Patent application EP19180022A (EP), filed 2019-06-13
Publication number: EP3744416A1
Title: METHOD AND SYSTEM FOR SYNTHESISING METHANOL
Abstract: [0001]    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synthese von Methanol (1), wobei ein kohlenstoffhaltiger Energieträgerstrom (11) einer Synthesegasreaktoranordnung (13) zum Gewinnen eines Synthesegasstroms (2) mit Wasserstoff und Kohlenstoffoxiden zugeführt wird, wobei der Synthesegasstrom (2) einer Wärmerückgewinnungsvorrichtung (10) zum Rückgewinnen von Wärme aus dem Synthesegasstrom (2) und danach einem Synthesegaskompressor (3) zur Druckerhöhung zugeführt wird, wobei der druckerhöhte Synthesegasstrom (3) zumindest teilweise einer ersten Reaktorstufe (21a) einer Methanol-Reaktoranordnung (4) zur teilweisen Umwandlung in Methanol (1) zugeführt wird, wobei aus der Methanol-Reaktoranordnung (4) ein Restgasstrom (15) mit unreagierten Kohlenstoffoxiden gewonnen wird, welcher Restgasstrom (15) einem Recyclekompressor (14) zur Druckerhöhung des Restgasstroms (15) zugeführt wird, wobei der druckerhöhte Restgasstrom (15) der Methanol-Reaktoranordnung (4) zur teilweisen Umwandlung in Methanol (1) zugeführt wird, wobei ein Rückgewinnungsstrom (6) aus einem unreagierten Restgas (16a) der ersten Reaktorstufe (21a) einer Wasserstoffrückgewinnungsanordnung (5) zum Gewinnen eines H-Recyclestrom (7) zugeführt wird, welcher H-Recyclestrom (7) unreagierten Wasserstoff aus dem unreagierten Restgas (16a) aufweist, welcher unreagierte Wasserstoff des H-Recyclestroms (7) erneut der ersten Reaktorstufe (21a) zur zumindest teilweisen Umwandlung in Methanol (1) zugeführt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der unreagierte Wasserstoff des H-Recyclestroms (7) zumindest teilweise von der ersten Reaktorstufe (21a) bis zur erneuten Zuführung zur ersten Reaktorstufe (21a) durch den Recyclekompressor (14) mit den unreagierten Kohlenstoffoxiden druckerhöht wird. Ebenso betrifft die Erfindung eine entsprechende Anlage zur Synthese von Methanol (1).
IPC codes: B01D  53/    22            A I
C01B   3/    00            A I
C07C  29/    15            A I
C07C  29/   151            A I
C07C  31/    04            A I
C01B   3/    36            A I
C01B   3/    38            A I
C01B   3/    56            A I
Claims: number: 1
text: Verfahren zur Synthese von Methanol (1), wobei ein kohlenstoffhaltiger Energieträgerstrom (11) einer Synthesegasreaktoranordnung (13) zum Gewinnen eines Synthesegasstroms (2) mit Wasserstoff und Kohlenstoffoxiden zugeführt wird, wobei der Synthesegasstrom (2) einer Wärmerückgewinnungsvorrichtung (10) zum Rückgewinnen von Wärme aus dem Synthesegasstrom (2) und danach einem Synthesegaskompressor (3) zur Druckerhöhung zugeführt wird, wobei der druckerhöhte Synthesegasstrom (2) zumindest teilweise einer ersten Reaktorstufe (21a) einer Methanol-Reaktoranordnung (4) zur teilweisen Umwandlung in Methanol (1) zugeführt wird, wobei aus der Methanol-Reaktoranordnung (4) ein Restgasstrom (15) mit unreagierten Kohlenstoffoxiden gewonnen wird, welcher Restgasstrom (15) einem Recyclekompressor (14) zur Druckerhöhung des Restgasstroms (15) zugeführt wird, wobei der druckerhöhte Restgasstrom (15) der Methanol-Reaktoranordnung (4) zur teilweisen Umwandlung in Methanol (1) zugeführt wird , wobei ein Rückgewinnungsstrom (6) aus einem unreagierten Restgas (16a) der ersten Reaktorstufe (21a) einer Wasserstoffrückgewinnungsanordnung (5) zum Gewinnen eines H-Recyclestroms (7) zugeführt wird, welcher H-Recyclestrom (7) unreagierten Wasserstoff aus dem unreagierten Restgas (16a) aufweist, welcher unreagierte Wasserstoff des H-Recyclestroms (7) erneut der ersten Reaktorstufe (21a) zur zumindest teilweisen Umwandlung in Methanol (1) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der unreagierte Wasserstoff des H-Recyclestroms (7) zumindest teilweise von der ersten Reaktorstufe (21a) bis zur erneuten Zuführung zur ersten Reaktorstufe (21a) durch den Recyclekompressor (14) mit den unreagierten Kohlenstoffoxiden druckerhöht wird.
number: 2
text: Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Methanol-Reaktoranordnung (4) eine Methanol-Trennvorrichtung (17) zum Gewinnen des unreagierten Restgases (16a) der ersten Reaktorstufe (21a) und eines Rohmethanolstroms (19a) der ersten Reaktorstufe (21a) umfasst, insbesondere, dass die Methanol-Trennvorrichtung (17) eine Kondensationsvorrichtung (18a) zum Gewinnen des unreagierten Restgases (16a) der ersten Reaktorstufe (21a) und des Rohmethanolstroms (19a) der ersten Reaktorstufe (21a) durch Kondensation umfasst.
number: 3
text: Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des druckerhöhten Restgasstroms (15) abgezweigt und der Synthesegasreaktoranordnung (13) zugeführt wird, vorzugsweise dass der abgezweigte Teil des druckerhöhten Restgasstroms (15) dem Energieträgerstrom (11) zugeführt wird.
number: 4
text: Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Methanol-Reaktoranordnung (4) eine Vielzahl von prozesstechnisch hintereinander geschalteten Reaktorstufen (21a, b) zur Methanolsynthese aufweist, vorzugsweise, dass der Recyclekompressor (14) prozesstechnisch zwischen zwei Reaktorstufen (21a, b) angeordnet ist, insbesondere, dass durch die Methanol-Trennvorrichtung (17) ein jeweiliges unreagiertes Restgas (16a, b) aus jeder der Vielzahl von Reaktorstufen (21a, b) gewonnen wird.
number: 5
text: Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der H-Recyclestrom (7) dem unreagierten Restgas (16b) einer prozesstechnisch der ersten Reaktorstufe (21a) nachgelagerten Reaktorstufe (21b) zugeführt wird, vorzugsweise, dass der H-Recyclestrom (7) dem Recyclekompressor (14) zur Druckerhöhung gemeinsam mit dem Restgasstrom (15) zugeführt wird.
number: 6
text: Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Restgasstrom (15) aus einer prozesstechnisch der ersten Reaktorstufe (21a) nachgelagerten Reaktorstufe (21b) gewonnen wird, insbesondere, dass der Recyclekompressor (14) den druckerhöhten Restgasstrom (15) der ersten Reaktorstufe (21a) zuführt.
number: 7
text: Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Restgasstrom (15) aus einer prozesstechnisch zuletztgelagerten Reaktorstufe (21b) der Vielzahl von Reaktorstufen (21a, b) gewonnen wird.
number: 8
text: Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückgewinnungsstrom (6) zumindest teilweise aus dem unreagierten Restgas (16a) der ersten Reaktorstufe (21a) abgezweigt wird, weiter vorzugsweise, dass der Rückgewinnungsstrom (6) zumindest teilweise dem Recyclekompressor (14) prozesstechnisch vorgelagert abgezweigt wird.
number: 9
text: Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückgewinnungsstrom (6) der Wasserstoffrückgewinnungsanordnung (5) mit einem Zuführungsdruck zugeführt wird, welcher höher ist als ein Restgasdruck, mit welchem der Restgasstrom (15) aus der Methanol-Reaktoranordnung gewonnen wird, vorzugsweise, dass der Rückgewinnungsstrom (6) zumindest teilweise dem Recyclekompressor (14) prozesstechnisch nachgelagert aus dem Restgasstrom (15) abgezweigt wird.
number: 10
text: Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der H-Recyclestrom (7) dem insbesondere druckerhöhten Synthesegasstrom (2) zugeführt wird.
number: 11
text: Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Gewinnen des Synthesegasstroms (2) ein sauerstoffhaltiger Strom (22) der Synthesegasreaktoranordnung (13) zugeführt wird, insbesondere, dass in der Synthesegasreaktoranordnung (13) der Synthesegasstrom (2) durch eine autotherme Reformierung oder eine partielle Oxidation aus dem kohlenstoffhaltigen Energieträgerstrom (11) gewonnen wird, weiter vorzugsweise, dass der sauerstoffhaltige Strom (22) aus einer Luftzerlegungsvorrichtung (23) zum Gewinnen eines Sauerstoffstroms aus einer Umgebungsluft gewonnen wird, weiter, insbesondere, dass der sauerstoffhaltige Strom (22) im Wesentlichen aus Sauerstoff besteht.
number: 12
text: Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der H-Recyclestrom (7) dem Energieträgerstrom (11), insbesondere der Synthesegasreaktoranordnung (13) prozesstechnisch vorgelagert, zugeführt wird, vorzugsweise, dass die Wasserstoffrückgewinnungsanordnung (5) einen Purgestrom (8) ausgibt, welcher weiter insbesondere zur Verfeuerung abgeführt wird.
number: 13
text: Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der H-Recyclestrom (7) einen höheren molaren Anteil an Wasserstoff als der Rückgewinnungsstrom (6) aufweist, vorzugsweise, dass der H-Recyclestrom (7) einen höheren molaren Anteil an Wasserstoff als der Purgestrom (8) aufweist.
number: 14
text: Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstoffrückgewinnungsanordnung (5) eine Druckwechsel-Adsorptionsvorrichtung (24) zum Gewinnen des H-Recyclestroms (7) aus dem Rückgewinnungsstrom (6) aufweist, weiter vorzugsweise, dass der H-Recyclestrom (7) im Wesentlichen aus Wasserstoff besteht.
number: 15
text: Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der unreagierte Wasserstoff des Rückgewinnungsstroms (6) von der ersten Reaktorstufe (21a) bis zur erneuten Zuführung zur ersten Reaktorstufe (21a) durch den Recyclekompressor (14) mit den unreagierten Kohlenstoffoxiden genau einmal druckerhöht wird.
number: 16
text: Anlage zur Synthese von Methanol (1) mit einer Synthesegasreaktoranordnung (13) zum Gewinnen eines Synthesegasstroms (2) mit Wasserstoff und Kohlenstoffoxiden aus einem kohlenstoffhaltigen Energieträgerstrom (11), mit einem Synthesegaskompressor (3) zur Druckerhöhung des Synthesegasstroms (2), mit einer Methanol-Reaktoranordnung (4), welche eine erste Reaktorstufe (21a) aufweist, mit einer Wärmerückgewinnungsvorrichtung (10) zum Rückgewinnen von Wärme aus dem Synthesegasstrom (2), mit einer Wasserstoffrückgewinnungsanordnung (5) und mit einem Recyclekompressor (14), wobei der druckerhöhte Synthesegasstrom (2) zumindest teilweise der ersten Reaktorstufe (21a) zur teilweisen Umwandlung in Methanol (1) zugeführt wird, wobei aus der Methanol-Reaktoranordnung (4) ein Restgasstrom (15) mit unreagierten Kohlenstoffoxiden gewonnen wird, welcher Restgasstrom (15) dem Recyclekompressor (14) zur Druckerhöhung des Restgasstroms (15) zugeführt wird, wobei der druckerhöhte Restgasstrom (15) der Methanol-Reaktoranordnung (4) zur teilweisen Umwandlung in Methanol (1) zugeführt wird, wobei der Synthesegasstrom (2) der Wärmerückgewinnungsvorrichtung (10) und danach dem Synthesegaskompressor (3) zugeführt wird, wobei der Wasserstoffrückgewinnungsvorrichtung (5) ein Rückgewinnungsstrom (6) aus einem unreagierten Restgas (16a) der ersten Reaktorstufe (21a) zum Gewinnen eines H-Recyclestroms (7) zugeführt wird, welcher H-Recyclestrom (7) unreagierten Wasserstoff aus dem unreagierten Restgas (16a) aufweist, weleher unreagierte Wasserstoff des H-Recyclestroms (7) erneut der ersten Reaktorstufe (21a) zur zumindest teilweisen Umwandlung in Methanol (1) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der unreagierte Wasserstoff des H-Recyclestroms (7) zumindest teilweise von der ersten Reaktorstufe (21a) bis zur erneuten Zuführung zur ersten Reaktorstufe (21a) durch den Recyclekompressor (14) mit den unreagierten Kohlenstoffoxiden druckerhöht wird.
Office action: search_report, dated 2020-12-02
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Final disposition: pending (2020-12-02)