WO2011061198A1 - Method for generating hydrocarbons, in particular gasoline, from synthesis gas - Google Patents

Method for generating hydrocarbons, in particular gasoline, from synthesis gas Download PDF

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WO2011061198A1
WO2011061198A1 PCT/EP2010/067606 EP2010067606W WO2011061198A1 WO 2011061198 A1 WO2011061198 A1 WO 2011061198A1 EP 2010067606 W EP2010067606 W EP 2010067606W WO 2011061198 A1 WO2011061198 A1 WO 2011061198A1
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WO
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converter
methanol
type
synthesis
catalyst
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Application number
PCT/EP2010/067606
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German (de)
French (fr)
Inventor
Joachim Engelmann
Genrikh Falkevich
Rashit Temirbulatovich Sarsenov
Original Assignee
Chemieanlagenbau Chemnitz Gmbh
Sapr - Neftekhim Llc.
Too Techno Trading Ltd.
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Publication date
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    • C10G3/42Catalytic treatment
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    • C07C29/1518Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis
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    • C10G2400/02Gasoline

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of hydrocarbons, in particular gasoline, from non-hydrocarbon compounds, in particular from synthesis gas, which contains carbon monoxide and hydrogen.
  • Synthesis gas which is primarily a mixture of carbon monoxide and hydrogen, can be generated from various readily available solid and gaseous sources of carbon and hydrogen.
  • the hydrocarbon raw material synthesized based on synthesis gas and the motor fuels are real alternatives to petroleum hydrocarbons and sometimes better in quality. Therefore, the effectiveness of the technology for converting synthesis gas into hydrocarbons has been a current problem for many years.
  • synthesis gas gas can be produced in two stages: first, the synthesis of oxygen compounds (eg methanol or dimethyl ether or a mixture of both compounds), then the conversion of the oxygen compounds on a zeolite-containing catalyst into a mixture hydrocarbons.
  • oxygen compounds eg methanol or dimethyl ether or a mixture of both compounds
  • US Pat. No. 6,191,175 discloses a process for the preparation of methanol or dimethyl ether. For this purpose, first, the synthesis of methanol from synthesis gas, which is preheated in a first reactor. The reaction product is optionally mixed with synthesis gas and reacted again in a second reactor, which also serves either the methanol synthesis or the synthesis of dimethyl ether. In order to achieve high product capacities, the process is preferably conducted adiabatically.
  • US 5,908,963 discloses a process for the preparation of dimethyl ether.
  • the product may contain up to 20% by weight of methanol and up to 20% by weight of water.
  • synthesis gas is converted into a gas mixture of dimethyl ether, methanol and water in one or more reactors.
  • the catalysts used have both a methanol synthesis activity and the ability to dehydrate methanol.
  • the gas mixture is separated by means of several distillation and washing steps to obtain pure dimethyl ether.
  • the product of the first stage may be passed directly to the second or it may be separated, for example the water is separated (with or without methanol) and H 2 and carbon monoxide (unreacted synthesis gas ), which (possibly after discharge of C0 2 ) are recycled to the first stage.
  • the prior art proposes processes of conversion of oxygen compounds to hydrocarbons which overcomes the problem by maintaining a degree of conversion of the raw material at a level of more than 99%. to solve.
  • the separated from the final product water is led away from the plant and fed to the biological or biochemical purification.
  • US 4,814,535 (1989) discloses a method of producing gasoline from oxygenated compounds having a number from 1 to 4 carbon atoms.
  • the conversion of the raw material is maintained at a level of 99.9% by the temperature at the inlet to the reactor is gradually increased and the raw material flow is reduced. If the degree of conversion falls below 99.9%, the supply of raw materials is interrupted.
  • US 4,523,046 (1985) discloses a method of producing gasoline from methanol.
  • the catalyst is arranged in individual beds and upon contact of the raw material with the catalyst bed, a degree of conversion of the raw material of practically 100% is achieved. When reducing the degree of conversion of the raw material is passed to the next catalyst bed.
  • No. 5,602,289 uses a gas which is mixed together from two gas streams (C 2 -hydrocarbons and C 3+ -hydrocarbons) returned to the reactor as diluting component.
  • the partial pressure of the water including the water which has formed in the reaction of the conversion of the methanol in the reactor, is less than 2.2 atm.
  • the limitation of the partial pressure for water vapor is due to the known effect of the irreversible deactivation of the zeolite in the presence of water vapor.
  • the composition of the diluting component is given in this preferred case by a ratio of the C 2 -C hydrocarbons / C 3+ hydrocarbons in the limits between 1/3 and 3/1 and a hydrogen content between 10 and 50% mol.
  • the object of the invention is the development of an economical and simplified process of the production of gasoline hydrocarbons from synthesis gas and a simple plant scheme with simplified technological stages.
  • the aim is also to achieve a high Benzselektekt technically with high gasoline quality and the provision of a waste-free technology without environmentally harmful by-products.
  • the production of hydrocarbons is effected by the conversion of a CO- and H2-containing gas mixture (also referred to below as synthesis gas)
  • R 1 are alkyl groups having a carbon number of 1 to 5
  • R is hydrogen, alkyl and alkoxy groups having a carbon number of 1 to 5
  • Isoparaffins branched saturated aliphatic hydrocarbons having at least 5 carbon atoms
  • synthesis gas is separated from the first and / or second product stream and is at least partially recycled as recycle gas into the first converter
  • the aqueous phase containing the compound R-O-R is added either for purification or first for rectification.
  • the rectification is followed by a
  • Type R-O-R to 5 which is added for purification. Which in any case
  • the converters of the synthesis of compounds of the type R-O-R and the synthesis of gasoline with removal of the heat of the exothermic reaction from the reaction zone have heat transfer surfaces through which the heat of reaction is transferred to a boiling heat carrier.
  • the heat carrier (or its vapors) condenses in a cooling zone, which preferably contains boiling water for generating water vapor. The condensate flows back to the heat of reaction zone (principle of the "heat pipe").
  • the reactions in the converters of the synthesis of compounds of type R -OR and the synthesis of gasoline are preferably carried out under approximately isothermal conditions in which the temperature difference ( ⁇ ) within the catalyst bed does not exceed 40 K, preferably at a ⁇ of 10-20 K, more preferably at a ⁇ of less than 5 K.
  • the heat of reaction is preferred for generating water vapor with a
  • the process according to the invention for the production of gasoline from synthesis gas involves the contact of the synthesis gas with the catalyst in the first converter (converter of the synthesis of oxygen-containing compounds) under the conditions of the synthesis of Compounds of the type R 1 -0-R2.
  • the term "compound of the type R 1 -O-R 2" denotes - with R 1 - alkyl radicals having 1 to 5 C atoms, - with R 2 - hydrogen, alkyl and alkoxy radicals with
  • Whether methanol or a mixture of methanol and dimethyl ether (DME) or other compounds of the type R 1 -O-R 2 are produced in the first step is controlled in particular by the catalysts used.
  • DME dimethyl ether
  • catalysts known from the prior art which are customarily used for the synthesis of methanol (for example zinc-chromium oxide catalysts, copper-based catalysts with additions of zinc oxide and / or aluminum oxide, combinations of copper and rare earth metals, copper oxide / zinc oxide). Catalysts and copper oxide / zinc oxide / chromium oxide catalysts and others) are used.
  • the product stream of the converter of the synthesis of compounds of the type R 1 -O-R 2 is preferably cooled with subsequent separation of the liquid and gaseous phase in the separator.
  • the (complete) product stream from the methanol synthesis converter is introduced directly into the second gasoline synthesis converter without separation.
  • the unreacted components of the synthesis gas (CO, H 2 , CO 2 , nitrogen and others) are preferably partially incorporated in the first converter of the synthesis of
  • Recycled compounds of the type R 1 -OR 2 are mixed with the used gas mixture used, which contains CO and H 2 , and partly unreacted synthesis gas in the converter of the synthesis of gasoline to suppress the reaction of decomposition of the compounds Type R 1 -OR 2 fed. At the same time it is preferably discharged to another part of the process, to avoid the accumulation of inert components.
  • the feeding of a part of unreacted components of the synthesis gas into the converter of the gasoline synthesis is realized with a volume flow at the inlet to the gasoline synthesis converter, which has a partial pressure of hydrogen of not less than 0.07 MPa and CO of not less than 0.08 MPa guaranteed.
  • Compounds of the type R 1 -OR 2 preferably contain at least partly a protonated zeolite (eg HZSM-5), preferably from the group of the pentasils.
  • zeolites with a high Si0 2 / A1 2 0 3 - used ratio of at least 12, more preferably with a Si0 2 / A1 2 0 3 - ratio of at least 30.
  • a water vapor stable catalyst can be obtained by modification with Group Ib elements. It is also possible to use combinations of silicon dioxide with oxides of metals (gallium oxide and / or indium oxide) (US Pat. No.
  • the feedstock fed into the second converter is either the entire first
  • the partial pressure of the steam in the starting material of the gasoline synthesis converter is particularly advantageously below 0.3 MPa (advantageous distinguishing feature).
  • the process in the gasoline synthesis converter is carried out particularly advantageously at a partial pressure of the hydrogen of at least 0.07 MPa and at a partial pressure of the carbon monoxide of at least 0.008 MPa (advantageous distinguishing feature).
  • the process according to the invention is characterized in that the contact of the starting material with the catalyst takes place in the second converter in the presence of hydrogen and carbon monoxide. This advantageously the selectivity of the implementation of
  • a coolable converter with almost isothermal conditions in the reaction zone with a heat transfer area of over 40 m 2 / m 3 catalyst is preferably used, the volume of the circulating gas is, based on 1 m 3 catalyst less than 150 m 3 .
  • the heat of reaction is preferably used to generate water vapor at a pressure of up to 22 MPa. This is also a distinguishing feature of the invention, which together with features of claim 1 allows to obtain a high gasoline quality at a selectivity of more than 83, preferably more than 86. By selectivity is meant here the yield of gasoline, based on the hydrocarbon portion of the reacted methanol.
  • the conversion of the compound of the type R 1 -O-R 2 (preferably of the methanol and optionally of the dimethyl ether) in the gasoline synthesis converter is more than 85% and less than 99.5% for methanol and more than 92% and less 99.8% for dimethyl ether.
  • the incomplete conversion of the compound of the type R 1 -O-R 2 is an essential distinguishing feature of the invention, which allows the selectivity of the process (yield of the gasoline fraction, based on the hydrocarbon content of the reacted
  • the product contains gasoline synthesis
  • This "dry” gas contains mainly gaseous substances (short-chain hydrocarbons (Q-C 2 ), CO, CO 2 and H 2 and other components of the synthesis gas).
  • the product of the gasoline synthesis is cooled and separated into unstable gasoline, an aqueous phase and the uncondensed gas components.
  • the separation is preferably carried out by a physical phase separation in a three-phase separator.
  • the uncondensed gas constituents contain components of synthesis gas, light hydrocarbons (Ci and C 2 ), traces of heavier hydrocarbons. This circulating gas is, at least partially in the converter of gasoline synthesis and / or in the
  • Converter of the synthesis of compounds of the type R -O-R returned.
  • the volume of the circulating gas in the converter of the gasoline synthesis can advantageously be set, the partial pressure of the methanol and the water.
  • the liquid phase in the three-phase separator forms, due to the difference in density, a phase interface between hydrocarbons containing the gasoline hydrocarbons and water.
  • the lower density liquid gasoline hydrocarbons collects above the phase interface, while the aqueous phase settles at the bottom.
  • the liquid hydrocarbons separated in the three-phase separator contain the gasoline hydrocarbons which are preferably passed to a rectification column in which, if necessary, preferably components of the heavy gasoline (Durolfr potentially) and head gases - mainly C 3 -C 4 - hydrocarbons and radicals of C 1 -C 2 - Hydrocarbons (short-chain hydrocarbons) and synthesis gas components are separated. With a permissible content of durene in the gasoline hydrocarbons, the heavy fuel gas is not separated.
  • the obtained stable gasoline fraction with a necessary saturated steam pressure below 500 - 700 mm QS (depending on the required gasoline grade) is either commercial gasoline or forms the basis for the production of commercial gasoline with an octane number of 92 - 98 (RON).
  • the water separated in the three-phase separator contains methanol.
  • the methanol content of the water depends on the degree of methanol conversion in the gasoline synthesis, as a rule it is more than 3% by mass and less than 30% by mass.
  • Compounds of the type R 1 -OR 2 are initially separated in a rectification column due to the different boiling temperatures in fractions, of which one fraction is mainly methanol or another compound of the type R 1 -OR 2 with a low content of water (concentrated methanol) and the other fraction contains water with a small content of methanol (contaminated water).
  • the concentrated methanol or optionally dimethyl ether or another compound of the type R 1 -OR 2 is preferably returned to the converter of the gasoline synthesis.
  • the contaminated water still contains a residual content of methanol (usually at most 5% by mass) or another compound of the type R 1 OR 2 .
  • Method is catalytically decomposed methanol and optionally another compound of the type R 1 -OR 2 by contact with a catalyst (steam reforming or catalytic decomposition) into hydrogen and gaseous carbon oxides.
  • a catalyst steam reforming or catalytic decomposition
  • the water is separated after cooling, by condensation, from the generated oxides of carbon (CO and C0 2 ) and hydrogen.
  • the carbon oxides and the hydrogen can be advantageously mixed with the synthesis gas and in the process of synthesis of compounds of the type
  • R 1 -O-R 2 are recycled. After the separation of the gases, chemically purified water is advantageously obtained, with subsequent degassing of the water.
  • the contact of the methanol-containing water with the catalyst is preferably carried out at a temperature below 380 ° C, more preferably below 350 ° C and preferably above 200 ° C.
  • the contact of the water containing a compound of the type R 1 -OR 2 (preferably methanol, optionally dimethyl ether) with the catalyst is preferably realized at a pressure which allows the generated components of the synthesis gas in the first converter directly or with the help of a cycle compressor in the first converter to initiate.
  • This pressure corresponds to the sum of the reaction pressure for the synthesis of the compounds of the Type R 1 -0-R 2 and the pressure loss between exit of the product of the catalytic methanol decomposition and entry of the feedstock in the converter of the methanol synthesis.
  • the residual content of the R 1 -O-R 2 type chemical compound in the water may also be removed by a biological purification process.
  • the biologically purified water can be introduced into the sewage network.
  • the biological purification requires a methanol content in the water of less than 0.2-1 mass%, obtaining such a concentration by the rectification involves high energy expenditure or it is a large dilution of the contaminated water required with pure water, which also increases the cost of biological purification.
  • the use of the catalytic purification of the water of compounds of the type R x -O-R is another advantageous distinguishing feature, since it allows to control the process conditions in the gasoline synthesis converter with relatively little effort, the degree of conversion of the compounds of the type R 1 -OR 2, thereby achieving a high selectivity and quality of the products.
  • the invention also provides a system for carrying out the method according to the invention.
  • This attachment contains:
  • At least one separator which is suitable, petroleum hydrocarbons from a
  • R (preferably methanol) in CO and H 2 to catalyze.
  • the above-mentioned components are preferably connected in series, i. H. the first converter is connected directly or indirectly to the second converter so that at least part of the product flow from the first converter is introduced into the second converter.
  • the second converter is connected to the separator c.), So that the product stream from the second converter into the separator c.) Is passed.
  • the separator c.) Is indirectly connected to the third converter so that the water which was separated in the separator c.) And contains the chemical compound of the type R 1 -OR 2, if necessary, after a prior distillative separation of the main amount of the
  • connection of the type R 1 -OR 2 is passed to the third converter.
  • the separator c.) also has a connection with the second converter, which allows the short-chain hydrocarbons and the other components of the gas phase of the separator c.) To be returned to the input into the second converter.
  • the system preferably contains a connection line from the third converter to the first converter, which makes it possible to introduce CO and H 2 formed in the third converter into the first converter.
  • the system contains an additional separator for separating the product stream from the first converter.
  • the additional separator preferably has a connection line to the first converter, which makes it possible to introduce separated CO and H 2 in the separator into the first converter.
  • This (additional) separator preferably also has a first connection line to the second converter, which makes it possible to feed chemical compounds of the type R 1 -OR 2, if necessary after separation of at least part of the water, into the second converter and a second one Connecting line to the second converter, which makes it possible, if necessary, to introduce at least a portion of the gas stream containing CO and H 2 , in the second converter.
  • the first converter in the system is connected directly to the second converter by a stream, so that the complete product stream from the first converter without separation into the second converter is initiated.
  • the separator c. Preferably has a connection line to the first converter, which allows the dry gas (unreacted CO and H 2 and short-chain hydrocarbons) to be returned to the first converter.
  • the second product stream is separated into hydrocarbons containing gasoline hydrocarbons, gas and water.
  • the water which contains the unreacted chemical compound of the type R 1 -O-R 2 is preferably introduced into a separator (c.) Downstream of the apparatus (preferably a rectification column), which contains the
  • R 1 -OR 2 compound is not completely removed from the water.
  • the additional device therefore also has a connection line to the third converter which makes it possible to supply the still contaminated water to the third converter,
  • Known catalysts can be used for the decomposition of the compound of the type R-O-R (preferably of the methanol and, if appropriate, of the DME).
  • R-O-R preferably of the methanol and, if appropriate, of the DME.
  • An overview is provided in the article by Klabunowski E.I. a. "Catalysts of the conversion of methanol into synthesis gas” (Catalysis in the industry, 2004, N. 6, p 3-9) given, as well as the catalysts of steam reforming of CO, the catalysts of methanol synthesis and other catalysts.
  • a converter of any type can be used, preferably a fixed-bed flow-through converter of a granulated catalyst.
  • the converter used in step d.) Is hereafter called water purification converter.
  • converter is used synonymously with reactor in the description of the invention.
  • the converters used in step a.) And / or step b.) are preferably flow-through reactors in which the catalyst is introduced as a fixed bed.
  • the first and / or the second converter are cooled.
  • the cooling is preferably carried out by indirect evaporation cooling.
  • the reaction procedure in step a.) And / or step b.) Takes place as nearly as possible isothermally.
  • the converters are preferably designed so that they allow a direct and complete removal of the heat of reaction generated in the catalyst bed and thus allow a reaction at an approximately constant temperature in the volume of the reaction space.
  • the heat of reaction dissipated by the cooling in the first and / or second reactor can be used to advantage for the production of water vapor.
  • the first converter methanol synthesis and optionally DME synthesis
  • the first converter preferably has a ratio of the heat transfer area to the catalyst volume of not less than 50
  • water vapor having a pressure of not less than 0.6 MPa and not more than 4 MPa is preferably produced.
  • the second converter (gasoline synthesis) preferably has a ratio of the heat transfer area to the catalyst volume of not less than 40 m 2 / m 3 and not more than 200 m 2 / m 3 .
  • water vapor having a pressure of not less than 3.0 MPa and not more than 22 MPa is preferably produced.
  • the heat of reaction removed by the generated steam can advantageously be used to produce a refrigerant which can be used for the product separation after step a) and / or after step b).
  • the synthesis gas used in the process can be obtained from a wide variety of starting materials.
  • the source materials may be of fossil or biological origin (eg coal, biomass, natural gas or biogas).
  • the ratio of CO to H 2 in the synthesis gas depends on the starting materials used for the preparation and on the production process.
  • the syngas usually also contains inert components (such as N 2 and water).
  • the synthesis gas is preferably purified of catalyst poisons (sulfur compounds, nitrogen compounds) and foreign substances, dried and, if necessary, compressed.
  • the ratio of H 2 / CO in the synthesis gas is preferably not less than 2.
  • a large yield of methanol (DME), based on C in CO is obtained.
  • the yield of methanol (DME) decreases and the yield of C0 2 increases .
  • Step b.) The conversion of compounds of the type R 1 -OR 2 on a zeolite catalyst into a mixture of hydrocarbons takes place.
  • the compounds of the type R 1 - OR which are produced in the first stage may be passed as a whole product stream from the first converter to the second stage or be separated from the product of the first converter in any variant and then added to the second stage.
  • Unreacted synthesis gas is preferably selected from the product of the first converter or separated from the product of the second converter and in the first converter for the synthesis of
  • the synthesis gas can be used advantageously as a crude mixture, but is preferably dried and compressed if necessary and heated in admixture with the cycle gas to a temperature which is close to the reaction temperature, heated, for.
  • recuperator heat exchangers and / or heaters steamer heaters, stoves and / or electric heaters
  • first converter in the figures - block I
  • R 1 -O-R 2 (methanol and optionally dimethyl ether) passed.
  • contact is made with the catalyst of the methanol synthesis or with the catalyst of the methanol synthesis and the catalyst of the dehydration of methanol to dimethyl ether (DME).
  • DME dimethyl ether
  • Copper-containing catalysts are preferably used at a temperature up to 260 ° C and a pressure up to 6 MPa.
  • the reaction of CO and H 2 to form methanol is exothermic with a heat effect of 90.73 kJ / mole of methanol. Therefore, an isothermal cooling converter is preferably used in step a.). It is capable of reducing the required volume of cycle gas and performing the synthesis under optimum conditions, with concomitant reduction in the formation of byproducts, increased yield of methanol, catalyst life extension, and generation of medium pressure water vapor for use as an energy source.
  • the product from the converter of the synthesis of the compounds of the type R 1 -O-R 2 is preferably cooled in heat exchangers by preheating the raw material stream (synthesis gas).
  • the product stream may preferably be separated into a gas product and a condensate.
  • the product is preferably cooled in the air cooler and in the water cooler, and in the presence of dimethyl ether in the product, even using deep cold.
  • the organic components and the water are condensed.
  • the condensate (crude ethanol, water content up to 20% or mixture of dimethyl ether, methanol and water) is separated in the separator.
  • the gas product from the separator is unreacted synthesis gas, a portion of which is returned to the first converter for mixing with the starting syngas for complete conversion.
  • the separator may also be followed by a rectification column for separating off the water from the mixture with the organic components, since the Presence of water in the feed to the second converter to convert the
  • the separated compounds of the type R 1 -OR 2 (methanol or methanol / DME mixture) or the product stream from the first converter (block I) is fed into the second converter (in the figures - block III) of the synthesis of gasoline, where it prefers with the recycle stream of methanol (stream 11 in Figures 1 + 2) from the block V, with the recycle stream of the light hydrocarbon gas (stream 7 in Fig. 1) from the block IV and the stream of unreacted synthesis gas (Stream 5 on Fig. 1) from the separator (block II) is mixed.
  • the mixed stream is preferably heated in the recuperator - heat exchangers and in the heater and fed into the converter for gasoline synthesis.
  • the presence of hydrogen and carbon monoxide in the process of the invention in the zone of the reaction of methanol (and optionally dimethyl ether) reduces, at least in part, the undesired decomposition of methanol into hydrogen and carbon monoxide in step b.).
  • the partial pressure of the hydrogen is preferably higher than 0.07 MPa and the partial pressure of the carbon monoxide higher than 0.008 MPa.
  • hydrogen and carbon monoxide are mixed with the methanol previously separated from the first product stream (and optionally dimethyl ether), or the first product stream containing unreacted synthesis gas is passed directly into the second converter.
  • the hydrogen and the carbon monoxide serve as diluting components in the second converter, i. H. they dilute the educt (methanol and possibly DME).
  • the dilution of the methanol (of the methanol + of the DME) in the feed stream to the second converter must be such that the partial pressure of the methanol is less than 0.5 MPa and that of the water is less than 0.3 MPa.
  • the product from the converter of the gasoline synthesis is preferably cooled in recuperator heat exchangers, wherein preferably the starting material of the converter (methanol and possibly DME), if possible in admixture with circulating gas, is heated.
  • the cooled stream is preferably added to the second separator (in Figures Block IV) to separate the Converted converter product of gasoline synthesis.
  • the petrol hydrocarbons condense, part of the light ones
  • Hydrocarbons the unreacted compounds of the type R 1 -O-R 2 and water.
  • the separator are preferably 1. the water, which unreacted compounds of the type
  • R 1 -OR 2 contains, 2. the gasoline hydrocarbons and 3. the gaseous phase, which contain hydrogen, carbon oxides and light hydrocarbons (mainly up to 4 carbon atoms, predominantly methane and C 2 -C 4 hydrocarbons) resulting from the conversion of methanol form, separated.
  • a portion of the gas phase is mixed with a portion of the CO and H 2 -containing gases from the first separator (in the block II) and preferably as diluting components to the feedstock (methanol and possibly DME) in the converter of the gasoline synthesis.
  • the condensate of the gasoline hydrocarbons from the separator c.) Is preferably heated and led to the stabilizing column, in the light overhead gases (short-chain hydrocarbons, essentially propane, propylene, butane, butylene, as well as methane, ethane, ethylene and H 2 ) from the stable gasoline (Stream 8 on the pictures) are separated. Possibly.
  • the C 3 -C 4 -hydrocarbons can be separated off as liquid fraction C 3 -C 4 .
  • heavy fuel (stream 9 in the figures) in the stabilizing column or in an additional column can be separated.
  • aqueous phase (stream 10 in the figures) from the separator c.) Can be used as a variant in a rectification column (block V in Fig. 1 + 2) and then to the converter of water purification (block VI in Fig. 1 + 2) be directed.
  • a rectification column block V in Fig. 1 + 2
  • the converter of water purification block VI in Fig. 1 + 2
  • Rectification column the concentration of the compound of the type R 1 -O-R 2 (stream 11 in Figs. 1 + 2) takes place.
  • This recycle stream is directed to the block of gasoline synthesis.
  • the water obtained in the bottom of the column, which contains residual contents of R 1 -O-R 2, is passed to the converter for water purification.
  • the aqueous phase from the separator c.) Can also be added directly to the water purification.
  • Fig. 1 shows the block diagram for a preferred production process of gasoline from synthesis gas according to the inventive method with separation of the recycle stream of the synthesis gas from the product of the converter of the synthesis of compounds of the type R 1 -OR 2 and the catalytic decomposition of the methanol in the water following the removal by distillation of the main amount of methanol from the process water.
  • Figure 2 shows the block diagram for a preferred synthetic gasoline synthesis process of the present invention with direct introduction of the product stream from the first converter to the second converter and separation of the recycle stream of the synthesis gas from the product of the gasoline synthesis converter and the catalytic decomposition of the methanol in the water after the separation by distillation of the main amount of methanol from the process water.
  • synthesis gas 1 whose major components hydrogen and carbon monoxide in a ratio depending on the method of production but which also contains inert components is purified of catalyst poisons and impurities, compressed as necessary, and injected into the first converter (block I ) of the synthesis of compounds of the type
  • R 1 -O-R 2 is fed, where it is mixed with the cycle gas 3.
  • the resulting mixture is preheated to the reaction temperature in recuperator heat exchangers and heaters (steam and / or electric heaters, ovens) and in the converter of the synthesis of
  • Conducted compounds of the type R 1 -O-R2 In the preparation of the compounds of the type R 1 - O-R, the contact with the catalyst of the methanol synthesis or with the catalyst of the methanol synthesis and the catalyst of the dehydration of methanol to dimethyl ether.
  • the use of copper-containing catalysts at a temperature of up to 260 ° C and a pressure of up to 8 MPa is preferred, but it can also zinc-chromium catalysts, which at a temperature of up to 360 ° C and to work at a pressure of more than 8 MPa.
  • the product from the converter of the synthesis of compounds of the type R 1 -O-R 2 is cooled in heat exchangers by the raw material stream is preheated, as well as in the air and water cooler, in the presence of dimethyl ether in the product is also deep
  • the condensate (crude ethanol, water content up to 20% or mixture of dimethyl ether, methanol and water) is separated in the separator (block II).
  • the gas product from the separator is unreacted synthesis gas, part of which (stream 3) is passed to mix with the starting syngas for more complete conversion of the feedstock.
  • Separator separated compounds of the type R 1 -OR 2 4 are reacted with the recycle stream of methanol 11 from block V, the recycle stream 7 of the light Hydrocarbon gases from the second separator (block IV) and the stream 5 of the unreacted synthesis gas from block II, preferably gas product from the separator, mixed.
  • the components are preferably heated in recuperator heat exchangers and / or in heaters and fed into the gasoline synthesis converter.
  • the conversion of the compounds of the type R 1 -O-R 2 (methanol and optionally DME) in the second converter (block III) is preferably kept below 99.5%.
  • the product of the gasoline synthesis converter contains the hydrocarbons (especially gasoline hydrocarbons) produced in the reaction of the compounds of type R 1 -O-R 2 and unreacted
  • Both converters are preferably cooled converters.
  • the first converter has a heat transfer area of at least 50 m 2 per 1 m 3 of catalyst at a flow rate of the recycle gas of less than 150 real m 3 / m 3 catalyst.
  • the heat transfer surface is at least 40 m 2 per 1 m 3 of catalyst at a flow rate of the circulating gas of gasoline synthesis of less than 150 real m 3 / m 3 catalyst.
  • the steam generated in the cooling of the converter is, as described above, used to produce a refrigerant by means of an absorption refrigerator, in steam heaters for preheating the feed streams of the first converter and as bottom heating of the column for product separation.
  • the product from the converter of gasoline synthesis (block III) is cooled in the recuperator heat exchangers, whereby the feed material of the converter is heated, furthermore it is cooled in coolers. In the process of cooling, condensation of the petroleum hydrocarbons and of the water takes place.
  • the cooled stream 6 is transferred to the separator c.) (Block IV) for separation of the reactor product of gasoline synthesis.
  • the separator c.) 1. the methanol-containing water 10, 2. the petrol hydrocarbon phase 8 + 9 and 3. the gas phase 7, which contains hydrogen, carbon oxides and light hydrocarbons, which form in the conversion of methanol, separated.
  • the recycle stream of the light hydrocarbon gas 7 is mixed in the highlighted case with a portion of the CO and H 2 -containing gases 5 from the first separator (Block II) to form a diluting component for the feedstock of the synthesis of
  • the aqueous phase 10 from the separator is added to the block V to concentrate the
  • block V of the concentration of the compounds of the type R 1 -O-R 2 the enrichment of the methanol in the head is realized in a rectification column and the recycle stream of methanol 11 is obtained, which is conveyed to block III of the gasoline synthesis.
  • the gas Ström 13 is obtained from the decomposition of the methanol - carbon oxides and hydrogen, which is the first converter (block I) is supplied. It is obtained chemically purified water 14, which is used for the replenishment of the system of the recooling water, the system of steam generation and for other purposes.
  • Fig. 2 The manufacturing process shown in Fig. 2 is a simplified variant of the method shown in Fig. 1 and differs from this in particular in the following point:
  • the product of the first converter (block I) is heated in heat exchangers and / or heaters and passed directly, without prior separation, to the converter (block III) of the gasoline synthesis.
  • recycled cycle gas 3 (here from block IV) can also be added here again.
  • the product from the first converter essentially corresponds in its composition to the product from the process on FIG. 1.
  • the conversion of the compound of the type R 1 -O-R 2 is preferably kept below 99.5%.
  • the product from the gasoline synthesis converter is also preferably cooled first in the recuperator heat exchangers and in coolers.
  • the partially cooled stream 6 is fed into the block IV of the separation of the products of the gasoline synthesis converter, where condensation of the gasoline hydrocarbons and the water takes place due to the cooling in the coolers.
  • the water 10 which contains unreacted compounds of the type R 1 -O-R 2, deposited and the gasoline hydrocarbon phase and the gas phase are separated.
  • the gas product from the separator consists mainly of unreacted synthesis gas and light hydrocarbons, part of which (stream 3) is recycled to the first converter (block I) for mixing with the starting syngas for more complete conversion of the feedstock.
  • the water formed in the converter of gasoline synthesis contains here, depending on the degree of conversion, usually between 3.5% and 40% methanol (and possibly DME). There is therefore a purification of the water in a rectification column (block V) and then in a separate converter of water purification (block VI) by catalytic decomposition of the methanol into hydrogen and carbon oxides (these gases are recycled as an admixture to the synthesis gas in the process -. see description of Fig. 1).
  • the hydrocarbon condensate from the separator (block IV) is passed to the stabilization column (block IV), in which the gasoline 8 is separated.
  • the stabilization column (block IV), in which the gasoline 8 is separated.
  • From the unstable petroleum hydrocarbons heavy fuel 9 can be separated in a stabilizing column or an additional column.
  • the water phase 10 from the separator is in the block V of the enrichment of the
  • Type R 1 -OR 2 compounds and then fed to the water purification converter (block VI).
  • block V of the concentration of the compounds of the type R x -O-R the enrichment of the methanol in the top part is realized in a rectification column and a recycle stream of this methanol 11 is obtained, which is returned to the block III of the gasoline synthesis.
  • the methanol-containing water stream is preferably conveyed through the recuperator heat exchangers and / or preheaters, where it is heated to the required reaction temperature, and then fed to the converter for water purification, where contact with the catalyst for decomposition of the methanol in Hydrogen and carbon oxides is realized.
  • the product from the water purification converter is preferably cooled in recuperator heat exchangers and an air cooler. Subsequently, the gas phase is separated from the condensate in a separator. The thereby separated gases of decomposition of the methanol 13 emerge from the separator and are passed for mixing with the crude synthesis gas in the first converter (block I).
  • the purified water is conveyed to the degasifier column. It is obtained chemically purified water 14, which is used for the replenishment of the system of the recooling water, the system of steam generation and for other purposes.
  • the converters are cooled indirectly.
  • the water absorbs the heat from a heat carrier, which in turn dissipates the heat from the reaction zone.
  • the water leaves blocks I and III as steam.
  • Fig. 3 shows a block diagram of the TIGAS process.
  • Synthesis gas is mixed with cycle gas containing unreacted components of the synthesis gas and light hydrocarbons, and enters the reactor of synthesis of methanol + DME with a bifunctional catalyst consisting of a catalyst component of methanol synthesis and a catalyst component of dehydration of methanol ,
  • the resulting mixture of methanol + DME + water and components of the unreacted synthesis gas is added to the gasoline synthesis stage where conversion of the methanol and DME to hydrocarbons occurs on a zeolite-containing catalyst.
  • the product mixture is then separated into gasoline, an aqueous phase which is put to purification, a C3-C4 fraction and gas, part of which as a circulation gas is led to the stage of synthesis of oxygen compounds. All stages are performed at approximately the same pressure in the range of 50-100 bar.
  • the yield of oxygen compounds based on CH 2 in the synthesis gas, is 94%.
  • the yield of gasoline is 73.34, based on CH 2 in the synthesis gas without taking into account losses in the product separation, etc ..
  • examples of different variants of the process execution according to the invention are listed.
  • the volume flow of the synthesis gas is: 738.3 m (i.N.) / h.
  • MEGAMAX 700 ® components CuO, ZnO, A1 2 0 3
  • SMA-2 zeolite-containing catalyst from Südchemie
  • the operating conditions in the converter of the synthesis of compounds of the type R 1 -O-R 2 are temperatures in the range of 210 to 260 ° C and pressures in the range of 50 to 55 MPa.
  • the volume of the catalyst is 0.46 m, the heat exchange surface in the reaction zone is 30 m.
  • the pressure of the generated water vapor is 1.8 MPa.
  • Example 2 In the converter of gasoline synthesis in Examples 2 to 4 is a pressure of 7 bar and in Example 5, a pressure of 45 bar before.
  • the temperature of the process is in the range of 310 to 430 ° C in the reaction regime and in the range of 280 to 500 ° C in the regeneration regime.
  • converters of methanol synthesis and gasoline synthesis are cooled. Converters with a heat transfer area of 60 m 2 / m 3 of catalyst are used.
  • the reactions in the converters of the synthesis of methanol and the synthesis of gasoline are carried out under approximately isothermal conditions in which the temperature difference within the catalyst bed is below 5 K.
  • Example 2 differ by a different choice of application of individual distinguishing features of the invention.
  • Example 2
  • the synthesis gas production facility is mainly similar to the scheme shown in Figure 1 and includes: one block (Block I) of synthesis of methanol from synthesis gas, one block (Block II) of methanol separation from the product stream of Block I, one block (Block III) the synthesis of gasoline from crude methanol, one block (Block IV) of the fractionation with removal of the product gasoline, one block (Block V) of the separation of methanol from the process water.
  • the synthesis gas production plant is mainly similar to the one shown in Fig. 1 and includes: one block of the synthesis of methanol from synthesis gas (block I), one block (block II) of the separation of methanol from the product stream of block I, one block (Block III) the synthesis of gasoline from crude methanol, one block (Block IV) of the fractionation with removal of the product gasoline, one block (Block V) of the separation of methanol from the process water.
  • the synthetic gas production facility corresponds to the scheme of Figure 1 and includes: a block (Block I) of the synthesis of methanol from synthesis gas, a block (Block II) of the separation of methanol from the product stream of Block I, a block ( Block III) of the synthesis of gasoline from crude methanol, one block (block IV) of the fractionation with removal of the product gasoline, one block (block V) of the separation of methanol from the process water, one block (block VI) of the water purification of methanol.
  • the synthetic gas production facility is as shown in Figure 2 and includes: one block (block I) of synthesis of methanol from synthesis gas, one block (block III) of the synthesis of gasoline without methanol separation from the product stream of block I. , one block (block IV) of the fractionation with removal of the product gasoline, one block (block V) of the separation of methanol from the process water, one block (block VI) of the water purification of methanol Table 5.1.
  • V - block of concentration of compounds of the type R 1 -O-R 2 (preferred

Abstract

The invention relates to a method for generating gasoline hydrocarbons by means of converting synthesis gas into a compound comprising oxygen, such as methanol and/or dimethyl ether, in a first converter and further converting said gas into hydrocarbons in a second converter. The method is in particular characterized in that synthesis gas that is not converted in the first converter is fed back, and light hydrocarbons and unreacted components of the synthesis gas are fed back from the product flow of the second converter into the first or second converter. The return flow of said components allows partial pressures to be adjusted, in particular that of methanol in the second converter, wherein product quality is improved. In order to further improve product quality, the process is preferably run under isothermal conditions and conditions of incomplete conversion.

Description

Verfahren zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen, insbesondere Benzin,  Process for the production of hydrocarbons, in particular gasoline,
aus Synthesegas  from synthesis gas
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen, insbesondere Benzin, aus nicht kohlenwasserstoffhaltigen Verbindungen, insbesondere aus Synthesegas, welches Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthält. The invention relates to a process for the production of hydrocarbons, in particular gasoline, from non-hydrocarbon compounds, in particular from synthesis gas, which contains carbon monoxide and hydrogen.
Stand der Technik.  State of the art.
Synthesegas, welches hauptsächlich ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff ist, kann aus verschiedenen leicht zugänglichen festen und gasförmigen Quellen des Kohlenstoffs und Wasserstoffs erzeugt werden. Der auf Grundlage von Synthesegas synthetisierte Kohlenwasserstoffrohstoff und die Motorenbrennstoffe sind reale Alternativen zu den Erdölkohlenwasserstoffen und in ihrer Qualität teilweise besser. Deshalb ist die Effektivität der Technologie zur Umsetzung von Synthesegas in Kohlenwasserstoffe seit vielen Jahren ein aktuelles Problem.  Synthesis gas, which is primarily a mixture of carbon monoxide and hydrogen, can be generated from various readily available solid and gaseous sources of carbon and hydrogen. The hydrocarbon raw material synthesized based on synthesis gas and the motor fuels are real alternatives to petroleum hydrocarbons and sometimes better in quality. Therefore, the effectiveness of the technology for converting synthesis gas into hydrocarbons has been a current problem for many years.
In der 1925 entwickelten Fischer- Tropsch-Synthese (US 1,746,464) wird Synthesegas direkt katalytisch zu Kohlenwasserstoffen umgesetzt.  In the Fischer-Tropsch synthesis developed in 1925 (US 1,746,464), synthesis gas is catalytically converted directly into hydrocarbons.
Es ist bekannt, dass Benzin aus Synthesegas in zwei Stufen erzeugt werden kann: zunächst erfolgt die Synthese von Sauerstoffverbindungen (z. B. Methanol oder auch Dimethylether oder ein Gemisch beider Verbindungen), dann die Umwandlung der Sauerstoffverbindungen an einem zeolithhaltigen Katalysator in ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen. Durch die Firma„Mobil Oil" wurden einige Verfahren der Erzeugung von Benzin aus Synthesegas nach diesem Schema entwickelt. Beide Verfahrensstadien werden in wissenschaftlich-technischer und Patentliteratur beschrieben: die Synthese von Methanol wird zum Beispiel ausführlich im Buch von Karawajewa M. M. u. a.„Technologie des synthetischen Methanols", M.: Chimija, 1984, erläutert; die Synthese eines Gemisches aus Methanol und Dimethylether in US 3,894,102; die Synthese von Kohlenwasserstoffen aus Methanol und Dimethylether - in einer Übersicht von C. D. Chang, Catal. Rev. - Sei. Eng., v. 25, N 1 (1983) und in US 4,404,414 aus 1983.  It is known that synthesis gas gas can be produced in two stages: first, the synthesis of oxygen compounds (eg methanol or dimethyl ether or a mixture of both compounds), then the conversion of the oxygen compounds on a zeolite-containing catalyst into a mixture hydrocarbons. Several methods of producing gasoline from synthesis gas have been developed according to this scheme by the company "Mobil Oil." Both process stages are described in scientific-technical and patent literature: the synthesis of methanol is described in detail in the book by Karavayeva MM et al., "Technology of Synthetic Gas Methanol's, M .: Chimija, 1984; the synthesis of a mixture of methanol and dimethyl ether in US 3,894,102; the synthesis of hydrocarbons from methanol and dimethyl ether - reviewed by C. D. Chang, Catal. Rev. - Be. Eng., V. 25, N 1 (1983) and in US 4,404,414 from 1983.
US 6,191,175 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Methanol bzw. Dimethylether. Dazu erfolgt zunächst die Synthese von Methanol aus Synthesegas, welches vorgewärmt in einen ersten Reaktor geführt wird. Das Reaktionsprodukt wird ggf. mit Synthesegas vermischt und nochmals in einem zweiten Reaktor umgesetzt, der entweder ebenfalls der Methanolsynthese oder der Synthese von Dimethylether dient. Um hohe Produktkapazitäten zu erzielen, wird das Verfahren bevorzugt adiabatisch geführt. US Pat. No. 6,191,175 discloses a process for the preparation of methanol or dimethyl ether. For this purpose, first, the synthesis of methanol from synthesis gas, which is preheated in a first reactor. The reaction product is optionally mixed with synthesis gas and reacted again in a second reactor, which also serves either the methanol synthesis or the synthesis of dimethyl ether. In order to achieve high product capacities, the process is preferably conducted adiabatically.
US 5,908,963 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Dimethylether. Das Produkt kann bis zu 20 Gew.- Methanol und bis zu 20 Gew.- Wasser enthalten. In einem ersten Prozessschritt wird in einem oder mehreren Reaktoren Synthesegas in ein Gasgemisch aus Dimethylether, Methanol und Wasser umgesetzt. Die verwendeten Katalysatoren haben sowohl eine Methanolsyntheseaktivität als auch die Fähigkeit zur Dehydratisierung von Methanol. Das Gasgemisch wird mittels mehrerer Destillations- und Waschschritte getrennt, um reinen Dimethylether zu erhalten. US 5,908,963 discloses a process for the preparation of dimethyl ether. The product may contain up to 20% by weight of methanol and up to 20% by weight of water. In a first process step, synthesis gas is converted into a gas mixture of dimethyl ether, methanol and water in one or more reactors. The catalysts used have both a methanol synthesis activity and the ability to dehydrate methanol. The gas mixture is separated by means of several distillation and washing steps to obtain pure dimethyl ether.
Bei dem Verfahren der Umwandlung von Synthesegas in Benzin entsprechend US 3,894,102 (aus 1975) wird in der ersten Stufe der Kontakt des Synthesegases mit einem Katalysator, welcher aus einem Gemisch eines Methanolsynthesekatalysators und eines sauren Katalysators der Dehydratisierung besteht, bei einer Temperatur von 371 °C unter Bedingungen zur Erzeugung eines Produkts, welches Dimethylether enthält, realisiert. In der zweiten Stufe wird der Kontakt von mindestens des Dimethylethers mit einem Zeolithkatalysator bei einer Temperatur von 288 - 454 °C, einem Druck bis zu 21 MPa und einer Mas sengesch windigkeit der Rohstoffzuspeisung von 0,5 - 1000 h"1 realisiert, wobei ein Produkt erzeugt wird, dessen organischer Teil vorzugsweise Benzin ist. Das Produkt der ersten Stufe kann direkt zur zweiten geleitet werden, oder es wird aufgetrennt, beispielsweise wird das Wasser abgetrennt (mit oder ohne Methanol), außerdem werden H2 und Kohlenmonoxid (nicht umgesetztes Synthesegas) abgetrennt, welche (möglicherweise nach Ausschleusung des C02) zur ersten Stufe zurückgeführt werden. In the process of converting synthesis gas into gasoline according to US 3,894,102 (from 1975), in the first stage, the contact of the synthesis gas with a catalyst consisting of a mixture of a methanol synthesis catalyst and an acid catalyst of dehydration is carried out at a temperature of 371 ° C under conditions for producing a product containing dimethyl ether. In the second stage, the contact of at least the dimethyl ether with a zeolite catalyst at a temperature of 288-454 ° C, a pressure up to 21 MPa and a Mas sengesch windiness of raw material feed of 0.5 - 1000 h "1 realized, wherein a The product of the first stage may be passed directly to the second or it may be separated, for example the water is separated (with or without methanol) and H 2 and carbon monoxide (unreacted synthesis gas ), which (possibly after discharge of C0 2 ) are recycled to the first stage.
Nach dem Stand der Technik wird der Prozess der Umwandlung von Methanol und Dimethylether, die in der Regel in der ersten Stufe synthetisiert werden, unter Bedingungen ihres fast vollständigen Umsatzes realisiert, wobei sich die Sauerstoffverbindungen im Wasser anreichern und es entsteht das Problem der Verwertung des Abwassers und / oder der Abtrennung der Sauer Stoffverbindungen aus den wasserhaltigen Strömen, was wesentlich die ökonomischen Kennziffern des Prozesses verschlechtert.  In the prior art, the process of converting methanol and dimethyl ether, which are usually synthesized in the first stage, realized under conditions of almost complete conversion, wherein the oxygen compounds accumulate in the water and there arises the problem of the utilization of the wastewater and / or the separation of the acidic compounds from the hydrous streams, which substantially degrades the economic indicators of the process.
In diesem Zusammenhang werden im Stand der Technik Prozesse der Umwandlung von Sauerstoffverbindungen in Kohlenwasserstoffe vorgeschlagen, welche das Problem durch das Aufrechterhalten eines Umsatzgrades des Rohstoffs auf einem Niveau von mehr als 99 % lösen. Das aus dem Endprodukt abgetrennte Wasser wird von der Anlage weggeführt und der biologischen bzw. biochemischen Reinigung zugeführt. In this connection, the prior art proposes processes of conversion of oxygen compounds to hydrocarbons which overcomes the problem by maintaining a degree of conversion of the raw material at a level of more than 99%. to solve. The separated from the final product water is led away from the plant and fed to the biological or biochemical purification.
US 4,814,535 (aus 1989) offenbart ein Verfahren der Erzeugung von Benzin aus sauerstoffhaltigen Verbindungen mit einer Anzahl von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. Dabei wird der Umsatz des Rohstoffs auf einem Niveau von 99,9 % gehalten, indem die Temperatur am Eintritt in den Reaktor stufenweise erhöht wird und der Rohstoffstrom verringert wird. Bei Absinken des Umsatzgrades unter 99,9 % wird die Rohstoffzufuhr unterbrochen.  US 4,814,535 (1989) discloses a method of producing gasoline from oxygenated compounds having a number from 1 to 4 carbon atoms. Here, the conversion of the raw material is maintained at a level of 99.9% by the temperature at the inlet to the reactor is gradually increased and the raw material flow is reduced. If the degree of conversion falls below 99.9%, the supply of raw materials is interrupted.
US 4,523,046 (aus 1985) offenbart ein Verfahren der Erzeugung von Benzin aus Methanol. Dabei wird der Katalysator in einzelnen Betten angeordnet und beim Kontakt des Rohstoffs mit dem Katalysatorbett wird ein Umsatzgrad des Rohstoffs von praktisch 100 % erreicht. Bei Verringerung des Umsatzgrades wird der Rohstoff zum nächsten Katalysatorbett geleitet. US 4,523,046 (1985) discloses a method of producing gasoline from methanol. The catalyst is arranged in individual beds and upon contact of the raw material with the catalyst bed, a degree of conversion of the raw material of practically 100% is achieved. When reducing the degree of conversion of the raw material is passed to the next catalyst bed.
Zur Verbesserung des Herstellungsverfahrens von Benzin aus Synthesegas oder aus Methanol bzw. aus Methanol und Dimethylether (DME) werden nach dem Stand der Technik verschiedene Aspekte berührt, darunter die Temperaturkontrolle in der Zone der hochexothermen Umwandlung des Methanols bzw. DME in Kohlenwasserstoffe und die Benzinselektivität und -qualität, speziell der Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen, insbesondere der schweren Kohlenwasserstoffe, im hergestellten Benzin. To improve the production process of gasoline from synthesis gas or from methanol or from methanol and dimethyl ether (DME), various aspects of the prior art are affected, including the temperature control in the zone of highly exothermic conversion of methanol or DME into hydrocarbons and the Benzinselektivität and quality, especially the content of aromatic hydrocarbons, in particular heavy hydrocarbons, in the gasoline produced.
Die Temperaturkontrolle in der Zone der Umwandlung des Methanols bzw. DME in Kohlenwasserstoffe erfolgt mit Hilfe von verdünnenden Komponenten im Rohstoff ström, die selbst nicht an der Reaktion teilnehmen. Im Verfahren nach US 4,035,430 (aus 1977) benutzt man dafür mindestens eine Verbindung aus Crbis Cs-Kohlenwasserstoffen und das gekühlte durolhaltige Produkt. Letztere Verbindung hat zusammen mit der Temperatur einen Einfluss auf die Ausbeute an aromatischen Kohlenwasserstoffen und den Gehalt der darin enthaltenen Fraktionen an BTX (Benzol, Toluol, Xylol). The temperature control in the zone of conversion of the methanol or DME into hydrocarbons takes place with the help of diluting components in the raw material Ström, which themselves do not take part in the reaction. In the process according to US Pat. No. 4,035,430 (from 1977), at least one compound of Crbis Cs-hydrocarbons and the cooled product containing durol are used for this purpose. The latter compound, together with the temperature, has an influence on the yield of aromatic hydrocarbons and the content of the fractions contained therein on BTX (benzene, toluene, xylene).
Als verdünnende, nicht an der Hauptreaktion teilnehmende, Komponente benutzt man gemäß US 4,788,369 (aus 1988) auch eine Fraktion des Flüssigproduktes (C3-/C4_ -Fraktion), welche vom Reaktionsprodukt abgetrennt und in den Reaktor rückgeführt wird. Dabei gibt es einen zusätzlichen Effekt - die Erhöhung der Benzinausbeute durch die Oligomerisation der zurückgeführten Olefine, als Nebenreaktion. According to US 4,788,369 (from 1988), a fraction of the liquid product (C 3 - / C 4 _ fraction) which is separated off from the reaction product and recycled into the reactor is used as the diluting component which does not participate in the main reaction. There is an additional effect - the increase in gasoline yield due to the oligomerization of the recycled olefins, as a side reaction.
Im Verfahren gemäß US 4,404,414 (aus 1983) zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen benutzt man inerte verdünnende Komponenten: leichtes Gas, welches vom Reaktionsprodukt abgetrennt wurde, sowie Wasserdampf, Wasserstoff und C2- - und C3+ - Kohlenwasserstoffe oder ihre Gemische. In the process according to US 4,404,414 (from 1983) for the production of hydrocarbons, use is made of inert diluting components: light gas, which is obtained from the reaction product as well as water vapor, hydrogen and C 2 and C 3 + hydrocarbons or their mixtures.
In US 5,602,289 wird als verdünnende Komponente ein Gas eingesetzt, welches aus zwei zum Reaktor zurückgeführten Gasströmen (C2- - Kohlenwasserstoffe und C3+ - Kohlenwasserstoffe) zusammengemischt wird. Der Partialdruck des Wassers, inklusive des Wassers, welches sich bei der Reaktion der Umwandlung des Methanols im Reaktor gebildet hat, beträgt dabei unter 2,2 atm. Die Begrenzung des Partialdrucks für Wasserdampf wird durch den bekannten Effekt der irreversiblen Deaktivierung des Zeoliths bei Anwesenheit von Wasserdämpfen bedingt. Die Zusammensetzung der verdünnenden Komponente wird in diesem bevorzugten Fall von einem Verhältnis der C2- - Kohlenwasserstoffe / C3+ - Kohlenwasserstoffe in den Grenzen zwischen 1/3 bis 3/1 und einem Wasserstoffgehalt zwischen 10 und 50 % Mol vorgegeben. Die Verwendung von Gasen mit einer niedrigen Wärmekapazität (Wasserstoff, C2- - Kohlenwasserstoffe) als verdünnende Komponenten erhöht den Faktor der Verdünnung, gestattet aber, die Umwandlung des Methanols in Kohlenwasserstoffe bei einem höheren Druck (bei Einhaltung der geforderten oberen Grenze für den Wasserdampfpartialdruck) durchzuführen. No. 5,602,289 uses a gas which is mixed together from two gas streams (C 2 -hydrocarbons and C 3+ -hydrocarbons) returned to the reactor as diluting component. The partial pressure of the water, including the water which has formed in the reaction of the conversion of the methanol in the reactor, is less than 2.2 atm. The limitation of the partial pressure for water vapor is due to the known effect of the irreversible deactivation of the zeolite in the presence of water vapor. The composition of the diluting component is given in this preferred case by a ratio of the C 2 -C hydrocarbons / C 3+ hydrocarbons in the limits between 1/3 and 3/1 and a hydrogen content between 10 and 50% mol. The use of low heat capacity gases (hydrogen, C 2 hydrocarbons) as diluting components increases the dilution factor, but allows the conversion of the methanol to hydrocarbons at a higher pressure (while maintaining the required upper limit for the water vapor partial pressure). perform.
Aufgabe task
Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines wirtschaftlichen und vereinfachten Prozesses der Erzeugung von Benzinkohlenwasserstoffen aus Synthesegas sowie eines einfachen Anlagenschemas mit vereinfachten technologischen Etappen. Ziel ist auch das Erreichen einer hohen Benzinselektivität bei gleichzeitig hoher Benzinqualität und die Bereitstellung einer abfallfreien Technologie ohne umweltschädigende Nebenprodukte. The object of the invention is the development of an economical and simplified process of the production of gasoline hydrocarbons from synthesis gas and a simple plant scheme with simplified technological stages. The aim is also to achieve a high Benzselektektivität with high gasoline quality and the provision of a waste-free technology without environmentally harmful by-products.
Kurzbeschreibung der Erfindung. Brief description of the invention.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen gemäß Anspruch 1 gelöst:  According to the invention the object is achieved by a process for the production of hydrocarbons according to claim 1:
In dem erfindungs gemäßen Prozess erfolgt die Erzeugung von Kohlenwasserstoffen durch den Umsatz eines CO- und H2-haltigen Gasgemisches (nachfolgend auch Synthesegas genannt) durch  In the process according to the Invention, the production of hydrocarbons is effected by the conversion of a CO- and H2-containing gas mixture (also referred to below as synthesis gas)
a. ) Kontakt mit einem Katalysator in einem ersten Konverter zur Erzeugung des erstena. Contact with a catalyst in a first converter to produce the first
Produktstromes, Product stream,
der mindestens eine chemische Verbindung des Typs R 1 -O-R2 enthält (wobei R 1 - Alkylgruppen mit einer Kohlenstoffzahl von 1 bis 5 sind, R - Wasserstoff, Alkyl- und Alkoxygruppen mit einer Kohlenstoffzahl von 1 bis 5 sind), die bevorzugt Methanol und/oder, bei Notwendigkeit, Dimethylether ist  containing at least one chemical compound of the type R 1 -O-R 2 (wherein R 1 are alkyl groups having a carbon number of 1 to 5, R is hydrogen, alkyl and alkoxy groups having a carbon number of 1 to 5), preferably methanol and / or, if necessary, dimethyl ether
sowie auch nicht umgesetzte Komponenten von Synthesegas, welche von der flüssigen Phase abgetrennt werden können und zu mindest teilweise in den ersten Konverter eingespeist werden,  as well as unreacted components of synthesis gas, which can be separated from the liquid phase and are at least partially fed into the first converter,
b. ) Kontakt des gesamten Produkts aus dem ersten Konverter oder nach Abtrennung von zu mindest einem Teil der nicht reagierten Komponenten des Synthesegases, mit einem Katalysator in einem zweiten Konverter b. ) Contact of the entire product from the first converter or after separation of at least a portion of the unreacted components of the synthesis gas, with a catalyst in a second converter
bevorzugt bei einem Partialdruck  preferably at a partial pressure
des Wasserstoffs von größer als 0,07 MPa,  of hydrogen greater than 0.07 MPa,
der Oxide des Kohlenstoffs von größer als 0,008 MPa,  the oxides of carbon greater than 0.008 MPa,
der Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 , bevorzugt des Methanols  the compound of the type R 1 -O-R 2, preferably of the methanol
und/oder des Dimethylether, von weniger als 0,5 MPa,  and / or the dimethyl ether, of less than 0.5 MPa,
des Wassers von weniger als 0,3 MPa  of water of less than 0,3 MPa
bevorzugt bei einem Umsatz der Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 von nicht weniger als 82 , bevorzugt bei einem Methanolumsatz von nicht weniger als 82 % und nicht mehr als 99,5 , sowie, bei Notwendigkeit, bei einem Dimethylether- Umsatz von nicht weniger als 92 % und nicht mehr als 99,8 ,  preferably at a conversion of the compound of the type R 1 -OR 2 of not less than 82, preferably at a methanol conversion of not less than 82% and not more than 99.5, and, if necessary, at a dimethyl ether conversion of not less than 92% and not more than 99.8,
zur Erzeugung eines Produktstroms, der - Benzinkohlenwasserstoffe, for producing a product stream, the - petroleum hydrocarbons,
mit bevorzugt bis zu 45 Mass. - % aromatischen Verbindungen, darin enthalten bis 1 Mass. - % Benzol und mit bevorzugt nicht weniger als 40 Ma. -%  preferably up to 45 mass. -% of aromatic compounds, containing up to 1 mass. -% benzene and preferably not less than 40 Ma. -%
Isoparaffinen (verzweigte gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe mit mindestens 5 C- Atomen),  Isoparaffins (branched saturated aliphatic hydrocarbons having at least 5 carbon atoms),
- CrC4- Kohlenwasserstoffe, - CrC 4 - hydrocarbons,
die sich bevorzugt in einer Menge von nicht mehr als 17 Mass. -% bilden (umgerechnet auf C im umgesetzten Methanol und/oder, bei Notwendigkeit, im umgesetzten Dimethy lether),  which is preferably in an amount of not more than 17 mass. -% form (converted to C in the methanol reacted and / or, if necessary, in the reacted dimethyl ether),
- nicht umgesetzte Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 ,  unreacted compounds of the type R 1 -O-R 2,
- sowie auch nicht reagierte Komponenten des Synthesegases  - As well as unreacted components of the synthesis gas
enthält,  contains
wobei Synthesegas aus dem ersten und /oder zweiten Produktstrom abgetrennt wird und zu mindest teilweise als Kreislaufgas in den ersten Konverter rückgeführt wird, wherein synthesis gas is separated from the first and / or second product stream and is at least partially recycled as recycle gas into the first converter,
c.) Trennung des Produktes des zweiten Konverters der Synthese von instabilem Benzin, das mit bekannten Methoden stabilisiert wird, wobei c.) Separation of the product of the second converter of the synthesis of unstable gasoline, which is stabilized by known methods, wherein
- eine Benzinfraktion, aus welcher, bei Notwendigkeit,  a gasoline fraction from which, if necessary,
eine Schwerbenzin-Fraktion, die Durol (1,2,4,5 -Tetramethylbenzol) enthält, abgetrennt wird,  a heavy fuel fraction containing Durol (1,2,4,5-tetramethylbenzene) is separated,
- eine Fraktion von C3-C4- Kohlenwasserstoffen,  a fraction of C3-C4 hydrocarbons,
- sowie auch ein Gasstrom,  - as well as a gas stream,
welcher leichte Kohlenwasserstoffe (Ci und C2), nicht reagierte Komponenten des Synthesegases und andere Komponenten, die am Prozess teilnehmen, enthält, welcher zu mindest teilweise in den zweiten Konverter und/oder in den ersten Konverter zurückgeführt werden kann, which contains light hydrocarbons (C 1 and C 2 ), unreacted components of the synthesis gas and other components that participate in the process, which can be at least partially recycled to the second converter and / or to the first converter,
und auch  and also
- eine wässrige Phase, die Methanol und/oder eine andere Verbindung des Typs R1- O-R2 enthält, an aqueous phase containing methanol and / or another compound of the type R 1 -OR 2 ,
erhalten wird. 1 2 is obtained. 1 2
Die wässrige Phase, welche die Verbindung des Typs R -0-R enthält, wird entweder zur Reinigung oder zunächst zur Rektifikation gegeben. Durch die Rektifikation erfolgt eine  The aqueous phase containing the compound R-O-R is added either for purification or first for rectification. The rectification is followed by a
1 2  1 2
Auftrennung in eine konzentrierte Lösung der Verbindung des Typs R -O-R in Wasser  Separation into a concentrated solution of the compound R -O-R in water
1 2  1 2
(bevorzugt nicht weniger als 75 % Verbindung des Typs R -O-R ) und in ein mit der  (preferably not less than 75% of the compound R -O-R) and in one with the
1 2  1 2
Verbindung des Typs R -O-R verschmutztes Wasser (bevorzugt Gehalt an Verbindung des Compound of the type R -O-R polluted water (preferably content of compound of
1 2 1 2
Typs R -O-R bis 5 ), welches zur Reinigung gegeben wird. Die in jedem Fall  Type R-O-R to 5), which is added for purification. Which in any case
1 2  1 2
vorgenommene Reinigung von der Verbindung des Typs R -O-R erfolgt entweder, wie unten näher erläutert, durch eine katalytische Zerlegung des Methanols und/oder einer anderen Purification of the compound of the type R-O-R is carried out either by catalytic decomposition of the methanol and / or another, as explained in more detail below
1 2  1 2
Verbindung des Typs R -O-R oder durch biologische Methoden.  Compound of the type R-O-R or by biological methods.
1 2  1 2
Die Konverter der Synthese von Verbindungen des Typs R -O-R und der Synthese von Benzin mit Abführung der Wärme der exothermen Reaktion aus der Reaktionszone, haben Wärmeübertragungsflächen, durch welche die Reaktionswärme an einen siedenden Wärmeträger übertragen wird. Der Wärmeträger (bzw. dessen Dämpfe) kondensiert in einer Kühlzone, welche bevorzugt siedendes Wasser zur Erzeugung von Wasserdampf enthält. Das Kondensat fließt in die Zone der Abführung der Reaktionswärme zurück (Prinzip des „Wärmerohrs").  The converters of the synthesis of compounds of the type R-O-R and the synthesis of gasoline with removal of the heat of the exothermic reaction from the reaction zone, have heat transfer surfaces through which the heat of reaction is transferred to a boiling heat carrier. The heat carrier (or its vapors) condenses in a cooling zone, which preferably contains boiling water for generating water vapor. The condensate flows back to the heat of reaction zone (principle of the "heat pipe").
1 2 1 2
Die Reaktionen in den Konvertern der Synthese von Verbindungen des Typs R -O-R und der Synthese von Benzin werden vorzugsweise unter annähernd isothermen Bedingungen durchgeführt, bei welchen die Temperaturdifferenz (ΔΎ) innerhalb der Katalysatorschüttung nicht 40 K übersteigt, bevorzugt bei einer ΔΎ von 10 - 20 K, besonders bevorzugt bei einer ΔΎ von unter 5 K. The reactions in the converters of the synthesis of compounds of type R -OR and the synthesis of gasoline are preferably carried out under approximately isothermal conditions in which the temperature difference (ΔΎ) within the catalyst bed does not exceed 40 K, preferably at a ΔΎ of 10-20 K, more preferably at a ΔΎ of less than 5 K.
Dabei wird die Reaktionswärme bevorzugt zur Erzeugung von Wasserdampf mit einem The heat of reaction is preferred for generating water vapor with a
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Druck von bis zu 4 MPa im Konverter der Synthese von Verbindungen des Typs R -O-R und bis zu 22 MPa im Konverter der Synthese von Benzin genutzt. Pressure of up to 4 MPa in the converter of synthesis of compounds of type R -O-R and up to 22 MPa used in the converter of the synthesis of gasoline.
Die Abführung der Wärme durch die Wärmeübertragungsfläche zur Erzeugung des Wasserdampfes erlaubt, die Verdünnung der Einsatzstoffströme mit Zirkulationsgas bis zu 150 realen m3/m3 Katalysator im Konverter der Methanolsynthese (nachfolgend Kreislauf gas) und auf 0 - 150 reale m3/m3 Katalysator im Konverter der Benzinsynthese (nachfolgend zirkulierendes Gas) zu begrenzen. The removal of heat through the heat transfer surface to generate the steam allows the dilution of feed streams with circulation gas up to 150 real m 3 / m 3 catalyst in the methanol synthesis converter (hereinafter cycle gas) and 0-150 real m 3 / m 3 catalyst in the gasoline synthesis converter (hereinafter referred to as circulating gas).
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung von Benzin aus Synthesegas beinhaltet den Kontakt des Synthesegases mit dem Katalysator im ersten Konverter (Konverter der Synthese von sauerstoffhaltigen Verbindungen) unter den Bedingungen der Synthese von Verbindungen des Typs R 1 -0-R2. Der Begriff „Verbindung des Typs R 1 -0-R 2" bezeichnet - mit R 1 - Alkylreste mit 1 bis 5 C- Atomen, - mit R 2 - Wasserstoff, Alkyl- und Alkoxyreste mitThe process according to the invention for the production of gasoline from synthesis gas involves the contact of the synthesis gas with the catalyst in the first converter (converter of the synthesis of oxygen-containing compounds) under the conditions of the synthesis of Compounds of the type R 1 -0-R2. The term "compound of the type R 1 -O-R 2" denotes - with R 1 - alkyl radicals having 1 to 5 C atoms, - with R 2 - hydrogen, alkyl and alkoxy radicals with
1 bis 5 C-Atomen. Bevorzugte Verbindungen des Typs R 1 -O-R2 sind Methanol (R 1 = CH3 und R 2 = H) und ggf. Dimethylether (R 1 = R2 = CH3), insbesondere das im Konverter der1 to 5 carbon atoms. Preferred compounds of the type R 1 -O-R2 are methanol (R 1 = CH 3 and R 2 = H) and optionally dimethyl ether (R 1 = R 2 = CH 3 ), in particular that in the converter of
Synthese von Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 (nachfolgend auch Konverter der Methanolsynthese genannt) synthetisierte Methanol oder das Gemisch aus Methanol und Dimethylether. Synthesis of compounds of the type R 1 -O-R 2 (hereinafter also referred to as converters of methanol synthesis) synthesized methanol or the mixture of methanol and dimethyl ether.
Synthese der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 :  Synthesis of the compounds of the type R 1 -O-R 2:
Bevorzugt wird als Ausgangsstoff zur Synthese der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 Synthesegas eingesetzt.  Preference is given to using as starting material for the synthesis of the compounds of the type R 1 -O-R 2 synthesis gas.
Im Konverter der Synthese von Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 finden (wenn die In the converter of the synthesis of compounds of the type R 1 -O-R 2 find (if the
Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 Methanol ist) insbesondere folgende Reaktionen statt: Compound of the type R 1 -O-R 2 methanol is) in particular the following reactions:
CO + H20 <— > C02 + H2 Wassergasreaktion CO + H 2 0 <-> C0 2 + H 2 Water gas reaction
CO + 2 H2 i— > CH3OH Methanolbildung und gegebenenfalls bei Verwendung einer zusätzlichen sauren Katalysatorkomponente zum Methanolsynthesekatalysator zur Synthese von Dimethylether: CO + 2H 2 i-> CH 3 OH methanol formation and optionally when using an additional acidic catalyst component to the methanol synthesis catalyst for the synthesis of dimethyl ether:
2 CH3OH i— > CH3-0-CH3 + H20 DME-Bildung 2 CH 3 OH i-> CH 3 -O-CH 3 + H 2 0 DME formation
Ob im ersten Schritt Methanol oder ein Gemisch aus Methanol und Dimethylether (DME) oder andere Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 erzeugt werden, wird insbesondere durch die verwendeten Katalysatoren gesteuert. Whether methanol or a mixture of methanol and dimethyl ether (DME) or other compounds of the type R 1 -O-R 2 are produced in the first step is controlled in particular by the catalysts used.
Für die Methanolsynthese kommen bevorzugt aus dem Stand der Technik bekannte, üblicherweise für die Methanolsynthese verwendete Katalysatoren (z. B. Zink- Chromoxid- Katalysatoren, kupferbasierte Katalysatoren mit Zusätzen von Zinkoxid und / oder Aluminiumoxid; Kombinationen aus Kupfer und Seltenerdmetallen; Kupferoxid / Zinkoxid- Katalysatoren sowie Kupferoxid / Zinkoxid / Chromoxid-Katalysatoren und andere) zur Anwendung.  For the synthesis of methanol, preference is given to catalysts known from the prior art which are customarily used for the synthesis of methanol (for example zinc-chromium oxide catalysts, copper-based catalysts with additions of zinc oxide and / or aluminum oxide, combinations of copper and rare earth metals, copper oxide / zinc oxide). Catalysts and copper oxide / zinc oxide / chromium oxide catalysts and others) are used.
Für die Synthese eines Gemisches aus Methanol und Dimethylether kommen aus dem Stand der Technik bekannte Katalysatoren der Synthese von Methanol mit einem Katalysator der Dehydratisierung, insbesondere Katalysatoren mit stark ausgeprägten sauren Eigenschaften, z. B. ^Al203 oder Zeolithe in protonierter Form mit hoher Acidität, als Gemisch oder einzeln zur Anwendung. For the synthesis of a mixture of methanol and dimethyl ether known from the prior art catalysts of the synthesis of methanol with a catalyst of dehydration, especially catalysts with pronounced acidic properties, eg. B. ^ Al 2 0 3 or zeolites in protonated form with high acidity, as a mixture or individually for use.
Die entsprechenden Katalysatoren und die Bedingungen sind gut bekannt und beschrieben, z.B. für die Methanolsynthese im Buch von M.M. Karawaewa u.a. «Technologija sintetitscheskogo metanola», M.: Chimija, 1984 und für die DME-Synthese im Patent US 3,894,102.  The corresponding catalysts and the conditions are well known and described, e.g. for methanol synthesis in the book by M.M. Karawaewa et al. "Technologija sinteticheskogo metanola", M .: Chimija, 1984 and for the DME synthesis in the patent US 3,894,102.
Der Produktstrom des Konverters der Synthese von Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 wird bevorzugt gekühlt mit anschließender Separation der flüssigen und gasförmigen Phase im Separator. Alternativ wird der (komplette) Produktstrom aus dem Konverter der Methanolsynthese ohne Separation direkt in den zweiten Konverter der Synthese von Benzin eingeleitet. The product stream of the converter of the synthesis of compounds of the type R 1 -O-R 2 is preferably cooled with subsequent separation of the liquid and gaseous phase in the separator. Alternatively, the (complete) product stream from the methanol synthesis converter is introduced directly into the second gasoline synthesis converter without separation.
Erfolgt eine Separation, werden die nicht umgesetzten Komponenten des Synthesegases (CO, H2, C02, Stickstoff und andere) bevorzugt teilweise in den ersten Konverter der Synthese vonIf a separation occurs, the unreacted components of the synthesis gas (CO, H 2 , CO 2 , nitrogen and others) are preferably partially incorporated in the first converter of the synthesis of
Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 zurückgeführt, d. h. sie werden dem verwendeten eingesetzten Gasgemisch, welches CO und H2 enthält, zugemischt und zum Teil wird das nicht umgesetzte Synthesegas in den Konverter der Synthese von Benzin zur Unterdrückung der Reaktion der Zerlegung der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 eingespeist. Gleichzeitig wird es bevorzugt zu einem anderen Teil aus dem Prozess, zur Vermeidung der Anreicherung von inerten Komponenten, ausgeschleust. Die Zuspeisung eines Teils nicht reagierter Komponenten des Synthesegases in den Konverter der Benzinsynthese wird mit einem Volumenstrom am Eintritt in den Konverter der Benzinsynthese realisiert, welcher einen Partialdruck des Wasserstoffs von nicht weniger als 0,07 MPa und des CO von nicht weniger als 0,08 MPa gewährleistet. Recycled compounds of the type R 1 -OR 2, ie, they are mixed with the used gas mixture used, which contains CO and H 2 , and partly unreacted synthesis gas in the converter of the synthesis of gasoline to suppress the reaction of decomposition of the compounds Type R 1 -OR 2 fed. At the same time it is preferably discharged to another part of the process, to avoid the accumulation of inert components. The feeding of a part of unreacted components of the synthesis gas into the converter of the gasoline synthesis is realized with a volume flow at the inlet to the gasoline synthesis converter, which has a partial pressure of hydrogen of not less than 0.07 MPa and CO of not less than 0.08 MPa guaranteed.
Zur Synthese von Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 werden gekühlte Konverter mit annähernd isothermen Bedingungen im Reaktionsraum mit einer bevorzugten Wärmeübertragungsfläche von mehr als 50 m2 / m3 Katalysator verwendet, dabei beträgt das Volumen des Kreislaufgases, welches zu einem großen Teil aus nicht reagiertem Synthesegas und kurzkettigen Kohlenwasserstoff gasen besteht, bezogen auf 1 m3 Katalysator, bevorzugt weniger als 150 m3. Benzinsynthese: For the synthesis of compounds of the type R 1 -OR 2 cooled converter with approximately isothermal conditions in the reaction chamber with a preferred heat transfer area of more than 50 m 2 / m 3 catalyst is used, while the volume of the recycle gas, which is not in large part reacted synthesis gas and short-chain hydrocarbon gases, based on 1 m 3 of catalyst, preferably less than 150 m 3 . Gasoline Synthesis:
Im Konverter der Benzinsynthese findet der Kontakt von wenigstens einem Teil des In the converter of gasoline synthesis, the contact of at least part of the
Produktstroms aus dem Konverter der Synthese der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 mit demProduct stream from the converter of the synthesis of compounds of the type R 1 -O-R 2 with the
Katalysator bei einem bevorzugten Umsatzgrad der Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 von 85 % bis 99,5 % statt. Catalyst at a preferred degree of conversion of the compound of the type R 1 -O-R 2 from 85% to 99.5% instead.
Im Konverter der Synthese von Benzin findet der Kontakt mit dem Katalysator entweder des gesamten Stromes aus dem Konverter zur Synthese von Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 oder des gesamten (bzw. wenigstens eines Teils) flüssigen Bestandteils des Produktstroms mit einem Teil der Gasbestandteile des Produktstroms des Konverters zur Synthese von In the converter of the synthesis of gasoline, contact with the catalyst either of all the current from the converter for the synthesis of compounds of the type R 1 -OR 2 or the whole (or at least part) of the liquid component of the product stream with a part of the gas components of the Product flow of the converter for the synthesis of
Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 statt, was im Einsatzstoffstrom des Konverters der Benzinsynthese, umgerechnet auf 1 m3 (i. N.) Gasstrom, einen Partialdruck des H2 von mehr als 0,07 MPa und einen Partialdruck des CO von mehr als 0,008 MPa gewährleistet. Diese Werte für die Partialdrücke von H2 und CO gewährleisten die Unterdrückung der Reaktion der Zerlegung der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 im Konverter der Benzinsynthese. Compounds of the type R 1 -OR 2 take place, which in the feed stream of the gasoline synthesis converter converted to 1 m 3 (i.N.) gas flow, a partial pressure of H 2 of more than 0.07 MPa and a CO partial pressure of more guaranteed as 0.008 MPa. These values for the partial pressures of H 2 and CO ensure suppression of the decomposition reaction of the R 1 -OR 2 compounds in the gasoline synthesis converter.
Es gibt ein breites Sortiment von Katalysatoren für die Synthese von Kohlenwasserstoffen aus Methanol und Dimethylether. Ein Teil von ihnen ist im Buch von Nefjodow B. K., Konowaltschikow L. D., Rostanin N. N. „Katalysatoren der Erdölverarbeitung und der Erdölchemie auf der Grundlage von Zeolithen mit hohem Siliziumgehalt", M: ZNIITENEFTECHIM, 1987, 59 S. beschrieben. Der Katalysator der Synthese von Benzin ausThere is a wide range of catalysts for the synthesis of hydrocarbons from methanol and dimethyl ether. Part of them is described in the book by Nefjodow BK, Konovalchikov LD, Rostanin NN "Catalysts of petroleum processing and petroleum chemistry based on high-silica zeolites", M: ZNIITENEFTECHIM, 1987, 59 pp. The catalyst of gasoline synthesis out
Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 enthält bevorzugt wenigstens teilweise einen protonierten Zeolith (z. B. HZSM-5), vorzugsweise aus der Gruppe der Pentasile. Vorzugsweise werden Zeolithe mit einem hohen Si02 / A1203- Verhältnis von mindestens 12 eingesetzt, besonders bevorzugt mit einem Si02 / A1203 - Verhältnis von mindestens 30. Durch die Verwendung siliziumreicher Zeolithe wird die Bildung von Durol im Produkt verringert. Ein wasserdampf stabiler Katalysator kann durch Modifizierung mit Elementen der Gruppe Ib erhalten werden. Es können auch Kombinationen von Siliziumdioxid mit Oxiden von Metallen (Galliumoxid und / oder Indiumoxid) angewendet werden (US 4,507,404 aus 1985, EP 0,070,690 aus 1983, EP 0,124,999 aus 1984). Wird beispielsweise Galliumoxid und /oder Indiumoxid mit Thoriumoxid und einem siliziumreichen Zeolithen kombiniert, kann ein qualitativ hochwertiges, aromatenreiches Benzin erhalten werden (EP 0,070,690 aus 1983).Compounds of the type R 1 -OR 2 preferably contain at least partly a protonated zeolite (eg HZSM-5), preferably from the group of the pentasils. Preferably, zeolites with a high Si0 2 / A1 2 0 3 - used ratio of at least 12, more preferably with a Si0 2 / A1 2 0 3 - ratio of at least 30. The use of high silicon zeolites, the formation of durene is reduced in the product , A water vapor stable catalyst can be obtained by modification with Group Ib elements. It is also possible to use combinations of silicon dioxide with oxides of metals (gallium oxide and / or indium oxide) (US Pat. No. 4,507,404 from 1985, EP 0,070,690 from 1983, EP 0,124,999 from 1984). For example, if gallium oxide and / or indium oxide combined with thorium oxide and a silicon-rich zeolite, a high-quality, aromatic-rich gasoline can be obtained (EP 0,070,690 from 1983).
Der in den zweiten Konverter eingespeiste Einsatzstoff ist entweder der gesamte ersteThe feedstock fed into the second converter is either the entire first
Produktstrom oder der Teil, welcher die Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 enthält. Der Partialdruck der Verbindung des Typs R 1 -0-R 2 (bevorzugt des Methanols und ggf. des Dimethylethers) im Einsatzstoff des Konverters der Benzinsynthese wird, umgerechnet auf 1 m3 (i. N.) Gasstrom, besonders vorteilhaft unter 0,5 MPa gehalten (vorteilhaftes Unterscheidungsmerkmal) . Product stream or the part containing the compound of the type R 1 -OR 2. Of the Partial pressure of the compound of the type R 1 -O-R 2 (preferably of the methanol and optionally the dimethyl ether) in the starting material of the converter of the gasoline synthesis, converted to 1 m 3 (i. N.) Gas stream, particularly advantageously less than 0.5 MPa held (advantageous distinguishing feature).
Der Partialdruck des Wasserdampfes im Einsatzstoff des Konverter der Benzinsynthese liegt besonders vorteilhaft unter 0,3 MPa (vorteilhaftes Unterscheidungsmerkmal).  The partial pressure of the steam in the starting material of the gasoline synthesis converter is particularly advantageously below 0.3 MPa (advantageous distinguishing feature).
Der Prozess im Konverter der Benzinsynthese wird besonders vorteilhaft bei einem Partialdruck des Wasserstoffs von mindestens 0,07 MPa und bei einem Partialdruck des Kohlenmonoxids von mindestens 0,008 MPa durchgeführt (vorteilhaftes Unterscheidungsmerkmal).  The process in the gasoline synthesis converter is carried out particularly advantageously at a partial pressure of the hydrogen of at least 0.07 MPa and at a partial pressure of the carbon monoxide of at least 0.008 MPa (advantageous distinguishing feature).
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Kontakt des Einsatzstoffs mit dem Katalysator im zweiten Konverter bei Anwesenheit von Wasserstoff und Kohlenmonoxid erfolgt. Dadurch wird vorteilhaft die Selektivität der Umsetzung der The process according to the invention is characterized in that the contact of the starting material with the catalyst takes place in the second converter in the presence of hydrogen and carbon monoxide. This advantageously the selectivity of the implementation of
Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 (bevorzugt Methanol und ggf. Dimethylether) in Kohlenwasserstoffe erhöht, da ihre Zersetzung zu Kohlenstoffoxiden und Wasserstoff unterdrückt wird. Compound of the type R 1 -O-R 2 (preferably methanol and optionally dimethyl ether) in hydrocarbons increases, since their decomposition to carbon oxides and hydrogen is suppressed.
Für die Benzinsynthese wird bevorzugt ein kühlbarer Konverter mit nahezu isothermen Bedingungen in der Reaktionszone mit einer Wärmeübertragungsfläche von über 40 m2/m3 Katalysator verwendet, das Volumen des zirkulierenden Gases beträgt, bezogen auf 1 m3 Katalysator weniger als 150 m3. Die Reaktionswärme wird bevorzugt zur Erzeugung von Wasserdampf mit einem Druck bis zu 22 MPa genutzt. Das ist auch ein Unterscheidungsmerkmal der Erfindung, welches zusammen mit Merkmalen des Anspruchs 1 erlaubt, eine hohe Benzinqualität bei einer Selektivität von mehr als 83 , bevorzugt mehr als 86 , zu erhalten. Unter Selektivität wird hier die Ausbeute an Benzin, bezogen auf den Kohlenwasserstoffteil des reagierten Methanols, verstanden. For the gasoline synthesis, a coolable converter with almost isothermal conditions in the reaction zone with a heat transfer area of over 40 m 2 / m 3 catalyst is preferably used, the volume of the circulating gas is, based on 1 m 3 catalyst less than 150 m 3 . The heat of reaction is preferably used to generate water vapor at a pressure of up to 22 MPa. This is also a distinguishing feature of the invention, which together with features of claim 1 allows to obtain a high gasoline quality at a selectivity of more than 83, preferably more than 86. By selectivity is meant here the yield of gasoline, based on the hydrocarbon portion of the reacted methanol.
Bevorzugt beträgt der Umsatz der Verbindung des Typs R 1 -O- R 2 (bevorzugt des Methanols und ggf. des Dimethylethers) im Konverter der Benzinsynthese mehr als 85 % und weniger als 99,5 % für Methanol und mehr als 92 % und weniger als 99,8 % für Dimethylether. Der nicht vollständige Umsatz der Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 ist ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal der Erfindung, welches erlaubt, die Selektivität des Prozesses (Ausbeute der Benzinfraktion, bezogen auf den Kohlenwasserstoff anteil der umgesetzten Preferably, the conversion of the compound of the type R 1 -O-R 2 (preferably of the methanol and optionally of the dimethyl ether) in the gasoline synthesis converter is more than 85% and less than 99.5% for methanol and more than 92% and less 99.8% for dimethyl ether. The incomplete conversion of the compound of the type R 1 -O-R 2 is an essential distinguishing feature of the invention, which allows the selectivity of the process (yield of the gasoline fraction, based on the hydrocarbon content of the reacted
Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 ) in Zusammenhang mit der notwendigen Qualität des erzeugten Benzins und der Dauer des Zwischenregenerationszyklusses (Betriebsdauer des Prozesses zwischen den Regenerationen des Katalysators) zu steuern. Das ist der Grund dafür, dass in der Erfindung Benzin mit einem Gehalt an aromatischen Verbindungen von weniger als 46 %, mit einer darin enthaltenen Benzolmenge von unter 1 Mass.- %, an Isoparaffinen von mehr als 40 % mit hohen Oktanzahlcharakteristiken (93 - 96 ROZ) erhalten wird, was auch ein Unterscheidungsmerkmal der Erfindung ist. Compounds of the type R 1 -OR 2) in connection with the necessary quality of the produced gasoline and the duration of the Zwischenregenerationszyklusses (operating time of the Process between the regenerations of the catalyst). This is the reason why in the invention gasoline containing less than 46% of aromatic compounds, with a benzene amount of less than 1% by mass contained therein, of isoparaffins of more than 40% having high octane characteristics (93-96 RON), which is also a distinguishing feature of the invention.
Außer den Benzinkohlenwasserstoffen enthält das Produkt der Benzinsynthese aus  Besides gasoline hydrocarbons, the product contains gasoline synthesis
1 2  1 2
Verbindungen des Typs R -O-R C3-C4 - Kohlenwasserstoffe, Wasser, nicht reagiertes Compounds of the type R -OR C 3 -C 4 -hydrocarbons, water, unreacted
1 2  1 2
Methanol und andere Verbindungen des Typs R -O-R , sowie auch "trockenes" Gas. Dieses „trockene" Gas enthält hauptsächlich gasförmige Stoffe (kurzkettige Kohlenwasserstoffe (Q- C2), CO, CO2 und H2 und andere Komponenten des Synthesegases). Methanol and other compounds of the type ROR, as well as "dry" gas. This "dry" gas contains mainly gaseous substances (short-chain hydrocarbons (Q-C 2 ), CO, CO 2 and H 2 and other components of the synthesis gas).
Trennung der Produkte der Benzinsvnthese: Separation of the products of the Benzinsvnthese:
Das Produkt der Benzinsynthese wird abgekühlt und in instabiles Benzin, eine wässrige Phase und in die nicht kondensierten Gasbestandteile getrennt. Die Trennung erfolgt bevorzugt durch eine physikalische Phasentrennung in einem Dreiphasenseparator. Die nicht kondensierten Gasbestandteile enthalten Komponenten von Synthesegas, leichte Kohlenwasserstoffe (Ci und C2), Spuren schwererer Kohlenwasserstoffe. Dieses zirkulierende Gas wird, zu mindest teilweise in den Konverter der Benzinsynthese und/oder in den The product of the gasoline synthesis is cooled and separated into unstable gasoline, an aqueous phase and the uncondensed gas components. The separation is preferably carried out by a physical phase separation in a three-phase separator. The uncondensed gas constituents contain components of synthesis gas, light hydrocarbons (Ci and C 2 ), traces of heavier hydrocarbons. This circulating gas is, at least partially in the converter of gasoline synthesis and / or in the
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Konverter der Synthese von Verbindungen des Typs R -O-R zurückgeleitet. Mit dem Volumen des zirkulierenden Gases in den Konverter der Benzinsynthese kann vorteilhaft der Partialdruck des Methanols und des Wassers eingestellt werden.  Converter of the synthesis of compounds of the type R -O-R returned. With the volume of the circulating gas in the converter of the gasoline synthesis can advantageously be set, the partial pressure of the methanol and the water.
Die flüssige Phase im Dreiphasenseparator bildet aufgrund des Dichteunterschieds eine Phasengrenzfläche zwischen Kohlenwasserstoffen, welche die Benzinkohlenwasserstoffe enthalten, und Wasser. Die Flüssigkeit mit der geringeren Dichte (Benzinkohlenwasserstoffe) sammelt sich oberhalb der Phasengrenzfläche, während sich die wässrige Phase im unteren Bereich absetzt.  The liquid phase in the three-phase separator forms, due to the difference in density, a phase interface between hydrocarbons containing the gasoline hydrocarbons and water. The lower density liquid (gasoline hydrocarbons) collects above the phase interface, while the aqueous phase settles at the bottom.
Die im Dreiphasenseparator abgetrennten flüssigen Kohlenwasserstoffe enthalten die Benzinkohlenwasserstoffe, die bevorzugt zu einer Rektifikationskolonne geleitet werden, in welcher, bei Notwendigkeit, bevorzugt Komponenten des Schwerbenzins (Durolfraktion) und Kopfgase - hauptsächlich C3-C4- Kohlenwasserstoffe und Reste von C1-C2- Kohlenwasserstoffen (kurzkettige Kohlenwasserstoffe) und Synthesegaskomponenten, abgetrennt werden. Bei einem zulässigen Gehalt an Durol in den Benzinkohlenwasserstoffen wird das Schwerbenzin nicht abgetrennt. Die erhaltene stabile Benzinfraktion mit einem notwendigen Sattdampfdruck von unter 500 - 700 mm QS (in Abhängigkeit von der geforderten Benzinsorte) ist entweder Handelsbenzin oder bildet die Grundlage zur Erzeugung von Handelsbenzinen mit einer Oktanzahl von 92 - 98 (ROZ). The liquid hydrocarbons separated in the three-phase separator contain the gasoline hydrocarbons which are preferably passed to a rectification column in which, if necessary, preferably components of the heavy gasoline (Durolfraktion) and head gases - mainly C 3 -C 4 - hydrocarbons and radicals of C 1 -C 2 - Hydrocarbons (short-chain hydrocarbons) and synthesis gas components are separated. With a permissible content of durene in the gasoline hydrocarbons, the heavy fuel gas is not separated. The obtained stable gasoline fraction with a necessary saturated steam pressure below 500 - 700 mm QS (depending on the required gasoline grade) is either commercial gasoline or forms the basis for the production of commercial gasoline with an octane number of 92 - 98 (RON).
Das im Dreiphasenseparator abgetrennte Wasser enthält Methanol. Der Methanolgehalt des Wassers hängt vom Grad des Methanolumsatzes bei der Benzinsynthese ab, in der Regel beträgt er mehr als 3 Mass.- % und weniger als 30 Mass.- %.  The water separated in the three-phase separator contains methanol. The methanol content of the water depends on the degree of methanol conversion in the gasoline synthesis, as a rule it is more than 3% by mass and less than 30% by mass.
Bevorzugt wird die wässrige Phase mit einem definierten Methanolgehalt bzw. mit anderen Preference is given to the aqueous phase having a defined methanol content or with others
Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 zunächst in einer Rektifikationskolonne aufgrund der unterschiedlichen Siedetemperaturen in Fraktionen getrennt, von denen eine Fraktion hauptsächlich Methanol bzw. eine andere Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 mit einem geringen Gehalt an Wasser (konzentriertes Methanol) ist und die andere Fraktion Wasser mit einem kleinen Gehalt an Methanol (verunreinigtes Wasser) enthält. Das konzentrierte Methanol bzw. ggf. Dimethylether oder eine andere Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 wird bevorzugt in den Konverter der Benzinsynthese zurückgegeben. Das verunreinigte Wasser enthält noch einen Restgehalt an Methanol (in der Regel max. 5 Ma.- %) bzw. einer anderen Verbindung des Typs R^O-R2. Compounds of the type R 1 -OR 2 are initially separated in a rectification column due to the different boiling temperatures in fractions, of which one fraction is mainly methanol or another compound of the type R 1 -OR 2 with a low content of water (concentrated methanol) and the other fraction contains water with a small content of methanol (contaminated water). The concentrated methanol or optionally dimethyl ether or another compound of the type R 1 -OR 2 is preferably returned to the converter of the gasoline synthesis. The contaminated water still contains a residual content of methanol (usually at most 5% by mass) or another compound of the type R 1 OR 2 .
Zur Entfernung des Restmethanols aus dem verunreinigtem Wasser des erfindungs gemäßen To remove the residual methanol from the contaminated water of the Invention according
Verfahrens wird Methanol und ggf. eine andere Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 durch den Kontakt mit einem Katalysator (Dampfreformierung oder katalytische Zerlegung) in Wasserstoff und gasförmige Kohlenstoffoxide katalytisch zerlegt. Das Wasser wird nach Abkühlung, durch Kondensation, von den erzeugten Oxiden des Kohlenstoffs (CO und C02) und von Wasserstoff getrennt. Die Kohlenstoffoxide und der Wasserstoff können vorteilhaft mit dem Synthesegas gemischt und in den Prozess der Synthese von Verbindungen des TypsMethod is catalytically decomposed methanol and optionally another compound of the type R 1 -OR 2 by contact with a catalyst (steam reforming or catalytic decomposition) into hydrogen and gaseous carbon oxides. The water is separated after cooling, by condensation, from the generated oxides of carbon (CO and C0 2 ) and hydrogen. The carbon oxides and the hydrogen can be advantageously mixed with the synthesis gas and in the process of synthesis of compounds of the type
R 1 -O-R 2 zurückgeführt werden. Nach der Abtrennung der Gase wird, bei anschließender Entgasung des Wassers, vorteilhaft chemisch gereinigtes Wasser erhalten. Der Kontakt des methanolhaltigen Wassers mit dem Katalysator erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur unter 380 °C, besonders bevorzugt unter 350 °C und vorzugsweise über 200 °C. R 1 -O-R 2 are recycled. After the separation of the gases, chemically purified water is advantageously obtained, with subsequent degassing of the water. The contact of the methanol-containing water with the catalyst is preferably carried out at a temperature below 380 ° C, more preferably below 350 ° C and preferably above 200 ° C.
Der Kontakt des Wassers, welches eine Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 (bevorzugt Methanol, ggf. Dimethylether) enthält, mit dem Katalysator wird bevorzugt bei einem Druck realisiert, welcher es erlaubt, die erzeugten Komponenten des Synthesegases in den ersten Konverter direkt oder mit Hilfe eines Kreislaufkompressors in den ersten Konverter einzuleiten. Dieser Druck entspricht der Summe aus dem Reaktionsdruck zur Synthese der Verbindungen des Typs R 1 -0-R 2 und dem Druckverlust zwischen Austritt des Produktes der katalytischen Methanolzerlegung und Eintritt des Einsatzstoffes in den Konverter der Methanolsynthese.The contact of the water containing a compound of the type R 1 -OR 2 (preferably methanol, optionally dimethyl ether) with the catalyst is preferably realized at a pressure which allows the generated components of the synthesis gas in the first converter directly or with the help of a cycle compressor in the first converter to initiate. This pressure corresponds to the sum of the reaction pressure for the synthesis of the compounds of the Type R 1 -0-R 2 and the pressure loss between exit of the product of the catalytic methanol decomposition and entry of the feedstock in the converter of the methanol synthesis.
Alternativ kann der Restgehalt an der chemischen Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 im Wasser auch durch ein biologisches Reinigungsverfahren entfernt werden. Das biologisch gereinigte Wasser kann in das Abwassernetz eingeleitet werden. Alternatively, the residual content of the R 1 -O-R 2 type chemical compound in the water may also be removed by a biological purification process. The biologically purified water can be introduced into the sewage network.
Dabei muss jedoch berücksichtigt werden, dass die biologische Reinigung einen Methanolgehalt im Wasser von unter 0,2 - 1 Mass.- % erfordert, das Erhalten einer solchen Konzentration durch die Rektifikation ist mit hohen energetischen Aufwendungen verbunden oder es ist eine große Verdünnung des verunreinigten Wassers mit reinem Wasser erforderlich, was auch die Kosten für die biologische Reinigung erhöht.  However, it has to be considered that the biological purification requires a methanol content in the water of less than 0.2-1 mass%, obtaining such a concentration by the rectification involves high energy expenditure or it is a large dilution of the contaminated water required with pure water, which also increases the cost of biological purification.
Die Verwendung der katalytischen Reinigung des Wassers von Verbindungen des Typs Rx-0- R ist ein weiteres vorteilhaftes Unterscheidungsmerkmal, da sie erlaubt, mit relativ niedrigem Aufwand die Prozessbedingungen im Konverter der Benzinsynthese zu steuern, den Umsatzgrad der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 zu verringern und dadurch eine hohe Selektivität und Qualität der Produkte zu erreichen. The use of the catalytic purification of the water of compounds of the type R x -O-R is another advantageous distinguishing feature, since it allows to control the process conditions in the gasoline synthesis converter with relatively little effort, the degree of conversion of the compounds of the type R 1 -OR 2, thereby achieving a high selectivity and quality of the products.
Anlage: Investment:
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.  The invention also provides a system for carrying out the method according to the invention.
Diese Anlage enthält:  This attachment contains:
a. ) mindestens einen ersten Konverter, der einen Katalysator enthält, der geeignet ist, die Umsetzung von CO mit H2 zu der chemischen Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 (bevorzugt Methanol) zu katalysieren, a. ) at least one first converter containing a catalyst capable of catalyzing the reaction of CO with H 2 to the chemical compound of the type R 1 -OR 2 (preferably methanol),
b. ) mindestens einen zweiten Konverter, der einen Katalysator enthält, der geeignet ist, die Umsetzung der chemischen Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 in Kohlenwasserstoffe zu katalysieren,  b. ) at least one second converter containing a catalyst suitable for catalyzing the conversion of the chemical compound of the type R 1 -O-R 2 into hydrocarbons,
c. ) mindestens einen Separator, der geeignet ist, Benzinkohlenwasserstoffe aus einem c. ) at least one separator which is suitable, petroleum hydrocarbons from a
Produktstrom abzutrennen, der neben Benzinkohlenwasserstoffen auch chemischeSeparate product stream, in addition to gasoline hydrocarbons and chemical
Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 , Wasser und Gas, welches kurzkettige Kohlenwasserstoffe, Komponenten des Synthesegases, Verbindungen des Typs R1-Compounds of the type R 1 -OR 2, water and gas, which are short-chain hydrocarbons, components of the synthesis gas, compounds of the type R 1 -
O-R und Spuren an Benzinkohlenwasserstoffen enthält, Contains O-R and traces of gasoline hydrocarbons,
d. ) mindestens einen dritten Konverter, der einen Katalysator enthält, der geeignet ist, die Umsetzung der im Wasser enthaltenen chemischen Verbindung des Typs Rx-0-d. ) at least one third converter containing a catalyst suitable for reacting the water-containing chemical compound of the type R x -0-
R (bevorzugt Methanol) in CO und H2 zu katalysieren. R (preferably methanol) in CO and H 2 to catalyze.
Die oben genannten Komponenten sind bevorzugt in Reihe geschaltet, d. h. der erste Konverter ist so direkt oder indirekt mit dem zweiten Konverter verbunden, dass zumindest ein Teil des Produktstroms aus dem ersten Konverter in den zweiten Konverter eingeleitet wird. Der zweite Konverter ist mit dem Separator c.) verbunden, so dass der Produktstrom aus dem zweiten Konverter in den Separator c.) geleitet wird. Dabei ist der Separator c.) indirekt mit dem dritten Konverter so verbunden, dass das Wasser, welches im Separator c.) abgetrennt wurde und die chemische Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 enthält, bei Notwendigkeit, nach einer vorherigen destillativen Abtrennung der Hauptmenge der The above-mentioned components are preferably connected in series, i. H. the first converter is connected directly or indirectly to the second converter so that at least part of the product flow from the first converter is introduced into the second converter. The second converter is connected to the separator c.), So that the product stream from the second converter into the separator c.) Is passed. In this case, the separator c.) Is indirectly connected to the third converter so that the water which was separated in the separator c.) And contains the chemical compound of the type R 1 -OR 2, if necessary, after a prior distillative separation of the main amount of the
Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 zum dritten Konverter geleitetet wird. Der Separator c.) hat auch eine Verbindung mit dem zweiten Konverter, was erlaubt, die kurzkettigen Kohlenwasserstoffe und die anderen Komponenten der Gasphase des Separators c.) zum Eingang in den zweiten Konverter zurückzuführen. Bevorzugt enthält die Anlage eine Verbindungsleitung vom dritten Konverter zum ersten Konverter, die es ermöglicht, im dritten Konverter gebildetes CO und H2 in den ersten Konverter einzuleiten. Connection of the type R 1 -OR 2 is passed to the third converter. The separator c.) Also has a connection with the second converter, which allows the short-chain hydrocarbons and the other components of the gas phase of the separator c.) To be returned to the input into the second converter. The system preferably contains a connection line from the third converter to the first converter, which makes it possible to introduce CO and H 2 formed in the third converter into the first converter.
Zur Durchführung der Variante des Verfahrens mit Auftrennung des ersten Produktstroms enthält die Anlage einen zusätzlichen Separator zur Auftrennung des Produktstroms aus dem ersten Konverter. In diesem Fall weist der zusätzliche Separator bevorzugt eine Verbindungsleitung zum ersten Konverter auf, die es ermöglicht, im Separator abgetrenntes CO und H2 in den ersten Konverter einzuleiten. Dieser (zusätzliche) Separator weist bevorzugt auch eine erste Verbindungsleitung zum zweiten Konverter auf, die es ermöglicht, chemische Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 , bei Notwendigkeit nach Abtrennung von zu mindest eines Teils des Wassers, in den zweiten Konverter einzuspeisen und eine zweite Verbindungsleitung zum zweiten Konverter, die es ermöglicht, ggf. zu mindest einen Teil des Gasstroms, der CO und H2 enthält, in den zweiten Konverter einzuleiten. To carry out the variant of the method with separation of the first product stream, the system contains an additional separator for separating the product stream from the first converter. In this case, the additional separator preferably has a connection line to the first converter, which makes it possible to introduce separated CO and H 2 in the separator into the first converter. This (additional) separator preferably also has a first connection line to the second converter, which makes it possible to feed chemical compounds of the type R 1 -OR 2, if necessary after separation of at least part of the water, into the second converter and a second one Connecting line to the second converter, which makes it possible, if necessary, to introduce at least a portion of the gas stream containing CO and H 2 , in the second converter.
Zur Durchführung der Variante mit der direkten Einleitung des (kompletten) ersten Produktstroms in den zweiten Konverter ist der erste Konverter in der Anlage direkt mit dem zweiten Konverter durch einen Stoffstrom verbunden, so dass der komplette Produktstroms aus dem ersten Konverter ohne Auftrennung in den zweiten Konverter eingeleitet wird. In diesem Falle weist der Separator c.) bevorzugt eine Verbindungsleitung zum ersten Konverter auf, die es ermöglicht, das trockene Gas (nicht umgesetztes CO und H2 sowie kurzkettige Kohlenwasserstoffe) in den ersten Konverter zurückzuführen. To carry out the variant with the direct introduction of the (complete) first product stream into the second converter, the first converter in the system is connected directly to the second converter by a stream, so that the complete product stream from the first converter without separation into the second converter is initiated. In this case, the separator c.) Preferably has a connection line to the first converter, which allows the dry gas (unreacted CO and H 2 and short-chain hydrocarbons) to be returned to the first converter.
In jedem Fall erfolgt eine Auftrennung des zweiten Produktstroms in Kohlenwasserstoffe, die Benzinkohlenwasserstoffe, Gas und Wasser enthalten. Das Wasser, welches die nicht umgesetzte chemische Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 enthält, wird bevorzugt in eine dem Separator c.) nachgeschaltete Vorrichtung (bevorzugt eine Rektifikationskolonne), welche die In any case, the second product stream is separated into hydrocarbons containing gasoline hydrocarbons, gas and water. The water which contains the unreacted chemical compound of the type R 1 -O-R 2 is preferably introduced into a separator (c.) Downstream of the apparatus (preferably a rectification column), which contains the
Möglichkeit gibt, ein Produkt mit einem hohen Gehalt an Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 (bevorzugt Methanol und ggf. DME) im Wasser abzutrennen, welches von Neuem dem Ausgangsstoff des zweiten Konverters zugesetzt werden kann. Diese dem Separator c.) nachgeschaltete Vorrichtung weist daher bevorzugt eine Verbindungsleitung zur Rückführung der abgetrennten konzentrierten Lösung der chemischen Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 im Wasser in den zweiten Konverter auf. Durch diese zusätzliche Vorrichtung wird diePossibility to separate a product with a high content of compound of the type R 1 -O-R 2 (preferably methanol and optionally DME) in the water, which can be added to the starting material of the second converter again. This separator downstream of the separator c.) Therefore preferably has a connecting line for returning the separated concentrated solution of the chemical compound of the R 1 -O-R 2 type in the water to the second converter. By this additional device is the
Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 jedoch nicht vollständig aus dem Wasser entfernt. Die zusätzliche Vorrichtung weist daher auch eine Verbindungsleitung zu dem dritten Konverter auf, welche es ermöglicht, das noch verunreinigte Wasser dem dritten Konverter zuzuführen, However, R 1 -OR 2 compound is not completely removed from the water. The additional device therefore also has a connection line to the third converter which makes it possible to supply the still contaminated water to the third converter,
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in welchem die Verbindung des Typs R -O-R zerlegt wird. in which the compound of the type R -O-R is decomposed.
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Für die Zerlegung der Verbindung des Typs R -O-R (bevorzugt des Methanols und ggf. des DME) können bekannte Katalysatoren verwendet werden, eine Übersicht wird im Artikel von Klabunowski E. I. u. a. „Katalysatoren der Konversion von Methanol in Synthesegas" (Katalyse in der Industrie, 2004, N. 6, S. 3-9) gegeben, sowie auch die Katalysatoren des Dampfreformierens von CO, die Katalysatoren der Methanolsynthese und andere Katalysatoren.  Known catalysts can be used for the decomposition of the compound of the type R-O-R (preferably of the methanol and, if appropriate, of the DME). An overview is provided in the article by Klabunowski E.I. a. "Catalysts of the conversion of methanol into synthesis gas" (Catalysis in the industry, 2004, N. 6, p 3-9) given, as well as the catalysts of steam reforming of CO, the catalysts of methanol synthesis and other catalysts.
Im Schritt d.) kann ein Konverter eines beliebigen Typs verwendet werden, bevorzugt ist ein Durchströmkonverter mit Festbett eines granulierten Katalysators. Der in Schritt d.) verwendete Konverter wird nachfolgend Konverter der Wasserreinigung genannt. In step d.), A converter of any type can be used, preferably a fixed-bed flow-through converter of a granulated catalyst. The converter used in step d.) Is hereafter called water purification converter.
Zur Organisation eines kontinuierlichen Prozesses der Erzeugung von synthetischem Benzin aus Synthesegas werden bevorzugt nicht ein, sondern zwei Konverter verwendet: ein Konverter arbeitet im Regime der Reaktion, der zweite Konverter arbeitet im Regime der Regenerierung des Katalysators. For the organization of a continuous process of production of synthetic gasoline from synthesis gas it is preferable not to use one, but two converters: one converter works in a reaction mode, the second converter works in a regeneration catalyst regeneration mode.
Der Begriff Konverter wird in der Erfindungsbeschreibung synonym mit Reaktor verwendet. Die in Schritt a.) und/oder Schritt b.) verwendeten Konverter sind bevorzugt Durchströmreaktoren, in denen der Katalysator als Festbett eingebracht ist.  The term converter is used synonymously with reactor in the description of the invention. The converters used in step a.) And / or step b.) Are preferably flow-through reactors in which the catalyst is introduced as a fixed bed.
Bevorzugt werden der erste und/oder der zweite Konverter gekühlt. Die Kühlung erfolgt bevorzugt durch indirekte Verdampfungskühlung. Die Reaktionsführung im Schritt a.) und/oder Schritt b.) erfolgt möglichst annähernd isotherm. Die Konverter sind möglichst so ausgestaltet, dass sie eine direkte und vollständige Abführung der im Katalysatorbett erzeugten Reaktionswärme erlauben und somit eine Reaktionsführung bei annähernd konstanter Temperatur im Volumen des Reaktionsraumes ermöglichen. Preferably, the first and / or the second converter are cooled. The cooling is preferably carried out by indirect evaporation cooling. The reaction procedure in step a.) And / or step b.) Takes place as nearly as possible isothermally. The converters are preferably designed so that they allow a direct and complete removal of the heat of reaction generated in the catalyst bed and thus allow a reaction at an approximately constant temperature in the volume of the reaction space.
Die durch die Kühlung im ersten und/oder zweiten Reaktor abgeführte Reaktionswärme kann vorteilhaft zur Erzeugung von Wasserdampf genutzt werden.  The heat of reaction dissipated by the cooling in the first and / or second reactor can be used to advantage for the production of water vapor.
Der erste Konverter (Methanolsynthese und ggf. DME- Synthese) weist bevorzugt ein Verhältnis der Wärmeübertragungsfläche zum Katalysatorvolumen von nicht weniger als 50 The first converter (methanol synthesis and optionally DME synthesis) preferably has a ratio of the heat transfer area to the catalyst volume of not less than 50
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m Im und nicht mehr als 400 m2/m3 auf. Mit der im ersten Konverter abgeführten Reaktionswärme wird bevorzugt Wasserdampf mit einem Druck von nicht weniger als 0,6 MPa und nicht mehr als 4 MPa erzeugt. m Im and not more than 400 m 2 / m 3 . With the heat of reaction dissipated in the first converter, water vapor having a pressure of not less than 0.6 MPa and not more than 4 MPa is preferably produced.
Der zweite Konverter (Benzinsynthese) weist bevorzugt ein Verhältnis der Wärmeübertragungsfläche zum Katalysatorvolumen von nicht weniger als 40 m2/m3 und nicht mehr als 200 m2/m3 auf. Mit der im zweiten Konverter abgeführten Reaktionswärme wird bevorzugt Wasserdampf mit einem Druck von nicht weniger als 3,0 MPa und nicht mehr als 22 MPa erzeugt. The second converter (gasoline synthesis) preferably has a ratio of the heat transfer area to the catalyst volume of not less than 40 m 2 / m 3 and not more than 200 m 2 / m 3 . With the reaction heat dissipated in the second converter, water vapor having a pressure of not less than 3.0 MPa and not more than 22 MPa is preferably produced.
Die durch den erzeugten Wasserdampf abgeführte Reaktionswärme kann vorteilhaft zur Erzeugung eines Kältemittels verwendet werden, welches für die Produkttrennung nach Schritt a.) und/oder nach Schritt b.) eingesetzt werden kann.  The heat of reaction removed by the generated steam can advantageously be used to produce a refrigerant which can be used for the product separation after step a) and / or after step b).
Das im Prozess eingesetzte Synthesegas kann aus unterschiedlichsten Ausgangsstoffen gewonnen werden. Die Ausgangs Stoffe können fossilen oder biologischen Ursprungs sein (z. B. Kohle, Biomasse, Erdgas oder Biogas). Das Verhältnis CO zu H2 im Synthesegas hängt von den zur Herstellung verwendeten Ausgangsstoffen und vom Herstellungsverfahren ab. Das Synthesegas enthält in der Regel auch inerte Komponenten (wie N2 und Wasser). Das Synthesegas wird bevorzugt von Katalysatorgiften (Schwefelverbindungen, Stickstoffverbindungen) und Fremdstoffen gereinigt, getrocknet und, bei Notwendigkeit, komprimiert. The synthesis gas used in the process can be obtained from a wide variety of starting materials. The source materials may be of fossil or biological origin (eg coal, biomass, natural gas or biogas). The ratio of CO to H 2 in the synthesis gas depends on the starting materials used for the preparation and on the production process. The syngas usually also contains inert components (such as N 2 and water). The synthesis gas is preferably purified of catalyst poisons (sulfur compounds, nitrogen compounds) and foreign substances, dried and, if necessary, compressed.
Für die Methanol- bzw. DME- Synthese beträgt das Verhältnis von H2/CO im Synthesegas bevorzugt nicht weniger als 2. In diesem Fall wird eine große Ausbeute an Methanol (DME), bezogen auf C im CO, erhalten. Bei kleinerem Verhältnis verringert sich die Ausbeute an Methanol (DME) und es erhöht sich die Ausbeute an C02. For the methanol or DME synthesis, the ratio of H 2 / CO in the synthesis gas is preferably not less than 2. In this case, a large yield of methanol (DME), based on C in CO, is obtained. With a smaller ratio, the yield of methanol (DME) decreases and the yield of C0 2 increases .
Die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend anhand von bevorzugten Ausgestaltungen näher erläutert: The individual method steps of the method according to the invention are explained in more detail below on the basis of preferred embodiments:
Benzin aus Synthesegas wird in zwei Stufen erzeugt: im Schritt a.) erfolgt die Synthese von Gas from syngas is generated in two stages: in step a.) The synthesis of
Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 - beispielsweise Methanol und/oder Dimethylether, imCompounds of the type R 1 -O-R 2 - for example methanol and / or dimethyl ether, im
Schritt b.) erfolgt die Konversion der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 an einem Zeolithkatalysator in ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen. Die Verbindungen des Typs R1- O-R , die in der ersten Stufe erzeugt werden, können als gesamter Produktstrom aus dem ersten Konverter zur zweiten Stufe geleitet werden oder aus dem Produkt des ersten Konverters in beliebiger Variante abgetrennt werden und dann zur zweiten Stufe gegeben werden. Step b.), The conversion of compounds of the type R 1 -OR 2 on a zeolite catalyst into a mixture of hydrocarbons takes place. The compounds of the type R 1 - OR which are produced in the first stage may be passed as a whole product stream from the first converter to the second stage or be separated from the product of the first converter in any variant and then added to the second stage.
Aus dem Produkt des ersten Konverters können als Einsatzstoff für die zweite Stufe Methanol und ggf. Dimethylether abgetrennt werden, einschließlich im Gemisch mit Wasser. Nicht umgesetztes Synthesegas wird bevorzugt aus dem Produkt des ersten Konverters oder aus dem Produkt des zweiten Konverters abgetrennt und in den ersten Konverter zur Synthese derFrom the product of the first converter can be separated as starting material for the second stage methanol and optionally dimethyl ether, including in admixture with water. Unreacted synthesis gas is preferably selected from the product of the first converter or separated from the product of the second converter and in the first converter for the synthesis of
Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 zurückgeführt. Compounds of the type R 1 -O-R 2 attributed.
Das Synthesegas kann vorteilhaft als Rohgemisch eingesetzt werden, wird jedoch bevorzugt getrocknet und bei Notwendigkeit komprimiert und im Gemisch mit dem Kreislaufgas bis auf eine Temperatur, die nahe der Reaktionstemperatur ist, aufgeheizt, z. B. in Rekuperator- Wärmetauschern und/oder Erhitzern (Dampferhitzer, Öfen und /oder Elektroerhitzer) und in den ersten Konverter (in den Abbildungen - Block I) zur Synthese der Verbindungen des Typs The synthesis gas can be used advantageously as a crude mixture, but is preferably dried and compressed if necessary and heated in admixture with the cycle gas to a temperature which is close to the reaction temperature, heated, for. In recuperator heat exchangers and / or heaters (steamer heaters, stoves and / or electric heaters) and in the first converter (in the figures - block I) for the synthesis of the compounds of the type
R 1 -O-R 2 (Methanol und ggf. Dimethylether) geleitet. Bei der Herstellung der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 erfolgt der Kontakt mit dem Katalysator der Methanolsynthese oder mit dem Katalysator der Methanolsynthese und dem Katalysator der Dehydratisierung von Methanol zu Dimethylether (DME). R 1 -O-R 2 (methanol and optionally dimethyl ether) passed. In the preparation of the compounds of the type R 1 -O-R 2, contact is made with the catalyst of the methanol synthesis or with the catalyst of the methanol synthesis and the catalyst of the dehydration of methanol to dimethyl ether (DME).
Für die Methanolsynthese in Schritt a.) werden vorzugsweise kupferhaltige Katalysatoren bei einer Temperatur bis 260 °C und einem Druck bis zu 6 MPa verwendet. Die Reaktion von CO und H2 unter Bildung von Methanol verläuft exotherm mit einem Wärmeeffekt von 90,73 kJ/Mol Methanol. Deshalb wird im Schritt a.) vorzugsweise ein isothermer Kühlkonverter eingesetzt. Dieser ist in der Lage, das erforderliche Volumen des Kreislaufgases zu verringern und die Synthese unter optimalen Bedingungen durchzuführen, bei entsprechender Verringerung der Bildung von Nebenprodukten, einer erhöhten Ausbeute an Methanol, einer Verlängerung der Laufzeit des Katalysators und der Erzeugung von Mitteldruck - Wasserdampf zur Nutzung als Energieträger. For the methanol synthesis in step a.) Copper-containing catalysts are preferably used at a temperature up to 260 ° C and a pressure up to 6 MPa. The reaction of CO and H 2 to form methanol is exothermic with a heat effect of 90.73 kJ / mole of methanol. Therefore, an isothermal cooling converter is preferably used in step a.). It is capable of reducing the required volume of cycle gas and performing the synthesis under optimum conditions, with concomitant reduction in the formation of byproducts, increased yield of methanol, catalyst life extension, and generation of medium pressure water vapor for use as an energy source.
Das Produkt aus dem Konverter der Synthese der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 wird bevorzugt in Wärmetauschern abgekühlt, indem der Rohstoffstrom (Synthesegas) vorgewärmt wird. Als Variante kann der Produktstrom bevorzugt in ein Gasprodukt und ein Kondensat getrennt werden. Dazu wird das Produkt vorzugsweise im Luftkühler und im Wasserkühler, und bei Vorhandensein von Dimethylether im Produkt, auch unter Verwendung von tiefer Kälte, abgekühlt. Die organischen Komponenten und das Wasser werden kondensiert. Das Kondensat (Rohmethanol, Wassergehalt bis 20 % bzw. Gemisch aus Dimethylether, Methanol und Wasser) wird im Separator abgeschieden. Das Gasprodukt aus dem Separator ist nicht umgesetztes Synthesegas, ein Teil davon wird zur Vermischung mit dem Ausgangssynthesegas zum vollständigen Umsatz in den ersten Konverter zurückgeleitet.The product from the converter of the synthesis of the compounds of the type R 1 -O-R 2 is preferably cooled in heat exchangers by preheating the raw material stream (synthesis gas). As a variant, the product stream may preferably be separated into a gas product and a condensate. For this, the product is preferably cooled in the air cooler and in the water cooler, and in the presence of dimethyl ether in the product, even using deep cold. The organic components and the water are condensed. The condensate (crude ethanol, water content up to 20% or mixture of dimethyl ether, methanol and water) is separated in the separator. The gas product from the separator is unreacted synthesis gas, a portion of which is returned to the first converter for mixing with the starting syngas for complete conversion.
Als Variante kann dem Separator auch eine Rektifikationskolonne zur Abtrennung des Wassers aus dem Gemisch mit den organischen Komponenten nachgeschaltet sein, da die Anwesenheit von Wasser im Einsatzstoff für den zweiten Konverter zur Umwandlung derAs a variant, the separator may also be followed by a rectification column for separating off the water from the mixture with the organic components, since the Presence of water in the feed to the second converter to convert the
Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 in Kohlenwasserstoffe die irreversible Deaktivierung des im zweiten Konverter verwendeten Zeolithkatalysators beschleunigt. Jedoch ist das eine sehr teure Operation und es ist ökonomischer, den Einsatzstoffstrom für den zweiten Konverter mit inerten Komponenten zur Verringerung des Partialdrucks des Wassers und des Methanols zu verdünnen. Compounds of the type R 1 -O-R 2 in hydrocarbons accelerates the irreversible deactivation of the zeolite catalyst used in the second converter. However, this is a very expensive operation and it is more economical to dilute the feed stream for the second converter with inert components to reduce the partial pressure of the water and the methanol.
Die abgetrennten Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 (Methanol bzw. Methanol/DME-Gemisch) oder der Produktstrom aus dem ersten Konverter (Block I) wird in den zweiten Konverter (auf den Abbildungen - Block III) der Synthese von Benzin eingespeist, wo sie bevorzugt mit dem Rückführstrom des Methanols (Strom 11 auf den Abbildungen 1 + 2) aus dem Block V, mit dem Rückführstrom des leichten Kohlenwasserstoff gases (Strom 7 auf der Abb. 1) aus dem Block IV und dem Strom des nicht reagierten Synthesegases (Strom 5 auf Abb. 1) aus dem Separator (Block II) vermischt wird. Der Mischstrom wird bevorzugt in den Rekuperator - Wärmeaustauschern und im Erhitzer erwärmt und in den Konverter für die Benzinsynthese eingespeist.  The separated compounds of the type R 1 -OR 2 (methanol or methanol / DME mixture) or the product stream from the first converter (block I) is fed into the second converter (in the figures - block III) of the synthesis of gasoline, where it prefers with the recycle stream of methanol (stream 11 in Figures 1 + 2) from the block V, with the recycle stream of the light hydrocarbon gas (stream 7 in Fig. 1) from the block IV and the stream of unreacted synthesis gas (Stream 5 on Fig. 1) from the separator (block II) is mixed. The mixed stream is preferably heated in the recuperator - heat exchangers and in the heater and fed into the converter for gasoline synthesis.
Die Präsenz von Wasserstoff und Kohlenmonoxid im erfindungsgemäßen Verfahren in der Zone der Umsetzung von Methanol (und ggf. Dimethylether) verringert, zumindest teilweise, die unerwünschte Zerlegung von Methanol in Wasserstoff und Kohlenmonoxid im Schritt b.). Dadurch wird die Selektivität der Bildung von Kohlenwasserstoffen vorteilhaft erhöht. Der Partialdruck des Wasserstoffs ist bevorzugt höher als 0,07 MPa und der Partialdruck des Kohlenmonoxids höher als 0,008 MPa. Damit der erforderliche Effekt erreicht wird, werden entweder Wasserstoff und Kohlenmonoxid mit dem zuvor aus dem ersten Produktstrom abgetrennten Methanol (und ggf. Dimethylether) vermischt, oder der erste Produktstrom, der noch nicht umgesetztes Synthesegas enthält, wird direkt in den zweiten Konverter geleitet. Der Wasserstoff und das Kohlenmonoxid dienen im zweiten Konverter als verdünnende Komponenten, d. h. sie verdünnen das Edukt (Methanol und ggf. DME). Die Verdünnung des Methanols (des Methanols + des DME) im Einsatzstoffstrom in den zweiten Konverter muss so sein, dass der Partialdruck des Methanols weniger als 0,5 MPa und der des Wassers weniger als 0,3 MPa beträgt.  The presence of hydrogen and carbon monoxide in the process of the invention in the zone of the reaction of methanol (and optionally dimethyl ether) reduces, at least in part, the undesired decomposition of methanol into hydrogen and carbon monoxide in step b.). This advantageously increases the selectivity of the formation of hydrocarbons. The partial pressure of the hydrogen is preferably higher than 0.07 MPa and the partial pressure of the carbon monoxide higher than 0.008 MPa. In order for the required effect to be achieved, either hydrogen and carbon monoxide are mixed with the methanol previously separated from the first product stream (and optionally dimethyl ether), or the first product stream containing unreacted synthesis gas is passed directly into the second converter. The hydrogen and the carbon monoxide serve as diluting components in the second converter, i. H. they dilute the educt (methanol and possibly DME). The dilution of the methanol (of the methanol + of the DME) in the feed stream to the second converter must be such that the partial pressure of the methanol is less than 0.5 MPa and that of the water is less than 0.3 MPa.
Das Produkt aus dem Konverter der Benzinsynthese wird bevorzugt in Rekuperator - Wärmetauschern abgekühlt, wobei bevorzugt der Einsatzstoff des Konverters (Methanol und ggf. DME), möglichst im Gemisch mit Kreislaufgas, erwärmt wird. Der abgekühlte Strom wird bevorzugt zum zweiten Separator (auf den Abbildungen Block IV) zur Trennung des Konverterprodukts der Benzinsynthese überführt. Beim Abkühlen im Rekuperator und in den Kühlern kondensieren die Benzinkohlenwasserstoffe, ein Teil der leichtenThe product from the converter of the gasoline synthesis is preferably cooled in recuperator heat exchangers, wherein preferably the starting material of the converter (methanol and possibly DME), if possible in admixture with circulating gas, is heated. The cooled stream is preferably added to the second separator (in Figures Block IV) to separate the Converted converter product of gasoline synthesis. When cooled in the recuperator and in the coolers, the petrol hydrocarbons condense, part of the light ones
Kohlenwasserstoffe, die nicht reagierten Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 und Wasser. Im Separator werden bevorzugt 1. das Wasser, welches nicht umgesetzte Verbindungen des TypsHydrocarbons, the unreacted compounds of the type R 1 -O-R 2 and water. In the separator are preferably 1. the water, which unreacted compounds of the type
R 1 -O-R 2 enthält, 2. die Benzinkohlenwasserstoffe und 3. die Gasphase, die Wasserstoff, Kohlenstoffoxide und leichte Kohlenwasserstoffe (hauptsächlich bis 4 Kohlenstoffatome, vorwiegend Methan und C2-C4 - Kohlenwasserstoffe) enthalten, die sich bei der Umwandlung von Methanol bilden, getrennt. Ein Teil der Gasphase wird mit einem Teil der CO - und H2 - haltigen Gase aus dem ersten Separator (in den Abbildungen Block II) gemischt und bevorzugt als verdünnende Komponenten zum Einsatzstoff (Methanol und ggf. DME) in den Konverter der Benzinsynthese zurückgeführt. R 1 -OR 2 contains, 2. the gasoline hydrocarbons and 3. the gaseous phase, which contain hydrogen, carbon oxides and light hydrocarbons (mainly up to 4 carbon atoms, predominantly methane and C 2 -C 4 hydrocarbons) resulting from the conversion of methanol form, separated. A portion of the gas phase is mixed with a portion of the CO and H 2 -containing gases from the first separator (in the block II) and preferably as diluting components to the feedstock (methanol and possibly DME) in the converter of the gasoline synthesis.
Das Kondensat der Benzinkohlenwasserstoffe aus dem Separator c.) wird bevorzugt erhitzt und zur Stabilisierungskolonne geführt, in der leichte Kopfgase (kurzkettige Kohlenwasserstoffe, im wesentlichen Propan, Propylen, Butan, Butylen, sowie auch Methan, Ethan, Ethylen und H2) vom stabilen Benzin (Strom 8 auf den Abbildungen) abgetrennt werden. Ggf. können die C3-C4- Kohlenwasserstoffe als Flüssigfraktion C3-C4 abgetrennt werden. Aus den Benzinkohlenwasserstoffen, welche in die Stabilisierungskolonne eingespeist werden, kann auch Schwerbenzin (Strom 9 auf den Abbildungen) in der Stabilisierungskolonne oder in einer zusätzlichen Kolonne abgetrennt werden. The condensate of the gasoline hydrocarbons from the separator c.) Is preferably heated and led to the stabilizing column, in the light overhead gases (short-chain hydrocarbons, essentially propane, propylene, butane, butylene, as well as methane, ethane, ethylene and H 2 ) from the stable gasoline (Stream 8 on the pictures) are separated. Possibly. For example, the C 3 -C 4 -hydrocarbons can be separated off as liquid fraction C 3 -C 4 . From the petroleum hydrocarbons which are fed into the stabilizing column, heavy fuel (stream 9 in the figures) in the stabilizing column or in an additional column can be separated.
Die wässrige Phase (Strom 10 auf den Abbildungen) aus dem Separator c.) kann als Variante in eine Rektifikationskolonne (Block V auf den Abb. 1 + 2) und anschließend zum Konverter der Wasserreinigung (Block VI auf den Abb. 1+2) geleitet werden. In der The aqueous phase (stream 10 in the figures) from the separator c.) Can be used as a variant in a rectification column (block V in Fig. 1 + 2) and then to the converter of water purification (block VI in Fig. 1 + 2) be directed. In the
Rektifikationskolonne erfolgt die Aufkonzentrierung der Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 (Strom 11 auf den Abb. 1+2). Dieser Rückführstrom wird in den Block der Benzinsynthese geleitet. Das im Sumpf der Kolonne erhaltene Wasser, welches Restgehalte an R 1 -O-R 2 enthält, wird zum Konverter der Wasserreinigung geleitet. Die wässrige Phase aus dem Separator c.) kann auch direkt zur Wasserreinigung gegeben werden. Rectification column, the concentration of the compound of the type R 1 -O-R 2 (stream 11 in Figs. 1 + 2) takes place. This recycle stream is directed to the block of gasoline synthesis. The water obtained in the bottom of the column, which contains residual contents of R 1 -O-R 2, is passed to the converter for water purification. The aqueous phase from the separator c.) Can also be added directly to the water purification.
Anhand der nachfolgenden Abbildungen werden zwei bevorzugte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.  With reference to the following figures, two preferred variants of the method according to the invention are explained in more detail.
Abb. 1 zeigt das Blockschema für einen bevorzugten Herstellungsprozess von Benzin aus Synthesegas nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Separation des Rückführstromes des Synthesegases aus dem Produkt des Konverters der Synthese von Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 und der katalytischen Zerlegung des Methanols im Wasser im Anschluss an die destillative Abtrennung der Hauptmenge an Methanol aus dem Prozesswasser. Fig. 1 shows the block diagram for a preferred production process of gasoline from synthesis gas according to the inventive method with separation of the recycle stream of the synthesis gas from the product of the converter of the synthesis of compounds of the type R 1 -OR 2 and the catalytic decomposition of the methanol in the water following the removal by distillation of the main amount of methanol from the process water.
Abb. 2 zeigt das Blockschema für einen bevorzugten Herstellungsprozess von Benzin aus Synthesegas nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit direkter Einleitung des Produktstroms aus dem ersten Konverter in den zweiten Konverter und Abtrennung des Rückführstromes des Synthesegases aus dem Produkt des Konverters der Benzinsynthese und der katalytischen Zerlegung des Methanols im Wasser im Anschluss an die destillative Abtrennung der Hauptmenge an Methanol aus dem Prozesswasser.  Figure 2 shows the block diagram for a preferred synthetic gasoline synthesis process of the present invention with direct introduction of the product stream from the first converter to the second converter and separation of the recycle stream of the synthesis gas from the product of the gasoline synthesis converter and the catalytic decomposition of the methanol in the water after the separation by distillation of the main amount of methanol from the process water.
Auf Abb. 1 wird Synthesegas 1, dessen Hauptkomponenten Wasserstoff und Kohlenmonoxid in einem Verhältnis, das von dem Verfahren ihrer Erzeugung abhängt, das jedoch auch inerte Komponenten enthält, von Katalysatorgiften und Beimengungen gereinigt, bei Notwendigkeit komprimiert, und in den ersten Konverter (Block I) der Synthese von Verbindungen des TypsIn Fig. 1, synthesis gas 1 whose major components hydrogen and carbon monoxide in a ratio depending on the method of production but which also contains inert components is purified of catalyst poisons and impurities, compressed as necessary, and injected into the first converter (block I ) of the synthesis of compounds of the type
R 1 -O-R 2 eingespeist, wo es mit dem Kreislaufgas 3 vermischt wird. Das entstandene Gemisch wird auf Reaktionstemperatur in Rekuperator -Wärmetauschern und Erhitzern (Dampfund/oder Elektroerhitzern, Öfen) vorgewärmt und in den Konverter der Synthese derR 1 -O-R 2 is fed, where it is mixed with the cycle gas 3. The resulting mixture is preheated to the reaction temperature in recuperator heat exchangers and heaters (steam and / or electric heaters, ovens) and in the converter of the synthesis of
Verbindungen des Typs R 1 -O-R2 geleitet. Bei der Herstellung der Verbindungen des Typs R 1 - O-R erfolgt der Kontakt mit dem Katalysator der Methanolsynthese oder mit dem Katalysator der Methanolsynthese und dem Katalysator der Dehydratisierung von Methanol zu Dimethylether. Bei der Synthese von Methanol ist der Einsatz kupferhaltiger Katalysatoren bei einer Temperatur von bis zu 260 °C und einem Druck von bis zu 8 MPa bevorzugt, aber es können auch Zink- Chrom- Katalysatoren, die bei einer Temperatur von bis zu 360 °C und bei einem Druck von mehr als 8 MPa arbeiten, verwendet werden. Conducted compounds of the type R 1 -O-R2. In the preparation of the compounds of the type R 1 - O-R, the contact with the catalyst of the methanol synthesis or with the catalyst of the methanol synthesis and the catalyst of the dehydration of methanol to dimethyl ether. In the synthesis of methanol, the use of copper-containing catalysts at a temperature of up to 260 ° C and a pressure of up to 8 MPa is preferred, but it can also zinc-chromium catalysts, which at a temperature of up to 360 ° C and to work at a pressure of more than 8 MPa.
Das Produkt aus dem Konverter der Synthese von Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 wird in Wärmetauschern abgekühlt, indem der Rohstoffstrom vorgewärmt wird, sowie im Luft- und Wasserkühler, bei Vorhandensein von Dimethylether im Produkt wird zur Kühlung auch tiefe The product from the converter of the synthesis of compounds of the type R 1 -O-R 2 is cooled in heat exchangers by the raw material stream is preheated, as well as in the air and water cooler, in the presence of dimethyl ether in the product is also deep
Kälte genutzt, wobei die Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 und Wasser kondensieren. Das Kondensat (Rohmethanol, Wassergehalt bis 20 % bzw. Gemisch aus Dimethylether, Methanol und Wasser) wird im Separator (Block II) abgeschieden. Das Gasprodukt aus dem Separator ist nicht umgesetztes Synthesegas, ein Teil davon (Strom 3) wird zur Vermischung mit dem Ausgangssynthesegas zum vollständigeren Umsatz des Rohstoffs geleitet. Die imUsed cold, the compounds of the type R 1 -O-R 2 and water condense. The condensate (crude ethanol, water content up to 20% or mixture of dimethyl ether, methanol and water) is separated in the separator (block II). The gas product from the separator is unreacted synthesis gas, part of which (stream 3) is passed to mix with the starting syngas for more complete conversion of the feedstock. The im
Separator abgetrennten Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 4 (Methanol und ggf. DME) werden mit dem Rückführstrom des Methanols 11 aus Block V, dem Rückführstrom 7 des leichten Kohlenwasserstoff gases aus dem zweiten Separator (Block IV) und dem Strom 5 des nicht reagierten Synthesegases aus Block II, bevorzugt Gasprodukt aus dem Separator, vermischt. Die Komponenten werden nach dem Mischen bevorzugt in Rekuperator - Wärmeaustauschern und/oder in Erhitzern erwärmt und in den Konverter der Benzinsynthese eingespeist. Separator separated compounds of the type R 1 -OR 2 4 (methanol and optionally DME) are reacted with the recycle stream of methanol 11 from block V, the recycle stream 7 of the light Hydrocarbon gases from the second separator (block IV) and the stream 5 of the unreacted synthesis gas from block II, preferably gas product from the separator, mixed. After mixing, the components are preferably heated in recuperator heat exchangers and / or in heaters and fed into the gasoline synthesis converter.
Um eine möglichst gute Benzinqualität (geringer Anteil an Schwerbenzin und Aromaten) zu erhalten, wird der Umsatz der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 (Methanol und ggf. DME) im zweiten Konverter (Block III) bevorzugt unter 99,5 % gehalten. Das Produkt des Konverters der Benzinsynthese enthält die bei der Umsetzung der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 erzeugten Kohlenwasserstoffe (insbesondere Benzinkohlenwasserstoffe) und nicht umgesetzte In order to obtain the best possible gasoline quality (low proportion of heavy gasoline and aromatics), the conversion of the compounds of the type R 1 -O-R 2 (methanol and optionally DME) in the second converter (block III) is preferably kept below 99.5%. The product of the gasoline synthesis converter contains the hydrocarbons (especially gasoline hydrocarbons) produced in the reaction of the compounds of type R 1 -O-R 2 and unreacted
Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 , hauptsächlich Methanol und Komponenten des Synthesegases. Compounds of the type R 1 -O-R 2, mainly methanol and components of the synthesis gas.
Beide Konverter (Block I und III) sind bevorzugt gekühlte Konverter. Der erste Konverter hat eine Wärmeübertragungsfläche von mindestens 50 m2 pro 1 m3 Katalysator bei einem Volumenstrom des Kreislaufgases von unter 150 realen m3/m3 Katalysator. Im zweiten Konverter ist die Wärmeübertragungsfläche mindestens 40 m2 pro 1 m3 Katalysator bei einem Volumenstrom des zirkulierenden Gases der Benzinsynthese von unter 150 realen m3/m3 Katalysator. Der bei der Kühlung der Konverter erzeugte Dampf wird, wie oben beschrieben, zur Erzeugung eines Kältemittels mit Hilfe einer Absorptionskältemaschine, in Dampferhitzern zur Vorwärmung der Einsatzstoffströme des ersten Konverters und als Sumpfheizung der Kolonne zur Produkttrennung verwendet. Both converters (blocks I and III) are preferably cooled converters. The first converter has a heat transfer area of at least 50 m 2 per 1 m 3 of catalyst at a flow rate of the recycle gas of less than 150 real m 3 / m 3 catalyst. In the second converter, the heat transfer surface is at least 40 m 2 per 1 m 3 of catalyst at a flow rate of the circulating gas of gasoline synthesis of less than 150 real m 3 / m 3 catalyst. The steam generated in the cooling of the converter is, as described above, used to produce a refrigerant by means of an absorption refrigerator, in steam heaters for preheating the feed streams of the first converter and as bottom heating of the column for product separation.
Das Produkt aus dem Konverter der Benzinsynthese (Block III) wird in den Rekuperator - Wärmetauschern abgekühlt, wobei der Einsatzstoff des Konverters erwärmt wird, weiter wird es in Kühlern gekühlt. Im Prozess der Kühlung findet eine Kondensation der Benzinkohlenwasserstoffe und des Wassers statt. Der abgekühlte Strom 6 wird zum Separator c.) (Block IV) zur Trennung des Reaktorprodukts der Benzinsynthese überführt. Im Separator c.) werden 1. das methanolhaltige Wasser 10, 2. die Benzinkohlenwasserstoffphase 8 + 9 und 3. die Gasphase 7, welche Wasserstoff, Kohlenstoffoxide und leichte Kohlenwasserstoffe, die sich bei der Umwandlung von Methanol bilden, enthält, getrennt.  The product from the converter of gasoline synthesis (block III) is cooled in the recuperator heat exchangers, whereby the feed material of the converter is heated, furthermore it is cooled in coolers. In the process of cooling, condensation of the petroleum hydrocarbons and of the water takes place. The cooled stream 6 is transferred to the separator c.) (Block IV) for separation of the reactor product of gasoline synthesis. In the separator c.) 1. the methanol-containing water 10, 2. the petrol hydrocarbon phase 8 + 9 and 3. the gas phase 7, which contains hydrogen, carbon oxides and light hydrocarbons, which form in the conversion of methanol, separated.
Der Rückführstrom des leichten Kohlenwasserstoffgases 7 wird in dem hervorgehobenen Fall mit einem Teil der CO - und H2 - haltigen Gase 5 aus dem ersten Separator (Block II) vermischt, um eine verdünnende Komponente für den Einsatzstoff der Synthese derThe recycle stream of the light hydrocarbon gas 7 is mixed in the highlighted case with a portion of the CO and H 2 -containing gases 5 from the first separator (Block II) to form a diluting component for the feedstock of the synthesis of
Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 zu erhalten. Das Kohlenwasserstoffkondensat (u. a. C5+ - Kohlenwasserstoffe) 6 aus dem Separator (Block IV) wird zur Stabilisierungskolonne (Block IV) geführt, in der die leichten Kopfgase 7 vom stabilen Benzin 8 abgetrennt werden. Aus den instabilen Benzinkohlenwasserstoffen kann in einer Stabilisierungs- oder einer zusätzlichen Kolonne auch Schwerbenzin 9 abgetrennt werden. To obtain compounds of the type R 1 -OR 2. The hydrocarbon condensate (inter alia C 5+ hydrocarbons) 6 from the separator (block IV) is passed to the stabilization column (block IV), in which the light overhead gases 7 are separated from the stable gasoline 8. From the unstable petroleum hydrocarbons heavy spirit 9 can be separated in a stabilizing or an additional column.
Die wässrige Phase 10 aus dem Separator wird in den Block V zur Aufkonzentrierung der The aqueous phase 10 from the separator is added to the block V to concentrate the
Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 und von dort in den Block VI zur katalytischenCompounds of the type R 1 -O-R 2 and from there into the block VI for the catalytic
Wasserreinigung von Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 geleitet. Das Wasser enthält hier, abhängig vom Umsatzgrad, in der Regel zwischen 3,5 Mass.- % und 30 Mass.- %Water purification of compounds of the type R 1 -O-R 2 passed. Depending on the degree of conversion, the water usually contains between 3.5% by mass and 30% by mass.
Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2. Compounds of the type R 1 -O-R 2.
Im Block V der Aufkonzentrierung der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 wird in einer Rektifikationskolonne die Anreicherung des Methanols im Kopf realisiert und es wird der Rückführstrom des Methanols 11 erhalten, welcher zum Block III der Benzinsynthese gefördert wird. Das Sumpfprodukt aus der Kolonne (Block V) - das Wasser 12, welches zwischen 1 % und 5 % Methanol 5 enthält, wird in den Konverter der Wasserreinigung (Block VI) geleitet, wo die katalytische Zerlegung des Methanols im wässrigen Medium durchgeführt wird.  In block V of the concentration of the compounds of the type R 1 -O-R 2, the enrichment of the methanol in the head is realized in a rectification column and the recycle stream of methanol 11 is obtained, which is conveyed to block III of the gasoline synthesis. The bottom product from the column (block V) - the water 12, which contains between 1% and 5% methanol 5, is passed into the water purification converter (block VI), where the catalytic decomposition of the methanol in the aqueous medium is carried out.
Im Konverter der Wasserreinigung (Block VI) wird der Gas ström 13 aus der Zerlegung des Methanols erhalten - Kohlenstoffoxide und Wasserstoff, welcher dem ersten Konverter (Block I) zugeführt wird. Es wird chemisch gereinigtes Wasser 14 erhalten, welches für die Nachspeisung des Systems des Rückkühlwassers, des Systems der Dampferzeugung und für andere Zwecke genutzt wird.  In the converter of water purification (block VI), the gas Ström 13 is obtained from the decomposition of the methanol - carbon oxides and hydrogen, which is the first converter (block I) is supplied. It is obtained chemically purified water 14, which is used for the replenishment of the system of the recooling water, the system of steam generation and for other purposes.
Der auf Abb. 2 dargestellte Herstellungsprozess ist eine vereinfachte Variante des auf Abb. 1 dargestellten Verfahrens und unterscheidet sich von diesem vor allem in folgendem Punkt:The manufacturing process shown in Fig. 2 is a simplified variant of the method shown in Fig. 1 and differs from this in particular in the following point:
Das Produkt des ersten Konverters (Block I) wird in Wärmetauschern und/oder Erhitzern erwärmt und direkt, ohne vorherige Auftrennung, zum Konverter (Block III) der Benzinsynthese geleitet. The product of the first converter (block I) is heated in heat exchangers and / or heaters and passed directly, without prior separation, to the converter (block III) of the gasoline synthesis.
Als verdünnende Komponente des sauerstoffhaltigen Einsatzstoffes kann auch hier wieder rückgeführtes Kreislaufgas 3 (hier aus Block IV) zugesetzt werden.  As a diluting component of the oxygen-containing starting material, recycled cycle gas 3 (here from block IV) can also be added here again.
Auch hier wird dem Synthesegas 1 vor oder bei der Einspeisung in den ersten Konverter neben dem Kreislaufgas 3 zusätzlich Wasserstoff und Kohlenmonoxid 13, welches im Konverter der katalytischen Wasserreinigung (Block VI) gebildet wird, beigemischt. Das Produkt aus dem ersten Konverter entspricht in seiner Zusammensetzung im Wesentlichen dem Produkt aus dem Verfahren auf Abb. 1. Again, the synthesis gas 1 before or at the feed in the first converter in addition to the cycle gas 3 in addition hydrogen and carbon monoxide 13, which in the Converter of catalytic water purification (block VI) is formed, mixed. The product from the first converter essentially corresponds in its composition to the product from the process on FIG. 1.
Um eine maximal hohe Benzinqualität (geringer Anteil an Schwerbenzin) zu erreichen, wird der Umsatz der Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 (Methanol und ggf. DME) bevorzugt unter 99,5 % gehalten.  In order to achieve a maximum high gasoline quality (low proportion of heavy gasoline), the conversion of the compound of the type R 1 -O-R 2 (methanol and optionally DME) is preferably kept below 99.5%.
Das Produkt aus dem Konverter der Benzinsynthese wird auch hier bevorzugt zunächst in den Rekuperator- Wärmeaustauschern und in Kühlern abgekühlt. Der teilweise abgekühlte Strom 6 wird in den Block IV der Trennung der Produkte des Konverters der Benzinsynthese eingespeist, wo durch die Abkühlung in den Kühlern eine Kondensation der Benzinkohlenwasserstoffe und des Wassers stattfindet. Im Separator wird das Wasser 10, welches nicht umgesetzte Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 enthält, abgeschieden und es werden die Benzinkohlenwasserstoffphase und die Gasphase getrennt. Das Gasprodukt aus dem Separator besteht hauptsächlich aus nicht umgesetztem Synthesegas und leichten Kohlenwasserstoffen, ein Teil davon (Strom 3) wird zur Vermischung mit dem Ausgangssynthesegas zum vollständigeren Umsatz des Rohstoffs in den ersten Konverter (Block I) zurückgeführt.  The product from the gasoline synthesis converter is also preferably cooled first in the recuperator heat exchangers and in coolers. The partially cooled stream 6 is fed into the block IV of the separation of the products of the gasoline synthesis converter, where condensation of the gasoline hydrocarbons and the water takes place due to the cooling in the coolers. In the separator, the water 10, which contains unreacted compounds of the type R 1 -O-R 2, deposited and the gasoline hydrocarbon phase and the gas phase are separated. The gas product from the separator consists mainly of unreacted synthesis gas and light hydrocarbons, part of which (stream 3) is recycled to the first converter (block I) for mixing with the starting syngas for more complete conversion of the feedstock.
Das im Konverter der Benzinsynthese gebildete Wasser enthält hier, abhängig vom Umsatzgrad, in der Regel zwischen 3,5 % und 40 % Methanol (und ggf. DME). Es erfolgt deshalb eine Reinigung des Wassers in einer Rektifikationskolonne (Block V) und anschließend in einem gesonderten Konverter der Wasserreinigung (Block VI) durch katalytische Zerlegung des Methanols in Wasserstoff und Kohlenstoff oxide (wobei diese Gase als Beimischung zum Synthesegas in den Prozess rückgeführt werden - siehe Beschreibung von Abb. 1).  The water formed in the converter of gasoline synthesis contains here, depending on the degree of conversion, usually between 3.5% and 40% methanol (and possibly DME). There is therefore a purification of the water in a rectification column (block V) and then in a separate converter of water purification (block VI) by catalytic decomposition of the methanol into hydrogen and carbon oxides (these gases are recycled as an admixture to the synthesis gas in the process -. see description of Fig. 1).
Das Kohlenwasserstoffkondensat aus dem Separator (Block IV) wird zur Stabilisierungskolonne geführt (Block IV), in der das Benzin 8 abgetrennt wird. Aus den instabilen Benzinkohlenwasserstoffen kann in einer Stabilisierungskolonne oder einer zusätzlichen Kolonne auch Schwerbenzin 9 abgetrennt werden.  The hydrocarbon condensate from the separator (block IV) is passed to the stabilization column (block IV), in which the gasoline 8 is separated. From the unstable petroleum hydrocarbons heavy fuel 9 can be separated in a stabilizing column or an additional column.
Die Wasserphase 10 aus dem Separator wird in den Block V der Anreicherung der The water phase 10 from the separator is in the block V of the enrichment of the
Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 und anschließend in den Konverter der Wasserreinigung (Block VI) eingespeist. Im Block V der Aufkonzentrierung der Verbindungen des Typs Rx-0- R wird in einer Rektifikationskolonne die Anreicherung des Methanols im Kopfteil realisiert und es wird ein Rückführstrom dieses Methanols 11 erhalten, der in den Block III der Benzinsynthese zurückgegeben wird. Das Sumpfprodukt der Kolonne - das Wasser 12, welches zwischen 2 und 5 % Methanol 5 enthält, wird in den Konverter der Wasserreinigung (Block VI) eingespeist. Type R 1 -OR 2 compounds and then fed to the water purification converter (block VI). In block V of the concentration of the compounds of the type R x -O-R, the enrichment of the methanol in the top part is realized in a rectification column and a recycle stream of this methanol 11 is obtained, which is returned to the block III of the gasoline synthesis. The bottom product of the column - the water 12, which contains between 2 and 5% methanol 5, is fed into the converter of the water purification (block VI).
Im Block VI der Reinigung wird der methanolhaltige Wasserstrom bevorzugt durch die Rekuperator- Wärmeaustauscher und/oder Vorerhitzer gefördert, wo er auf die geforderte Reaktionstemperatur aufgeheizt wird, und dann in den Konverter der Wasserreinigung eingespeist, wo der Kontakt mit dem Katalysator der Zerlegung des Methanols in Wasserstoff und Kohlenstoffoxide realisiert wird.  In block VI of purification, the methanol-containing water stream is preferably conveyed through the recuperator heat exchangers and / or preheaters, where it is heated to the required reaction temperature, and then fed to the converter for water purification, where contact with the catalyst for decomposition of the methanol in Hydrogen and carbon oxides is realized.
Das Produkt aus dem Konverter der Wasserreinigung wird bevorzugt in Rekuperator- Wärmeaustauschern und einem Luftkühler abgekühlt. Anschließend wird die Gasphase von dem Kondensat in einem Separator getrennt. Die dabei abgetrennten Gase der Zerlegung des Methanols 13 treten aus dem Separator aus und werden zur Vermischung mit dem Roh- Synthesegas in den ersten Konverter (Block I) geleitet. Das gereinigte Wasser wird zur Entgaserkolonne gefördert. Es wird chemisch gereinigtes Wasser 14 erhalten, welches für die Nachspeisung des Systems des Rückkühlwassers, des Systems der Dampferzeugung und für andere Zwecke genutzt wird.  The product from the water purification converter is preferably cooled in recuperator heat exchangers and an air cooler. Subsequently, the gas phase is separated from the condensate in a separator. The thereby separated gases of decomposition of the methanol 13 emerge from the separator and are passed for mixing with the crude synthesis gas in the first converter (block I). The purified water is conveyed to the degasifier column. It is obtained chemically purified water 14, which is used for the replenishment of the system of the recooling water, the system of steam generation and for other purposes.
Durch das auf den Abb. 1 und 2 dargestellte Wasser werden die Konverter indirekt gekühlt. Das Wasser nimmt die Wärme von einem Wärmeträger auf, der wiederum die Wärme aus der Reaktionszone ableitet. Das Wasser verlässt Block I und III als Dampf.  By the water shown in Figs. 1 and 2, the converters are cooled indirectly. The water absorbs the heat from a heat carrier, which in turn dissipates the heat from the reaction zone. The water leaves blocks I and III as steam.
Im Folgenden wird die Erfindung mit einem Vergleichsbeispiel und Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention will be explained in more detail below with a comparative example and exemplary embodiments.
Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel) Example 1 (comparative example)
Dieses Beispiel wurde analog dem Prozess TIGAS der Firma Haldor Topsoe IJ. Topp- Jorgensen, reprinted from «Studies in Surface and Catalysis, V, 36, Methan Conversion», 1987 durchgeführt.  This example was analogous to the process TIGAS the company Haldor Topsoe IJ. Topp-Jorgensen, reprinted from "Studies in Surface and Catalysis, V, 36, Methane Conversion", 1987.
Auf Abb. 3 ist ein Blockschema des Prozesses TIGAS dargestellt.  Fig. 3 shows a block diagram of the TIGAS process.
Synthesegas wird mit Kreislauf gas, welches nicht umgesetzte Komponenten des Synthesegases und leichte Kohlenwasserstoffe enthält, vermischt und tritt in den Reaktor der Synthese von Methanol + DME mit einem bifunktionellen Katalysator, welcher aus einer Katalysatorkomponente der Methanolsynthese und einer Katalysatorkomponente der Dehydratation von Methanol besteht, ein. Das erhaltene Gemisch aus Methanol + DME + Wasser und aus Komponenten des nicht reagierten Synthesegases wird zur Stufe der Benzinsynthese gegeben, wo an einem zeolithhaltigen Katalysator die Umwandlung des Methanols und DME in Kohlenwasserstoffe stattfindet. Das Produktgemisch wird anschließend in Benzin, eine wässrige Phase, welche zur Reinigung gegeben wird, eine C3-C4 Fraktion und Gas, von dem ein Teil als Zirkulationsgas zur Stufe der Synthese von Sauerstoffverbindungen geführt wird, aufgetrennt. Alle Stadien werden bei einem annähernd gleichen Druck im Bereich von 50 - 100 bar durchgeführt.  Synthesis gas is mixed with cycle gas containing unreacted components of the synthesis gas and light hydrocarbons, and enters the reactor of synthesis of methanol + DME with a bifunctional catalyst consisting of a catalyst component of methanol synthesis and a catalyst component of dehydration of methanol , The resulting mixture of methanol + DME + water and components of the unreacted synthesis gas is added to the gasoline synthesis stage where conversion of the methanol and DME to hydrocarbons occurs on a zeolite-containing catalyst. The product mixture is then separated into gasoline, an aqueous phase which is put to purification, a C3-C4 fraction and gas, part of which as a circulation gas is led to the stage of synthesis of oxygen compounds. All stages are performed at approximately the same pressure in the range of 50-100 bar.
Es wird Synthesegas mit einem Gehalt an H2 : CO = 3 verwendet. Synthesis gas containing H 2 : CO = 3 is used.
Entsprechend der Quelle beträgt die Ausbeute an Sauerstoffverbindungen, bezogen auf CH2 im Synthesegas, 94 %. Die Ausbeute an Benzin, bezogen auf CH2 in den Sauerstoffverbindungen, beträgt 78 %. According to the source, the yield of oxygen compounds, based on CH 2 in the synthesis gas, is 94%. The yield of gasoline, based on CH 2 in the oxygen compounds, is 78%.
Insgesamt beträgt die Ausbeute an Benzin 73,34 , bezogen auf CH2 im Synthesegas ohne Berücksichtigung von Verlusten bei der Produkttrennung usw.. Im Weiteren werden Beispiele verschiedener Varianten der erfindungsgemäßen Prozessdurchführung aufgeführt. Overall, the yield of gasoline is 73.34, based on CH 2 in the synthesis gas without taking into account losses in the product separation, etc .. In the following, examples of different variants of the process execution according to the invention are listed.
Dabei wird ein reales Synthesegas mit folgender Zusammensetzung, in Vol.- , verwendet: CO - 21,91; H2 - 61,16; C02 - 6,38; CH4 - 1,83; H20 - 8,72. A real synthesis gas with the following composition, in vol., Is used: CO - 21.91; H 2 - 61.16; C0 2 - 6.38; CH 4 - 1.83; H 2 0 - 8.72.
Der Volumenstrom des Synthesegases beträgt: 738,3 m (i. N.)/h.  The volume flow of the synthesis gas is: 738.3 m (i.N.) / h.
Für die Synthese von Methanol aus Synthesegas wird ein Katalysator der Firma Südchemie mit der Bezeichnung MEGAMAX 700® (Komponenten CuO, ZnO, A1203) und für die Synthese von Benzin aus Methanol ein zeolithhaltiger Katalysator der Firma Südchemie mit der Bezeichnung SMA-2 verwendet. For the synthesis of methanol from synthesis gas is a catalyst from Südchemie called MEGAMAX 700 ® (components CuO, ZnO, A1 2 0 3 ) and for the synthesis of gasoline from methanol a zeolite-containing catalyst from Südchemie called SMA-2 used.
Die Arbeitsbedingungen im Konverter der Synthese der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 sind Temperaturen im Bereich von 210 bis 260°C und Drücke im Bereich von 50 bis 55 MPa. Das Volumen des Katalysators beträgt 0,46 m , die Wärmeaustauschoberfläche in der Reaktionszone beträgt 30 m . Der Druck des erzeugten Wasserdampfes beträgt 1,8 MPa. The operating conditions in the converter of the synthesis of compounds of the type R 1 -O-R 2 are temperatures in the range of 210 to 260 ° C and pressures in the range of 50 to 55 MPa. The volume of the catalyst is 0.46 m, the heat exchange surface in the reaction zone is 30 m. The pressure of the generated water vapor is 1.8 MPa.
Im Konverter der Benzinsynthese liegt bei den Beispielen 2 bis 4 ein Druck von 7 bar und beim Beispiel 5 ein Druck von 45 bar vor. Die Temperatur des Prozesses liegt im Bereich von 310 bis 430 °C im Reaktionsregime und im Bereich von 280 bis 500°C im Regenerationsregime. In the converter of gasoline synthesis in Examples 2 to 4 is a pressure of 7 bar and in Example 5, a pressure of 45 bar before. The temperature of the process is in the range of 310 to 430 ° C in the reaction regime and in the range of 280 to 500 ° C in the regeneration regime.
Die Konverter der Methanolsynthese und Benzinsynthese werden gekühlt. Es werden Konverter mit einer Wärmeübertragungsfläche von 60 m2/m3 Katalysator verwendet. The converters of methanol synthesis and gasoline synthesis are cooled. Converters with a heat transfer area of 60 m 2 / m 3 of catalyst are used.
Die Reaktionen in den Konvertern der Synthese von Methanol und der Synthese von Benzin werden unter annähernd isothermen Bedingungen durchgeführt, bei welchen die Temperaturdifferenz innerhalb der Katalysatorschüttung unter 5 K liegt.  The reactions in the converters of the synthesis of methanol and the synthesis of gasoline are carried out under approximately isothermal conditions in which the temperature difference within the catalyst bed is below 5 K.
In den Beispielen 2 bis 4 findet die Trennung der Produkte des Prozesses der Erzeugung von Sauerstoffverbindungen bei einer Temperatur von = 40°C statt. Die Separation der Produkte der Benzinsynthese findet bei allen Beispielen bei einer Temperatur von + 5 C statt.  In Examples 2 to 4, the separation of the products of the process of production of oxygen compounds takes place at a temperature of = 40 ° C. The separation of the products of gasoline synthesis takes place in all examples at a temperature of + 5 C instead.
Die Beispiele 2 bis 5 unterscheiden sich durch eine unterschiedliche Wahl der Anwendung einzelner Unterscheidungsmerkmale der Erfindung. Beispiel 2 Examples 2 to 5 differ by a different choice of application of individual distinguishing features of the invention. Example 2
Die Anlage der Erzeugung von synthetischem Benzin entspricht hauptsächlich dem Schema auf Abb. 1 und beinhaltet: einen Block (Block I) der Synthese von Methanol aus Synthesegas, einen Block (Block II) der Abtrennung von Methanol aus dem Produktstrom des Blocks I, einen Block (Block III) der Synthese von Benzin aus Rohmethanol, einen Block (Block IV) der Fraktionierung mit Abtrennung des Produktbenzins, einen Block (Block V) der Abtrennung von Methanol aus dem Prozesswasser.  The synthesis gas production facility is mainly similar to the scheme shown in Figure 1 and includes: one block (Block I) of synthesis of methanol from synthesis gas, one block (Block II) of methanol separation from the product stream of Block I, one block (Block III) the synthesis of gasoline from crude methanol, one block (Block IV) of the fractionation with removal of the product gasoline, one block (Block V) of the separation of methanol from the process water.
Im Unterscheid zum Schema in Abb. 1 ist der Block der Wasserreinigung von Methanol jedoch nicht im Betrieb. In der Anlage fehlen zudem im Unterschied zu Abb. 1 die Ströme 5, 13 und 14, d. h. in den Block III wird nicht der Strom 5 gegeben.  In contrast to the scheme in Fig. 1, however, the block of water purification of methanol is not in operation. In contrast to Fig. 1, the currents 5, 13 and 14, d. H. in the block III, the current 5 is not given.
Tabelle 2.1. Materialbilanz der Anlage Table 2.1. Material balance of the plant
Regime der Erzeugung von Katalysator Umsatz des Selektivität der Umsatz von synthetischem Benzin aus der Synthese Methanols: Umwandlung (CO+C02) in Rohmethanol, ohne Zuführung des von Benzin: von Methanol Methanol: Regime of the production of catalyst conversion of the selectivity of the conversion of synthetic gasoline from the synthesis methanol: Conversion (CO + C0 2 ) in raw methanol, without supply of the gasoline: by methanol methanol:
99%  99%
Synthesegases aus dem Block der in Benzin:  Synthesis gas from the block of gasoline:
SMA-2 94,7%  SMA-2 94.7%
Methanolsynthese in den Block der  Methanol synthesis in the block of
86%  86%
Benzinsynthese, ohne den Block der  Gasoline synthesis, without the block of
Wasserreinigung  water purification
Jahresbetriebsstunden 8000,00  Annual operating hours 8000,00
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000031_0001
* auf CH2 des Methanols bezogen, ** auf CH2 des Synthesegases bezogen. Tabelle 2.2. Charakterisierung der Ströme im Schema auf Abb. 1 * based on CH 2 of the methanol, ** based on CH 2 of the synthesis gas. Table 2.2. Characterization of currents in the scheme on fig. 1
Figure imgf000032_0001
Figure imgf000032_0001
Beispiel 3 Example 3
Die Anlage der Erzeugung von synthetischem Benzin entspricht hauptsächlich dem Schema auf Abb. 1 und beinhaltet: einen Block der Synthese von Methanol aus Synthesegas (Block I), einen Block (Block II) der Abtrennung des Methanols aus dem Produktstrom des Blocks I, einen Block (Block III) der Synthese von Benzin aus Rohmethanol, einen Block (Block IV) der Fraktionierung mit Abtrennung des Produktbenzins, einen Block (Block V) der Abtrennung von Methanol aus dem Prozesswasser.  The synthesis gas production plant is mainly similar to the one shown in Fig. 1 and includes: one block of the synthesis of methanol from synthesis gas (block I), one block (block II) of the separation of methanol from the product stream of block I, one block (Block III) the synthesis of gasoline from crude methanol, one block (Block IV) of the fractionation with removal of the product gasoline, one block (Block V) of the separation of methanol from the process water.
Der Block der Wasserreinigung von Methanol ist nicht im Betrieb. In der Anlage fehlen zudem im Unterschied zum Schema in Abb. 1 die Ströme 13 und 14. Tabelle 3.1. Materialbilanz der Anlage The block of water purification of methanol is not in operation. In contrast to the scheme in Fig. 1, the currents 13 and 14 are also missing in the system. Table 3.1. Material balance of the plant
Regime mit Erzeugung von Katalysator der Umsatz des Selektivität Umsatz von synthetischem Benzin aus Benzinsynthese: Methanols: der (CO+C02) inRegime with production of catalyst the conversion of the selectivity conversion of synthetic gasoline from gasoline synthesis: Methanols: the (CO + C0 2 ) in
Rohmethanol, ohne den Block SMA-2 99% Umwandlung Methanol: der Wasserreinigung von Methanol 94,2% in Benzin: Raw methanol, without the block SMA-2 99% conversion methanol: the water purification of methanol 94.2% in gasoline:
87%  87%
Jahresbetriebsstunden 8000,00  Annual operating hours 8000,00
Figure imgf000033_0001
Figure imgf000033_0001
auf CH2 des Methanols bezogen, ** auf CH2 des Synthesegases bezogen. based on CH 2 of the methanol, ** based on CH 2 of the synthesis gas.
Tabelle 3.2. Charakterisierung der Ströme im Schema auf Abb. 1 Table 3.2. Characterization of currents in the scheme on fig. 1
Physikalische Eigenschaften Zusammensetzung der Ströme [Mass.- ]  Physical properties Composition of the flows [Mass.-]
der Stoffströme  the material flows
T [UC] P Massenstro H2 CO co2 H20 CH30 C1 -C4 c5+ T [ U C] P mass flow H 2 CO co 2 H 2 0 CH 3 0 C1 -C4 c 5+
[MPa] m, [kg/h] H [MPa] m, [kg / h] H
1 60,0 5,70 329,5 11,68 58,17 26,61 0,76 - 2,78 - 1 60.0 5.70 329.5 11.68 58.17 26.61 0.76 - 2.78 -
2 123,7 5,20 2406,5 6,89 7,00 37,55 1,29 12,53 34,74 -2 123,7 5,20 2406,5 6,89 7,00 37,55 1,29 12,53 34,74 -
3 54 5,8 2077,0 7,89 8,02 42,57 0,03 1,67 39,82 -3 54 5.8 2077.0 7.89 8.02 42.57 0.03 1.67 39.82 -
4 40,7 5,20 299,4 - - 1,12 10,12 88,74 0,02 -4 40.7 5.20 299.4 - - 1.12 10.12 88.74 0.02 -
5 40 5,1 2,5 7,89 8,02 42,57 0,03 1,67 39,82 -5 40 5.1 2.5 7.89 8.02 42.57 0.03 1.67 39.82 -
6 88,7 5,50 789,1 2,19 1,35 21,70 22,69 0,34 35,42 16,316 88.7 5.50 789.1 2.19 1.35 21.70 22.69 0.34 35.42 16.31
7 61,5 1,00 486,2 3,49 2,15 34,32 0,16 - 53,19 6,697 61.5 1.00 486.2 3.49 2.15 34.32 0.16 - 53.19 6.69
8 40,4 0,70 79,2 - - - - 0,01 2,97 97,028 40.4 0.70 79.2 - - - - 0.01 2.97 97.02
9 45,4 0,60 18,2 - - - - - - 100,009 45.4 0.60 18.2 - - - - - - 100.00
10 5,0 0,40 180,9 - - 0,01 98,52 1,47 - -10 5.0 0.40 180.9 - - 0.01 98.52 1.47 - -
11 60,0 1,0 1,0 - - 0,46 14,38 85,16 - -11 60.0 1.0 1.0 - - 0.46 14.38 85.16 - -
12 61,9 5,65 179,9 - - - 99,00 1,00 - -12 61.9 5.65 179.9 - - - 99.00 1.00 - -
13 - - - - - - - - - -13 - - - - - - - - - -
14 - - - - - - - - - - 14 - - - - - - - - - -
Beispiel 4 Example 4
Die Anlage der Erzeugung von synthetischem Benzin entspricht dem Schema auf Abb. 1 und beinhaltet: einen Block (Block I) der Synthese von Methanol aus Synthesegas, einen Block (Block II) der Abtrennung des Methanols aus dem Produktstrom des Blocks I, einen Block (Block III) der Synthese von Benzin aus Rohmethanol, einen Block (Block IV) der Fraktionierung mit Abtrennung des Produktbenzins, einen Block (Block V) der Abtrennung von Methanol aus dem Prozesswasser, einen Block (Block VI) der Wasserreinigung von Methanol.  The synthetic gas production facility corresponds to the scheme of Figure 1 and includes: a block (Block I) of the synthesis of methanol from synthesis gas, a block (Block II) of the separation of methanol from the product stream of Block I, a block ( Block III) of the synthesis of gasoline from crude methanol, one block (block IV) of the fractionation with removal of the product gasoline, one block (block V) of the separation of methanol from the process water, one block (block VI) of the water purification of methanol.
Tabelle 4.1. Materialbilanz der Anlage Table 4.1. Material balance of the plant
Regime mit Erzeugung Katalysator der Umsatz des Selektivität der Umsatz von von synthetischem Benzinsynthese Methanols Umwandlung von (CO+C02) in Benzin aus Rohmethanol „. . , , „„„ Methanol in Benzin Methanol Regime with generation catalyst of the conversion of the selectivity of the conversion of synthetic gasoline synthesis of methanol conversion of (CO + C0 2 ) in gasoline from raw methanol ". , , """Methanol in gasoline methanol
9 I /o  9 l / o
87,5% 94,7% 87.5% 94.7%
Jahresbetriebsstunden 8000,00 Annual operating hours 8000,00
Figure imgf000035_0001
Figure imgf000035_0001
auf CH2 des Methanols bezogen, ** auf CH2 des Synthesegases bezogen Tabelle 4.2. Charakterisierung der Ströme im Schema auf Abb. 1 based on CH 2 of the methanol, ** based on CH 2 of the synthesis gas Table 4.2. Characterization of currents in the scheme on fig. 1
Figure imgf000036_0001
Figure imgf000036_0001
Beispiel 5 Example 5
Die Anlage der Erzeugung von synthetischem Benzin entspricht dem Schema auf Abb. 2 und beinhaltet: einen Block (Block I) der Synthese von Methanol aus Synthesegas, einen Block (Block III) der Synthese von Benzin ohne Abtrennung von Methanol aus dem Produktstrom des Blocks I, einen Block (Block IV) der Fraktionierung mit Abtrennung des Produktbenzins, einen Block (Block V) der Abtrennung von Methanol aus dem Prozesswasser, einen Block (Block VI) der Wasserreinigung von Methanol Tabelle 5.1. Materialbilanz der Anlage The synthetic gas production facility is as shown in Figure 2 and includes: one block (block I) of synthesis of methanol from synthesis gas, one block (block III) of the synthesis of gasoline without methanol separation from the product stream of block I. , one block (block IV) of the fractionation with removal of the product gasoline, one block (block V) of the separation of methanol from the process water, one block (block VI) of the water purification of methanol Table 5.1. Material balance of the plant
Regime mit Erzeugung von Katalysator der Umsatz von Selektivität der Umsatz von synthetischem Benzin aus Benzinsynthese: Methanol: Umwandlung von (CO+C02) in dem Strom der Methanol in Benzin: Methanol: Regime with production of catalyst the conversion of selectivity the conversion of synthetic gasoline from gasoline synthesis: Methanol: Conversion of (CO + C0 2 ) in the stream of methanol in gasoline: Methanol:
SMA-2 99%  SMA-2 99%
Methanolsynthese  methanol synthesis
85,5% 94,2% 85.5% 94.2%
Jahresbetriebsstunden 8000,00 Annual operating hours 8000,00
Figure imgf000037_0001
Figure imgf000037_0001
auf CH2 des Methanols bezogen,** auf CH2 des Synthesegases bezogen. Tabelle 5.2. Charakterisierung der Ströme im Schema auf Abb. 2 based on CH 2 of the methanol, ** based on CH 2 of the synthesis gas. Table 5.2. Characterization of currents in the scheme on fig. 2
Physikalische Eigenschaften Zusammensetzung der Ströme, Mass.- %  Physical properties Composition of flows, mass%
der Stoffströme  the material flows
T P MassenH2 CO co2 H20 CH3OH C1 -C4 c5+ strom [ TP mass H 2 CO co 2 H 2 O CH 3 OH C1 -C4 c 5+ stream [
[ °C] [MPa]  [° C] [MPa]
kg/h]  kg / h]
1 60,0 5,70 329,5 11,68 58,17 26,61 0,76 - 2,78 - 1 60.0 5.70 329.5 11.68 58.17 26.61 0.76 - 2.78 -
2 117,5 4,35 2263 6,01 7,46 39,23 1,37 11,77 32,56 1,62 117.5 4.35 2263 6.01 7.46 39.23 1.37 11.77 32.56 1.6
3 29,9 4,9 1931,7 6,94 8,59 44,88 0,04 - 37,68 1,873 29.9 4.9 1931.7 6.94 8.59 44.88 0.04 - 37.68 1.87
6 176,3 3,9 2264,0 6,02 7,45 39,21 7,92 0,12 33,45 5,836,176.3 3.9 2264.0 6.02 7.45 39.21 7.92 0.12 33.45 5.83
8 40,4 0,70 79,9 - - - - 0,01 3,07 96,928 40.4 0.70 79.9 - - - - 0.01 3.07 96.92
9 45,4 0,60 16,9 - - - - - - 100,000 5,0 0,40 181,2 - - 0,02 98,51 1,47 - - 1 62,2 4,5 1 - - 0,46 14,38 85,16 - -2 62,6 5,65 180,2 - - - 99,00 1,00 - -3 70,0 5,35 1,8 12,5 86,2 - 1,3 - - -4 70,0 5,35 178,4 - 100,0 - - - 0 9 45.4 0.60 16.9 - - - - - - 100.000 5.0 0.40 181.2 - - 0.02 98.51 1.47 - - 1 62.2 4.5 1 - - 0 , 46 14,38 85,16 - -2 62,6 5,65 180,2 - - - 99,00 1,00 - -3 70,0 5,35 1,8 12,5 86,2 - 1, 3 - - -4 70.0 5.35 178.4 - 100.0 - - - 0
Bezugszeichenliste: LIST OF REFERENCE NUMBERS
Auf den Abbildungen und im Text werden die folgenden Bezeichnungen verwendet:  The illustrations and text use the following terms:
1 - Ausgangs synthesegas  1 - Starting synthesis gas
2 - Produkt aus dem Block der Synthese von Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2  2 - Product from the block of synthesis of compounds of the type R 1 -O-R 2
3 - Kreislaufgas (Synthesegas, welches aus dem Block II oder IV in den Block I zurückgeführt) 3 - recycle gas (synthesis gas which is returned from block II or IV to block I)
4 - Rohmethanol (bzw. Ausgangsprodukt der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 )  4 - crude methanol (or starting product of the compounds of the type R 1 -O-R 2)
5 - Zirkulierendes Gas (Synthesegas, welches vom Block II in den Block III gegeben wird)  5 - circulating gas (synthesis gas given from block II to block III)
6 - Produkt aus dem Block der Benzinsynthese  6 - Product from the block of gasoline synthesis
7 - Zirkulierendes Kohlenwasserstoff gas (aus Block IV in Block III zurückgeführt) 7 - Circulating hydrocarbon gas (returned from block IV to block III)
8 - Benzin 8 - gasoline
9 - Schwerbenzin  9 - heavy fuel
10 - Prozesswasser  10 - process water
11 - Rückgeführte Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 (bevorzugt Methanol)  11 - recycled compound of the type R 1 -O-R 2 (preferably methanol)
12 - Abwässer, die Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 (bevorzugt Methanol) enthalten 12 - Wastewater containing compounds of the type R 1 -O-R 2 (preferably methanol)
13 - Gase, die sich bei der Abtrennung der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 (bevorzugt13 - Gases which are preferred in the separation of compounds of the type R 1 -O-R 2 (preferred
Methanol) bilden Methanol)
14 - Chemisch gereinigtes Wasser  14 - Chemically purified water
15 - Gas  15 - gas
16 - C3-C4 Fraktion  16 - C3-C4 fraction
I - Block der Synthese der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 mit dem ersten Konverter I - block of the synthesis of compounds of the type R 1 -O-R 2 with the first converter
II - Block der Trennung mit dem ersten Separator II - block of separation with the first separator
III - Block der Synthese von Benzin mit dem zweiten Konverter  III - block of synthesis of gas with the second converter
IV - Block der Trennung mit dem zweiten Separator und der Stabilisierungskolonne des instabilen IV - Block the separation with the second separator and the stabilizing column of the unstable
Benzins gasoline
V - Block der Aufkonzentrierung der Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 (bevorzugt V - block of concentration of compounds of the type R 1 -O-R 2 (preferred
Methanol) in einer Rektifikationskolonne aus dem Prozesswasser Methanol) in a rectification column from the process water
VI - Block der katalytischen Wasserreinigung von Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 VI - Block of catalytic water purification of compounds of the type R 1 -O-R 2
(bevorzugt Methanol) (preferably methanol)

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen durch den Umsatz eines CO- und H2-haltigen Gasgemisches (Synthesegas) durch 1. A process for the production of hydrocarbons by the conversion of a CO and H 2 -containing gas mixture (synthesis gas) by
a. ) Kontakt mit einem Katalysator in einem ersten Konverter zur Erzeugung eines ersten Produktstromes, der  a. ) Contact with a catalyst in a first converter to produce a first product stream, the
- mindestens eine chemische Verbindung des Typs R 1 -O-R2 (wobei R 1 - Alkylgruppen mit einer Kohlenstoffzahl von 1 bis 5 sind und  at least one chemical compound of the type R 1 -O-R2 (wherein R 1 are alkyl groups having a carbon number of 1 to 5 and
R - Wasserstoff, Alkyl- und Alkoxygruppen mit einer Kohlenstoffzahl von 1 bis 5 sind), wobei die chemische Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 bevorzugt Methanol und/oder Dimethylether ist, sowie auch  R - are hydrogen, alkyl and alkoxy groups having a carbon number of 1 to 5), wherein the chemical compound of the type R 1 -O-R 2 is preferably methanol and / or dimethyl ether, as well as
- nicht umgesetzte Komponenten von Synthesegas,  unreacted components of synthesis gas,
enthält,  contains
b. ) Kontakt des gesamten Produkts aus dem ersten Konverter oder nach Abtrennung von zu mindest einem Teil der nicht reagierten Komponenten des Synthesegases, mit einem Katalysator in einem zweiten Konverter, zur Erzeugung eines Produktstroms, der  b. Contact the entire product from the first converter or after separation of at least a portion of the unreacted components of the synthesis gas, with a catalyst in a second converter to produce a product stream, the
- Benzinkohlenwasserstoffe, einschließlich bis zu 45 Mass. - % aromatische Verbindungen, darin enthalten bis 1 Mass. - % Benzol und nicht weniger als 40 Mass.- % Isoparaffine,  - petroleum hydrocarbons, including up to 45 mass. -% aromatic compounds, containing up to 1 mass. % Benzene and not less than 40 mass% isoparaffins,
- Q-Gr Kohlenwasserstoffe, die sich bevorzugt in einer Menge von nicht mehr als 17 Mass.- bilden (umgerechnet auf C im umgesetzten Methanol und/oder, bei Notwendigkeit, im umgesetzten Dimethylether),  - Q-Gr hydrocarbons, which preferably form in an amount of not more than 17% by mass (converted to C in the methanol reacted and / or, if necessary, in the dimethyl ether reacted),
- nicht umgesetzte Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 ,  unreacted compound of the type R 1 -O-R 2,
- sowie auch nicht reagierte Komponenten des Synthesegases enthält,  contains as well as unreacted components of the synthesis gas,
wobei Synthesegas aus dem ersten und/oder zweiten Produktstrom abgetrennt wird und zu mindest teilweise als Kreislaufgas in den ersten Konverter rückgeführt wird, c.) Trennung des Produktes des zweiten Konverters, wobei das erhaltene instabile Benzin mit bekannten Methoden stabilisiert wird, wobei wherein synthesis gas is separated from the first and / or second product stream and is at least partially recycled as recycle gas into the first converter, c.) separation of the product of the second converter, wherein the obtained unstable gasoline is stabilized by known methods, wherein
i. ) eine Benzinfraktion, aus welcher bei Notwendigkeit eine Fraktion, die Durol enthält, abgetrennt wird,  i. ) a gasoline fraction from which, if necessary, a fraction containing durol is separated,
ii. ) eine Fraktion von C3-C4- Kohlenwasserstoffen  ii. ) a fraction of C3-C4 hydrocarbons
iii. ) ein Gasstrom, welcher leichte Kohlenwasserstoffe und nicht reagierte iii. ) a gas stream which was light hydrocarbons and did not react
Komponenten des Synthesegases enthält, und auch Contains components of the synthesis gas, and also
iv. ) eine wässrige Phase, die nicht umgesetzte Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 , bevorzugt Methanol und/oder Dimethylether, enthält,  iv. ) an aqueous phase containing unreacted compound of the type R 1 -O-R 2, preferably methanol and / or dimethyl ether,
erhalten werden,  to be obtained
wobei der Gaststrom iii.) zu mindest teilweise in den zweiten Konverter und/oder in den ersten Konverter als zirkulierendes Gas zurückgeführt wird,  wherein the gas stream iii.) is at least partially recycled to the second converter and / or to the first converter as circulating gas,
und die wässrige Phase iv.) direkt zur Reinigung von der Verbindung des Typs Rx-0- R oder zunächst zur Rektifikation gegeben wird, wobei durch die Rektifikation eineand the aqueous phase iv.) is added directly for purification of the compound of the type R x -O-R or first for rectification, wherein by rectification a
Auftrennung in eine konzentrierte Lösung der Verbindung des Typs R 1 -O-R 2Separation into a concentrated solution of the compound of the type R 1 -O-R 2
(bevorzugt nicht weniger als 75 %) und ein mit der Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 verschmutztes Wasser (bevorzugt Gehalt an Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 bis 5 %) erfolgt, welches zur Reinigung gegeben wird. (preferably not less than 75%) and a water contaminated with the compound of type R 1 -O-R 2 (preferably content of compound of the type R 1 -O-R 2 to 5%), which is added for purification.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzstoff des zweiten Konverters einen Partialdruck des Wasserstoffs von größer als 0,07 MPa, einen Partialdruck der Oxide des Kohlenstoffs von größer als 0,008 MPa, einen Partialdruck der Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 (bevorzugt des Methanols und/oder des Dimethylethers) von weniger als 0,5 MPa und einen Partialdruck des Wassers von weniger als 0,3 MPa aufweist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the feedstock of the second converter has a partial pressure of the hydrogen greater than 0.07 MPa, a partial pressure of the oxides of carbon greater than 0.008 MPa, a partial pressure of the compound of the type R 1 -OR 2 (preferably of the methanol and / or the dimethyl ether) of less than 0.5 MPa and a partial pressure of the water of less than 0.3 MPa.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umsatz der3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the turnover of
Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 (bevorzugt Methanol) in Schritt b.) nicht weniger als 82 % und nicht mehr als 99,5 , sowie ggf. ein Dimethylether- Umsatz von nicht weniger als 92 % und nicht mehr als 99,8 % beträgt. Compound of the type R 1 -OR 2 (preferably methanol) in step b.) Not less than 82% and not more than 99.5, and optionally a dimethyl ether conversion of not less than 92% and not more than 99.8 % is.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt mit dem Katalysator im ersten Konverter unter annähernd isothermen Bedingungen stattfindet, welche durch die Abführung der Reaktionswärme durch die Wärmeübertragungsfläche bei einem Verhältnis der Wärmeübertragungsfläche zum Volumen des Katalysators von nicht weniger als 50 m2/m3 erreicht werden. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the contact with the catalyst in the first converter takes place under approximately isothermal conditions, which by the dissipation of the heat of reaction by the heat transfer surface at a ratio of the heat transfer surface to the volume of the catalyst of not less be achieved as 50 m 2 / m 3 .
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die aus dem ersten Konverter abgeführte Reaktionswärme Dampf mit einem Druck von bis zu 4 MPa erzeugt wird, wobei das Volumen des Kreislauf gases, welches nicht reagierte Komponenten des Synthesegases enthält, und welches in den ersten Konverter eingespeist wird, nicht 150 reale m3, bezogen auf 1 m3 Katalysator, übersteigt. 5. The method according to claim 4, characterized in that is generated by the heat dissipated from the first converter reaction steam at a pressure of up to 4 MPa, wherein the volume of the circulation gas containing unreacted components of the synthesis gas, and which in the first converter is fed, not 150 real m 3 , based on 1 m 3 catalyst exceeds.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt mit dem Katalysator im zweiten Konverter unter annähernd isothermen Bedingungen stattfindet, welche durch die Abführung der Reaktionswärme durch die Wärmeübertragungsfläche bei einem Verhältnis der Wärmeübertragungsfläche zum Volumen des Katalysators von nicht weniger als 40 m2/m3 erreicht werden. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the contact with the catalyst takes place in the second converter under approximately isothermal conditions, which by the removal of the heat of reaction by the heat transfer surface at a ratio of the heat transfer surface to the volume of the catalyst of not less be achieved as 40 m 2 / m 3 .
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch aus dem zweiten Konverter abgeführte Reaktionswärme Dampf mit einem Druck von bis zu 22 MPa erzeugt wird, und das Volumen des zirkulierenden Gasstroms iii), welcher leichte Kohlenwasserstoffe des Produktstroms des zweiten Konverters, sowie auch nicht reagierte Komponenten des Synthesegases enthält, einen Wert bis 150 reale m3, bezogen auf 1 m3 Katalysator, hat. 7. The method according to claim 6, characterized in that by the heat dissipated from the second converter, steam is generated at a pressure of up to 22 MPa, and the volume of the circulating gas stream iii), which light hydrocarbons of the product stream of the second converter, as well contains unreacted components of the synthesis gas, a value up to 150 real m 3 , based on 1 m 3 of catalyst has.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that with the
Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 , bevorzugt Methanol, verunreinigte Wasser in Kontakt mit einem Katalysator zur Methanolzerlegung bei einer Temperatur von bis 360 °C gebracht wird, im Ergebnis dessen sich gereinigtes Wasser und Komponenten von Synthesegas, insbesondere Wasserstoff, Kohlenmonoxid und C02, bilden. Compound of the type R 1 -OR 2 , preferably methanol, contaminated water is brought into contact with a catalyst for methanol decomposition at a temperature of up to 360 ° C, as a result of which purified water and components of synthesis gas, in particular hydrogen, carbon monoxide and C0 2 , form.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt des mit der9. The method according to claim 8, characterized in that the contact of the with
Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 (bevorzugt Methanol) verunreinigten Wassers mit dem Katalysator bei einem Druck durchgeführt wird, der es erlaubt, die erzeugten Komponenten des Synthesegases in den ersten Konverter direkt oder mit Hilfe eines Kreislaufkompressors in den ersten Konverter einzuleiten. Compound of the type R 1 -OR 2 (preferably methanol) contaminated water is carried out with the catalyst at a pressure that allows the generated Introduce components of the synthesis gas in the first converter directly or by means of a circulation compressor in the first converter.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des aus dem ersten Produktstrom abgetrennten Synthesegases in den zweiten Konverter zur Einstellung der Partialdrücke des Wasserstoffs und der Oxide des Kohlenstoffs, insbesondere Kohlenmonoxids, eingespeist wird. 10. The method according to any one of claims 2 to 9, characterized in that a portion of the separated from the first product stream synthesis gas in the second converter for adjusting the partial pressures of the hydrogen and the oxides of carbon, in particular carbon monoxide, is fed.
11. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 enthaltend: 11. Plant for carrying out the method according to one of claims 1 to 10 comprising:
e. ) mindestens einen ersten Konverter, der einen Katalysator enthält, der geeignet ist, die Umsetzung von CO mit H2 zu der chemischen Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 (bevorzugt Methanol) zu katalysieren, e. ) at least one first converter containing a catalyst capable of catalyzing the reaction of CO with H 2 to the chemical compound of the type R 1 -OR 2 (preferably methanol),
f. ) mindestens einen zweiten Konverter, der einen Katalysator enthält, der geeignet ist, die Umsetzung der chemischen Verbindung des Typs R 1 -O-R 2 in Kohlenwasserstoffe zu katalysieren,  f. ) at least one second converter containing a catalyst suitable for catalyzing the conversion of the chemical compound of the type R 1 -O-R 2 into hydrocarbons,
g. ) mindestens einen Separator, der geeignet ist, Benzinkohlenwasserstoffe aus einem G. ) at least one separator which is suitable, petroleum hydrocarbons from a
Produktstrom abzutrennen, der neben Benzinkohlenwasserstoffen auch chemischeSeparate product stream, in addition to gasoline hydrocarbons and chemical
Verbindungen des Typs R 1 -O-R 2 , Wasser und Gas, welches kurzkettige Kohlenwasserstoffe, Komponenten des Synthesegases, Verbindungen des Typs R1-Compounds of the type R 1 -OR 2, water and gas, which are short-chain hydrocarbons, components of the synthesis gas, compounds of the type R 1 -
O-R und Spuren an Benzinkohlenwasserstoffen enthält, Contains O-R and traces of gasoline hydrocarbons,
h. ) mindestens einen dritten Konverter, der einen Katalysator enthält, der geeignet ist, die Umsetzung der im Wasser enthaltenen chemischen Verbindung des Typs Rx-0-H. ) at least one third converter containing a catalyst suitable for reacting the water-containing chemical compound of the type R x -0-
R (bevorzugt Methanol) in CO und H2 zu katalysieren. R (preferably methanol) in CO and H 2 to catalyze.
12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zusätzlichen Separator zur Auftrennung des Produktstroms aus dem ersten Konverter enthält, wobei der zusätzliche Separator eine Verbindungsleitung zum ersten Konverter aufweist, die es ermöglicht, im Separator abgetrenntes CO und H2 in den ersten Konverter einzuleiten, wobei der (zusätzliche) Separator bevorzugt eine erste Verbindungsleitung zum zweiten Konverter enthält, die es ermöglicht, chemische Verbindungen des Typs12. Plant according to claim 11, characterized in that it contains an additional separator for separating the product stream from the first converter, wherein the additional separator has a connection line to the first converter, which allows separated in the separator CO and H 2 in the first Converter, wherein the (additional) separator preferably contains a first connection line to the second converter, which allows chemical compounds of the type
R 1 -O-R 2 , ggf. zusammen mit H20, in den zweiten Konverter einzuspeisen und eine zweite Verbindungsleitung zum zweiten Konverter enthält, die es ermöglicht, ggf. CO und H2 in den zweiten Konverter einzuspeisen. R 1 -OR 2, possibly together with H 2 0, to feed into the second converter and includes a second connection line to the second converter, which makes it possible to feed CO and H 2 in the second converter.
13. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Konverter direkt mit dem zweiten Konverter verbunden ist, so dass der komplette Produktstrom aus dem ersten Konverter in den zweiten Konverter eingeleitet wird, wobei der Separator c.) bevorzugt eine Verbindungsleitung zum ersten Konverter enthält, die es ermöglicht, nicht umgesetztes CO und H2 sowie kurzkettige Kohlenwasserstoffe in den ersten Konverter einzuspeisen. 13. Plant according to claim 11, characterized in that the first converter is connected directly to the second converter, so that the complete product stream from the first converter is introduced into the second converter, wherein the separator c.) Preferably a connecting line to the first converter contains, which allows unreacted CO and H 2 and short-chain hydrocarbons feed into the first converter.
14. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen der folgenden zusätzlichen Bestandteile aufweist: i. ) eine Verbindungsleitung vom dritten Konverter zum ersten Konverter, die es ermöglicht, im dritten Konverter gebildetes CO und H2 in den ersten Konverter einzuleiten, und/oder ii. ) eine dem Separator c.) nachgeschaltete Vorrichtung, welche die Abtrennung 14. Plant according to one of claims 11 to 13, characterized in that it comprises at least one of the following additional components: i. ) a connection line from the third converter to the first converter, which makes it possible to introduce CO formed in the third converter and H 2 in the first converter, and / or ii. ) a device downstream of the separator c.), which the separation
1 2  1 2
der Verbindung des Typs R -O-R ermöglicht, wobei die Anlage eine Verbindungsleitung zur Rückführung der abgetrennten chemischen  the compound of the type R -O-R allows, the plant a connecting line for the return of the separated chemical
1 2  1 2
Verbindung des Typs R -O-R in den zweiten Konverter enthält und/oder iii. ) Vorrichtungen zur Abführung der Reaktionswärme im ersten und/oder zweiten Contains compound of the type R-O-R in the second converter and / or iii. ) Devices for removing the heat of reaction in the first and / or second
Konverter, die bevorzugt die Erzeugung von Wasserdampf ermöglichen, wobei die Vorrichtungen zur Abführung der Reaktionswärme im ersten Konverter bevorzugt ein Verhältnis der Wärmeaustauschfläche zum Katalysatorvolumen von Converter, which preferably allow the generation of water vapor, wherein the means for dissipating the heat of reaction in the first converter preferably a ratio of the heat exchange surface to the catalyst volume of
2 3  2 3
mindestens 50 m Im und im zweiten Konverter bevorzugt ein Verhältnis der  at least 50 m in and in the second converter, a ratio of the preferred
2 3  2 3
Wärmeaustauschfläche zum Katalysatorvolumen von mindestens 40 m Im aufweisen.  Have heat exchange surface to the catalyst volume of at least 40 m Im.
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