Druck im Methanol-Synthesesystem
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Ich möchte von Ihnen wissen: Woran hängt der Druck im Methanol-Synthesesystem? Der geplante Betriebsdruck des Systems beträgt 5,2 MPa; derzeit liegt der Druck bei 4,8 MPa. Ich möchte den Druck auf den geplanten Wert erhöhen. Für den Kompressor des Frischgases wird ein Zyklokompressor verwendet. Ich möchte den Druck des Frischgases erhöhen, um so auch den Systemdruck zu erhöhen. Doch das Gerät zeigt an, dass der Druck vom Druck im Synthesesystem abhängt – wenn der Systemdruck nicht erhöht wird, kann auch der Druck am Ausgang des Kompressors nicht erhöht werden. Ich frage mich also, woran der Systemdruck eigentlich hängt. Gibt es eine Möglichkeit, den Systemdruck zu erhöhen, ohne den Entlastungsdruck zu verändern?
Man kann die Schleife schließen, um das Entleeren zu verringern und den Druck zu erhöhen
Der Systemdruck hängt von den folgenden Faktoren ab! Betriebstemperatur, Inertgasgehalt, Öffnungsgrad der Umleitungen im System, Luftzufuhrmenge des Zirkulationsaggregats, Aktivität des Katalysators, Menge an frischem Gas, Menge an Entlastungsgas!
Der Druckabfall oder die Druckdifferenz im Syntheseturm (oder im Synthesesystem) gibt in gewissem Maße an, wie hoch die Umsetzungsrate von CO in einer einzigen Durchgangsreaktion ist. Je größer die Druckdifferenz, desto höher ist die Umsetzungsrate von CO. Wenn die Druckdifferenz zu groß wird, steigt entweder der Widerstand des Katalysators sowie der Rohrleitungen an, oder die Umsetzungsrate des Synthesegas erhöht sich. Im ersten Fall muss schnell die Ursache ermittelt und beseitigt werden – zumindest sollte die Lastveränderung sehr gering sein. Im zweiten Fall bedeutet das, dass das Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoff zu niedrig ist. Dadurch kann die Menge an Methanol kurzfristig zunehmen, genauso wie die Menge an Ester- und Fettverbindungen als Nebenprodukte. In jedem Fall führt dies dazu, dass die Temperatur der aktiven Stellen des Katalysators zu hoch wird, was wiederum zu dessen Alterung oder sogar Zersetzung führen kann. Die Lösung besteht darin, die Luftgeschwindigkeit zu erhöhen und das Zirkulationsverhältnis zu verbessern – also die Menge an Abgasen allmählich zu verringern. Dadurch sinkt die Umsetzungsrate pro Durchgang, doch die Gesamtumsetzungsrate steigt. Wenn man die Umwandlungsrate außer Acht lässt und nur den Druck erhöhen will, gibt es zwei Möglichkeiten: 1) Durch vorübergehende Verringerung der Menge an entweichendem Gas wird das Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoff erhöht, wodurch der Anteil der Inertgase im System steigt. 2) Die Aktivität des Katalysators wird verringert – indem der Druck im Dampfkessel gesenkt wird, sinkt auch die Temperatur des Katalysators. Eine Erhöhung des Drucks des Frischgases ist zwar vorteilhaft für den Eingangsdruck des Syntheseturms, doch der Effekt ist begrenzt. Was die Effizienz bei der Nutzung von Elektrizität angeht, so ist es energiesparender und praktischer, dies mithilfe von Zirkulationsmaschinen zu erreichen
Eine gute Anfangsaktivität des neuen Katalysators sowie eine hohe Umwandlungsrate sind normal, ebenso wie ein niedriger Systemdruck.