Reaktoren
Hjertet av prosessen er reaktoren med en resirkulasjonssløyfe. Råmetanolen destilleres for å separere metanol fra vann og forurensninger. Omsetningen per runde er liten, noe som krever god temperaturkontroll. Quenchreaktorer og kjølte multirørsreaktorer er de mest vanlige reaktortypene.
Alle moderne prosesser er lav-trykk prosesser.
ICI-prosessen
I ICI-prosessen benyttes en adiabatisk reaktor med en enkel katalysatorseng. Reaksjonen blir såkalt "quenchet" ved å addere kald reaktantgass ved forskjellig høyde i katalysatorsengen. Se temperaturprofil på figur 2.3.
Frisk syntesegass komprimeres og blandes med resirkuleringsgassen. Blandingen varmes opp ved varmeveksling med produktstrømmen. Deretter går ca 40% av fødestrømmen direkte til reaktoren (via forvarming), mens resten brukes som quench-gass. Reaktorproduktet kjøles ved varmeveksling med føden og ved diverse varmeveksling med vann (danner høyttrykksdamp) og luft. Gass-væske separasjon finner sted i en flashtank, hvor hovedsakelig vann og metanol kondenserer. Gassen resirkuleres etter å ha tappet av en liten purgestrøm for å holde inertnivået innen visse grenser. Råmetanolen renses i to kolonner. Den første kolonnen fjerner gasser og andre lette forurensninger, den andre separerer metanol fra tyngre alkoholer (sidestrøm) og vann. (Moulijn et al, 2001)
Figur 2.2: ICI metanol prosess (Moulijn et al, 2001)
Figur 2.3: temperaturprofil i quench-metanolreaktor (Cheng, 1994)
Lurgi-prosessen
Lurgi-prosessen er svært lik ICI-prosessen. Den viktigste forskjellen er reaktoren. Lurgi-reaktoren er en mangerørsreaktor hvor kokende vann fordamper mellom rørene, og dermed kjøler reaksjonen. Katalysatorpartiklene er lokalisert inni rørene, ofte i "strømper".
Lurgi-reaktoren (se figur 2.8)er nærmest isoterm, og reaksjonsvarmen brukes direkte til generering av høytrykksdamp, som brukes til å drive kompressorene og deretter som destillasjonsdamp.(Moulijn et al, 2001).
Haldor Topsøe prosessen
I denne prosessen benyttes flere adiabatiske reaktorer i serie, med kjøling mellom hver reaktor. Syntesegass strømmer radielt gjennom katalysatorsengen, hvilket gjør seg utslag i lavere trykkfall sammenliknet med aksiell strømning. Råmetanolrensing er den samme som i de andre prosessene.
Figur 2.4: Topsøe metanol prosees (Moulijn et al, 2001)
Valget av metanolprosess design avhenger av ulike faktorer, som type føde, krav til kapasitet, energisituasjon, lokalisering etc. (Moulijn et al, 2001)
|
