Enthält grober Methanol Benzol?

Wenn es aus Methanol hergestellt wird, ist das Auftreten von Toluol fast unmöglich. Für die Aromatisierung von Methanol sind spezielle Katalysatoren erforderlich, und die Reaktionstemperatur unterscheidet sich auch von der Temperatur bei der Herstellung von Methanol. Es wird empfohlen, zu überprüfen, ob etwas aus den nachfolgenden Verarbeitungsschritten hinzugekommen ist

Der Methanol-Synthesesatz dieses Unternehmens ist für einen Druck von 6,0 MPa ausgelegt. In den beiden Katalysatortürmen befinden sich insgesamt 73 Kubikmeter Katalysator. Der Methangehalt im Frischgas beträgt 11 %. Im März 2013 wurde es in Betrieb genommen. Aufgrund der geringen Wärmeaustauschfläche des Wärmeaustauschers am Eingang der Syntheseturm führte dies zu einer niedrigen Temperatur am Eingang des Turms. Derzeit beträgt die Temperatur am Ausgang der Anlage 235 °C, während die Temperatur am Eingang der Anlage 188 °C bzw. 191 °C beträgt. Zu Beginn des Betriebs beträgt die Austrittstemperatur am Turm 215 °C; die Eintrittstemperatur ist noch niedriger. Bei Wärmeaustauschern kommt es häufig zu Wachsbildung, manchmal treten sogar gummiartige Substanzen auf. Beim Stilllegen müssen diese Geräte mit Hochdruckdampf gereinigt werden.

Die geplante Produktionskapazität dieses Unternehmens für Methanol beträgt 200.000 Tonnen pro Jahr; der derzeitige Produktionsumfang stellt kein Problem dar. Der derzeitige Betriebsdruck beträgt 5,9 MPa. Die Zusammensetzung des in den Reaktor eingebrachten Gases ist wie folgt: Wasserstoff 43,29 %, Kohlenmonoxid 17,22 %, Kohlendioxid 2,74 %, Methan 34,11 %, Stickstoff 2,63 %. In einem anderen Fall sind es: Wasserstoff 55,59 %, Kohlenmonoxid 29,54 %, Kohlendioxid 2 %. 17 %, Methan 10,02 %, Stickstoff 2,57 %

Das Institut für Kohlechemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Shanxi und das Unternehmen Saiding Engineering haben die Technologie zur Herstellung von Aromaten aus Methanol in einem Festbett entwickelt. Dabei wird Methanol als Ausgangsstoff verwendet und ein modifiziertes ZSM-5-Molekularsieb als Katalysator eingesetzt. Unter Betriebsdrücken von 0,1 bis 5,0 MPa sowie Betriebstemperaturen von 300 bis 460 °C und einer Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit des Ausgangsstoffs von 0,1 bis 6,0 h⁻¹ erfolgt die katalytische Umwandlung zu Produkten, die hauptsächlich aus Aromaten bestehen； Durch Kühlung und Trennung werden die gasförmigen Produkte mit niedrigkohlenwasserhaltigen Kohlenwachsen von den flüssigen Produkten mit C5+-Kohlenwachsen getrennt ； Das flüssige Produkt C5+ aus Kohlenwasserstoffen wird durch Extraktion getrennt, wodurch aromatische und nicht- aromatische Verbindungen entstehen. Diese Erfindung weist den Vorteil einer hohen Gesamtselektivität für Aromaten sowie einer flexiblen Prozesssteuerung auf. Diese Technologie gehört zu den großskaligen Verfahren zur Nachbehandlung von Methanol; das Zielprodukt sind Aromaten, hauptsächlich BTX. Mit MoHZSM-5 (Ionenaustausch)-Molekularsieb als Katalysator und Methanol als Ausgangsstoff werden bei T = 380–420 °C, Normaldruck und LHSV = 1 h⁻¹ eine Methanolumwandlungsrate von über 99 % sowie eine Selektivität für flüssige Produkte von über 33 % (bezogen auf die Masse des Methanols) erreicht; die Selektivität für gasförmige Produkte liegt unter 10 %. Der Anteil der Aromaten am Flüssigkeitsprodukt beträgt mehr als 60 %. Die Auswahlbewertung des Laborkatalysators sowie die wiederholten Regenerationsversuche wurden abgeschlossen. Die Einweglebensdauer des Katalysators beträgt mehr als 20 Tage; seine Gesamtlebensdauer wird auf über 8000 Stunden geschätzt. Die gemeinsame Entwicklung dieser Technologie ist in die Phase der industriellen Demonstration eingetreten. Die ingenieurtechnische Planung und der Bau von Anlagen für die industrielle Demonstration (10.000 bis 100.000 Tonnen Methanol pro Jahr) sind bereits abgeschlossen. Ende Februar 2012 war der erste Testlauf des Anlages zur Herstellung von Aromaten aus Methanol mit einer Kapazität von 100.000 Tonnen pro Jahr, der von der Firma Saiding entworfen wurde, erfolgreich. Dadurch konnte das Projekt reibungslos in Betrieb genommen werden. Dies ist die erste in China errichtete Anlage zur Herstellung von Aromaten aus Methanol – sie wurde von SEDIN nach der patentierten Technologie „Verfahren zur einstufigen Herstellung von Kohlenwasserstoffprodukten aus Methanol“ entworfen, die in Zusammenarbeit mit dem Institut für Kohlechemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Shanxi entwickelt wurde. Am 5. Juli 2012 begannen die Bauarbeiten am zweiten Bauabschnitt des Projekts der Qinghua-Gruppe: Die Verarbeitung von 500.000 Tonnen Kohleöl zu leichteren Produkten, die Herstellung von Aromaten aus 100.000 Tonnen Methanol sowie die Infrastruktur für den Transport von 10 Millionen Tonnen Gütern. Die Arbeiten finden im Entwicklungsgebiet der Region Alxa in Innermongolien statt. Das Projekt der Qinghua-Gruppe zur Herstellung von 500.000 Tonnen leichtem Kohlenöl pro Jahr kostet insgesamt 4,28 Milliarden Yuan. Zu den Bauaufgaben gehören Anlagen zur Vordestillation der Rohstoffe, Anlagen zur Entwässerung und zum Entfernen von Unreinheiten, Reaktoren sowie Destillationsanlagen. Zudem werden Anlagen zur Herstellung von Wasserstoff aus Koksgas, Systeme zur Speicherung und Transportierung sowie 2×75-Tonnen/Stunde-Kreislauf-Schichtofenanlagen eingesetzt. Außerdem sind Anlagen für die Strom- und Wasserversorgung sowie für den Umweltschutz erforderlich. Nach Fertigstellung des Projekts wird jährlich 122.200 Tonnen Leichtkohlenbitumen Typ 1, 285.000 Tonnen Leichtkohlenbitumen Typ 2 sowie 80.380 Tonnen Kohlenbitumen hergestellt werden können. Nach Inbetriebnahme des Projekts zur Herstellung von Aromaten aus 100.000 Tonnen Methanol pro Jahr können jährlich 75.000 Tonnen Aromate, 22.500 Tonnen Flüssiggas sowie 3.400 Tonnen Trockengas produziert werden. Dieses Projekt weist Vorteile wie reichliche Rohstoffquellen, ausgereifte Technologie, eine anpassbare Verhältnis von Ethylen zu Propylen im Produkt sowie geringe Emissionen von Abfällen auf.

Die Technologie zur Herstellung von Aromaten aus Methanol mittels zyklischer Fluidisierbettverfahren an der Tsinghua-Universität (FMTA). Datang International baut in Dolon in Innermongolien ein Werk zur Herstellung von 1 Million Tonnen PTA pro Jahr. Die Kerntechnologie dieses Projekts ist die von der Tsinghua-Universität entwickelte Methanol-zu-Aromaten-Technologie (FMTA). Dabei werden Fluidbettreaktoren eingesetzt. Es handelt sich um eine Pilotanlage mit einer Kapazität von 10.000 Tonnen Aromaten (Xylen) pro Jahr. Die Aromaten werden aus Methanol hergestellt, das in der ersten Phase des Tongliao-Kohlechemieprojekts produziert wird. Die Tsinghua-Universität arbeitet ebenfalls mit der Hualu Company zusammen, um eine industrielle Testanlage zur Herstellung von Aromaten aus Methanol mit einer Kapazität von 30.000 Tonnen pro Jahr zu errichten. Die China Huadian Group plant, im Yuheng-Kohlechemie-Industriekomplex des Energie- und Chemiebasisgebiets in Nord-Shaanxi das erste Pilot- und Industrieprojekt zur Herstellung von Aromaten aus Kohle zu realisieren, um damit einen völlig neuen technologischen Weg für die Aromatenproduktion zu erschließen. Gemäß dem Projektplan wird China Huadian zunächst eine Pilotanlage zur Herstellung von aromatischen Kohlenwasserstoffen in einer Kapazität von zehntausend Tonnen errichten. Gleichzeitig wird ein industrielles Demonstrationsprojekt in Betrieb genommen, dessen Kapazität bei 3 Millionen Tonnen Methanol pro Jahr aus Kohle sowie 1 Million Tonnen aromatischer Kohlenwasserstoffe pro Jahr liegt. Die von der Tsinghua-Universität entwickelte Technologie zur Herstellung von Aromaten aus Kohle mittels zyklischer Fluidisierbettverfahren (FMTA), die über eigenes geistiges Eigentum verfügt, verwendet Methanol als Ausgangsmaterial. Die Versuchsanlage mit einer Kapazität von 100 Tonnen pro Jahr ist bereits seit Tausenden von Stunden störungsfrei in Betrieb und erfüllt somit die Voraussetzungen für eine industrielle Anwendung. 　 Ende März 2011 wurde das Demonstrationsprojekt für die Herstellung von Aromaten aus Kohle von Huadian in Yulin, Provinz Shaanxi, in Betrieb genommen. Die Gesamtinvestitionen für dieses Projekt belaufen sich auf etwa 38,1 Milliarden Yuan. Dabei wird die in der Tsinghua-Universität entwickelte, patentierte Technologie zur Herstellung von Aromaten aus Methanol unter Verwendung eines Fluidisierbettprozesses eingesetzt. Geplant ist der Bau einer Anlage zur Herstellung von Aromaten aus Methanol, wobei es um eine Produktionskapazität von einer Million Tonnen geht. Im Jahr 2011 wurden zunächst 100 Millionen Yuan in ein Industrieprojekt mit einer Produktionskapazität von zehntausend Tonnen investiert. Mitte Januar 2013 gab Donghua Technology bekannt, dass das weltweit erste Pilotanlagen zur Herstellung von Aromaten aus Kohle, das von dem Unternehmen als Generalunternehmer errichtet wurde und sich im Besitz von Shaanxi Huadian Yuheng Coal Chemical Co., Ltd. befindet – und zwar im nordshaanxischen Energie- und Chemie-Industriekomplex –, erfolgreich Aromate produziert hat. Der erste Testlauf nach dem Befüllen der Anlage verlief erfolgreich; dadurch wurde der gesamte Prozessablauf abgeschlossen. Berichten zufolge soll im Rahmen des Huadian-Projekts eine Anlage zur Herstellung von Aromaten aus Kohlebasiertem Methanol mit einer Kapazität von einer Million Tonnen errichtet werden. Diese Pilotanlage ist Teil des ersten industriellen Testprojekts zur Herstellung von Aromaten aus Methanol in einer Größenordnung von zehntausend Tonnen pro Jahr. Anfang Februar 2013 wurde im Kohlechemiepark Yuheng in der Provinz Shaanxi ein industrieller Testprojekt zur Herstellung von Aromaten aus Methanol mithilfe eines Fluidbettprozesses in einer Kapazität von zehntausend Tonnen erfolgreich durchgeführt. Dieses Projekt wurde von der Huadian Coal Industry Group finanziert und von Huadian Coal Industry sowie der Tsinghua-Universität gemeinsam entwickelt. Bei der ersten Charge lag die Umwandlungsrate des Ausgangsstoffs Methanol bei über 99,99 %. Der Anteil der Ölphase-Produkte ** (hauptsächlich Toluol, Xylen und Trimethylbenzol) betrug mehr als 90 %. Bis zum 15. Januar betrug die kumulierte Zufuhr von Rohmethanol etwa 100 Tonnen. Die Anlage lief 54 Stunden lang stabil. Bei der industriellen Versuchsanlage gelang sowohl das erste Zünden als auch der erste Probelauf mit Materialzufuhr; dadurch wurde der entscheidende Prozessschritt erfolgreich realisiert.

Das Forschungsinstitut der Henan Coal and Chemical Industry Group sowie die Technologie zur Herstellung von Aromaten aus methanolbasiertem Kohlegas – Entwickelt wurde dieses Projekt in Zusammenarbeit zwischen dem Forschungsinstitut der Henan Coal and Chemical Industry Group und der Universität für Chemie und Technologie Peking. Ende August 2011 wurde das Projekt einer Zwischenbewertung unterzogen. Es ermöglicht es, den Herstellungsprozess von Aromaten von der traditionellen petrochemischen Route auf eine kohlebasierte Route umzustellen. Seit dem Start im Juni 2010 haben das Forschungsinstitut der Henan Coal and Chemical Industry Group sowie die Universität für Chemie und Technologie Beijing zahlreiche Untersuchungen zu Themen wie der Verbesserung der Leistung von Methanol-Aromatisierungskatalysatoren, der Entwicklung von Prozessen zur Isomerisierung von Xylol sowie zur Alkylierung von Benzol und Toluol sowie zum Entwurf eines Verfahrens zur Herstellung von Aromaten aus kohlebasiertem Methanol durchgeführt und dabei vorläufige Ergebnisse erzielt. In diesem Projekt wurden die besten Katalysatoren sowie die geeigneten Prozessbedingungen für die Reaktionen ermittelt. Zudem wurden die Größe der Anlage, die erste Konzeption der Reaktoren sowie die Parameter der wichtigsten Geräte festgelegt. Auf diese Weise entstand eine relativ vollständige Technologie zur Herstellung von Aromaten aus Kohle. Die verschiedenen technischen Kennzahlen haben die erwarteten Werte erreicht; Parameter wie die Lebensdauer des Katalysators sowie die Umsetzungsrate der Benzylierung liegen über den Erwartungen und erreichen hohe Werte. Als Nächstes werden die Forscher das Design des Prozesspakets im Zehntausendtonnen-Maßstab beschleunigen, um die Grundlage für den anschließenden Pilotversuch zur Herstellung von Aromaten aus Methanol zu schaffen. Außerdem hat China Wuhuan Engineering Co., Ltd. auch die Pilotanlagenauslegung für die katalytische Umwandlung von Methanol in Aromaten durchgeführt.

Ein Teil des Prozesses zur Herstellung von Synthesefett in einem Unternehmen sieht vor, dass das reine Methanol aus dem Methanolbehälter mithilfe eines Pumps auf einen Druck von 2,0 Mpa erhöht wird. Die Durchflussrate beträgt 38,8 m³/h. Anschließend gelangt das Methanol in die Rohrleitungen des Methanolvorheizers, wo es mit dem Reaktionsgas in den Rohrleitungen ausgetauscht wird. Dadurch erreicht das Methanol eine Temperatur von 160 °C bei einem Druck von 1,95 Mpa. Danach gelangt es in die Rohrleitungen des Methanolverdampfers, wo es erneut mit dem Reaktionsgas ausgetauscht wird. Dadurch erreicht das Methanol eine Temperatur von etwa 162 °C bei einem Druck von 1,9 Mpa. Schließlich wird das Methanol im Überhitzer weiter erhitzt – auf 340 °C – und anschließend mit dem Zirkulationsgas zusammengeführt, um schließlich im Reaktor für die Herstellung von Synthesefett verwendet zu werden. Unter Wirkung eines Katalysators entsteht eine Mischung aus Wasser, Kohlenwasserstoffen und Wasserstoff. Nach dem Verlassen des Reaktormixtures fließt dieser in zwei Strömen in das nachfolgende System: Der erste Strang gelangt zum Methanol-Überhitzer, um dort Wärmetausch zu erfolgen (ein kleiner Teil gelangt außerdem in den Dampferzeuger zur Erzeugung von Nebendampf) ； Der zweite Weg führt zum Rohrleitungsbereich des Kreislaufluft-Wärmetauschers zur Wärmeübertragung (ein Teil gelangt in das Probenahmesystem zur Datenanalyse) ； Am wichtigsten ist, zunächst sicherzustellen, dass die Temperatur der nach dem Wärmeaustausch im Kreislaufgaskühler zusammengeführten Gase aus dem Rohrstrang des Methanol-Überhitzerausgangs sowie des Kreislaufgases nach Kontrolle über 320 °C liegt, bevor sie in den Syntheseölreaktor gelangen. Der übrige Gasstrom wird zum Dampferzeuger geleitet, um Nebendampf zu erzeugen. Die Gase aus dem Ausgang des Methanol-Vorheizers, dem Ausgang des Methanol-Überhitzers sowie dem Ausgang des Synthesöl-Reaktors verschmelzen bei etwa 110 °C miteinander. Anschließend werden sie im Luftkühler für Synthesegas auf 80 °C abgekühlt. Danach werden sie im Kühler des Synthesegas weiter auf 40 °C abgekühlt. Schließlich erfolgt in dem Öl-Wasser-Trenner eine Trennung von Gas, Flüssigkeit und Wasser. Das grobe Benzin wird mittels einer Förderpumpe in den Gasentfernungsturm geleitet, wo es zur Destillation kommt, um das Endprodukt zu erzeugen. Der größte Teil des Gases wird durch den Zirkulationsgaskompressor auf 2,0 Mpa erhöht und gelangt anschließend in die Außenwände des Wärmetauschers für Zirkulationsgas. Dort wird es auf über 320 °C erhitzt, bevor es mit dem überhitzten Methanol zusammengeführt wird und in den Reaktor für die Synthese von Öl gelangt. Ein Teil wird als Entlastungsgas in den Einfüllbehälter der Absorptionskolonne im Prozess zur Trennung von Ölen geleitet, um dort Kohlenwasserstoffe aufzunehmen. Dadurch bleibt ein bestimmter Anteil an Inertgasen im System erhalten, was den Synthesereaktionen zugutekommt. Das Prozesswasser wird mit Prozesswasserpumpen zur biologischen Behandlung geleitet.

Nach der oben genannten Analyse sollte bei der Synthese von Methanol kein Benzol entstehen. Dennoch wurde festgestellt, dass der Gasaustauscher im Methansyntheseturm des Unternehmens durch gummiartige Substanzen verstopft war. Bei Stilllegung des Betriebs wurde dieser Austrauscher mit Hochdruckdampf gereinigt. Es verdient eine eingehende Untersuchung.

Es kommt hauptsächlich auf den Benzolgehalt an. Im aus dem Synthesegas entfernten CO2 befindet sich ein geringer Gehalt an Benzol