Patent application EP19020337A (EP), filed 2019-05-22
Publication number: EP3741738A1
Title: METHOD AND SYSTEM FOR MANUFACTURED METHANOL
Abstract: [0001]    Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Methanol aus einem Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H<2>) aufweisenden Einsatzgas unter Verwendung einer Vorreaktorstufe und einer Hauptreaktorstufe. Unter erhöhtem Druck erzeugtes und stehendes Einsatzgas wird zur katalytischen Umsetzung in einen ersten methanolhaltigen Produktstrom zunächst in eine Vorreaktorstufe eingeschleust. Nach Abtrennung von Methanol aus dem ersten methanolhaltigen Produktstrom und Ausschleusen aus der Vorreaktorstufe wird ein verbleibender Gasstrom als Restgasstrom nach Verdichtung auf Reaktionsdruck zur katalytischen Umsetzung in einen zweiten methanolhaltigen Produktstrom in eine Hauptreaktorstufe eingeschleust. Nach Abtrennung aus dem zweiten methanolhaltigen Produktstrom wird Methanol aus der Hauptreaktorstufe ausgeschleust. Bei Verwendung eines Einsatzgases mit einem Kohlenmonoxid-Gehalt von 25 Vol.-% bis 36 Vol.-% ergeben sich hohe Einsparungen bezüglich der für das Herstellverfahren aufzuwendenden Kompressorleistung.
IPC codes: C07C  29/   151            A I
C07C  31/    04            A I
Claims: number: 1
text: Verfahren zur Herstellung von Methanol aus einem Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H<2>) aufweisenden Einsatzgas, bei dem
unter erhöhtem Druck erzeugtes und stehendes Einsatzgas als Einsatzgasstrom zur katalytischen Umsetzung in einen ersten methanolhaltigen Produktstrom in eine Vorreaktorstufe eingeschleust wird, und
Methanol aus dem ersten methanolhaltigen Produktstrom abgetrennt und aus der Vorreaktorstufe ausgeschleust wird, und
Restgas des verbleibenden Einsatzgasstroms als Restgasstrom auf Reaktionsdruck verdichtet und zur katalytischen Umsetzung in einen zweiten methanolhaltigen Produktstrom in eine Hauptreaktorstufe eingeschleust wird, und Methanol aus dem zweiten methanolhaltigen Produktstrom abgetrennt und aus der Hauptreaktorstufe ausgeschleust wird,
number: 2
text: Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzgas vor dem Einschleusen in die Vorreaktorstufe einen Wasserstoff-Gehalt von 66 Vol.-% bis 72 Vol.-% aufweist.
number: 3
text: Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzgas vor dem Einschleusen in die Vorreaktorstufe einen Kohlendioxid-Gehalt (CO<2> - Gehalt) von kleiner oder gleich 5 Vol.-% aufweist.
number: 4
text: Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzgas vor dem Einschleusen in die Vorreaktorstufe eine Stöchiometriezahl SN, wobei gilt  SN = n H 2 − n CO 2 n CO + n CO 2 , mit n in mol ,
number: 5
text: Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzgas einen Druck von 20 bis 100 bar aufweist, vorzugsweise einen Druck von 35 bis 55 bar aufweist.
number: 6
text: Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das unter erhöhtem Druck erzeugte und stehende Einsatzgas ohne weitere Druckerhöhung in die Vorreaktorstufe eingeschleust wird.
number: 7
text: Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Restgas des Restgasstroms vor dem Einschleusen in die Hauptreaktorstufe auf einen gegenüber dem Einsatzgas höheren Druck verdichtet wird.
number: 8
text: Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptreaktorstufe Teil eines Synthesekreislaufs ist, wobei ein nach Abtrennung des Methanols aus dem zweiten methanolhaltigen Produktstrom verbleibender Rückführgasstrom zur Hauptreaktorstufe im Synthesekreislauf zurückgeführt und mit dem Restgasstrom zusammengeführt wird.
number: 9
text: Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Rezirkulationsrate R, definiert als  R = Volumenstrom R u ¨ ckf u ¨ hrgasstrom Volumenstrom Restgasstrom ,
number: 10
text: Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptreaktorstufe eine Anzahl n seriell angeordneter Teilreaktorstufen umfasst, und der zweite methanolhaltige Produktstrom n methanolhaltige Teilproduktströme umfasst, wobei Methanol aus den n methanolhaltigen Teilproduktströmen abgetrennt und aus der Hauptreaktorstufe ausgeschleust wird.
number: 11
text: Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorreaktorstufe einen wassergekühlten Reaktor umfasst.
number: 12
text: Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der wassergekühlte Reaktor eine Kühltemperatur von 180 °C bis 250 °C aufweist.
number: 13
text: Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptreaktorstufe einen wassergekühlten Reaktor umfasst.
number: 14
text: Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptreaktorstufe zusätzlich einen gasgekühlten Reaktor umfasst.
number: 15
text: Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptreaktorstufe keinen gasgekühlten Reaktor umfasst.
number: 16
text: Anlage zur Herstellung von Methanol aus einem Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H<2>) aufweisenden Einsatzgas, aufweisend
eine Zuführleitung zum Einschleusen von unter erhöhtem Druck stehendem Einsatzgas in eine Vorreaktorstufe, wobei
die Vorreaktorstufe zur katalytischen Umsetzung des Einsatzgases in einen ersten methanolhaltigen Produktstrom ausgelegt ist;
einen stromabwärts der Vorreaktorstufe angeordneten und über eine Leitung mit der Vorreaktorstufe verbundenen ersten Abscheider zur Abtrennung von Methanol aus dem ersten methanolhaltigen Produktstrom und zur Abtrennung eines Restgasstroms;
eine mit dem ersten Abscheider verbundene Zuführleitung zum Einschleusen des Restgasstroms in einen Gaskompressor;
eine Zuführleitung zum Einschleusen des im Gaskompressor auf Reaktionsdruck verdichteten Restgasstroms in eine Hauptreaktorstufe, wobei die Hauptreaktorstufe zur katalytischen Umsetzung des Restgasstroms in einen zweiten methanolhaltigen Produktstrom ausgelegt ist;
einen stromabwärts der Hauptreaktorstufe angeordneten und über eine Leitung mit der Hauptreaktorstufe verbundenen zweiten Abscheider zur Abtrennung von Methanol aus dem zweiten methanolhaltigen Produktstrom,
number: 17
text: Verwendung einer Anlage zur Herstellung von Methanol aus einem Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H<2>) aufweisenden Einsatzgas nach Anspruch 16 zur Umsetzung eines Einsatzgases mit einem Kohlenmonoxid-Gehalt von 25 Vol.-% bis 36 Vol.-%.
number: 18
text: Verwendung nach Anspruch 17, wobei das Einsatzgas mittels Vergasung von Kohle, autothermes Reformieren oder Gas-POX erzeugt wurde.
Office action: search_report, dated 2020-11-25
Prior art cited: ref_id: DE10126719A1
ref_type: patent
severity: background
ref_id: GB2550993A
ref_type: patent
severity: background
ref_id: WO2017121981A1
ref_type: patent
severity: background
ref_id: WO2017121981
ref_type: patent
severity: background
ref_id: GB2550993
ref_type: patent
severity: background
Final disposition: pending (2020-11-25)