Soll die Syntheseturm parallel oder seriell angeschlossen werden?
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Kürzlich wollte eine Anlage mit einer Kapazität von 300.000 Tonnen Methanol einen Methanol-Syntheseturm einbauen. Soll der Syntheseturm parallel oder seriell angeschlossen werden? Aktueller Zustand: Frischer Gas: 100.000, Gas im Turm: 660.000 ； Frischer Gas: 30 % Kohlenmonoxid, Gas beim Eintritt in den Turm: 26 %, Kohlenmonoxid im Gas beim Austritt aus dem Turm: 25 % ； Nissan produziert 1152 Tonnen Rohmethanol (mit 1,5 % Wassergehalt) ； Eintrittstemperatur in den Turm: 225 °C, Austrittstemperatur aus dem Turm: 254 °C℃ ； Katalysatorfüllmenge: 34,5 m³.
Man betrachtet die Kette sowie insbesondere die Zusammensetzung der frischen Gase und die ursprüngliche Turmform, um dies zu bestimmen. Zudem muss auch die Definition der Antriebskraft berücksichtigt werden. Bei guter Eigenschaften und geringer Trägheit eignet sich in der Regel die Parallelschaltung; bei durchschnittlichen Eigenschaften und hoher Trägheit ist die Serienschaltung besser geeignet. Bei ursprünglichen Turmtypen können sowohl wassergekühlte als auch luftgekühlte Schaltungen verwendet werden – bei ursprünglichen Turmtypen, die luftgekühlt sind, ist die Serienschaltung am besten. Zuvor sollte eine größere wassergekühlte Kombination errichtet werden.
Ihr solltet bereits einen Syntheseturm in Betrieb haben. Der nächste Turm muss in Reihe geschaltet werden – in Parallelschaltung würde dies zu einem Verschwendung der Katalysatoren des ursprünglich geplanten Syntheseturms führen (es kommt zu einer erheblichen Abweichung von der vorgesehenen Belastung der Katalysatoren). Zudem beeinflussen sich die Ausgangstemperaturen beider Türme stark gegenseitig, insbesondere bei Änderungen der Belastung. Die serielle Anordnung ist außerdem in ein Methansynthesesystem am Hauptkreislaufgasrohr am Ausgang des Methanoltrenners sowie in ein Methan-Entlastungssystem unterteilt. Die Gesamterträge an Methanol sind in allen Fällen höher als bei der parallelen Verarbeitung. Entscheidend ist dabei die Wahl des Katalysators – es wäre ideal, wenn dieser eine Funktion zur Temperatur- und Qualitätskontrolle haben könnte. Wenn man ein System zur Verarbeitung des Abgasstroms einsetzt, ist es am besten, dazu einen Verdichter zu verwenden, um einen Prozess der Dekarbonisierung durch Hochdruck-Methanolbildung durchzuführen. Wenn aus dem Methanol-Abgasstrom Ammoniak hergestellt oder Wasserstoff gewonnen werden soll, ist es ebenfalls sinnvoll, ein solches System einzusetzen – das entspricht dann einem Prozess der Dekarbonisierung durch Hochdruck-Methanolbildung.
Aus Sicht der Katalysatornutzung ist Parallelbetrieb natürlich besser.
In Reihe entspricht das einer Erhöhung der Höhe der Katalysatorschicht, in Parallelschaltung entspricht das einer Erweiterung der Breite der Katalysatorschicht. Derzeit gibt es im Inland erfolgreiche Beispiele für den Einsatz in Parallelschaltung.
In unseren Anlagen werden die großen Geräte entweder in Reihe oder parallel miteinander verbunden. Bei Frischgas wird eine serielle Verbindung verwendet, bei zirkulierendem Gas hingegen eine parallele Verbindung.