-251 ° C Um die Temperatur in dem Reaktor zwischen den Katalysatorbetten kalt serviert Bypassgas zu regulieren. Nach jedem Synthesereaktor wird aus dem Reaktionsgas in dem rohen Methanolwaschkolonne getrennt, Gas kaltes Wasser bewässert. Dies ergab 221 und 178 kmol / h Rohmethanol jeweils nach dem ersten und zweiten Synthesereaktor und insgesamt 253 kmol / h von 100% Methanol. Nicht umgesetzte Gasdruck von 31 bar in einer Menge von 2034 kmol / h ist darauf gerichtet, zu empfangen und CCA 1286 kmol / h Wasserstoff. impytany Ergebnisse sind in der Tabelle gezeigt.

Beispiel 2.

Umgewandelte Gasdruck von 8,0 MPa Volumen H 2 -CO 2 / CO + CO 2 gleich 5,40 ist , in einem System von zwei Überlaufreaktoren zur Synthese von Methanol zugeführt. Die Synthese wird bei einem Druck von 5,0-5,5 MPa und einer Temperatur von 200-260 ° C auf einem Kupfer-Zink-Aluminium-Katalysators durchgeführt. Das Spülgas nach Abtrennung von Methanol, um das Produkt als Verbraucher von Wasserstoff ergeben. Falls erforderlich, den Gehalt an Verunreinigungen in dem Produkt-Wasserstoff zu reduzieren, ist rohe Methanol kondensiert bei reduzierten Temperaturen ein zirkulierendes Wasser mit einer niedrigeren Temperatur oder andere Kältemittel verwendet. Die Testergebnisse sind in der Tabelle gezeigt.

Beispiel 3.

Tests wurden wie in Beispiel 2 , aber die Synthese von Methanol umgewandelt Gasvolumen H 2 -CO 2 / CO + CO 2 gleich in einem Reaktor auf 2,97, und das Verfahren wird durchgeführt mit Recycling - Gasgemisch zugeführt , durchgeführt wird . Um das erforderliche Verhältnis von Wasserstoff Kapazitäten und Methanol reformierten Gasstrom gewährleisten zu dem Synthesereaktor zugeführt wird, ist es etwa 43% der Gesamtströmung des reformierten Gases zu der Installation. Der Rest der Strömung (57%), die Vermeidung der Synthese von Methanol wird der Hochtemperaturumwandlung von Kohlenmonoxid zugeführt. Nach Abtrennung des Methanols aus dem nicht umgesetztes Synthesegas mit dem Strömungsablösung umgewandelt Gas (57%) vor der Niedertemperatur - Umwandlung von Kohlenmonoxid kombiniert wird, wonach das Gas auf die Absorption von CO 2 -Reinigung und Wasserstoffprodukt zugeführt wird , erhalten wird . Die Testergebnisse sind in der Tabelle gezeigt.

Beispiel 4.

Tests wurden wie in Beispiel 3 durchgeführt , aber kehrte auf 900 Nm 3 / h der Absorptionsschritt Kohlendioxid, nachdem es dem Methanolsynthesereaktor zugeführt , in dem umgewandelten Strom von Frischgas von Kohlendioxidentfernung. Das Volumenverhältnis von H2-CO2 / CO + CO 2 wird auf den stöchiometrischen Wert von 2,0.3 gebracht. Dies erhöht deutlich die Methanolproduktivität und geringere Emission von Kohlenstoffoxiden. Die Testergebnisse sind in der Tabelle gezeigt.

Beispiel 5.

Tests wurden wie in Beispiel 2 , aber die Synthese von Methanol umgewandelt Gasvolumen H 2 -CO 2 / CO + CO 2 gleich in einem Durchflussreaktor und Schlaufenreaktor auf 2,43, und die Methanolsynthese erfolgt sequentiell geliefert geführt. Somit alle konvertierten Gas in die Anlage zugeführt wird, in die Methanolsyntheseraum zugeführt. Das Spülgas wird nach dem Reaktor, der mit einem Wasserstoffgehalt von 86,43% aus recyceltem oder den Verbraucher als Produkt Wasserstoff oder zur Feinreinigung von Verunreinigungen geschickt geben. Die Testergebnisse sind in der Tabelle gezeigt.

Wie aus den Beispielen ersichtlich, ist die Arbeit installiert auf das umgewandelte Gas in einem Volumenverhältnis von H 2 -CO 2 / CO + CO 2 gleich 2,03-5,40 ermöglicht es im Stand der Technik die Umwandlung von Kohlenstoffoxiden auf die Summe von 41,85% erreicht , zu erhöhen , 93,68-96,23% dem vorgeschlagenen Verfahren. Wenn diese Gasemissionen oder vollständig eliminiert, oder die Anzahl der Abgase erheblich von 250 Nm3 1000 reduziert wird umgewandelt Nm3 Gas in dem Stand der Technik zu 38-124 Nm 3 1000 Nm 3 Gas in dem vorliegenden Verfahren umgesetzt. Basierend auf den oben kann geschlossen werden, dass das vorgeschlagene Verfahren von Wasserstoff und Methanol Herstellung der Flexibilität erlaubt das Leistungsverhältnis für Wasserstoff und Methanol auf Basis opportunistisch Nachfrage zu verwenden Rohstoffe effizienter, die deutliche Verringerung der Verlust ihres Kohlenstoffgehalts und Verbesserung der Umweltverträglichkeit des Verfahrens zu variieren, indem die Kohlenstoff-Emissionen zu reduzieren Atmosphäre.

№ p / p Name der Indikatoren Einheiten Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4 Beispiel 5 Beispiel 6
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 Converted Gas Anlage zur Herstellung von Wasserstoff und Methanol Verbrauch Nm 3 / h 63594 150000 30857 30857 70000 112192
Struktur % Vol.
H 2 71,04 84.0 75,94 75,94 67,39 71,73
CO 13,07 12.0 10,29 10,29 25,54 20,57
CO 2 8.31 3.0 11.4 11.4 4.95 6.32
N 2 0,21 0,5 0,37 0,37 1.16 0,48
CH 4 7.12 0,5 2.00 2.00 0,96 0,90
H 2 O 0,25
Die Menge an CO + CO 2 Nm 3 / h 13596 22500 6693 6693 21343 30168
2 Methanolsynthese in Stufen
Synthesedruck MPa 3.4 8.0 5.0 5.0 5.3 6.0
Der Typ des Reaktors fließend fließend - - - fließend
Anzahl der Reaktoren 2 2 1
- - recyceln recyceln recyceln recyceln
1 1 1 1
Die Auswahl des umgewandelten Gases zu der Methanolsynthese:
Verbrauch Nm 3 / h 63594 150000 13250 13250 70000 112192
Der Anteil der Gesamtströmung % 100 100 43 43 100 100
Die Dosierung von CO 2 aus der Trennungsbehandlung zur Synthese von Methanol - Verbrauchs Nm 3 / h 900

Fortsetzung der Tabelle
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Das umgewandelte Gas auf
Methanolsynthese Verbrauch Nm 3 / h 63594 150000 13250 14150 70000 112192
Die Zusammensetzung von H 2 % Vol. 71,04 84.0 75,94 71,11 67,39 71,73
CO 13,07 120 10,29 9.64 25,54 20,57
CO 2 8.31 3.0 11.40 17,03 4.95 6.32
N 2 0,21 0,5 0,37 0,35 1.16 0,48
CH 4 7.12 0,5 2.00 1,87 0,96 0,9
H 2 O 0,25
Die Menge an CO + CO 2 Nm 3 / h 13596 22500 2874 3773 21343 30168
Das Verhältnis von H2-CO2 / CO + CO2 2,80 5.40 2,97 2.03 2,05 2,43
2.1 Methanolsynthese in Strömungsreaktoren - - -
2.1.1 Das Volumen des Katalysators m3 Nicht im Prototyp angegeben 32 + 16 = 48 26,15
2.1.2 Die Temperatur, bei I / O ° C 220/251 230/270 230/270
2.1.3 Das Gas verlässt den Reaktorkaskade Strömungsverbrauch Nm 3 / h 48406 87805 89730
Zusammensetzung: CO 2 % Vol. 9.12 0,68 7,23
H 2 68,16 90,58 64,00
H 2 O 1,06 2.20 0,67
N 2 0,28 0,85 0,60
CH 4 9.34 0,85 1.13
CO 7.13 0,35 13,87
CH 3 OH 4,91 4.49 12.50
2.1.4 Die Gesamtmenge an Wasser zum Waschen des Gases aus dem Methanol kg / h 1800 Kein Waschschritt Methanol-Wasser
2.1.5 Methanol - Rohverzehr t / h 11,742 15.66
2.1.6 Eine 100% CH 3 OH t / h 8128 30,11 15,113
2.1.7 Die Umwandlung von CO + CO 2 zu Methanol % 41,85 93.68 - - - 35.06

Fortsetzung der Tabelle
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2.2 Methanol-Synthesereaktor recycle - -
2.2.1 Das Volumen des Katalysators m3 15.5 15.5 61 61
2.2.2 Die Temperatur, bei I / O ° C 210/246 235/269 240/261
2.2.3 Frischgasverbrauch Nm 3 / h 13250 14150 70000 77470
Zusammensetzung: CO 2 % Vol. 11.40 17,03 4.95 8.23
H 2 75,94 71,11 67,39 73.27
ABER - - - 0,01
N 2 0,37 0,35 1.16 0,69
CH 4 2.00 1,87 0,96 1,27
CO 10,29 9.64 25,54 15,77
CH 3 OH - - - 0,76
2.2.4 Gas-Einlass / Auslass in Nm 3 / h 130000 139423 600000 600000
Reactor Verbrauch % Vol. 124485 132154 559535 563915
Zusammensetzung: CO 2 2,08 / 1,03 7,18 / 5,84 4.30 / 4.10 2,62 / 1,73
H 2 85.92 / 84.15 58.68 / 54.68 61.74 / 58.44 84.64 / 82.59
H 2 O 0,14 / 1,29 0,21 / 1,95 0,07 / 0,60 0,11 / 1,18
N 2 2.12 / 2.22 7,47 / 7,90 12.18 / 13.06 2,89 / 3,08
CH 4 - 7,21 / 7,53 22.70 / 23.94 9.69 / 10.40 5,08 / 5,40
CO 1.90 / 0.92 2,91 / 2,05 11.24 / 8.96 3,93 / 2,08
CH 3 OH 0,64 / 2,87 0,85 / 3,64 0,78 / 4,44 0,73 / 3,94
2.2.5 Methanol roh t / h 5044 7146 31,684 31,211
100% Methanol 3891 5185 28,847 26,203
2.2.6 gesamt t / h
Methanol erhalten: - roh 11,742 5044 7147 31,684 46,87
-100% Igen Lösung von CH 3 OH 8128 30,11 3891 5185 28,847 41.32
2.2.7 Der Gesamtgrad %
Umwandlung von CO + CO 2 41,85 93.68 96,23 95,97 94,61 95,86
Methanolsynthese Fach

Fortsetzung der Tabelle
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2.2.8 Das nicht umgesetzte Gas aus dem
Methanolsynthese
Herstellung von Wasserstoffverbrauch Nm 3 / h 45562 81670 3643 873 5976 17261
Zusammensetzung: CO 2 % Vol. 9,63 0,72 1.10 6,07 4.22 1,78
H 2 72,43 96,67 87.49 57,28 61,00 86.32
H 2 O 0,10 0,05 0,20 0,23 0,08 0,13
N 2 0,29 0,51 2.10 8.28 13,63 3.21
CH 4 9.93 0,89 7,40 25,06 10,85 5,64
CO 7,57 0,87 1,00 2.15 9.35 2.17
CH 3 OH 0,05 0,38 0,71 0,93 0,87 0,75
3 Gasreinigung
3.1 Die Umwandlung von CO
3.1.1 Die Auswahl des ursprünglichen Einsatz. Gas bei
Kohlenstoff Oxidumwandlung
zur Methanolsynthese Verbrauch
(Basierend auf trockenes Gas) Nm 3 / h - - 17607 17607 - -
nass 33109 33109
3.1.2 Druck MPa 21.5 21.4
3.1.3 Die Temperatur am Einlass / Auslass ° C
Hochtemperatur
CO-Umwandlung 345/390 345/390
niedrige Temperatur
CO-Umwandlung 208/224 220/233
3.1.3 Das Gas, das die Umwandlung verlassen
Kohlenmonoxid nach
Trennung von Prozess
Kondensat Verbrauch Nm 3 / h - 22807 20020 - -
Zusammensetzung: CO 2 % Vol. 17,08 18,97
H 2 79,59 77,74
N 2 0,71 0,76
CH 4 2,46 2,38
CO 0,16 0,15

Fortsetzung der Tabelle
1 2 3 4 5 6 7 8 9
3.2 Entfernung von Kohlendioxid
3.3 Typ Reinigung von CO 2 - Adsorption Adsorption - -
3.2.1 Die Menge des freigesetzten CO2 als Atmosphäre Nm 3 / h 3895 3798
4 Die Feinreinigung von Wasserstoff von Verunreinigungen
4.1 Ansicht Hepa CCA Trennung mit Methanol Kühl (t = 0 ° C) - - CCA
5 Lebensmittel Wasserstoff nach
Reinigung Verbrauch Nm 3 / h 28806 81238 18912 16222 3280 17261
Zusammensetzung: CO 2 % Vol. 0,70 seq. seq. 1,78
H 2 100 97,08 95,5 95,96 100 86.32
H 2 O - - - 0,13
N 2 0,91 0,9 0,93 3.21
CH 4 0,89 3.4 2,93 5,64
CO 0,37 0,2 0,18 2.17
CH 3 OH 0,06 0,75
6.Obschie Indikatoren
6.1 Quelle umgewandelt Gas: Gesamt Nm 3 / h 63594 150000 30857 30857 70000 112192
Funktionelle H2-CO2 / CO + CO2 2,80 5.40 2,97 2.03 2,05 2,43
6.2 Anzahl der produzierten Wasserstoff Nm 3 / h 28806 81238 18912 16222 3280 17261
t / h 2572 10090 2299 1.870 0,295 4000
6.3 Anzahl erhielt 100% - Nm 3 / h 5690 21077 2724 3630 20193 28924
tion von Methanol t / h 8128 30,11 3891 5185 28,847 41.32
6.4 Das Verhältnis von H 2 / CH 3 OH:
Masse t / t 0,316 0,335 0,591 0,361 0.010 0,097
umgeben nm 3 / nm 3 5063 3854 6943 4469 0,162 0,596

Fortsetzung der Tabelle
1 2 3 4 5 6 7 8 9
6.5 Der Gesamtumsatz an CO + CO 2 in der Synthese von Methanol in der Kammer % 41,85 93.68 96,23 95,97 94,61 95,86
6.6 Entladungsgase in der gemeinsamen Produktion von Wasserstoff und Methanol: Anzahl Nm3 1000 Nm3 kon. Gase 250 0 124 121 38 0
Zutaten: % Vol.
CO 2 27,68 100 100 9.35
CO 21,75 20,73
H 2 20.76 13.42
CH 4 28,54 24,04
N 2 0,85 30,34
H 2 O 0,28 0,19
CH 3 OH 0,14 1,93

FORDERUNGEN

1. Verfahren Methanol aus Wasserstoff erzeugen und ein reformiertes Gas , das Wasserstoff und Kohlenstoffoxiden, umfassend die Synthese von Methanol , wobei Methanol in die Synthesegasvolumen H umgewandelt zugeführt wird 2 -CO 2 / CO + CO 2 gleich 2,03- 5.4, ​​die in einem Reaktorsystem durchgeführt wird, ein Reaktor oder eine Kaskadenströmung des Strömungsreaktors und / oder Reaktorkreisgasgemisch, das Methanol und nicht umgesetztes Gas und ein Spülgas-Gemisch mit dem nicht umgesetzten Gas zugeführt und durch Reinigung in Kohlendioxid umgewandelt zu erzeugen, mit und Dosieren der Freisetzung von Kohlendioxid in dem umgewandelten Gas zu der Methanolsynthese zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Spülgas Feinreinigung von Verunreinigungen unterzogen wird, Wasserstoff zu erzeugen.

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Erscheinungsdatum 27.02.2007gg