Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

ES2584532T3 - Procedimiento e instalación para la síntesis de hidrocarburo - Google Patents

Procedimiento e instalación para la síntesis de hidrocarburo Download PDF

Info

Publication number
ES2584532T3
ES2584532T3 ES10760730.1T ES10760730T ES2584532T3 ES 2584532 T3 ES2584532 T3 ES 2584532T3 ES 10760730 T ES10760730 T ES 10760730T ES 2584532 T3 ES2584532 T3 ES 2584532T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
reactor
tube
elements
gas
catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES10760730.1T
Other languages
English (en)
Inventor
Lothar Brehm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Silicon Fire AG
Original Assignee
Silicon Fire AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Silicon Fire AG filed Critical Silicon Fire AG
Application granted granted Critical
Publication of ES2584532T3 publication Critical patent/ES2584532T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0093—Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/067—Heating or cooling the reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/152—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by the reactor used
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00212—Plates; Jackets; Cylinders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00522—Controlling the temperature using inert heat absorbing solids outside the bed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00884—Means for supporting the bed of particles, e.g. grids, bars, perforated plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00819—Materials of construction
    • B01J2219/00835—Comprising catalytically active material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00851—Additional features
    • B01J2219/00869—Microreactors placed in parallel, on the same or on different supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00851—Additional features
    • B01J2219/00871—Modular assembly
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0238—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a carbon dioxide reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/061—Methanol production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Reactor (10) para la síntesis de un hidrocarburo líquido, preferentemente de un hidrocarburo que contiene metanol (108), bajo empleo de una substancia de partida (AS), que contiene un gas con fracción de carbono y fraccion de hidrógeno, comprendiendo el reactor (10) varios elementos de reactor conectados en paralelo entre sí (15.m), y presentando cada uno de los elementos de reactor (15.m) una entrada de gas (21) en un primer extremo de tubo (22.1) y una salida de producto (23) en un segundo extremo de reactor (22.2), - comprendiendo cada uno de los elementos de reactor (15.m) al menos un primer tubo de reactor (20.1) y un segundo tubo de reactor de disposición contraria (20.n), - comprendiendo cada uno de los elementos de reactor (15.m) al menos un elemento de desvío (30.k), que está situado entre el primer tubo de reactor (20.1) y el segundo tubo de reactor (20.2), y une los mismos mediante técnica de circulación, - comprendiendo cada uno de los elementos de reactor (15.m) al menos un orificio de carga (24.1, 24.2) para la introducción de un catalizador (60) para la síntesis de hidrocarburo líquido, estando garantizada la conexión en paralelo de los elementos de reactor (15.m) al ser alimentables las entradas de gas (21) de varios elementos de reactor (15.m) de una alimentación de substancias de partida común (12.1, 12.2) con la substancia de partida (AS), y al poderse unir mediante técnica de circulación las salidas de producto (23) de varios elementos de reactor (15.m) con una zona de instalación post-conectada, caracterizado por que el elemento de desvío (30.k) está cargado o equipado al menos parcialmente con un material inerte (61).

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
DESCRIPCION
Procedimiento e instalacion para la smtesis de hidrocarburo
La presente invencion se refiere a procedimientos e instalaciones para la puesta a disposicion de soportes de ene^a almacenables y transportables, que contienen hidrocarburo, en especial se trata de la smtesis de metanol.
Dioxido de carbono CO2 (en la mayor parte de los casos siempre llamado dioxido carbonico) es un compuesto qwmico constituido por carbono y oxfgeno. Dioxido de carbono es un gas incoloro e inodoro. Con una concentracion reducida es un componente natural del aire, y se produce en seres vivos en la respiracion celular, pero tambien en la combustion de substancias que contienen carbono en presencia suficiente de oxfgeno. Desde el comienzo de la industrializacion, la fraccion de CO2 en la atmosfera aumenta claramente. La causa principal de ello son las emisiones de CO2 ocasionadas por el hombre - denominadas antropogenicas -. El dioxido de carbono en la atmosfera absorbe una parte de la radiacion termica. Esta propiedad convierte al dioxido de carbono en un denominado gas de efecto invernadero (THG) y en un causante del efecto invernadero global.
Por este, y tambien por otros motivos, actualmente se investiga y se desarrolla en los mas diversos sentidos para encontrar una vfa para reducir las emisiones de CO2 antropogenicas. Especialmente en relacion con la generacion de energfa, que se efectua frecuentemente mediante la combustion de soportes de energfa fosiles, como carbon, aceite o gas, pero tambien con otros procesos de combustion, por ejemplo la incineracion de basuras, existe una gran demanda de reduccion de la emision de CO2. Anualmente se emiten a la atmosfera mas de 20 billones de toneladas de CO2 debido a tales procesos.
Entre otras cosas se aspira al principio de neutralidad climatica, al seguirse planteamientos en los que se intenta compensar generacion de energfa, vinculada a emisiones de CO2, en un lugar mediante la generacion de energfas alternativas en otros lugares. Este planteamiento esta representado en la figura 1 de manera bastante esquematizada. Emisores de gases de efecto invernadero (THG), como empresas industriales (por ejemplo fabricantes de automoviles) 1 u operadores de centrales termicas 2, invierten o dirigen, por ejemplo, campos eolicos 3 en otros lugares en el ambito de proyectos de compensacion, para generar energfa sin emisiones de THG. De este modo, por vfa puramente matematica, puede resultar una neutralidad climatica. Numerosas firmas intentan adquirir por esta vfa un “registro de neutralidad climatica”.
Se considera problematico que, actualmente, casi toda la energfa electrica regenerativa que se genera se alimente en la red de conexion de tension alterna publica, cuya frecuencia puede oscilar dentro de lfmites muy estrechos (por ejemplo +/- 0,4 %). Esto se puede conseguir solo si la generacion de corriente en la red es practicamente igual al consumo. La necesidad de mantener siempre suficientes capacidades de reserva y regulacion de frecuencia para centrales eolicas y solares, conduce al correspondiente encarecimiento de abastecimiento de corriente con estas instalaciones. Por consiguiente, centrales eolicas y solares en la red de conexion electrica traen consigo otros costes “ocultos” y problemas.
Ya en el actual estado de desarrollo de centrales eolicas, la red de abastecimiento de energfa en muchos pafses puede plantear serios problemas si, por ejemplo debido a la falta de viento o a viento fuerte, se suprime el rendimiento eolico en gran alcance, sobre todo si este fallo se efectua de manera repentina e inesperada. No obstante, en este caso son necesarias capacidades de reserva y regulacion de frecuencia adaptadas al rendimiento eolico y solar instalado.
De esto se deduce que las centrales solares y eolicas que se alimentan en la red de conexion electrica apenas pueden reemplazar los rendimientos instalados de otras centrales termicas en la red de conexion. Esto conduce a que la corriente solar y eolica se puede evaluar solo con los costes de combustible ahorrados de las otras centrales termicas presentes en la red.
Ya se mostro que las formas de energfa regenerativas se pueden combinar de modo especialmente ventajoso con formas de energfa fosiles. Se pueden extraer detalles a tal efecto, por ejemplo, de las siguientes solicitudes paralelas del presente solicitante: solicitud internacional publicada WO2010069385A1; solicitud internacional publicadaWO2010069622A1; solicitud de patente europea EP 10155530.8 (EP 2 226 290).
Tal combinacion posibilita obtener soportes de energfa basados en carbono en correspondientes instalaciones Silicon-Fire. Estas instalaciones Silicon-Fire son especialmente apropiadas para obtener metanol.
Son conocidos numerosos procedimientos y reactores para la obtencion de metanol. A continuacion se citan correspondientes solicitudes de patente y patentes ejemplares:
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
• EP 0 790 226 B1;
• WO 2010/037441 A1;
• EP 0 483 919 A2;
• US 2010/0068128 A1;
• DE 34 42 053 A1; y
• DE 933 087
A modo de ejemplo, el documento US 2010/0068128 A1 da a conocer un procedimiento y un reactor para la obtencion continua de sulfuro de hidrogeno (H2S). El reactor comprende una parte principal cilmdrica que se cierra por una tapa superior y una tapa inferior. La parte principal contiene una cuba colectora con un paso de producto, un manguito de entrada, y un tubo de recirculacion que conduce hacia abajo, una placa separadora dispuesta por debajo de la cubeta colectora, que subdivide la parte principal en una zona parcial superior por encima de la placa separadora y en una zona parcial inferior por debajo de la placa separadora, y una placa distribuidora dispuesta en la zona parcial inferior, con una pluralidad de orificios de paso para la admision de gas hidrogeno. El reactor comprende ademas una entrada de azufre para la admision de azufre lfquido, y para la carga parcial de la zona parcial inferior de la parte principal con una fusion de azufre. La fusion de azufre, a traves de un lfmite de fases, esta en contacto con una zona de reactivos, que esta limitada en su lado superior a traves de la placa separadora, y contiene principalmente gas hidrogeno y azufre en el funcionamiento del reactor. En la zona inferior de la parte principal estan dispuestos una pluralidad de tubos en forma de U conectados en paralelo entre sf, que presentan dos ramas de disposicion contraria y un elemento de desvm de 180 grados que une mediante tecnica de circulacion ambas ramas en sus extremos inferiores respectivos. En cada rama esta dispuesto un catalizador de lecho fijo. Las ramas estan parcialmente sumergidas en la fusion de azufre, lo que posibilita un intercambio de calor entre el espacio interno de la rama y la fusion de azufre. Un orificio de entrada para la entrada de la mezcla de reactivos en la primera rama descendente esta previsto en la zona de reactivos en la pared tubular de la rama. El extremo de la segunda rama ascendente esta dispuesta por encima de la placa separadora en la zona parcial superior de la pieza principal, y forma un orificio de salida. El reactor comprende ademas una instalacion de alimentacion con un conducto de entrada y un tubo para la alimentacion de hidrogeno en forma gaseosa. La salida del tubo se encuentra en la zona parcial inferior de la parte principal, por debajo de la placa distribuidora.
En el funcionamiento del reactor del documento US 2010/0068128 A1 se introduce en primer lugar la fusion de azufre a traves de la entrada de azufre, hasta que su lfmite de fase en la zona parcial inferior de la parte principal ha ascendido hasta poco por debajo del orificio de entrada de la rama descendente. Entonces se introduce continuamente gas hidrogeno a traves de la instalacion de alimentacion y el tubo. El gas hidrogeno se recoge bajo la placa distribuidora, forma en la misma una burbuja de hidrogeno, desde la que ascienden burbujitas de gas, a traves de los orificios de paso en la placa distribuidora, en la y a traves de la fusion de azufre hasta la zona de reactivos, y en este caso se arrastra concomitantemente azufre de la zona de fusion, mediante lo cual se recoge una mezcla de reactivos constituida por hidrogeno gaseoso y azufre en la zona de reactivos. Esta mezcla de reactivos entra en el interior de la rama a traves de los orificios de entrada, circula a traves del lecho de catalizador, en primer lugar hacia abajo en la rama descendente, a traves del elemento de desvfo, despues adicionalmente a traves del lecho de catalizador hacia arriba en la rama ascendente, y a traves de su orificio de salida en la zona de producto que contiene la cuba colectora. En la zona de producto se concentra el producto, y este se puede liberar a traves de la cubierta superior.
El documento DE 34 42 053 A1 da a conocer un reactor de tubo doble que desprende calor, por ejemplo para la smtesis de metanol, que comprende: una camisa refrigeradora cilmdrica con una entrada lateral y una salida lateral para un agente refrigerante, una placa circular dispuesta en la seccion superior de la camisa refrigeradora, que subdivide el espacio interior de la camisa refrigeradora en una zona parcial inferior para la circulacion del medio refrigerante, y una zona parcial superior, un tubo doble fijado a la placa, una entrada y una salida para el gas de reaccion.
El tubo doble esta constituido por un tubo interno, un tubo externo, y un espacio circular formado entre el tubo interno y el tubo externo, en el que esta configurado un lecho de catalizador cargado con un catalizador. El tubo interno esta configurado en su extremo (superior) como la entrada que esta unida al lado externo del reactor mediante tecnica de circulacion, y esta unida en su otro extremo (inferior) con una entrada para el lecho de catalizador en el extremo (inferior) del tubo doble. En el otro extremo (superior) del espacio circular se encuentra una salida del lecho de catalizador, que esta unida a la salida para el gas de reaccion. En el extremo inferior del tubo doble, el extremo inferior del tubo interior esta unido a la entrada para el lecho de catalizador mediante tecnica de circulacion. La entrada para el agente refrigerante en la camisa refrigerante se encuentra aproximadamente a la
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
altura de la entrada del lecho de catalizador, y la salida aproximadamente a la altura de la entrada del lecho de catalizador.
El documento DE 34 42 053 A1 da a conocer tambien formas de ejecucion de un reactor de tubo doble con dos tubos dobles conectados en paralelo, un calentador unido a la entrada, dos tubos flexibles que unen el calentador con el respectivo tubo interior de un tubo doble. En ninguna de las formas de ejecucion dadas a conocer en el documento DE 34 42 053 A1, el tubo interior del tubo doble contiene un lecho de catalizador.
El documento DE 933 087 da a conocer un horno tubular con serpentm curvado, para la reaccion de substancias gaseosas o en forma de vapor, en especial de hidrocarburos y vapor de agua, que comprende una pieza parcial tubular cargada con una masa catalftica. El horno tubular comprende una camara de calefaccion cilmdrica anular, que esta rodeada por una camisa interna, una camisa externa constituida por una substancia termoestable y poco termoconduciva, y resistencias de calefaccion electricas dispuestas entre estas camisas, y que se puede cerrar con una tapa. El horno tubular comprende ademas un serpentm dispuesto en el interior de la camara de calefaccion, con cuatro piezas parciales verticales en cada caso, que estan unidas entre sf a traves de tres codos de tubo, y cuyas piezas terminales se hacen pasar a traves de la tapa.
En los codos de tubo que unen las piezas parciales tubulares esta colocado un manguito de llenado, que se hace pasar a traves de la tapa, y esta cerrado por medio de un tapon. A traves del manguito se puede introducir la masa catalftica necesaria para la carga de las piezas parciales tubulares, granulada, o constituida por cuerpos moldeados reducidos, en las partes tubulares medias, asf como en las partes de los codos de tubo que siguen a las mismas. La masa catalftica restante se introduce a traves de los extremos de las partes tubulares (partes terminales) provistos de bridas. De un conducto conectado a la pieza parcial tubular se extrae el producto final.
El horno tubular del documento DE 933 087 comprende un (unico) serpentm con varias piezas parciales tubulares dispuestas en serie. El documento DE 933 087 no da a conocer que un reactor comprende varios elementos de reactor conectados en paralelo entre sf. El documento DE 933 087 tampoco da a conocer una alimentacion de substancias de partida comun que garantice la conexion en paralelo de varios elementos de reactor y la carga paralela con la substancia de partida por medio de las entradas de gas.
En instalaciones de smtesis precedentes para la obtencion de soportes de energfa basados en hidrocarburos, como metanol, se emplean reactores de smtesis grandes, complejos y muy costosos. El correspondiente metodo para el diseno y para la obtencion de estos reactores, y para el desarrollo de catalizadores apropiados, corresponde a algunas grandes firmas.
No obstante, existe la demanda de reactores de smtesis menores y menos costosos, en especial, momentaneamente, la tendencia a instalaciones reducidas, e incluso a instalaciones transportables del tamano de contenedores de transporte mantimo. En este caso no son apropiados los reactores de smtesis a escala industrial.
Ahora se plantea la tarea de poner a disposicion un correspondiente reactor y un correspondiente procedimiento para poder transformar un gas que contiene carbono e hidrogeno, por ejemplo gas de smtesis que contiene H2 y CO2, de manera eficiente y razonable desde el punto de vista economico, en un soporte de energfa basado en hidrocarburos, como por ejemplo metanol. En este caso, un detalle especial consiste en la reduccion del tamano de construccion del reactor de smtesis. Ademas, el reactor de smtesis debe ser escalable en lo posible, para poder realizar reactores de las mas diversas capacidades con los correspondientes componentes.
Segun la invencion se propone un procedimiento y un reactor para la puesta a disposicion de soportes de energfa almacenables y transportables, preferentemente basados en metanol. Ademas se propone un procedimiento para empleo de tal reactor.
Segun la invencion se emplea una fraccion de gas que contiene carbono, preferentemente oxidos de carbono, como proveedor de carbono. La fraccion de gas que contiene carbono se hace reaccionar con una fraccion de hidrogeno en presencia de un catalizador, para hacer reaccionar estos gases con un soporte de energfa, preferentemente un alcohol, y de modo especialmente preferente un producto que contiene metanol.
Preferentemente se extrae dioxido de carbono de un proceso de combustion o un proceso de oxidacion de carbono o hidrocarburos por medio de precipitacion de CO2. CO2 se puede poner a disposicion, por ejemplo, a traves de un oleoducto, o bien tambien en botellas de acero o tanques. No obstante, tambien se puede emplear monoxido de carbono (CO) o gas metano (CH4), u otros gases fosiles o biogenos, como fraccion de gas que contiene carbono.
El hidrogeno se puede poner a disposicion a traves de un oleoducto, o bien tambien en botellas de acero o tanques. No obstante, el hidrogeno se obtiene preferentemente in situ por medio de electrolisis de agua. Alternativamente, tambien se puede generar el hidrogeno mediante una reaccion de oxidacion de silicio elemental u otro metal elemental.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Segun la invencion, tambien se puede extraer dioxido de carbono como proveedor de carbono a partir de gas natural crudo, que puede presentar, segun fuente de gas natural, mas de un 10 % de fraccion de dioxido de carbono. Dioxido de carbono puede proceder tambien, por ejemplo, de procesos de combustion de cal o de calcinacion a sosa.
Segun la invencion se desea un funcionamiento de instalacion, lo mas constante y duradero posible, de una planta Silicon-Fire, lo que se consigue mediante una carga uniforme con un control de proceso computerizado.
La instalacion Silicon-Fire segun la invencion se controla de este modo, y los procesos aislados se „unen“ entre sf de modo que
- se maximiza en lo posible el rendimiento total y la calidad (como por ejemplo la pureza) de productos de reaccion,
- y/o se minimiza en lo posible la emision (total) de CO2,
- y/o se consigue una descarga de instalacion lo mas constante y duradera posible,
- y/o se minimizan en lo posible los costes de inversion y operacion de la instalacion Silicon-Fire.
Preferentemente se emplea energfa electrica regenerativa para el funcionamiento de la instalacion Silicon-Fire.
Con una instalacion Silicon-Fire se obtiene preferentemente metanol como forma de energfa almacenable y transportable. Es decir, las energfas renovables se transforman por via qmmica en una forma de energfa (lfquida) no cntica y almacenable y transportable de modo relativamente sencillo.
Ademas, segun forma de ejecucion, tambien se puede transformar metano fosil gaseoso, en un proceso qmmico eficiente, directamente en metanol lfquido, que a su vez no es cntico, y es almacenable y transportable de manera relativamente sencilla frente a un gas. De este modo, se pueden substituir las costosas instalaciones de licuefaccion de gas y los correspondientes cargueros de gas lfquido.
La produccion de hidrocarburos lfquidos como forma de energfa almacenable y transportable de manera relativamente sencilla se puede reducir o incluso interrumpir en cualquier momento. Las partes de instalacion tecnologicas para la obtencion de hidrocarburo se pueden reducir o desconectar de manera relativamente sencilla y rapida. En este caso, la potestad de decision se situa en el ambto de responsabilidad del operador de la instalacion Silicon-Fire.
Hidrocarburo lfquido puede servir como tampon de energfa. Por ejemplo se puede almacenar un hidrocarburo lfquido para poner a disposicion adicionalmente energfa electrica en el caso de demanda de energfa punta en la red de conexion electrica. Se puede quemar metanol en caso necesario en centrales termicas, o con el mismo se puede generar energfa electrica en pilas de combustible (por ejemplo pilas de combustible de metanol directas; llamadas MFC).
En caso necesario, el metanol se puede transformar cataltticamente en un gas de disociacion a partir de hidrogeno y monoxido de carbono. De ello resultan ventajas en ciertos procesos de transformacion.
Formas preferentes de ejecucion de la invencion se basan en la generacion de hidrogeno con ayuda de energfa electrica, que se produce de modo regenerativo en lo posible, y procede, por ejemplo, de centrales eolicas, hidraulicas y/o solares. Hidrogeno que se genera, por ejemplo, in situ por electrolisis o mediante el empleo de silicio elemental, no necesita ser almacenado o altamente compactado o ultracongelado y transportado a traves de tramos mayores, sino que sirve como producto intermedio, que se alimenta preferentemente en el lugar de su generacion a la reaccion citada anteriormente para la generacion de hidrocarburos.
A un proceso de transformacion de energfa, en el que se transforma energfa regenerativa en energfa electrica, segun forma de ejecucion de la invencion, siguen, por ejemplo, procesos (qmmicos) de transformacion de energfa, esto es, la puesta a disposicion intermedia de hidrogeno y la transformacion de hidrogeno junto con un soporte de carbono (por ejemplo dioxido de carbono) a metanol.
No obstante, segun invencion, tambien se puede generar metanol bajo empleo de energfa fosil o mediante una mezcla de energfa inteligente (vease, por ejemplo, el documento WO2010069622A1) constituida por energfa fosil y regenerativa.
Bajo consideracion de las correspondientes prescripciones tecnicas energeticas, tecnicas de instalacion y economicas, junto con el requisito de utilizacion cuidadosa de todos los recursos materiales, energeticos y economicos, segun la invencion se pone a disposicion una nueva solucion tecnica energetica.
5
10
15
20
25
30
35
40
Otras formas de ejecucion ventajosas se pueden extraer de la descripcion, de las figuras y de las reivindicaciones dependientes.
En los dibujos se representan esquematicamente diversos aspectos de la invencion.
La figura 1: muestra un esquema que representa el principio de neutralidad climatica mediante la inversion, o la explotacion de proyectos de compensacion;
la figura 2: muestra un esquema que reproduce los pasos basicos del procedimiento, segun una de las solicitudes de patente internacionales mencionadas inicialmente, respecto a una correspondiente instalacion Silicon-Fire;
la figura 3: muestra un esquema que reproduce los pasos basicos del procedimiento segun la invencion, respecto a una correspondiente instalacion Silicon-Fire;
la figura 4A: muestra una vista lateral esquematica, que muestra los aspectos basicos de un elemento de reactor como tubo de reaccion, segun la invencion;
la figura 4B: muestra una ampliacion de seccion esquematica en corte parcial, que muestra detalles del elemento reactor segun la figura 4A;
la figura 5A: muestra una vista lateral de otro elemento reactor adicional segun la invencion;
la figura 5B: muestra una vista en planta del elemento reactor segun la figura 5A;
la figura 5C: muestra una vista lateral de la zona superior del elemento reactor segun la figura 5A en una vista en detalle X;
la figura 5D: muestra un corte a traves de la zona superior del elemento del reactor segun la figura 5A;
la figura 5E: muestra un corte a lo largo de la lmea de corte C-C en la figura 5D;
la figura 6A: muestra una vista lateral de otro elemento de reactor segun la invencion;
la figura 6B: muestra una vista en planta del elemento de reactor segun la figura 6A y la posible variante acodada de la disposicion de las partes aisladas del tubo de reaccion segun la figura 5B;
la figura 7A: muestra una vista en corte lateral (a lo largo de la lmea de corte A-A en la figura 7B) de un reactor segun la invencion;
la figura 7B: muestra una vista en planta del reactor segun la figura 7A; la figura 7C: muestra una vista exterior lateral del reactor segun la figura 7A;
la figura 8: muestra una vista en planta de un reactor segun la figura 7A, estando indicados en forma esquematica los conductos anulares junto con conductos de alimentacion.
El concepto soporte de energfa se emplea en este caso para substancias lfquidas, que se pueden emplear directamente como combustible o carburante. En este caso se trata especialmente de metanol 108, o bien soportes de energfa que contienen metanol. El concepto „producto que contiene metanol" se emplea en este caso, ya que el producto que se pone a disposicion en la salida de un reactor, no esta constituido por metanol en un cien por cien. Mas bien se trata de una denominada mezcla ffsica de metanol y agua, que se denomina en este caso producto que contiene metanol. Mediante un proceso de destilacion subsiguiente se puede obtener metanol puro.
En este caso se denomina direccion de proceso la direccion del lado de entrada hacia el lado de salida, es decir, el sentido de flujo en el interior de un reactor 10.
En el caso de metanol 108 como soporte de energfa se debfan cumplir ciertas condiciones marginales en obtencion, almacenaje y en transporte, que son similares a las condiciones para el manejo de otros combustibles y carburantes fosiles lfquidos. En este caso se puede utilizar sin problema la infraestructura existente. Por parte del material pueden ser necesarios ciertos ajustes, por ejemplo para utilizar las propiedades corrosivas de metanol. Tambien se deben adaptar las medidas de seguridad, por ejemplo, respecto a proteccion sanitaria, contra incendios y explosiones.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
La figura 2 muestra en una representacion en bloques esquematica los integrantes/componentes mas importantes, pasos de procedimiento respectivos, de una instalacion Silicon-Fire 100 segun una de las solicitudes de patente internacionales mencionadas inicialmente. Esta instalacion 100 esta disenada de modo que se pueda realizar un procedimiento para la puesta a disposicion de soportes de energfa almacenables y transportables 108. El correspondiente procedimiento se basa en los siguientes pasos basicos.
Se pone a disposicion, por ejemplo, dioxido de carbono 101 como proveedor de carbono. La energfa de corriente continua electrica necesaria E1 se genera en este caso por medio de tecnica energetica renovable en lo posible, y se pone a disposicion la instalacion Silicon-Fire 100. Como tecnica energetica renovable son apropiadas especialmente instalaciones solares termicas 300 e instalaciones fotovoltaicas 400, que se basan en modulos solares. Se puede emplear, por ejemplo, fuerza hidraulica. Tambien es posible prever una combinacion de varios tipos de instalacion 300 y 400, ya que la demanda de superficie, referida a la potencia electrica, de una instalacion solar termica 300 es menor que la de una instalacion fotovoltaica 400.
Segun la figura 2 se lleva a cabo una electrolisis de agua 105 bajo empleo de energfa de corriente continua electrica E1, para generar hidrogeno 103, o iones hidrogeno, como producto intermedio.
En la figura 2 se representa una instalacion 100 que esta constituida de modo que reduce o compensa los inconvenientes mencionados. Por este motivo, en una instalacion Silicon-Fire 100 se realiza preferentemente una combinacion, optima desde el punto de vista economico y ecologico, de abastecimiento de corrriente regenerativo (a traves de las instalaciones 300 y/o 400) y abastecimiento de corriente convencional, de este modo se representa una parte de una red de conexion 500. Por lo tanto, esta instalacion Silicon-Fire 100 preve utilizar, y con ello enlazar qmmicamente y almacenar la energfa electrica regenerativa E1 sensiblemente de manera directa correspondiendo a su produccion para reacciones qmmicas (en este caso la reaccion de electrolisis 105). Otra fraccion de energfa necesaria se obtiene en este caso, a modo de ejemplo, de la red de conexion 500. Esta fraccion se transforma en (energfa de) corriente continua E2. Con este fin se emplea un correspondiente transformador 501, como se indica en la figura 2 de forma esquematica. Las correspondientes partes o componentes de instalacion se denominan tambien instalacion de abastecimiento de energfa 501 en este caso.
Por medio de un control de instalacion inteligente 110 se controla y regula el abastecimiento de energfa de la instalacion 100 segun la figura 2. En principio, la fraccion de energfa excedente disponible momentaneamente E2 en cada caso se obtiene a partir de la red de conexion 500, mientras que la otra fraccion solar (en este caso E1) se obtiene en la mayor medida posible a partir de una central solar 300 y/o 400 (y/o a partir de una central eolica y/o a partir de una central hidraulica). Por lo tanto, en este caso se llega a una inversion inteligente del principio previo, en el que las oscilaciones de energfa de instalaciones de energfa renovables 300; 400 se capturan mediante conexion y desconexion de centrales termicas convencionales. Por lo tanto, para el funcionamiento de una instalacion Silicon- Fire 100 no se necesita mantener capacidades de rendimiento y regulacion de frecuencia adicionales para las intalaciones termicas regenerativas en la red de conexion 500. Este principio posibilita incluir al operador de una instalacion Silicon-Fire 100 parametros tecnicos y economicos adicionales en el control de la instalacion 100. En el caso de estos parametros se trata de las denominadas magnitudes de entrada I1, I2, etc., que se incluyen en decisiones por parte del control 110. Una parte de los parametros se puede predeterminar dentro del control 110 en un acumulador de parametros 111. Otra parte de los parametros puede venir del exterior. En este caso se pueden adoptar, por ejemplo, informaciones de precio y/o disponibilidad por parte del operador de la red de conexion 500.
En la figura 3 se representa ahora esquematicamente una instalacion 700 segun la invencion, que esta construida de modo que reduce o compensa los inconvenientes mencionados iniclalmente. Una parte de esta instalacion 700 corresponde a la instalacion 100 segun la figura 2. Por lo tanto, en esta relacion se remite a la anterior descripcion de elementos correspondientes.
En esta forma de ejecucion, como se ha descrito, a traves de una electrolisis de agua 105 se genera hidrogeno altamente puro 103, que se transforma en este caso, por ejemplo, en metanol 108. La energfa a tal efecto en esta forma de ejecucion procede completamente o del modo mas sensible posible (preferentemente en mas de un 80 %) de fuentes de energfa regenerativas 300 y/o 400 (o a partir de otras fuentes de energfa regenerativas).
Se puede prever una serie de conducciones de control o senales, como se representa por medio de las conducciones 112, 113 y 114, mostradas a modo de ejemplo. Estas conducciones 112, 113 y 114 controlan corrientes de energfa o masa de la instalacion 700.
En el control de instalacion 110 se implementan los denominados procesos de decision basados en software. Un procesador del control 110 realiza un software de control y toma decisiones programadas bajo consideracion de parametros. Estas decisiones se transforman en ordenes de conexion o control, que provocan, por ejemplo a traves de conducciones de control o senal 112, 113, 114, el control/regulacion de corrientes de energfa y masa.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Segun una forma especialmente preferente de ejecucion de la invencion se emplea dioxido de carbono 101 como proveedor de carbono gaseoso, como se indica esquematicamente en la figura 3. Preferentemente se extrae el dioxido de carbono 101 de un proceso de combustion o un proceso de oxidacion a traves de precipitacion de CO2 (por ejemplo una instalacion de purificacion de gas de combustion Silicon-Fire). No obstante, el dioxido de carbono se puede separar tambien de gas natural crudo, y poner a disposicion. El dioxido de carbono 101 puede proceder tambien de otras fuentes. El dioxido de carbono 101 se pone a disposicion a traves de un oleoducto, una botella de acero o un tanque.
Ademas, en la forma de ejecucion mostrada se pone a disposicion energfa de corriente continua electrica E1. Preferentemente, la energfa de corriente continua E1 se genera sensiblemente de manera regenerativa (por ejemplo mediante una de las instalaciones 300 y/o 400 en la figura 3). La energfa de corriente continua E1 se emplea para la puesta en practica de una electrolisis de agua, para generar hidrogeno 103 como producto intermedio, en la forma de ejecucion mostrada. La instalacion de electrolisis, respectivamente la puesta en practica de tal electrolisis, esta caracterizada por el signo de referencia 105 en la figura 3. El dioxido de carbono 101 se reune con el hidrogeno 103. El gas correspondiente se denomina en este caso substancia de partida AS. La substancia de partida AS se hace reaccionar (smtesis de metanol en un reactor 10, segun invencion), para transformar los productos (intermedios) gaseosos 101, 103, por ejemplo, en metanol 108. La reaccion se lleva a cabo en el reactor 10 segun la invencion. La extraccion, respectivamente la puesta a disposicion de metanol 108, esta caracterizada por el signo de referencia 107 en la figura 3.
A continuacion se describen detalles basicos de este procedimiento y de la correspondiente instalacion Silicon-Fire 700.
Para poder generar hidrogeno 103 como producto intermedio es apropiada una electrolisis de agua bajo empleo de corriente continua E1. El hidrogeno requerido 103 se obtiene en una instalacion de electrolisis 105 mediante la electrolisis de agua H2O segun la siguiente ecuacion:
H2O-286,02 kJ = H2 + 0,5 O2. (reaccion 1)
La energfa (electrica) E1 requerida para esta reacccion, de 286,02 kJ/mol, corresponde a 143010 kJ por kg de H2.
La smtesis de metanol 108 (CH3OH) se puede efectuar en el reactor 10 de la instalacion Silicon-Fire 700 segun la reaccion exotermica entre dioxido de carbono 101 (CO2) e hidrogeno 103 (H2) como sigue:
CO2 + 3 H2 = CH3OH + H2O - 49,6 kJ (mezcla de metanol-agua, en forma de vapor) (reaccion 2)
El calor de reaccion producido, de 49,6 kJ/mol = 1550 kJ por kg de metanol = 0,43 kWh por kg de metanol 108, se evacua del correspondiente reactor 10. Con este fin, el reactor 10 comprende un espacio de fluido 14 (vease, por ejemplo, la figura 7A), es decir, los tubos de reactor 20.n en el reactor 10 estan rodeados de una camisa de reactor y refrigerados por medio de un fluido (preferentemente agua).
Condiciones de smtesis tfpicas en el reactor de smtesis 10 son aproximadamente 50 a 80 bar, y aproximadamente 270°C. El calor de reaccion se puede „transmitir“, por ejemplo, a otros elementos de la instalacion, como por ejemplo un evaporador de la columna de destilacion, o a otras zonas de instalacion post-conectadas.
La smtesis (de metanol) segun la invencion se lleva a cabo bajo empleo de un catalizador 60 (vease, por ejemplo, la figura 4B), para mantener reducidas temperatura de reaccion, presion de reaccion, asf como tiempo de reaccion, en comparacion con otros procedimientos, y para asegurar que se forme como producto de reaccion hidrocarburo lfquido altamente puro (por ejemplo metanol 108).
Si la instalacion Silicon-Fire 700 se encuentra en la proximidad de una fuente de CO2, se puede prescindir de una licuefaccion de CO2 para el transporte. Por lo demas, segun el estado de la tecnica es relativamente sencillo licuar el CO2 y tambien llevar el mismo a una instalacion Silicon-Fire 700 a traves de grandes eliminaciones. En el caso de una supresion de licuefaccion, y en caso dado almacenaje y transporte a traves de eliminacion mas larga, el CO2 se encuentra disponible probablemente gratuito bajo consideracion de creditos de prevencion de CO2. Tambien en el caso de un transporte, los costes para la „adquisicion“ de CO2 son relativamente reducidos.
En la figura 3, por medio de la flecha a trazos 112, que parte del control 110, se indica que el control 110 regula la corriente de energfa E1. La flecha 112 representa una conduccion de control o senal. Tambien se representan otras posibles conducciones de control o senal 113, 114. La conduccion de control o senal 113 regula, por ejemplo, la cantidad de CO2 de la que se dispone para la reaccion 106. Si se produce, por ejemplo, menos hidrogeno 103, se debe alimentar tambien menos CO2 proporcionalmente. La conduccion de control o senal opcional 114 puede
8
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
regular, por ejemplo, la cantidad de H2. Tal regulacion es razonable si hay un acumulador de tampon de hidrogeno, del que se puede extraer hidrogeno 103, tambien si en el momento no se produce hidrogeno o se produce menos hidrogeno mediante electrolisis 105 (o mediante el empleo de silicio elemental).
Las investigaciones han dado por resultado que es especialmente razonable desde el punto de vista economico y ecologico que la instalacion Silicon-Fire 100 se disene o controle de modo que se genere entre un 15 % y un 40 % de metanol 108 a partir de energfa regenerativa, mientras que se pone a disposicion metanol adicional para el complemento a un 100 % a partir de otros hidrocarburos (por ejemplo de gas metano).
Es especialmente preferente una forma de ejecucion del concepto de funcionamiento de la instalacion 100, que preve la obtencion de energfa electrica economica en los tiempos de carga debil a partir de una red de conexion 500 (como en la figura 2).
Los detalles de una forma especialmente preferente de ejecucion de un reactor 10 para la smtesis de etanol 108 se muestra en las figuras 4A a 7c. Las ejecuciones que se realizan a continuacion para la smtesis de metanol 108 se pueden extender a la smtesis de otros hidrocarburos lfquidos.
El metanol 108, como se ha descrito ya, se sintetiza bajo empleo de una substancia de partida AS, que contiene, por ejemplo, gas CO2 101 y gas hidrogeno 103. El correspondiente reactor 10 comprende un elemento reactor 15.1 o varios elementos reactores 15.m dispuestos sucesivamente (m es en este caso un numero entero, que es mayor o igual a 2). Un elemento reactor 15.m comprende en todas las formas de ejecucion n = 2 tubos de reactor 20.n (n en este caso es un numero entero que es mayor o igual a 2). Un elemento reactor 15.m con n = 2 tubos de reactor 20.1 y 20.2 se muestra en las figura 4A y 4B. En tal disposicion, que comprende siempre un elemento de desvm 30.1 (aqu un elemento de desvm de 180 grados) en el caso de n = 2 tubos de reactor 20.1 y 20.2, resulta una constelacion en la que tanto la entrada de gas 21 para la substancia de partida AS, como tambien la salida de producto 23, estan situados en el extremo superior del elemento de reactor 15.m (como se muestra en la figura 4A), o en el extremo inferior del elemento de reactor 15.m. De este modo resultan determinadas condiciones constructivas si se trata de un reactor 10, que comprende un mayor numero (por ejemplo mayor que 6) de elementos de reactor 15.m en un haz.
El concepto „disposicion en paralelo“ se emplea en este caso para describir que pueden recorrer elementos de reactor aislados 15.m, desde el punto de vista tecnico de reaccion y tecnico de circulacion, paralelamente en volumen y tiempo desde la substancia de partida AS. Ya que la substancia de partida AS se transforma sucesivamente en una substancia que contiene metanol en el paso de los tubos de reactor 20.n de los elementos de reactor 15.m, la etapa intermedia fluida que se produce en el reactor 10, se denomina fluido de reaccion. En el lado de entrada del reactor 10, la concentracion de metanol del fluido de reaccion se situa en cero, y la concentracion de la substancia de partida gaseosa AS se situa en aproximadamente un 100 %. En sentido del lado de salida se desplazan las correspondientes concentraciones en sentido opuesto hasta que a la salida (en la descarga de producto 23) se ha formado una substancia que contiene metanol con una concentracion de metanol elevada (preferentemente una mezcla de metanol-agua en proporcion 1:2).
Una ventaja de la invencion consiste en que cada elemento de reactor 15.m esta configurado como un unico reactor de smtesis singular. Mediante la disposicion paralela de m elementos de reactor 15.1 a 15.m se puede variar la capacidad del reactor 10 (correspondientemente al numero m). Por el contrario, el numero n tiene una influencia directa sobre el tamano de construccion del reactor 10.
Cada uno de los elementos de reactor 15.m presenta una entrada de gas 21 en un primer extremo tubular 22.1 y una salida de producto 23 en el segundo extremo tubular 22.2. Cada uno de los elementos de reactor 15.m tiene al menos un elemento de desvm 30.k (preferentemente en forma de un elemento de desvm de 180 grados), que se situa entre el primer extremo tubular 22.1 y el segundo extremo tubular 22.2 del respectivo elemento de reactor 15.m.
Si un elemento de reactor 15.m comprende n = 2 tubos de reactor 20.1 y 20.2, entonces presenta k = 1 elemento de desvm de 180 grados 30.k. Si un elemento de reactor 15.m comprende n = 3 tubos de reactor 20.1, 20.2 y 20.3, este presenta k = 2 elementos de desvm de 180 grados 30.k. Este principio se puede extender correspondientemente tambien a elementos de reactor 15.m con mas de tres (es decir, n mayor que 3) tubos de reactor 20.n.
Segun la invencion, los tubos de reactor 20.n de un elemento de reactor 15.m estan dispuestos en direccion opuesta. Se denomina disposicion contraria una constelacion tecnica de circulacion espacial, en el que el fluido de reaccion circula hacia abajo en un tubo de reactor 20.1, mientras que el fluido de reaccion tras el desvm en un elemento de desvm 30.1 a un segundo tubo de reaccion 20.1 circula hacia arriba. Los tubos de reactor 20.n de un elemento de reactor 15.m estan situados preferentemente en estrecha yuxtaposicion en todas las formas de ejecucion. La holgura redproca (pared externa a pared externa) asciende preferentemente a menos del diametro externo de uno de los tubos de reactor 20.n.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
En las figuras 5A - 5E, 6A, 6B se muestran elementos de reactor 15.m con n = 3 tubos de reactor 20.1, 20,2 y 20.3 y k = 2 elementos de desvm de 180 grados 30.1, 30.2. La ventaja de un numero n impar consiste en que el lado de entrada y el lado de salida se situan en extremos opuestos del elemento de reactor 15.m. De este modo se gana espacio para la disposicion de un colector o distribuidor de partida comun 11.1, 11.2 (por ejemplo en forma de una conduccion anular) en un lado y para la disposicion de la/las salida(s) de producto 23.
Cada uno de los elementos de reactor 15.m comprende al menos un orificio de carga superior 24.1 para la carga de un catalizador 60 para la smtesis de metanol. En todas las formas de ejecucion, cada tubo de reactor 20.n y/o cada elemento de desvm superior 30.2 comprende un orificio de carga 24.1, o bien 24.2. Los orificios de carga 24.2 en los elementos de desvm superiores 30.2 son algo mayores que los orificios de carga superiores 24.1 en todas las formas de ejecucion, ya que mediante el elemento de desvm 30.2 se cargan desde arriba dos tubos de reactor 20.2, 20.3. Segun demanda, tambien pueden estar previstos orificios de vaciado situados por debajo 25.1, 25.2 (vease, por ejemplo, la figura 5A y la figura 6A). Los orificios de vaciado 25.2 en los elementos de desvm inferiores 30.1 son preferentememente algo mayores que los orificios de vaciado inferiores 25.1 en todas las formas de ejecucion, ya que a traves del elemento de desvm 30.1 se vadan desde abajo dos tubos de reactor 20.1,20.2.
A traves de los orificios de carga 24.2 se puede introducir el catalizador 60 y/o material interte 61. A traves de los orificios de vaciado 25.2 se puede descargar el catalizador 60 y/o el material inerte 61. Los orificios de carga 24.1, 24.2 y/u orificios de vaciado 25.1, 25.2 pueden estar previstos en todas las formas de ejecucion de la invencion.
Los orificios de carga 24.1, 24.2 y/o los orificios de vaciado 25.1, 25.2, se pueden cerrar preferentemente en todas las formas de ejecucion, por ejemplo con un tapon a rosca o con una tapa.
La disposicion en paralelo de los tubos de reactor 20.n se garantiza al poderse cargar las entradas de gas 21 de varios elementos de reactor 15.m con la substancia de partida AS por medio de una conduccion colectora comun para el gas de smtesis 11.1, 11.2 (preferentemente en forma de una conduccion anular comun), y al poderse unir las salidas de producto 23 de varios elementos reactores 15.m con una zona de instalacion post-conectada (por ejemplo una columna de destilacion) mediante tecnica de circulacion.
A continuacion se describen otros detalles de un elemento de reactor 15.m segun la figura 5A-5E. En estas figuras se muestra un elemento de reactor 15.m, que esta colocado especialmente para la disposicion en un anillo externo (haz externo) de un reactor 10. El elemento de reactor 15.m comprende n = 3 tubos de reactor 20.1, 20.2, 20.3. Tiene un primer orificio de carga superior 24.1 y una entrada de gas superior 21. El primer tubo de reactor 20.1 transcurre verticalmente desde abajo y desemboca en un primer elemento de desvm 30.1. En el primer elemento de desvm 30.1 esta previsto un orificio de vaciado inferior 25.2. Desde el primer elemento de desvm 30.1 se extiende un segundo tubo de reactor 20.2 verticalmente hacia arriba y desemboca en un segundo elemento de desvm 30.2. En el segundo elemento de desvm 30.2 esta previsto un orificio de carga superior 24.2. Desde el segundo elemento de desvm 30.2 se extiende un tercer tubo de reactor 20.3 verticalmente hacia abajo. El tercer tubo de reactor 20.3 tiene un orificio de vaciado inferior 25.1 y una salida de producto inferior 23.
La constelacion mostrada tiene una longitud de reaccion efectiva LE (llamada tramo de reactor), que corresponde a 3 veces la longitud aislada L, ya que los tres tubos de reactor 20.1, 20.2, 20.3 ofrecen un desarrollo plegado (en forma de meandros) para el fluido de reaccion.
En la figura 5C se puede identificar que el elemento de desvm 30.2 puede tener una forma de embudo. Esta forma es preferente. No obstante, no es importante la envoltura externa, sino el espacio interno, que se debe disenar de modo que forma una union tecnica de circulacion de un tubo de reactor 20.2 al siguiente tubo de reactor 20.3, que no forma una reduccion de seccion transversal o barrera interferente. En la figura 5D se puede ver el interior del elemento de desvm 30.2 desde arriba. En la figura 5E se muestra un corte. En la representacion en corte se puede identificar que el espacio interno presenta forma de embudo en este caso.
Cada elemento de desvm 30.k en el espacio interno puede presentar preferentemente una pared separadora 31, que sirve para la carga separada de tubos de reactor aislados 20.n. Esta pared separadora 31 se emplea preferentemente solo en el momento de la carga. Tambien es posible cubrir temporalmente uno de ambos tubos de reactor en el interior del elemento de desvm 30.k durante la carga, para poder llenar en este momento el otro tubo de reactor.
En la figura 5B se puede identificar que la entrada de gas 21 y la salida de producto 23 pueden presentar disposicion, por ejemplo, oblicua. Las direcciones se seleccionan preferentemente de modo que en el lado de la entrada se pueda aplicar una alimentacion de substancia de partida comun 11 como colector/distribuidor. En el lado de salida, las salidas de producto 23 se seleccionan preferentemente de modo que se puedan reunir dos o mas de los mismos.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Los elementos de reactor 15.m son especiales al siguiente respecto. Se cargan o se dotan de catalizador 60 de modo que resulta un tramo de reactor que comprende una seccion de catalizador, que va seguida de una seccion con material inerte 61. Tras la seccion con el material inerte 61 sigue de nuevo una seccion de catalizador. En la figura 4B se puede identificar este principio. El primer tubo de reactor 20.1 esta cargado con el catalizador 60. El elemento de desvm 30.1 esta cargado con el material inerte 61, y el segundo tubo de reactor 20.2 esta cargado a su vez con el catalizador 60. En ambos tubos de reactor 20.1, 20.2 resultan columnas o secciones de catalizador, que se apoyan en el material inerte 61. Al introducirse el material inerte 61 en el elemento de desvm 30.1, no puede penetrar catalizador 60 en la zona de fondo (zona inferior) del elemento de desvm 30.1.
El catalizador 60 se somete tipicamente a un paso de reduccion en los tubos de reactor 20.n, experimentando el catalizador 60 una reduccion de volumen, que se compensa al menos parcialmente mediante desplazamiento subsiguiente, llenado subsiguiente o deslizamiento subsiguiente del material inerte 61. El material inerte 61 tambien puede moverse adicionalmente o llenar cavidades, que resultan en la reduccion de catalizador. Ademas, el material inerte 61 impide un ascenso debido a la circulacion de catalizador 60 en tubos de reactor ascendentes (por ejemplo en tubos de reactor 20.2).
El material inerte 61 se emplea en todas las formas de ejecucion.
En la figura 5B se puede identificar que los tres tubos de reactor 20.1, 20.2, 20.3 descansan, o bien estan en un primer plano comun F1. En la figura 6b se puede identificar que los tres tubos de reactor 20.1, 20.2, 20.3 pueden tener tambien una disposicion angular, en la que un primer tubo de reactor externo 20.1 con el tubo de reactor medio 20.2 en un primer plano comun F1, y un segundo tubo de reactor externo 20.3 con el tubo de reactor medio 20.2 en un segundo plano comun F2. De este modo se pueden conseguir empaquetaduras, o bien agrupamientos muy densos, en todas las formas de ejecucion.
La descripcion de las figuras 4A a 4E se puede transponer 1 : 1 a las figuras 5A, 5B. La forma de ejecucion en las figuras 5A, 5B se diferencia esencialmente solo en la disposicion angular. La disposicion angular (en este caso con un angulo de 130 grados) se selecciono para poder disponer los correspondientes elementos de reactor 15.m en el haz interno de un reactor 10. La entrada de gas 21 y la salida de producto 23 apuntan preferentemente a diversas direcciones en este caso.
En las figuras 7A a 7C se muestra un reactor 10, que se desarrollo y optimizo segun planteamiento de cometido. El reactor 10 comprende en este caso un haz de elementos de reactor 15.m. En el ejemplo mostrado en concreto, el reactor 10 comprende un haz interno con 8 elementos de reactor 15.m segun la figura 6A, 6B y un haz externo con 12 elementos de reactor 15.m segun la figura 5A-5E (es decir, m = 20). Para no interferir en la representacion en las figuras 7A a 7C por un numero excesivo de lmeas de referencia y signos de referencia, se doto de lmeas de referencia y signos de referencia solo una parte de los elementos. El reactor 10 comprende preferentemente un espacio de fluido 14, que tiene una forma cilmdrica en este caso. El espacio de fluido 14 rodea el haz total de los elementos de reactor 15.m, sobresaliendo del espacio de fluido 14 unicamente los extremos superiores e inferiores de los elementos de reactor. Por consiguiente, el primer y el segundo orificio de llenado 24.1, 24.2, asf como las entradas de gas del lado de la entrada 21 y las descargas de producto del lado de la salida 23, se situan afuera del espacio de fluido 14. En un modo de operacion del reactor 10 preferente, el espacio de fluido sirve para crear un entorno isotermico. Con este fin, un fluido (por ejemplo agua o gas) puede llegar al espacio de fluido 14 a traves de una alimentacion de fluido 16. Esta prevista una salida de fluido 17 en el espacio de fluido 14 para evacuar el fluido. Segun situacion se puede refrigerar o calentar. Los orificios de vaciado 25.1, 25.2 se situan preferentemente tambien afuera del espacio de fluido 14.
En todas las formas de ejecucion se emplea preferentemente un control de reactor 10 que alimenta inicialmente, durante el aumento de potencia del reactor 10, el espacio de fluido con fluido caliente para poner en marcha la reaccion de smtesis. A continuacion se alimenta preferentemente un fluido refrigerado para descargar calor de reaccion que se produce en la smtesis exotermica, y crear de este modo un entorno isotermico. Dependiendo de la capacidad del reactor 10 se puede alimentar calor de reaccion al espacio de fluido 14 por medio de un fluido, y la reaccion de smtesis se puede desarrollar en el intervalo endotermico.
En todas las formas de ejecucion, el espacio de fluido 14 esta disenado preferentemente de modo que al menos las secciones de reaccion de los tubos de reactor 20.n, que estan cargadas con el catalizador 60, y los elementos de desvm 30.k, se situen en el entorno isotermico.
En la figura 7B se muestra la vista en planta del reactor 10. Se puede identificar que las entradas de gas 21.a del haz externo apuntan radialmente hacia afuera. Todas terminan en un primer radio comun. Las entradas de gas 21.i del haz interior apuntan hacia afuera en diagonal, y terminan todas en un segundo radio comun, que es mas reducido que el primer radio. Este tipo de orientacion y disposicion de entradas de gas 21a, 21i posibilita prever dos conducciones anulares 11.1 y 11.2, como se indica esquematicamente en la figura 8. Una primera conduccion anular superior 11.1 tiene un radio que corresponde al primer radio de modo que todas las entradas de gas 21.a del haz
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
externo se pueden alimentar con la substancia de partida AS por la primera conduccion anular superior 11.1. En la primera conduccion anular superior 11.1 puede estar prevista preferentemente una primera conduccion de alimentacion 12.1. Una segunda conduccion anular superior 11.2 tiene un radio que corresponde al segundo radio, de modo que todas las entradas de gas 21.i del haz interno se pueden alimentar con la substancia de partida AS desde la segunda conduccion anular superior 11.2. En la segunda conduccion anular superior 11.2 puede estar prevista preferentemente una segunda conduccion de alimentacion 12.2. No obstante, tambien se pueden cargar todas las conducciones de alimentacion 21 de los 8 elementos de reactor internos y los 12 elementos de reactor externos mediante una conduccion anular comun, que sirve como colector o distribuidor.
En las figuras 7B y 8 se puede identificar que los orificios de carga 24.1, 24.2, de modo preferente, son libremente accesibles desde arriba, para posibilitar una carga y/o una purga y/o un barrido (por ejemplo con gas inerte).
En la figura 7C se muestra el reactor 10 desde afuera . Los signos de referencia son los mismos que en las demas figuras. Por lo tanto, se remite a la descripcion de las demas figuras. El espacio de fluido 14 tiene en este caso un diametro de envoltura D que puede ascender, por ejemplo, a 1 m. La altura H del espacio de fluido 14 asciende en este caso, por ejemplo, a aproximadamente 2,2 m. De este modo se pueden alojar elementos de reactor 15.m en el espacio de fluido 14, que presentan respectivamente un tramo total de reaccion de aproximadamente 5,7 m. El tramo total de reaccion de aproximadamente 5,7 m se compone de tres tramos parciales respectivamente, ya que cada uno de los elementos de reactor 15.m comprende en cada caso n = 3 tubos de reactor 20.1, 20.1 y 20.3. La distancia de tubo redproca AR (vease la figura 5E) puede ascender, por ejemplo, a aproximadamente 60 mm, y los tubos de reactor aislados 20.n pueden tener, por ejemplo, un diametro externo de 42 mm y un diametro interno de 33 m.
Preferentemente, en todas las formas de ejecucion de la invencion, la substancia de partida AS se calienta previamente y/o se introduce con presion elevada en los elementos de reactor 15.m a traves de las conducciones de alimentacion 12.1, 12.2 y las conducciones anulares 11.1, 11.2. La presion y la temperatura dependen del tipo de catalizador 60. La temperatura se situa preferentemente en el intervalo entre 100 y 350 grados Celsius. La presion se situa tipicamente entre 10 y 150 bar.
Se considera una ventaja importante de la invencion que, por ejemplo en un procedimiento de smtesis para la generacion de metanol a partir de gas CO2 101 e hidrogeno 103, que requiere 4 litros de volumen de catalizador, para garantizar una cantidad de produccion por dfa deseada se puede reducir claramente la altura de construccion del reactor 10 frente a reactores lineales convencionales. Un reactor convencional tendna, por ejemplo, tfpicamente una altura de construccion total que se situa en el intervalo de aproximadamente 6 m, mientras que la altura de H segun la invencion asciende aproximadamente a 2,2 m en elementos de reactor triplemente plegados. La altura por encima de todo (es decir, incluyendo los orificios de carga 24.1, 24.2, los orificios de vaciado 25.1, 25.2, las entradas de gas 21 y las salidas de producto 23) asciende entonces a unos 2,6 m.
Otra ventaja consiste en que, mediante el „plegado“ de los tubos de reactor 20.n se simplifica predeterminar y mantener condiciones ambientales constantes (por ejemplo isotermicas) para todas las secciones de los elementos de reactor 15.m. En un tubo de reactor lineal, que tiene una longitud, por ejemplo, de 6 m, predeterminar y mantener condiciones ambientales homogeneas es claramente mas dificil que en una disposicion plegada segun la invencion. Condiciones ambientales homogeneas son especialmente importantes para alcanzar una reaccion uniforme y para impedir que el catalizador 60 se someta a carga de manera poco uniforme. Ademas, por ejemplo zonas mas fnas pueden conducir a una interrupcion o influencia de la smtesis.
Las instalaciones de los presentes tamanos se deben construir de manera compacta. Para este caso son ventajosos reactores cortos 10, que se ubican, por ejemplo, en un contenedor. Ademas se suprimen las chapas de apoyo que son habituales en tubos de reactor mas largos.
Un reactor 10 segun la invencion puede alcanzar una velocidad de reaccion que es mas elevada que en reactores tubulares lineales.
El „plegado“ puede modificar la cinetica de smtesis bajo ciertas circunstancias. Este sena el caso, por ejemplo, si en los elementos de desvm 30.k se llega a estrangulamientos o bloqueos. Por lo tanto, en todas las formas de ejecucion se emplea el material inerte 61 en los elementos de desvm 30.k. Mediante el empleo del material inerte 61 se pueden evitar tambien desplazamientos del punto de rodo. El acondicionamiento de los elementos de desvm 30.k, el equipado con el material inerte 61 y su disposicion dentro del fluido en el espacio de fluido impiden la condensacion de metanol en el interior de elementos de reactor 15.m a partir del fluido de reaccion.
De modo especialmente preferente, en todas las formas de ejecucion se emplea material inerte ceramico duro 61 (preferentemente en forma de bola).
5
10
15
20
25
30
35
40
45
De modo especialmente preferente, en todas las formas de ejecucion, el material inerte 61 en los elementos de desvm inferiores (por ejemplo 30.1) sirve como estructura de apoyo o soporte bajo el lecho de catalizador (analogamente, por ejemplo, a un lecho de grava bajo un filtro).
De modo especialmente preferente, en todas las formas de ejecucion, el material inerte 61 en los elementos de desvm superiores (por ejemplo 30.2) sirve
- como proteccion frente a deterioros ocasionados por la circulacion en el caso de fuerte afluencia, y/o
- como capa de retencion contra catalizador 60 „en movimiento“, y/o
- como capa de retencion en choques de presion orientados hacia atras (por ejemplo en una parada de emergencia del reactor) o en circulaciones ascendentes en el reactor 10.
El material inerte suelto 61, que se emplea en todas las formas de ejecucion, tiene tambien la ventaja de que no son necesarios elementos de insercion metalicos solidos. Ademas, el material inerte 61 se puede cargar y extraer de nuevo.
Los aspectos de las diversas formas de ejecucion se pueden combinar entre sf sin problema mediante adaptaciones menores.
A continuacion se describen otros aspectos basicos de un procedimiento segun la invencion para la puesta a disposicion de soportes de energfa almacenables y transportables.
El reactor 10 es apropiado especialmente para la smtesis de metanol regenerativo CH3OH a partir de dioxido de carbono CO2 e hidrogeno H2, que se genera a traves de la electrolisis (endotermica) de agua con energfa electrica regenerativa segun la reaccion 1, como se menciona ya anteriormente.
H2O - 286,02 kJ/mol = H2 + 0,502. (reaccion 1)
La smtesis de metanol exotermica (reaccion 2, como se menciona ya anteriormente) se representa mediante la formula aditiva:
CO2 + 3 H2 = CH3OH + H2O - 49,6 kJ (metanol gaseoso). (reaccion 2)
La energfa electrica regenerativa empleada E1, en especial en el caso de energfa eolica y solar, tiene los inconvenientes de ser relativamente costosa y disponible solo de manera irregular y con limitaciones temporales.
Por lo tanto, en este caso se propone completar la obtencion regenerativa de metanol 108 con energfa electrica regenerativa E1 segun las reacciones 1 y 2 mediante una smtesis de metanol, a base de la materia prima gas natural con el componente principal metano CH4, o a base de otros materiales de partida de carbono o materiales de partida de hidrocarburo. Esta smtesis se puede efectuar, por ejemplo, mediante oxidacion exotermica directa (transformacion oxidativa, conversion oxidativa) de metano segun la formula aditiva
(CH4 + 0,502 = CH3OH -167,5 kJ/mol. (reaccion 3)
Esta reaccion 3 se denomina oxidacion directa en este caso. El oxfgeno necesario se puede extraer de la electrolisis de agua ya mencionada (reaccion 1).
No obstante, tambien se puede seleccionar la via a traves de oxidacion parcial (vease reaccion 4, vease a continuacion) o el reformado (vease reacciones 6 y/o 7, vease a continuacion) (preferentemente como reformado autotermico), para llegar a una fraccion de metanol fosil a traves de la via de gas de smtesis (que comprende esencialmente en este caso monoxido de carbono e hidrogeno). La correspondiente fraccion de oxfgeno llega tfpicamente de una instalacion de descomposicion de aire.
Sobre todo es nuevo el hecho de que el oxfgeno (puro), respectivamente el gas que contiene oxfgeno en gran medida, almacenado directamente o como intermedio para la reaccion 3, o tambien para la oxidacion parcial o el reformado, procede, por ejemplo, de la reaccion de hidrolisis (reaccion 1) o de otra reaccion. Si el oxfgeno (puro),
13
respectivamente el gas que contiene oxfgeno en gran medida, se extrae de la reaccion de hidrolisis (reaccion 1), segun las proporciones masicas de las reacciones 1, 2 y 4, el suficiente el oxfgeno de la reaccion 1 para poner a disposicion por medio de la reaccion 3 como maximo tres veces mas metanol fosil que con la reaccion 2. En el caso de empleo de todo el oxfgeno de la reaccion 1, el metanol generado total puede proceder en un cuarto de la 5 reaccion 2 „regenerativa“, que tiene lugar en un reactor 10, y en tres cuartos de la reaccion 4 „fosil“ (por ejemplo de la oxidacion directa).
Mediante reduccion de la fraccion de metanol de la reaccion 4 se puede aumentar la fraccion „regenerativa“ 108 en la produccion de metanol total, por ejemplo tambien con correspondientes repercusiones sobre el balance de CO2 de la produccion de metanol total y las emisiones espedficas de CO2 en la combustion de metanol „total“ para la 10 generacion de calor o como combustible.
En la practica se aprovecha al maximo preferentemente la energfa electrica regenerativa disponible E1 para la generacion de metanol „regenerativo“ 108 segun las reacciones 1 y 2, y la fraccion de metanol „fosil“ generada tras la reaccion 3 se ajusta al valor maximo posible segun objetivos economicos y ecologicos y condiciones marginales, por ejemplo segun emision de CO2 espedfica deseada de metanol „total“ en en caso de combustion y segun el 15 precio momentaneo y la disponibilidad de gas natural, o segun la cantidad de metanol „total“ a generar o segun los precios de fracciones de metanol regenerativas y fosiles.
Se debe poner de relieve que el reactor 10 en todas las formas de ejecucion se puede emplear naturalmente tambien para otros procedimientos de smtesis, y la smtesis se puede realizar con energfa regenerativa y/o con substancia de partida regenerativa AS, pero tambien con energfa fosil y/o con substancia de partida fosil AS.
20 Es especialmente ventajoso que el metanol „regenerativo“ 108 y el metanol „fosil“ se pueden producir por separado en diferentes reactores, y se pueden emitir por separado, o bien se pueden mezclar en cualquier proporcion tras la produccion, y en caso dado almacenaje intermedio, de modo que la instalacion Silicon-Fire 700 puede proporcionar metanol puramente „regenerativo“ 108 y metanol puramente „fosil“, pero tambien cualquier mezcla de ambos, por ejemplo para poderse comercializar como combustible regenerativo con fraccion fosil admisible o emision de CO2 25 espedfica admisible.
Los calores de reaccion de las reacciones exotermicas 2 y 3 se utilizan preferentemente, mediante lo cual se reducinan las emisiones espedficas de CO2 de las diversas fracciones de metanol a incluir. Para el aprovechamiento de calor entra en consideracion muy ventajosamente, por ejemplo bajo las condiciones del Golfo Persico, el calentamiento de instalaciones termicas de desalinizacion de agua marina, en especial durante la 30 estacion del ano mas fria, si debido a la demanda de corriente para la climatizacion de edificios, sensiblemente mas reducida, se ponen en funcionamiento, o incluso se desconectan centrales termicas en carga parcial, y su calor de escape ya no se encuentra disponible (de manera suficiente) para las instalaciones de desalinizacion de agua marina conectadas a las mismas. El calor que se extrae del reactor 10, por ejemplo, por medio del fluido a traves del espacio de fluido 14, se puede utilizar tambien en otras zonas de la instalacion.
35 El resultado de la reaccion 3 se puede conseguir, por ejemplo, mediante la combinacion de las siguientes reacciones 4 y 5, probadas a escala industrial.
La oxidacion parcial de metano:
CH4 + 0,502 = CO + 2H2 -36 kJ/mol (reaccion 4)
y la smtesis de metanol clasica (por ejemplo 250 bar, 350°C, con catalizador de oxido de cromo-oxido de cinc):
40 CO + 2H2 = CH3OH -128,20 kJ/mol (metanol lfquido). (Reaccion 5)
En la combinacion de reacciones 4 y 5 tiene lugar casi una oxidacion de gas que contiene metano bajo empleo de gas que contiene oxfgeno.
La reaccion 5 se puede desarrollar bajo ciertas circunstancias en el mismo reactor 10 que la reaccion 2, eventualmente con cambio o adaptacion de la carga de catalizador y las condiciones de catalisis. No obstante, 45 tambien se pueden emplear dos reactores 10, segun la invencion con diferente carga de catalizador.
El reformado de metano con vapor de agua (steam reforming) para dar gas de smtesis transcurre por via endotermica segun la siguiente reaccion:
CH4 + H2O (gaseoso) = CO + 3H2 + 206,2 kJ/mol (reaccion 6)
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
El reformado de metano con dioxido de carbono para dar gas de smtesis transcurre por via endotermica segun la siguiente reaccion:
CH4 + CO2 = 2CO + 2H2 + 247 kJ/mol (reaccion 7)
Las tres reacciones 4, 6 y 7 se pueden desarrollar conjuntamente en un reactor 10 a temperatures de aproximadamente 800-1000°C, y controlar de modo que transcurran en lo posible por via autarquica desde el punto de vista energetico („autotermica“), y los productos de reaccion proporcionan un gas de smtesis apropiado para la smtesis de metanol clasica segun la reaccion 5.
Se pueden extraer otros detalles, por ejemplo, de la publicacion de Bharadwaj, S.S.; L.D. Schmidt: Catalytic partial oxidation of natural gas to syngas. Fuel Processing Technology 42 (1995), paginas 109-127.
Es especialmente ventajoso el empleo de la invencion en relacion con un procedimiento para la smtesis de metano, que funciona a presiones reducidas (por ejemplo 80 bar).
El principio de la invencion se puede extender tambien a grandes instalaciones.
Segun la invencion, preferentemente CO2 101 sirve como substancia de partida y proveedor de carbono para la smtesis de metanol en el reactor 10. Como fuentes de CO2 sirven preferentemente: instalaciones de reformado de vapor, instalaciones de precipitacion de CO2 para gas natural crudo, hornos de incineracion de cal, instalaciones de calcinacion para sosa, instalaciones de fermentacion para bioetanol, instalaciones de desalinizacion de agua marina, grandes instalaciones de combustion para combustibles fosiles (por ejemplo combustiones de carburante) y otras instalaciones o procesos de combustion que emiten cantidades de CO2 relativamente grandes.
La invencion posibilita evitar los considerables inconvenientes economicos de planteamientos conocidos si - como en el caso de la instalacion Silicon-Fire 700 - la energfa solar y/o eolica electrica producida de manera transitoria se transforma directamente en entalpfa de reaccion qmmica y se almacena enlazada qmmicamente, sin que sean necesarias capacidades adicionales para rendimientos de reserva y/o regulacion de frecuencia en la red de conexion y los gastos necesarios a tal efecto.
En el caso de generacion de corriente fotovoltaica por medio de una instalacion fotovoltaica 400, otra ventaja consiste en que la corriente continua E1 producida primariamente a partir de las celulas solares de la instalacion fotovoltaica 400 se puede utilizar directamente para el proceso qmmico (electrolisis 105), sin tener que transformar en corriente alterna para la transformacion de tension a traves de convertidores.
En otra forma de ejecucion de la invencion se puede emplear tambien un proceso ATR (reformado autotermico) para la elaboracion de la substancia de partida AS. En el caso de reformado autotermico se oxida un material de partida que contiene hidrocarburo o un material de partida que contiene carbono en una zona de reaccion, en presencia de una cantidad subestequiometrica de oxfgeno (por ejemplo oxfgeno), que no es suficiente para la oxidacion completa. Ademas se alimenta vapor de agua y/o dioxido de carbono para poder generar por esta via gas de smtesis que contiene esencialmente monoxido de carbono e hidrogeno. El material de partida puede ser gas natural u otro hidrocarburo. Tambien es posible hacer reaccionar carbon, aceites, gases de combustion, biomasas, arenas petrolfferas o pizarras con el proceso ATR para dar un gas de smtesis apropiado.
Segun la invencion, el gas de smtesis de monoxido de carbono e hidrogeno o dioxido de carbono e hidrogeno, o de monoxido de carbono, dioxido de carbono e hidrogeno, se puede transformar en metanol 108 en un reactor 10 segun la invencion bajo empleo de un catalizador 60 apropiado en cada caso, como se describe (monoxido de carbono y dioxido de carbono se denominan oxidos de carbono en este caso). Segun reaccion de smtesis se pueden emplear, por ejemplo, catalizadores basados en cobre 60 (por ejemplo catalizadores de CuO), o catalizadores de oxido de cinc 60 (por ejemplo catalizadores de ZnO), o catalizadores de oxido de cromo-oxido de cinc 60. Tambien son apropiados todos los demas catalizadores conocidos para el empleo en un reactor 10. Son especialmente apropiados catalizadores de lecho fijo o catalizadores de lecho fluido. El catalizador 60 puede comprender tambien un soporte apropiado (por ejemplo carbon, silicato, aluminio (por ejemplo A^Oa) o ceramica). En lugar de los catalizadores 60 „metalicos“ se puede emplear tambien un catalizador organico 60.
En todas las formas de ejecucion, el catalizador 60 tiene preferentemente un tamano de grano, esfera o partfcula entre 1 y 10 mm. Es especialmente preferente un tamano de grano, esfera o partfcula entre 3 y 8 mm. En todas las
formas de ejecucion, el material inerte 61 tiene preferentemente tambien un tamano de grano, esfera o partmula que es algo menor que el tamano de grano, esfera o partmula del catalizador 60. Son especialmente preferentes formas de ejecucion en las que el tamano de grano del material inerte 61 es menor que el tamano de grano del catalizador 60, para que el catalizador 60 no se deslice en cavidades en el material inerte 61.
5 Se considera una ventaja del „plegado“ de los tubos de reactor 20.n y del empleo de elementos de desvm 30.k, por ejemplo, que los puntos de medida de temperatura se pueden disponer en los elementos de desvm 30.k. De este modo se puede vigilar y controlar la reaccion de smtesis con mayor precision.
En otra forma de ejecucion de la invencion se alimenta dioxido de carbono en el proceso ATR. La adicion de CO2 puede ser ventajosa si las proporciones estequiometricas no son optimas debido a materiales de partida para la 10 smtesis de metanol 108.
En una forma especialmente preferente de ejecucion de la invencion se emplea el metanol (regenerativo y/o fosil) como soporte de energfa para el almacenaje y transporte.
Segun la invencion, dioxido de carbono como proveedor de carbono se puede extraer tambien de gas natural crudo, que puede presentar, segun fuente de gas natural, mas de un 10 % de fraccion de dioxido de carbono. Tras la 15 extraccion de gas natural crudo, en la actualidad se lleva a cabo tfpicamente un lavado de gas (por medio de tecnologfa de lavado de gas u otra tecnologfa de separacion de gas), para separar el CO2 del verdadero gas natural. En la mayor parte de los casos se emite este CO2 a la atmosfera. Segun la invencion, el CO2, que se presenta en forma sensiblemente pura, se puede emplear como proveedor de carbono 101.
Para la utilizacion de metanol 108 en motores de combustion interna, por ejemplo tambien en instalaciones de 20 turbina de gas/vapor combinadas, una disociacion catalttica (por ejemplo a aproximadamente 380°C) antes de la combustion segun la reaccion 8:
CH3OH (lfquido) = 2H2 + CO +128,20 kJ/mol (reaccion 8)
puede traer las siguientes ventajas.
25 Un motor de combustion interna, normalmente accionado con gas, no se necesita cambiar a un combustible lfquido. El calor de reaccion de la reaccion endotermica de disociacion de metanol 8, de 128,20 kJ/mol o 4006 kJ/kg de metanol, se puede aplicar mediante los calores de gas de escape de un motor de combustion interna, mediante lo cual el valor de calefaccion original del metanol, de 19900 kJ/kg, se aumenta en aproximadamente un 20 % en el calor de reaccion alimentado. La aplicacion de una correspondiente disociacion de metanol para procesos de central 30 electrica se describe, por ejemplo, en MuUenbrock, K: "Moglichkeiten zur Nutzung von Methanol in Kraftwerksprozessen", VGB Kraftwerkstechnik 71 (1991), cuaderno 8, paginas 759 - 764.
Signos de referencia

Industria del automovil/construccion de automoviles 1

Operador de central termica 2

35 Parque eolico 3

Reactor 10

Alimentacion de substancias de partida comun 11

Primera conduccion anular superior 11.1

Segunda conduccion anular superior 11.2

40 Conducciones de alimentacion 12.1, 12.2

Espacio de fluido 14

Elementos de reactor 15.m
5
10
15
20
25
30

Alimentacion de fluido 16

Descarga de fluido 17

Tubos de reactor 20.n

Entrada de gas 21

Entrada de gas del haz externo 21.a

Entrada de gas del haz interno 21.i

Primer extremo de tubo 22.1

Segundo extremo de tubo 22.2

Salida de producto 23
Orificio de carga 24.1, 24.2
Orificio de vaciado 25.2, 25.2

Elemento de desvfo 30.k

Pared separadora 31

Catalizador 60

Material inerte 61

Instalacion Silicon-Fire (de solicitud paralela) 100

Dioxido de carbono 101

Agua 102

Hidrogeno 103

Puesta a disposicion de dioxido de carbono 104

Realizacion de una electrolisis 105

Emision/puesta a disposicion de metanol 107

Soporte de energfa transportable 108

Control (de instalacion) 110

Acumulador de parametros 111
Conducciones de control o senal 112,113,114

Instalacion solar termica 300

Transformacion de calor en corriente continua 301

Instalacion solar (instalacion fotovoltaica) 400

Red de conexion 500

Transformacion en tension alterna en 501

Corriente continua (instalacion de abastecimiento de ene^a Material de partida que contiene dioxido de silicio 601
Silicio
603
Procedimiento de reduccion
602

5 Dioxido de silicio como producto de nueva reaccion 604

Hidrolisis 605

Instalacion Silicon-Fire (invencion) 700
Flechas
701,702
Distancia de tubo
AR
10 Substancia de partida
AS
Diametro de envoltura
D
Energfa de corriente continua
E1
Primer plano
F1
Segundo plano
F2
15 Altura
H
Longitud efectiva
LE
Altura
LE
Magnitudes de entrada
I1, I2, etc.
Energfa primaria 20
CM CL CL

Claims (26)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. - Reactor (10) para la smtesis de un hidrocarburo Kquido, preferentemente de un hidrocarburo que contiene metanol (108), bajo empleo de una substancia de partida (AS), que contiene un gas con fraccion de carbono y fraccion de hidrogeno, comprendiendo el reactor (10) varios elementos de reactor conectados en paralelo entre sf (15.m), y presentando cada uno de los elementos de reactor (15.m) una entrada de gas (21) en un primer extremo de tubo (22.1) y una salida de producto (23) en un segundo extremo de reactor (22.2),
    - comprendiendo cada uno de los elementos de reactor (15.m) al menos un primer tubo de reactor (20.1) y un segundo tubo de reactor de disposicion contraria (20.n),
    - comprendiendo cada uno de los elementos de reactor (15.m) al menos un elemento de desvm (30.k), que esta situado entre el primer tubo de reactor (20.1) y el segundo tubo de reactor (20.2), y une los mismos mediante tecnica de circulacion,
    - comprendiendo cada uno de los elementos de reactor (15.m) al menos un orificio de carga (24.1, 24.2) para la introduccion de un catalizador (60) para la smtesis de hidrocarburo lfquido,
    estando garantizada la conexion en paralelo de los elementos de reactor (15.m) al ser alimentables las entradas de gas (21) de varios elementos de reactor (15.m) de una alimentacion de substancias de partida comun (12.1, 12.2) con la substancia de partida (AS), y al poderse unir mediante tecnica de circulacion las salidas de producto (23) de varios elementos de reactor (15.m) con una zona de instalacion post-conectada, caracterizado por que el elemento de desvm (30.k) esta cargado o equipado al menos parcialmente con un material inerte (61).
  2. 2. - Reactor (10) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que un material granular, granulado, esferico, reticular, tipo malla o alveolar como material inerte (61).
  3. 3. - Reactor (10) segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que un material ceramico sirve como material inerte (61).
  4. 4. - Reactor (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la alimentacion de substancias de partida comun (12.1, 12.2) esta configurada en forma de una conduccion anular comun (11.1, 11.2).
  5. 5. - Reactor (10) segun la reivindicacion 4, caracterizado por que, del lado de la entrada, comprende al menos una conduccion anular (11.1, 11.2), que sirve como alimentacion de substancias de partida comun (12.1, 12.2).
  6. 6. - Reactor (10) segun la reivindicacion 4 o 5, caracterizado por que, del lado de la salida, comprende una conduccion anular que une mediante tecnica de circulacion varios elementos de reactor (15.m) con la zona de la instalacion post-conectada.
  7. 7. - Reactor (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que los tubos de reactor (20.n) de un elemento de reactor (15.m) se encuentran en yuxtaposicion tan estrecha que la holgura redproca (pared externa a pared externa) asciende a menos del diametro externo de uno de los tubos de reactor (20.n).
  8. 8. - Reactor (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por un elemento de reactor (15.m) con n = 2 tubos de reactor (20.1, 20.2) y un elemento de desvm (30.1), estando situadas tanto la entrada de gas (21) para la substancia de partida (AS), como tambien la salida de producto (23), en el extremo inferior del elemento de reactor (15.m).
  9. 9. - Reactor (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que cada uno de los elementos de reactor (15.m), considerado en sentido de proceso, comprende
    - la entrada de gas (21) en el primer extremo de tubo (22.1),
    - un primer tubo de reactor (20.1),
    - un primer elemento de desvm (30.1),
    - un segundo tubo de reactor (20.2),
    - un segundo elemento de desvm (30.2),
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    - un tercer tubo de reactor (20.3) con el segundo extremo de tubo (22.2) opuesto al segundo elemento de desvfo (30.2), y
    - la salida de producto (23) en el segundo extremo de tubo (22.2).
  10. 10. - Reactor (10) segun la reivindicacion 9, caracterizado por que el primer extremo de tubo (22.1) esta situado en la parte superior, y el segundo extremo de tubo (22.2) esta situado en la parte inferior.
  11. 11. - Reactor (10) segun la reivindicacion 9 o 10, caracterizado por que un orificio de carga (24.2) en el segundo elemento de desvfo superior (30.2) es mayor que el orificio de carga superior (24.1) en el extremo de entrada del primer tubo de reactor (20.1).
  12. 12. - Reactor (10) segun una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por que un orificio de vaciado (25.2) en el primer elemento de desvfo inferior (30.1) es mayor que el orificio de vaciado inferior (25.1) en el extremo de salida del primer tubo de reactor (20.1).
  13. 13. - Reactor (10) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que en el caso del elemento de desvfo (30.k) se trata de un elemento de desvfo de 180 grados (30.k), que esta configurado como espacio de desvfo, que ocasiona un desvfo de 180 grados de una corriente de fluido en el interior de un tubo de de reactor previo (20.1), considerado en sentido de proceso, y un tubo de reactor posterior (20.2) observado en sentido de proceso.
  14. 14. - Reactor (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que un elemento de reactor (15.m) comprende un primer, segundo y tercer tubo de reactor (20.1, 20.2, 20.3), que estan dispuestos esencialmente en un plano comun, estando dispuestas la entrada de gas (21) y la salida de gas (23) en diagonal respecto al plano comun.
  15. 15. - Reactor (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que un elemento de reactor (15.m) comprende un primer, segundo y tercer tubo de reactor (20.1, 20.1, 20.3), estando dispuestos los tres tubos de reactor (20.1, 20.2, 20.3) en una disposicion angular, no estando situados el primer, segundo y tercer tubo de reactor (20.1, 20.1, 20.3) en un plano comun, sino presentando los mismos una disposicion angular, en el que un primer tubo de reactor externo [20.1] con el tubo de reactor medio (20.2) estan situados en un primer plano comun (F1), y estando situado el segundo tubo de reactor externo (20.3) y el tubo de reactor medio (20.2) en un segundo plano comun (F2).
  16. 16. - Reactor (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por que presenta una disposicion de un haz de elementos de reactor (15.m), disposicion que presenta un haz interno de elementos de reactor y un haz externo de elementos de reactor, apuntando las entradas de gas (21.a) del haz externo radialmente hacia afuera y terminando en un primer radio comun, apuntando las entradas de gas (21.i) del haz interno en diagonal hacia afuera y terminando en un segundo radio comun, siendo el segundo radio menor que el primer radio.
  17. 17. - Reactor (10) segun la reivindicacion 16, caracterizado por dos conducciones anulares (11.1, 11.2), presentando la primera conduccion anular (11.1) un radio que corresponde al primer radio, de modo que todas las entradas de gas (21.a) del haz externo se se pueden alimentar con la substancia de partida (AS) desde la primera conduccion anular superior (11.1), presentando la segunda conduccion anular (11.2) un radio que corresponde al segundo radio, de modo que todas las entradas de gas (21.1) del haz interno se pueden alimentar con la substancia de partida (AS) desde la segunda conduccion anular superior (11.2), siendo el segundo radio menor que el primer radio.
  18. 18. - Reactor (10) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que comprende un espacio de fluido (14) en cuyo interior estan dispuestos los elementos de reactor (15.m), incluyendo con los elementos de desvfo (30.k).
  19. 19. - Reactor (10) segun la reivindicacion 18, caracterizado por que el espacio de fluido (14) se puede alimentar con un fluido para, segun situacion, poner a disposicion una condicion ambiental isotermica.
  20. 20. - Reactor (10) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que esta unido a una fuente de gas oxido de carbono, preferentemente una fuente de gas CO2, y una fuente de gas hidrogeno.
  21. 21. - Procedimiento para la puesta a disposicion de un soporte de energfa almacenable y transportable que contiene hidrocarburos (108) con los siguientes pasos:
    - puesta a disposicion de uno o varios elementos de reactor (15.m), que contienen respectivamente un tramo de reaccion, que se compone de un primer tubo de reactor (20.1), que esta equipado de un catalizador (60), al menos un elemento de desvfo (30.1), que esta equipado con un material inerte (61), y
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    un tubo de reaccion adicional (20.2), que esta equipado con un catalizador (60), presentando el segundo tubo de reactor (20.2) disposicion contraria al primer tubo de reactor (20.1),
    - puesta a disposicion de un reactor (10) con un haz constituido por varios de estos elementos de reactor (15.m), que estan dispuestos en paralelo entre sf,
    - puesta a disposicion (104) de un gas con fraccion de carbono (101) como proveedor de carbono,
    - puesta a disposicion de una fraccion de hidrogeno (103),
    - puesta a disposicion de una substancia de partida (AS), que comprende la fraccion de carbono (101) y la fraccion de hidrogeno (103),
    - introduccion y distribucion de la substancia de partida (AS) en el haz de varios elementos de reactor dispuestos en paralelo entre sf (15.m) del reactor (10) por medio de una alimentacion de substancia de partida comun (12.1, 12.2), recorriendo una fraccion de substancia de partida (AS) el tramo de reaccion en uno de los elementos de reactor (15.m),
    - puesta a disposicion del soporte de energfa (10R) en un extremo del lado de la salida de los elementos de reactor (15.m).
  22. 22. - Procedimiento segun la reivindicacion 21, caracterizado por que en un espacio de fluido (14) que contiene el reactor (10), que se puede cargar con un fluido, se pone a disposicion una condicion ambiental isotermica.
  23. 23. - Procedimiento segun la reivindicacion 21 o 22, caracterizado por que, antes de la introduccion y distribucion de la substancia de partida (AS), se somete al catalizador (60) a un paso de reduccion para su activacion en los tubos de reactor (20.1, 20.2), experimentando el catalizador (60) una reduccion de volumen, que se compensa al menos parcialmente mediante desplazamiento subsiguiente, nueva subsiguiente o deslizamiento subsiguiente del material inerte (61).
  24. 24. - Procedimiento segun una de las reivindicaciones 21 a 23, caracterizado por que la puesta a disposicion de la fraccion de hidrogeno (103) se efectua
    - al realizarse una electrolisis de agua (105), en la que se genera directamente a partir de agua o una disolucion acuosa (H2O; 102) la fraccion de hidrogeno (103), o
    - al someterse un soporte de energfa, que contiene silicio elemental, a una reaccion de oxidacion para generar la fraccion de hidrogeno (103).
  25. 25. - Empleo de un reactor (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 20 para la smtesis de metanol, cargandose, antes de la iniciacion de la smtesis, secciones de elementos de reactor (15.m) con el catalizador (60) y los elementos de desvm (30.k) con material inerte (61).
  26. 26. - Empleo segun la reivindicacion 25, caracterizado por que cada uno de los elementos de reactor (15.m) comprende al menos una primera seccion de reaccion, que esta cargada con el catalizador (60), al menos un elemento de desvfo (30.1), que esta cargado con el material inerte (61), y una seccion de reaccion adicional, que esta cargada con un catalizador (60).
ES10760730.1T 2010-10-06 2010-10-06 Procedimiento e instalación para la síntesis de hidrocarburo Active ES2584532T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2010/064948 WO2012045349A1 (de) 2010-10-06 2010-10-06 Verfahren und anlage zur synthese von kohlenwasserstoff

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2584532T3 true ES2584532T3 (es) 2016-09-28

Family

ID=44070043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES10760730.1T Active ES2584532T3 (es) 2010-10-06 2010-10-06 Procedimiento e instalación para la síntesis de hidrocarburo

Country Status (4)

Country Link
EP (2) EP2624947B1 (es)
AU (2) AU2010362120A1 (es)
ES (1) ES2584532T3 (es)
WO (2) WO2012045349A1 (es)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2637991B1 (en) * 2010-11-10 2019-08-07 Silicon Fire AG Method and apparatus for the carbon dioxide based methanol synthesis
EP2650257B1 (de) 2012-04-12 2018-10-17 Silicon Fire AG Vorrichtung zur synthese von regenerativem methanol aus co2-haltigem methangas
US8697759B1 (en) * 2012-10-09 2014-04-15 University Of Southern California Efficient, self sufficient production of methanol from a methane source via oxidative bi-reforming
CN105417494B (zh) * 2016-01-07 2017-09-22 昆明理工大学 一种利用K2NiF4结构透氧膜材料分解水制氢的装置和方法
JP7269761B2 (ja) * 2019-03-15 2023-05-09 三菱重工業株式会社 原料流体の処理プラント、及び原料流体の処理方法
EP4310393A1 (en) * 2022-07-20 2024-01-24 TotalEnergies OneTech Installation for producing electricity or mechanical power, comprising a combined cycle gas turbine, and co2 capture and water electrolysis units

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE933087C (de) * 1952-03-11 1955-09-15 J F Mahler Roehrenofen mit gebogenen Roehren fuer die Katalytmasse zum Umsetzen von gas- oder dampffoermigen Stoffen
JPS60106527A (ja) * 1983-11-14 1985-06-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 二重管式発熱反応器
US4927856A (en) * 1989-03-23 1990-05-22 International Communication & Energy, Division Of International Optical Telecommunications, Inc. Production of hydrocarbons from geothermal resources
CA2053578A1 (en) 1990-10-29 1992-04-30 Swan T. Sie Process for the production of methanol
US5342702A (en) 1993-01-05 1994-08-30 Integrated Energy Development Corp. Synergistic process for the production of carbon dioxide using a cogeneration reactor
AUPM561594A0 (en) * 1994-05-16 1994-06-09 Isentropic Systems Ltd Improvements in the utilisation of solar energy and solid fossil fuels
DE19605572A1 (de) 1996-02-15 1997-08-21 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum Erzeugen von Methanol
NO970322L (no) * 1997-01-24 1998-07-27 Norske Stats Oljeselskap FremgangsmÕte og integrert prosessanlegg for fremstilling av synfuel, LNG og el-kraft
US6148602A (en) 1998-08-12 2000-11-21 Norther Research & Engineering Corporation Solid-fueled power generation system with carbon dioxide sequestration and method therefor
CA2357527C (en) * 2001-10-01 2009-12-01 Technology Convergence Inc. Methanol recycle stream
DE102006034712A1 (de) 2006-07-27 2008-01-31 Steag Saar Energie Ag Verfahren zur Reduzierung der CO2-Emission fossil befeuerter Kraftwerksanlagen
PT2125612E (pt) * 2007-01-16 2011-05-25 Basf Se Reactor e m?todo para a produ??o de ?cido sulf?drico
DE102008049622B4 (de) 2008-09-30 2012-10-31 Lurgi Gmbh Verfahren und Anlage zur Herstellung von Methanol
EP2647596A3 (de) 2008-12-18 2014-08-27 Silicon Fire AG Verfahren und Anlage zum Bereitstellen eines Energieträgers unter Einsatz von Kohlenstoffdioxid als Kohlenstofflieferant und von elektrischer Energie
US20120022172A1 (en) 2008-12-18 2012-01-26 Silicon Fire Ag Method for providing an energy carrier

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012045373A1 (en) 2012-04-12
AU2010362120A1 (en) 2013-04-18
EP2624947B1 (de) 2016-04-27
EP2625136A1 (en) 2013-08-14
WO2012045349A1 (de) 2012-04-12
AU2010362092A1 (en) 2013-04-18
EP2624947A1 (de) 2013-08-14
AU2010362092B2 (en) 2016-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hren et al. Hydrogen production, storage and transport for renewable energy and chemicals: An environmental footprint assessment
ES2584532T3 (es) Procedimiento e instalación para la síntesis de hidrocarburo
Hermesmann et al. Promising pathways: The geographic and energetic potential of power-to-x technologies based on regeneratively obtained hydrogen
Ajanovic et al. The economics and the environmental benignity of different colors of hydrogen
Sazali Emerging technologies by hydrogen: A review
ES2548056T3 (es) Procedimiento e instalación para la conversión de dióxido de carbono en monóxido de carbono
ES2684446T3 (es) Sistema modular flexible para la producción de hidrógeno por gasificación de plasma
ES2712751T3 (es) Instalación combinada para la producción de acero y procedimiento para el funcionamiento de la instalación combinada
Corbo et al. Hydrogen fuel cells for road vehicles
Wang et al. Carbon recycling–An immense resource and key to a smart climate engineering: A survey of technologies, cost and impurity impact
AU2009216080B2 (en) Solar thermal energy storage method
ES2817849T3 (es) Reactor de haz tubular para la realización de reacciones de fase gaseosa catalíticas
Voitic et al. Pressurized hydrogen production by fixed-bed chemical looping
US8272216B2 (en) Method for converting solar thermal energy
US20100003184A1 (en) Method for storing solar thermal energy
ES2685493T3 (es) Procedimiento para proporcionar un gas con un contenido de metano muy elevado e instalación diseñada para ello
AU2009216073B2 (en) Method of converting solar heat energy
CN104334695A (zh) 水力发电站
Al Ghafri et al. Techno-economic and environmental assessment of LNG export for hydrogen production
US20230287583A1 (en) Small modular nuclear reactor integrated energy systems for energy production and green industrial applications
CN102781820A (zh) 氢生成装置以及燃料电池发电系统
Gonzalez-Garay et al. Hydrogen production and its applications to mobility
Sharifi et al. Power-to-X
CN112531185B (zh) 一种甲醇为原料的发电系统和方法
US8303917B2 (en) System and method for producing hydrogen from seawater