DE69406559T2

DE69406559T2 - Integriertes Verfahren zur Herstellung von Brenngas und Sauerstoff enthaltenden organischen Produkten

Info

Publication number: DE69406559T2
Application number: DE69406559T
Authority: DE
Inventors: William Patrick Hegarty; Robert Byron Moore; David William Studer; Edward John Tirados
Original assignee: Air Products and Chemicals Inc
Current assignee: Air Products and Chemicals Inc
Priority date: 1993-02-01
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1998-03-05
Anticipated expiration: 2014-02-01
Also published as: ES2111190T3; EP0609813B1; CA2114205A1; CA2114205C; EP0609813A1; DE69406559D1; DK0609813T3; US5392594A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindungen und Brennstoffgas aus Synthesegas, und insbesondere die Entfernung von schwefelhaltigen Verbindungen aus der Synthesegasspeisung zum Reaktor, der die mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindungen herstellt.

Hintergrund der Erfmdung

Synthesegas mit Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid wird zur Synthese von mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindungen benutzt und ebenfalls als Brennstoffgas für die Erzeugung von Dampf und elektrische Energie in kombinierten Zyklus-Energieerzeugungssystemen. Synthesegas, das aus Kohle oder schweren Kohlenwasserstoffen erzeugt wird, enthält typischerweise Schwefelverbindungen, wie zum Beispiel Schwefelwasserstoffsäure und Schwefelkohlenoxid, welche vor der Verwendung entfernt werden müssen. Ein höherer Grad der Schwefelentfernung ist nötig, wenn das Synthesegas als chemisches Gas gelagert wird, als wenn es als Brennstoffgas verwendet wird. Dies ist üblicherweise auch bei der Entfernung von Kohlendioxid der Fall. Kohlendioxid ist ebenfalls vorhanden, und die Entfernung von Kohlendioxid bis zu einem gewissen Grad wird desöfteren für chemische Lagergase notwendig, ist jedoch für Brennstoffanwendungen weniger oft vonnöten.
Schwefelverbindungen und Kohlendioxid, definiert als Säuregase, können vom Synthesegas durch wohlbekannte handelsübliche Verfahren entfernt werden, welche die physikalische Absorption bei erhöhten Drücken in organischen Flüssigkeiten wie zum Beispiel Alkohol und Ether verwenden, oder welche chemische Absorption bei niedrigeren Drücken durch reaktive Flüssigkeiten wie zum Beispiel Amine oder anorganische alkalische Lösungen verwenden. Die Regeneration von physikalischen Absorptionsmitteln wird durch Erwärmung, Druckreduktion oder Abstrippen mit Gas, das bezüglich der Säuregaskomponenten mager ist, bewirkt, oder durch die Kombination dieser Verfahren. Die Regeneration chemischer Absorptionsmittel wird gewöhnlich durch das Erwärmen zur Umkehrung der Absorptionsreaktionen und zur Freisetzung der Säuregaskomponenten durchgeführt.
Die Coproduktion von mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindungen und elektrischer Energie aus Synthesegas ist eine kommerziell attraktive Tätigkeit, insbesondere für Synthesegas, das aus Kohle hergestellt wird. Methanol ist eine organische Verbindung von speziellem Interesse bei der Verwendung als Spitzenausgleichsbrennstoff sowie als vermarktbares Produkt. Andere organische Verbindungen können aus Synthesegas über Methanol in Coproduktion mit elektrischer Energie hergestellt werden.
Weil die Anforderungen für die Entfernung von Säuregasen bei Synthesegas, das als chemisches Lagergas verwendet wird, strenger sind als bei Synthesegas, das als Brennstoff verwendet wird, können separate Systeme zur Behandlung von Säuregas in integrierten Anlagen notwendig werden, die organische Chemikalien und elektrische Energie aus auf Kohle basierendem Synthesgas herstellen. Es besteht ein Bedarf an verbesserten integrierten Säuregas-Entfernungsverfahren für solche Anwendungen, welche die Kapitalkosten, die Komplexität der Vorgänge und den Energieverbrauch minimieren, während sie geeignete geringe Niveaus an Säuregasverunreinigungen im Synthesespeisegas und im Brenngas zur Verfügung stellen. Die in der folgenden Beschreibung offenbarte und in den folgenden Ansprüchen definierte Erfindung stellt ein verbessertes integriertes Verfahren zur Säuregasentfernung bei solchen Anwendungen zur Verfügung.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Brennstoffgas und einem flüssigen Produkt, das eine oder mehrere mit Sauerstoff angereicherte organische Verbindungen enthält, aus einem Synthesegas, welches Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und eine oder mehrere schwefelhaltige Verbindungen aufweist. Das Verfahren umfaßt das Inkontaktbringen eines Anteils des Synthesegases in einem Absorbersystem mit einer Absorberflüssigkeits-Speisung, die eine oder mehrere der mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindung aufweist und das Entnehmen eines behandelten Synthesegases daraus, das eine reduzierte Konzentration der schwefelhaltigen Verbindungen und des Kohlendioxids enthält, sowie eines Absorber- Abstromes, der absorbierte schwefelhaltige Verbindungen und Kohlendioxid enthält. Das behandelte Synthesegas wird in einem katalytischen Reaktorsystem reagiert, um einen flüssigen Abstrom aus dem Reaktorsystem zu erzeugen, der die eine oder die mehreren mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindung(en) und einen Strom umreagierten Synthesegases aufweist; ein Anteil des flüssigen Abstromes aus dem Reaktorsystem wird als flüssige Speisung für den Absorber verwendet. Die absorbierten schwefelhaltigen Verbindungen und das Kohlendioxid werden aus dem Absorberstrom durch das Kontaktieren des Stromes mit mindestens einem Anteil des unreagierten Synthesegases in einem Strippersystem abgestrippt, und eine regenerierte Flüssigkeit und ein Stripperabgas wird daraus entnommen, welches unreagiertes Synthesegas, Kohlendioxid und schwefelhaltige Verbindungen aufweist. Mindestens ein Anteil des flüssigen Abstromes aus dem Reaktorsystem wird als flüssiges Produkt entnommen. Mindestens ein Anteil der regenerierten Flüssigkeit wird mit flüssigem Abstrom aus dem Reaktorsystem kombiniert, um die flüssige Speisung für das Absorbersystem zur Verfügung zu stellen. Schließlich werden das Stripper-Abgas und der verbleibende Anteil des Synthesegases kombiniert, um das Brennstoffgasprodukt zu ergeben.
Der Nutzeffekt des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung ist, daß die schwefelhaltigen Verbindungen, welche den Katalysator vergiften, der im katalytischen Reaktorsystem verwendet wird, um den Reaktor herum umgeleitet werden und bei akzeptablen Niveaus im Brennstoffgasprodukt verbleiben. Die Speisung zum katalytischen Reaktorsystem enthält eine ausreichend geringe Konzentration an schwefelhaltigen Verbindungen. Ein Anteil des Kohlendioxids in der Synthesegasspeisung wird also um den Reaktor herumgeführt und verbleibt im Brennstoffgasprodukt. Eine weitere Behandlung des Stripper-Abgases ist bei der vorliegenden Erfindung nicht notwendig und die Schwefelverbindungen und das Kohlendioxid darin mussen nicht zurückgewonnen werden. Optional wird der gesamte flüssige Abstrom aus dem Reaktorsystem als flüssige Absorberspeisung verwendet und ein Anteil der regenerierten Flüssigkeit aus dem Strippersystem wird als Flüssigprodukt entnommen.
Die mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindungen können Methanol, Gemische von Methanol und Dimethylether, Gemische von Methanol und höheren Alkoholen oder andere organische Flüssigkeiten enthalten, abhängig vom verwendeten speziellen katalytischen Reaktorsystem.
Bei einer alternativen Ausführungsform wird Kohle oder schwere Kohlenwasserstoffe unter Verwendung von Hochdrucksauerstoff aus einem Luftzerlegungssystem vergast, typischerweise aus kryogener Destillation. Das Nebenprodukt Stickstoff bei einem Druck, der etwas höher ist als deijenige, der für Gasturbinenbrennstoff benötigt wird (typischerweise zwischen 7,91 und 35,49 bar (100 und 500 psig)) wird als Strippergas im Strippersystem verwendet, wobei das Stripperabgas mit dem unbehandelten Synthesegas kombiniert wird, und das resultierende Hochdruck- Brennstoffgas in einer Gasturbine zur Erzeugung von elektrischer Energie verbrannt wird. Auf diese Weise wird die Druckenergie des Stickstoffs zurückerhalten und die Verbrennungsenergie der Gasturbine wird durch das Vorhandensein des Stickstoffs verringert, wodurch die Ausbildung von Stickoxiden im Gasturbinensystem verringert wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist ein schematisches Ablaufdiagramm für das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 ist ein schematisches Ablaufdiagramm für eine alternative Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 3. ist eine spezielle Anwendung der vorliegenden Erfindung, genutzt in Verbindung mit den hier dargestellten Beispielen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Ein vereinfachtes Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Figur 1 gezeigt. Synthesegas 1 umfaßt Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und schwefelhaltige Verunreinigungen, einschließlich Schwefelwasserstoffsäure und Schwefelkohlenoxid. Dieses Synthesegas kann durch die Vergasung von Kohle, Petroleumkoks oder schwerer Kohlenwasserstoffe unter Verwendung von partieller Oxidation oder Dampf-Sauerstoffvergasungsverfahren, die in der Technik bekannt sind, zur Verfügung gestellt werden. Alternativ kann das Synthesegas aus leichten Kohlenwasserstoffen durch Dampfreformierung oder Teiloxidation hergestellt werden, wie es in der Technik bekannt ist. Der gesamte Schwefelgehalt des Synthesegases ist für die Verwendung als Brennstoff in jedwedem Typ von Verbrennungssystem befriedigend, wie zum Beispiel einer Gasturbinen- Verbrennungsmaschine; die gesamte Schwefelkonzentration liest typischerweise unterhalb von ungefähr 100 ppmv. Dieses Niveau für den gesamten Schwefel kann durch jedwede der vielen in der Technik bekannten Methoden erreicht werden, wobei die spezielle Methode von dem Schwefelgehalt des Vorrats abhängt.
Ein Anteil 3 des Synthesegases wird durch bekannte Verfahren komprimiert und gekühlt (nicht gezeigt) und in den Absorber 101 eingebracht, wo er mit einem gekühlten Strom 5 einer mit Sauerstoff angereicherten organischen Flüssigkeit kontaktiert wird, welche Schwefelverbindungen und Kohlendioxid bei einem Druck von ungefähr 35,49 und 173,38 bar (500 und 2500 psig) und einer Temperatur zwischen -51,11 und -6,67 ºC (-60 und 20 ºF) physikalisch absorbiert wird. Der Absorber 101 kann jedweder in der Technik bekannte Absorbertyp sein, der in seinem Inneren Kontakteinrichtungen, wie zum Beispiel Böden, unstrukturierte Packung, strukturierte Packung oder ähnliches aufweist. Die Menge der absorbierten Schwefelverbindungen und des Kohlendioxids wird von den Flüssigkeitseigenschaften und den Absorberbetriebsbedingungen abhängen. Die Menge des zu entfernenden Kohlendioxid kann die bevorzugte Absorberbetriebstemperatur beeinflussen; wenn eine nominelle Entfernung akzeptabel ist, wird der Absorber beispielsweise bei - 17,78 ºC (0 ºF) betrieben, um die notwendige Schwefelentfernung zu erreichen. Wenn mehr Kohlendioxid entfernt werden muß, um die Reaktionsproduktverteilung im Reaktorsystem 103 zu regeln, wird der Absorber bei Temperaturen von bis hinab zu -40 ºC (-40 ºF) betrieben, und zwar durch die Bereitstellung zusätzlicher Kühlung für den Kühler 107. Zusätzliche Kühlung kann am Böden des Absorbers 101, wie benötigt, bereitgestellt werden (nicht gezeigt).
Die organische Flüssigkeit 5 enthält eine oder mehrere mit Sauerstoff angereicherte Verbindungen, welche direkt durch katalytische Reaktion von Synthesegas mit der geeigneten Zusammensetzung aus Wasserstoff und Kohlenoxiden hergestellt werden können; das Synthesegas enthält ausreichend niedrige Konzentrationen an schwefelhaltigen Verbindungen, um eine Vergiftung der Katalysatoren, die bei der Synthesegasreaktion verwendet werden, zu verhindern. Typischerweise muß der Gesamtschwefelgehalt in der Synthesegasreaktor-Einspeisung geringer sein als 0,1 ppmv, was bedeutend weniger ist als der zulässige Schwefelgehalt von Synthesegas 1, wie es zur Benutzung als Brennstoff spezifiziert wird. Das Absorberkopfgas 7, das nun eine ausreichend geringe Konzentration an Schwefelverbindungen und ein reduziertes Niveau an Kohlendioxid enthält, wird erwärmt (nicht gezeigt), optional mit Rückführungsgas 9 kombiniert und in das katalytische Reaktorsystem 103 eingebracht, in welchem das Synthesegas im Beisein des geeigneten Katalysatorsystems zu einer oder mehreren mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindungen umgewandelt wird. Die mit Sauerstoff angereicherten
Verbindungen werden als flüssiger Abstrom 11 aus dem Reaktor abgezogen und unreagiertes Synthesegas wird als Strom 13 abgezogen. Optional wird ein Anteil 9 des unreagierten Synthesegases 13 zum Reaktorsystem 103 zurückgeführt.
Ein Anteil des flüssigen Abstromes 11 aus dem Reaktorsystem wird als Flüssigprodukt 15 entnommen und der Rest 17 wird mit regenerierter Flüssigkeit 19 kombiniert. Die kombinierte Flüssigkeit 21 wird im Tauscher 105 durch indirekten Wärmetausch und im Kühler 107 durch externe Kühlung gekühlt, und die gekühlte Flüssigkeit liefert mit Sauerstoff angereicherte organische Flüssigkeit 5 als Speisung für den Absorber 101. Zusätzliche Kopfkühlung wird, wie benötigt, bereitgestellt (nicht gezeigt). Der Absorberabstrom 23 mit absorbierten Schwefelverbindungen und Kohlendioxid, die aus dem Synthesegas 3 entfernt wurden, wird im Wärmetauscher 105 erwärmt, über das Druckreduktionsventil 108 gefiasht, und der gekühlte, im Druck reduzierte Gas/Flüssigkeitsstrom 25 strömt in den Stripper 109. Alternativ kann das Ventil 108 stromaufwärts vom Tauscher 105 angeordnet sein. Strippergas 26, welches ein Anteil des unreagierten Synthesegases 13 ist, läuft im Gegenstrom durch den Stripper 109 und verstärkt die Freisetzung von restlichen gelösten Schwefelverbindungen und Kohlendioxid aus dem Flüssigkeitsstrom 25. Der Druck des Strippergases 26 wird, wie benötigt, vor dem Stripper 109 reduziert. Der Stripper 109 ist irgendein Typ einer Stripperkolonne, die in der Technik bekannt ist, mit inneren Einrichtungen zur Herstellung von Gas-Flüssigkeitskontakt, wie zum Beispiel Böden, unstrukturierte Packung, strukturierte Packung und ähnlichem. Die Menge an freigesetzten Schwefelverbindungen und Kohlendioxid wird von den Flüssigkeitseigenschaften und den Stripper-Betriebsbedingungen abhängen. Der Stripper wird typischerweise etwas über dem Gasturbinen-Brennstoffgasdruck betrieben (typischerweise zwischen 7,91 und 35,49 bar (100 und 500 psig)) und bei 10 bis 176,7 ºC (50 bis 350 ºF) mit einem Gaslflüssigkeits-Molverhältnis zwischen ungefähr 0,3 und 1,5, und er bringt regenerierte Flüssigkeit 29 hervor, die weniger als 0,3 ppmv Gesamtschwefelverbindungen enthält. Die regenerierte Flüssigkeit wird teilweise im Erhitzer 113 verdampft; der Dampf 28 aus dem Separator 115 wird zum Stripper 109 zurückgeführt. Ein Anteil 19 der Flüssigkeit 29 aus dem Separator 115 wird mit einem Zusatz 17 kombiniert, in der Pumpe 117 unter Druck gesetzt und kehrt als Rücklaufflüssigkeit 21 zum Absorber 101 zurück. Ein kleiner Reinigungs strom 30 wird, wenn notwendig, abgezogen, um den Aufbau von Verunreinigungen in der Flüssigkeit zu verhindern.
Stripperabgas 31, welches abgestrippte Schwefelverbindungen, Kohlendioxid, verbleibende unreagierte Synthesegaskomponenten und etwas Lösungsmittel enthält, wird gekühlt und durch Kühlung im Kühler 110 teilweise kondensiert, und die Phasen werden im Separator 111 getrennt. Optional werden der Kühler 110 und der Separator 111 nicht benötigt, wenn eine nominale Lösungsmittelübertragung im Stripperabgas 31 akzeptabel ist, welches zu Brennstoffgas 37 kombiniert wird. Dampf 33 wird mit dem Rest 35 des Synthesegases 1 kombiniert, um ein Brennstoffgasprodukt 37 bereitzustellen. Flüssigkeit 32 wird zum Oberteil des Strippers 109 zurückgeführt. Der Schwefelgehalt des Brennstoffes liegt unter 150 ppmv und ist beispielsweise als Brennstoff für eine Gasturbinenverbrennungsmaschine geeignet.
Der Nutzeffekt beim Verfahren gemäß der Erfindung liegt darin, daß die schwefelhaltigen Verbindungen, welche den im katalytischen Reaktorsystem 103 verwendeten Katalysator vergiften, um den Reaktor herumgeführt werden und in dem Brennstoffgasprodukt 37 bei akzeptablen Niveaus verbleiben. Die Speisung zum katalytischen Reaktorsystem 103 enthält eine ausreichend niedrige Konzentration von schwefelhaltigen Verbindungen, typischerweise unter 0,1 ppmv. Eine weitere Behandlung des Stripperabgases 33 wird nach der vorliegenden Erfindung nicht mehr notwendig und die Schwefelverbindungen darin müssen nicht in einem separaten Schwefel- Rückgewinnungssystem zurückgewonnen werden.
Bei einer alternativen Betriebsart wird kein Reinigungsstrom als Strom 30 entnommen, und stattdessen wird ein Flüssigprodukt 15 einem Destillationsschritt unterzogen (nicht gezeigt), um Verunreinigungen aus dem Produkt zu entfernen. Optional wird das Flüssigprodukt als ein Anteil 30 der regenerierten Flüssigkeit 29 vom Absorber 109 entnommen; der gesamte Abstrom 11 aus dem Reaktorsystem 103 strömt zum Absorber 101 zusammen mit zusätzlicher regenerierter Flüssigkeit 19, und kein Flüssigprodukt 15 wird entnommen.
Bei einer weiteren alternativen Art dieser Ausführungsform wird kein flüssiges Methanolprodukt als Strom 15 oder 30 entnommen und stattdessen wird das gesamte vom Reaktorsystem 103 hergestellte Methanol als Flüssigbrennstoff verwendet, vorzugsweise als Spitzenausgleichsbrennstoff in Verbindung mit der Verbrennung von Brennstoffprodukt 37 in einem Gasturbinen-Energieerzeugungssystem. Bei diesem Modus wird der gesamte flüssige Abstrom 11 des Reaktorsystems als Lösungsmittel im Absorber 101 verwendet, und es findet keine Regeneration des Absorberabstroms 25 statt. Der Stripper 109 und die zugeordnete Ausstattung werden eliminiert, und das gesamte unreagierte Synthesegas 26 wird mit Synthesegas 35 kombiniert, um ein Brennstoffgasprodukt 37 zur Verfügung zu stellen. Der Absorberabstrom 25 wird weiter im Druck reduziert und der gesamte gebildete Dampf (welcher hauptsächlich Kohlendioxid, Wasserstoff, Kohlenmonoxid und ein sehr kleiner Anteil an absorbierten Schwefelverbindungen sein wird) wird mit dem Synthesegas 35 kombiniert. Das resultierte flüssige Methanol enthält nach der Druckreduktion im wesentlichen alle gelösten Schwefelverbindungen und kann bei nahezu atmosphärischem Druck und Umgebungstemperatur gelagert werden. Während Zeitabschnitten mit hohem Energiebedarf, wird dieses Methanol als zusätzlicher Brennstoff entnommen und die Schwefelverbindungen darin werden mit dem Methanol in der Gasturbine verbrannt. Dieser Modus verwendet deshalb ein einfaches Verfahren zum Schutz des Reaktorsystems vor Schwefelkontaminierung, während er einen Spitzenausgleichsbrennstoff zusammen mit Brennstoffgas für den Gasturbinenbetrieb zur Verfügung stellt. Vollstandige Regeneration des Methanol- Lösungsmittels vom Absorber 101 ist nicht nötig.
Das Reaktorsystem 103 umfaßt einen katalytischen Reaktor, Gas/Flüssigkeitsprodukt- Zerlegung und die notwendigen Rohrleitungen, Pumpen, Kompressoren, Instrumente, Wärmeübertragung und andere Ausstattungskomponenten, die dazu notwendig sind, ein katalytisches Reaktorsystem zu betreiben. Der Katalysator, der Reaktortyp und die Reaktionschemie sind bei der vorliegenden Erfindung nicht kritisch und umfassen bekannte Technologie. Das Katalysator- und Reaktorsystem wird so ausgewählt, daß es jedwede mit Sauerstoff angereicherte organische Flüssigkeit nach Wahl herstellt, welche beispielsweise sein kann: Methanol, ein Gemisch aus Methanol und Dimethylether, ein Gemisch aus Methanol und höheren Mkoholen mit zwei oder mehreren Kohlenstoffatomen, oder andere organische Verbindungen, die katalytisch aus Synthesegas hergestellt werden, das Wasserstoff und Kohlenoxide enthält. Die speziellen organischen Verbindungen sollten geeignete Flüssigkeits-Dampfdrücke und Phasengleichgewichtseigenschaften zur praktischen Verwendung als flüssiges Absorptionsmittel in einem Absorptions/Strippersystem haben, wie es oben beschrieben wurde. Der im Reaktorsystem verwendete Katalysator ist nicht tolerant gegenüber Schwefel und erfordert somit einen Schutz gegen Schwefelkontaminierung durch Reinigung der Synthesegas-Einspeisung, wie es oben beschrieben wurde.
Bei einem Betriebsmodus, umfaßt das Reaktorsystem einen Gasphasenreaktor mit festen Betten, der einen handelsüblichen Methanol-Synthesekatalysator enthält. Methanol wird aus einem Anteil des Synthesegasproduktes unter Verwendung eines solchen Reaktorsystems hergestellt, wie es in der Technik wohlbekannt ist. Bei einem alternativen und bevorzugten Betriebsmodus umfaßt das Reaktorsystem einen Flüssigphasenreaktor, in welchem ein pulvriger Methanol-Synthesekatalysator in einer inerten Flüssigkeit aufgeschlämmt ist und das Synthesegas wird im resultierenden Dreiphasenreaktor reagiert, um Methanol zu ergeben. Dieses Verfahren ist in der Technik bekannt und in den US-Patenten 4,031,123 und 4,567,204 beschrieben, wobei diese Patente hier durch Bezugnahme aufgenommen werden. In beiden Modi ist Methanol das Produkt sowie das Absorbermedium zum Entfernen von Schwefelverbindungen, und das verbleibende Synthesegas und Stripperabgas werden kombiniert, um das Brennstoffprodukt zu bilden, wie in Figur 1 gezeigt ist. Bei einer anderen Ausführungsform umfaßt die vorliegende Verbindung die Herstellung eines Gemisches aus Methanol und Dimethylether aus Synthesegas unter Verwendung eines Festbett-Gasphasenreaktors oder vorzugsweise eines Flüssigphasenreaktorsystems. Im Flüssigphasenreaktor wird ein Gemisch aus pulvrigem Methanol-Synthesekatalysator und Methanol-Entwässerungskatalysator in einer inerten Flüssigkeit suspendiert und das Synthesegas wird mit dem Katalysator im resultierenden Dreiphasenreaktorsystem in Kontakt gebracht. Dieser Modus ist im US-Patent 5,213,003 beschrieben, welches durch Bezugnahme hier aufgenommen wird. Die Flüssigproduktbildung hängt von den relativen Mengen des Synthese- und Entwässerungskatalysators im Reaktor ab. Das Flüssigprodukt 11 wird direkt als Zusatz für die flüssige Absorberspeisung zur Schwefelentfernung wie oben beschrieben verwendet und das verbleibende Synthesegas und das Stripperabgas werden kombiniert, um ein Brennstoffprodukt 37 zu ergeben, wie in Figur 1 gezeigt ist. Weil Dimethylether im Vergleich zu Methanol ziemlich flüchtig ist, ist es vorzuziehen, den Hauptanteil des Reaktorsabstroms 11 als Flüssigprodukt 15 abzuziehen und den kleinen flüssigen Strom 17 als Zusatz zum Absorber 101 zu verwenden. Der Großteil des Dimethylethers in dem Absorberabstrom 25 wird gestrippt und in das Brennstoffgas 37 eingebracht; dies ist kein Problem, weil die kleine Menge an Dimethylether leicht mit Brennstoffgas 37 verbrennen wird. Der Verlust an Dimethylether-Produkt, der auf diese Weise zustandekommt, wird akzeptabel gering sein, und gestattet die bequeme Verwendung von Reaktor- Flüssigabstrom 17 als Absorberzusatz. Die Flüssigkeit im Absorber 101 wird somit im wesentlichen Methanol mit einer geringen Konzentration von Dimethylether sein, der im Zusatzstrom 17 zugeführt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform, die der oben beschriebenen, zur Herstellung eines Methanol-Dimethylether-Gemisches ähnelt, wird ein alternativer Katalysator, der alkaligestützte Metalloxide umfaßt, verwendet, welcher das Synthesegas in ein Gemisch aus Methanol und höheren Alkoholen umwandelt, die zwei oder mehrere Kohlenstoffatome aufweisen. Dieses Gemisch wird sowohl als Produkt als auch als Schwefelabsorptionsmedium auf eine Art verwendet, die deijenigen bei den oben beschriebenen Ausführungsformen gleicht. Höhere Alkohole, insbesondere Ethanol, C&sub3;-Alkohole und C&sub4;-Alkohole, einschließlich höhersiedende Alkohole, haben günstige physikalische Eigenschaften zur Verwendung als flüssiges Absorptionsmittel zum Betrieb eines Absorber-Strippersystemes bei vernünftigen Betriebsbedingungen.
Verschiedene Katalysatoren zur Herstellung von gemischten Alkoholen aus Synthesegas sind in der Technik bekannt, wie zum Beispiel im US-Patent 4,824,869 beschrieben, welches hier durch Bezugnahme aufgenommen wird. Der Katalysator wird bevorzugt in pulverisierter Form, suspendiert in einer inerten Flüssigkeit in einem Flüssigphasenreaktor verwendet. Alternativ kann der Katalysator in Pellet- Form in einem Festbettreaktor verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform enthält das Reaktor-Flüssigprodukt 11 (Figur 1) Methanol und Alkohole, die weniger flüchtig sind als Methanol, und ein Anteil des Produktes 11 wird als Zusatz 17 für den Absorber 101 verwendet. Im stabilen Betriebszustand wird zurückgeführte Flüssigkeit 5 für den Absorber 101 eine niedrigere Methanolkonzentration enthalten als das Reaktorflüssigprodukt 11, da bei den Stripperbedingungen, die notwendig sind, um die zurückgeführte Absorberflüssigkeit 19 zu regenerieren etwas Methanol im Stripperabgas 33 verloren werden wird. Das Methanol im Stripperabgas 33 wird ein Teil des Brennstoffgasproduktes 37, und das Vorhandensein von Methanol darin ist kein Problem, da Methanol leicht mit anderen vorhandenen Brennstoffkomponenten verbrennbar ist. Der Nutzeffekt ist, daß der Hauptanteil des Absorberzusatzes 17 zur zurückgeführten Absorberflüssigkeit 19 hinzugefügt wird, um Flüssigkeit zu ersetzen, die als Reinigungsstrom 30 entnommen wird, und der kleine verbleibende Anteil des Adsorberzusatzes 17 kommt irgendwann ins Brennstoffgas 37 über das Stripperabgas 33. Wie bei der oben beschriebenen alternativen Ausführungsform, wird das Einbringen und das Lagern von Zusatzlösungsmittel nicht notwendig, wie es in dem Fall sein würde, wenn ein alleinstehendes handelserhältliches physikalisches Lösungsmitteladsorptionssystem verwendet würde, da das Produkt des Reaktorsystems 103 als Absorberflüssigzusatz verwendet wird.
Eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im schematischen Ablaufdiagramm der Figur 2 gezeigt. Luft 51 wird in einer Luftzerlegungseinheit 121 zerlegt, um einen Sauerstoffstrom 53 zu erzeugen, der mindestens 90 Vol.-% Sauerstoff enthält, sowie einen Stickstoffstrom 55, der mindestens 97 Vol-% Stickstoff enthält. Typischerweise ist die Einheit 121 ein kryogenes Luftzerlegungssystem, das zwischen 5,84 und 21,79 bar (70 und 300 psig) arbeitet. Sauerstoff und Stickstoff werden bei Umgebungstemperatur bereitgestellt und bei Drücken von 14,8 bis 90,65 bar (200 bis 1300 psig) für Sauerstoff und 7,91 bis 35,46 bar (100 bis 500 psig) für Stickstoff. Sauerstoff 53, kohlenstoffhaltige Speisung 57 und optional der Strom 59 werden im Vergasungssystem 123 bei 14,8 bis 90,65 bar (200 bis 1300 psig) reagiert, um Synthesegas 61 herzustellen, das Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und schwefelhaltige Verbindungen einschließlich Schwefelwasserstoffsäure und Schwefelkohlenoxid enthält. Das System 123 kann Teiloxidationsoder Dampf-Sauerstoffvergasungsverfahren umfassen, die in der Technik bekannt sind, um Kohle, Petroleumkoks oder schwere Kohlenwasserstoffe zu vergasen. Alternativ kann Synthesegas im System 123 aus leichten Kohlenwasserstoffen durch Dampfreformierung oder Teiloxidation hergestellt werden, wie es in der Technik bekannt ist. Partikelteilchen, Kondensat und optional einige der Schwefelverbindungen werden im System 123 durch bekannte Methoden aus dem Synthesegas entfernt, um den Verunreinigungsstrom 63 zu ergeben. Der Gesamtschwefelgehalt des Synthesegases 61 wird zur Verwendung als Brennstoff in irgendeinem Typ von Verbrennungssystem spezifiziert, wie zum Beispiel einer Gasturbine-Verbrennungseinrichtung; die Gesamtschwefelkonzentration ist typischerweise unter 100 ppmv. Dieses (3esamtschwefelniveau kann durch irgendeines der vielen bekannten Verfahren erreicht werden, wobei das spezielle Verfahren von dem Schwefelgehalt des Vorrats und anderen Faktoren abhängt. Ein Anteil 3 des Synthesegases 61 wird im Absorber 100 zur weiteren Entschwefelung behandelt und verwendet, um ausgewählte mit Sauerstoff angereicherte organische Verbindungen zu synthetisieren, wie oben in Verbindung mit Figur 1 beschrieben wurde. Mindestens ein Anteil des Stickstoffstromes 55 wird als Strippergas 65 im Stripper 109 verwendet. Optional kann ein Anteil des unreagierten Synthesegases 26 aus dem Reaktorsystem 103 als zusätzliches Strippergas verwendet werden, wenn dies notwendig ist. Stripperabgas 33 wird mit verbleibendem unreagiertem Synthesegas 67 kombiniert; der kombinierte Strom 69 wird weiter mit verbleibendem Synthesegas 71 kombiniert und optional mit mindestens einem Anteil des verbleibenden Stickstoffes 73, um einen Gasturbinenbrennstoff 75 zu ergeben. Der Brennstoff 75 wird mit Luft 77 im Gasturbinensystem 125 verbrannt, um Dampf 79 und elektrische Energie 81 zu erzeugen.
Die Verwendung von Stickstoff 65 als Strippergas hat einige Vorteile bei dieser Ausführungsform der Erfindung. Zunächst ist der Stickstoff im Stripperabgas im Brennstoffgas 75 für die Turbine 125 enthalten, wodurch die Druckenergie des Stickstoffs zurückgewonnen wird und somit der Gesamtwirkungsgrad des Systems nach Figur 2 erhöht wird. Zusätzlich kann die Verwendung von Stickstoff als Strippergas die Menge an Wärme reduzieren, die in der Heizeinrichtung 113 benötigt wird, um eine Aufkochung für den Stripper 109 zur Verfügung zu stellen, und zwar durch das Gestatten von höheren Strippraten als diejenigen, die durch die Verwendung von unreagiertem Synffiesegas erzielbar sind. Die Verwendung von Stickstoff zum Strippen, wobei der Stickstoff im Brennstoffgas 75 enthalten ist, senkt ebenfalls die Verbrennungstemperatur in der Gasturbinen-Verbrennungseinrichtung, was die Herstellung von Stickoxiden reduziert.
Die vorliegende Erfindung hat ausgeprägte Vorteile im Vergleich mit der Verwendung von handelsüblichen physikalischen Lösungsmittelabsorptionssystemen. Da das Lösungsmittel nach der vorliegenden Erfindung die Verbindungen enthält, die im Reaktorsystem 103 ausgebildet werden, ist eine geringe Lösungsmittelübertragung im behandelten Synthesegas 7 zum Absorber 101 akzeptabel. Zusätzliche Kühlung zur Entfernung des gesamten Lösungsmittels aus dem Synthesegas 7 ist nicht erforderlich. Desweiteren ist ein Einbringen und ein Lagern von Zusatzlösungsmitteln nicht notwendig, wie es bei alleinstehenden handelsüblichen physikalischen Lösungsmittelabsorptionssystemen der Fall sein würde, da das Produkt des Reaktorsystems 103 als Absorberflüssigkeit und Zusatz verwendet wird. Ferner können die I-ösungsmittelkomponenten, welche Produkte des Reaktorsystems 103 sind, als Spitzenausgleichsbrennstoff in Verbindung mit Brennstoffgas 37 verwendet werden. Somit ist eine geringe Lösungsmittelübertragung im Stripperabgas 33 kein Problem, da die Komponenten akzeptable Brennstoffkomponenten sind und ohne weiteres in der Absorberfiüssigkeit durch Reaktorprodukt 13 ersetzt werden; zusätzlich können die Kühlanforderungen für den Kühler 110 minimiert werden. Die Verwendung von Stickstoff als Strippergas würde den Wärmebedarf für die Heizeinrichtung 113 senken, wie vorher bemerkt wurde. Andere Vorteile der Verwendung von Stickstoff als Strippergas sind oben erörtert worden.

Beispiel 1

Eine Verfahrenswärme- und Materialbilanz wurde für das Verfahren der Figur 1 errechnet, in welcher Meffianol das synthetisierte organische Produkt ist, welches ebenfalls als Lösungsmittel für die Entschwefelung dient. Ein detaillierteres Ablaufdiagramm für dieses Beispiel ist in Figur 3 gezeigt. Synthesegas 201 wird durch Kohlevergasung mit vorhergehender Gasreinigung erhalten und enthält insgesamt 50 ppmv Schwefelwasserstoffsäure plus Schwefelkohlenoxid und 13,2 Mol-% Kohlendioxid. Ein Anteil 203 (20 % des Synthesegases 201) wird auf 82,74 bar (1200 psia) und -1,1 ºC (30 ºF) komprimiert und gekühlt, und dieser Anteil 203 wird mit dem schwefelreichen Methanolstrom 205 aus dem Absorber 301 kombiniert. Der kombinierte Strom wird gekühlt und zu Dampf 207, welcher dem Absorber 301 zugeführt wird, und Flüssigkeit 209 zerlegt, welche gegen regeneriertes Stripper-Bodenprodukt im Tauscher 305 erwärmt wird, und über das Ventil 307 auf 350 psia geflasht. Das Synthesegas und die Absorptionsmittelflüssigkeit werden bei -17,78 ºC (0 ºF) im Absorber 301 kontaktiert, wobei im wesentlichen die gesamten Schwefelverbindungen und etwas von dem Kohlendioxid absorbiert werden. Abgas 211 wird mit regeneriertem Methanol-Lösungsmittel 213 kombiniert, gekühlt und zu gereinigter Synthesegas-Reaktorspeisung 215 und frischem flüssigem Absorptionsmittel 217 zerlegt, welches in dem Absorber 301 strömt. Reaktorspeisung 215 bei -17,78 ºC (0 ºF), welche 0,07 ppmv Gesamt-Schwefelverbindungen enthält, wird auf 37,78 ºC (100 ºF) erwärmt, mit zurückgeführtem Synthesegas 218 kombiniert und strömt in den Synthesereaktor 303. Der Reaktor enthält eine pulverisierte Form des auf Kupfer basierenden Methanolsynthesekatalysators BASF S3-86, die im inerten Kohlenwasserstoff Drakeol 10 suspendiert ist, und arbeitet bei 73,08 bar (1060 psia) und 250 ºC (482 ºF). Reaktorabstrom 219 wird gekühlt, teilweise kondensiert und in unreagiertes Synthesegas 221 und Methanol-Flüssigprodukt 223 zerlegt. Ein Hauptanteil 225 wird als Methanolprodukt abgezogen, und der Rest 227 stellt flüssigen Absorptionsmittelzusatz für den Absorber 301 zur Verfügung.
Der Schwefel-enthaltende Methanolstrom 210 wird mit Kopfkondensat aus dem Stripper 303 kombiniert, um Absorber-Flüssigspeisung 229 zu ergeben. Der Rest 231 des unreagierten Synthesegases 221 wird mit Aufkochdampf kombiniert und der kombinierte Strom strippt die absorbierten Schwefelverbindungen und einen Teil des Kohlendioxids vom flüssigen Methanol-Absorptionsmittels im Stripper 303 ab, welcher bei Kopfbedingungen von 24,13 bar (350 psia) und 16,1 ºC (61 ºF) arbeitet. Stripperabgas 237 wird gekühlt, um verdampftes Methanol zu kondensieren, und der Dampf, welcher unreagiertes Synthesegas, abgestripptes Kohlendioxid und abgestrippte Schwefelverbindungen enthält, wird mit dem Rest 241 des Synthesegases 201 kombiniert, um Brennstoffgas 243 zu ergeben, welches als Gasturbinenbrennstoff geeignet ist. Der Stripper-Bodenstrom 245 wird gekühlt, mit dem Reaktor- Flüssigprodukt 227 kombiniert und unter Druck gesetzt, um regeneriertes Methanol- Lösungsmittel 213 zur Verfügung zu stellen. Ein kleiner Abblasstrom 247 wird abgezogen, um das System zu reinigen.
Eine Zusammenfassung der Hauptstromeigenschaften dieses Beispiels ist in Tabelle 1 gezeigt. Es wird ersichtlich, daß eine Abweichung von 20 % bei der Strömung des Synthesegases 201 als Reaktorspeisung, mit einer Reaktorückführung 270 zur frischen Speisung 215 im Molverhältnis von 1:1, die Konzentration der Schwefelverbindungen im Endprodukt-Brennstoffgas 243 nur um 10 % erhöht. Der Nettomassenstrom an Schwefel im Brennstoffgas 243 ist jedoch im wesentlichen derselbe wie im Synthesegas 201, da im wesentlichen der gesamte Schwefel, der in der frischen Reaktorspeisung 215 entfernt wird, im Strom 239 zurückgehalten wird. Dies stellt ein Schlüsselmerkmal der vorliegenden Erfindung dar, nämlich das einfache und integrierte Verfahren zur Verhinderung der Katalysatorvergiftung im Reaktor 303 ohne die Notwendigkeit komplexer alleinstehender Schwefelentfernungsund Zurückgewinnungssysteme. Da eine größere Fraktion des Synthesegases 201 für die Reaktorspeisung entnommen wird, wird sich die Nettoströmung des Brennstoffgases 243 verringern und die Konzentration der Schwefelverbindungen darin wird sich erhöhen. Die Netto-Massenströmung des Schwefels im Brennstoffgas wird jedoch im wesentlichen konstant bleiben. Für ein festes Verhältnis von Synthesegas 203 (Rekktorspeisung) zu Synthesegas 243 (Brennstoff), sollte die Schwefelkonzentration im Synthesegas 201 so eingestellt werden, daß die Schwefelmasse im Brennstoff 243 es gestattet, daß der Verbrennungsschritt diesen Brennstoff verwendet, um so die jeweilige Vorschrift für Brennstoffgas-Schwefelemissionen einzuhalten. Tabelle 1
Bei diesen Betriebsbedingungen entfernt das Verfahren nach der Erfindung 66 % des Kohlendioxids aus dem Synthesegas 203, um Reaktorspeisung 215 zur Verfügung zu stellen. Im wesentlichen dieses gesamte Kohlendioxid wird zurückgewonnen und über Stripperkopfprodukt 239 in das Brennstoffgasprodukt 243 eingeschlossen. Durch dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung kann ein Hauptanteil der Druckenergie des Kohlendioxids zurückgewonnen werden, wenn der Brennstoff in einer Gasturbine, wie zum Beispiel in Figur 2, verbrannt wird. Kohlendioxid in der Reaktorspeisung 303 wird teilweise zu Wasser umgewandelt, über die umgekehrte Wasser-Gas-Umwandlungsreaktion; Methanolprodukt 225 enthält somit 0,4 Mol-% Wasser. Wenn ein geringerer Wasseranteil benötigt wird, kann ein höheres Niveau der Kohlendioxidentfernung im Absorber 301 erreicht werden, wie im folgenden Beispiel beschrieben wird.

Beispiel 2

Das System des Beispiels 1 wird unter denselben Verfahrensbedingungen betrieben, außer daß der Absorber 301 bei -40 ºC (-40 ºF) betrieben wird. Dies erbringt eine 91,4 % -ige Entfernung von Kohlendioxid aus dem Synthesegas 203 durch den Absorber 301, was wiederum ein Methanolprodukt 225 hervorbringt, das 0,15 Mol- % Wasser enthält. Der Wassergehalt des Methanolprodukts aus dem Reaktor 303 kann so durch den Betrieb des Absorbers 301 bei der geeigneten Temperatur geregelt werden.
Somit gestattet das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die integrierte Herstellung von Brennstoffgas und einem mit Sauerstoff angereicherten organischen Flüssigprodukt aus Synthesegas, das Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und schwefelhaltige Verbindungen aufweist. Der Nutzeffekt dieses Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung ist, daß die schwefelhaltigen Verbindungen, welche den im katalytischen Reaktorsystem verwendeten Katalysator vergiften, um den Reaktor herumgeführt werden und in dem Brennstoffgasprodukt bei akzeptabler Niveaus verbleiben. Die Speisung für das katalytische Reaktorsystem enthält somit, nachdem sie in einem Absorber mit einer Flüssigkeit kontaktiert wird, die dieselben mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindungen enthält, wie sie im Reaktorsystem hergestellt werden, eine ausreichend niedrige Konzentration an schwefelhaltigen Verbindungen. Eine weitere Behandlung des Stripperabgases ist nicht notwendig und die Schwefelverbindungen darin müssen nicht zurückgewonnen werden. Außerdem wird ein Anteil des mit Sauerstoff angereicherten organischen Flüssigprodukts direkt als Lösungsmittelzusatz für den Absorber verwendet, so daß ein Einbringen und Legern von Zusatzlösungsmittel nicht notwendig ist. Ein geringer Verlust an Lösungsmittel im Stripperabgas ist kein Problem, wenn die Lösungsmittelkomponenten leicht verbrennbar sind, da das Stripperabgas mit dem Synthesegas kombiniert wird und das kombinierte Gas als Brennstoff verwendet wird.
Bei einer alternativen oben besprochenen Ausführungsform wird Kohle oder ein schwerer Kohlenwasserstoff unter Verwendung von Hochdrucksauerstoff aus einem Luftzerlegungssystem vergast. Das Nebenprodukt Stickstoff bei einem Druck zwischen 7,91 und 35,49 bar (100 und 500 psig) wird als Strippergas im Strippersystem verwendet, wobei das Stripperabgas mit dem unbehandelten Synthesegas kombiniert wird und das resultierende Hochdruck-Brennstoffgas in einer Gasturbine zur Erzeugung von elektrischer Energie verbrannt wird. Auf diese Weise wird die Druckenergie des Stickstoffs zurückgewonnen und die Verbrennungstemperatur der Gasturbine wird durch das Vorhandensein des Stickstoffes reduziert, wodurch wiederum die Ausbildung von Stickoxiden in dem Gasturbinensystem reduziert wird.

Claims

1.Verfahren zur Herstellung eines Brennstoffgases und eines flüssigen Produktes, das eine oder mehrere, mit Sauerstoff angereicherte organische Verbindungen enthält, aus einem Synthesegas, das Wasserstoff; Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und eine oder mehrere schwefelhaltige Verbindungen umfaßt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a) Inkontaktbringen eines Anteils des Synthesegases in einem Absorbersystem mit einer Absorberflüssigkeits-Speisung, die eine oder mehrere der mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindungen aufweist, und Entnehmen eines behandelten Synthesegases daraus, das reduzierte Konzentrationen der schwefelhaltigen Verbindungen und des Kohlendioxids enthält, sowie eines Absorber-Abstromes, der absorbierte schwefelhaltige Verbindungen und Kohlendioxid enthält;

b) Reagieren des behandelten Synthesegases in einem katalytischen Reaktorsystem, um einen flüssigen Abstrom aus dem Reaktorsystem zu erzeugen, der die eine oder die mehreren mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindung(en) und einen Strom unreagierten Synthesegases aufweist, und Verwenden mindestens eines Anteils des flüssigen Abstroms aus dem Reaktorsystem als flüssige Speisung für den Absorber;

c) optionales Abstrippen der absorbierten schwefelhaltigen Verbindungen und des Kohlendioxids aus dem Absorberabstrom durch das Kontaktieren des Stromes mit mindestens einem Anteil des unreagierten Synthesegases in einem Strippersystem, und Entnehmen einer regenerierten Flüssigkeit und eines Stripper-Abgases daraus, welches unreagiertes Synthesegas, Kohlendioxid und schwefelhaltige Verbindungen aufweist;

d) Bereitstellen des flüssigen Produktes in der- Form des Absorberabstroms, und/oder des flüssigen Abstroms aus dem Reaktorsystem und/oder der regenerierten Flüssigkeit, oder aus Anteilen von diesen;

e) optionales Kombinieren mindestens eines Anteils der regenerierten Flüssigkeit mit dem Anteil des flüssigen Abstroms aus dem Reaktorsystem, der zum Absorbersystem hingeführt wird; und

f) Verwenden des verbleibenden Anteils des Synthesegases zur Bereitstellung des Brennstoffgases, oder optional das Kombinieren des Stripper-Abgases mit dem verbleibenden Anteil des Synthesegases zur Bereitstellung des Brennstoffgases.

2. Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner das Entnehmen eines Anteils der regenerierten Flüssigkeit als Reinigungsstrom umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die eine oder die mehreren mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindungen Methanol aufweisen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das katalytische Reaktorsystem einen Methanol-Synthesekatalysator auf Kupferbasis enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das katalytische Reaktorsystem einen Flüssigphasenreaktor aufweist, der einen pulverigen Methanol-Synthesekatalysator auf Kupferbasis enthält, welcher in einer inerten Flüssigkeit suspendiert ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die eine oder die mehreren mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindungen Methanol oder eine oder mehrere zusätzliche, mit Sauerstoff angereicherte organische Verbindungen aufweisen, die zwei oder mehr Kohlenstoffatome haben.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das katalytische Reaktorsystem einen Methanol-Synthesekatalysator auf Kupferbasis und einen acidischen Methanol- Dehydrationskatalysator aufweist, durch welchen ein Anteil des behandelten Synthesegases zu Methanol und Dimethyl-Ether umgewandelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das katalytische Reaktorsystem einen Flüssigphasenreaktor aufweist, der einen pulverigen Methanol-Synthesekatalysator auf Kupferbasis und einen pulverigen acidischen Methanol-Dehydrationskatalysator enthält, der in einer inerten Flüssigkeit suspendiert ist.

9. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die eine oder die mehreren zusätzlichen, mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindung(en) höhere Alkohole aufweisen, die ein oder mehrere Kohlenstoffatome enthalten.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das katalytische Reaktorsystem einen Katalysator enthält, welcher die Reaktion eines Anteils des behandelten Synthesegases beschleunigt bzw. verstärkt, um Methanol und einen oder mehrere höhere Alkohole hervorzubringen, die zwei oder mehrere Kohlenstoffatome enthalten.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das katalytische Reaktorsystem einen Flüssigphasenreaator aufweist, der eine pulverige Form des Katalysators enthält, der in einer inerten Flüssigkeit suspendiert ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, welches ferner das Zurückführen eines anderen Anteils des unreagierten Synthesegases als Speisung für das katalytische Reaktorsystem aufweist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, welches ferner das Kühlen des flüssigen Absorbereinsatzes vor dem Absorbersystem umfaßt, so daß der Absorber in einem Temperaturbereich von -51,1 bis -6,7º C (-60 bis 20ºF) arbeitet.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Absorbersystem im Temperaturbereich von -51,1 bis -17,8ºC (-60 bis 0ºF) betrieben wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem das katalytische Reaktorsystem und das Absorbersystem in einem Druckbereich zwischen 35,5 und 173,4 bar (500 und 2500 psig) betrieben werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, welches ferner das Behandeln des Flüssigproduktes durch Destillation umfaßt, um zusätzliche Verunreinigung daraus zu entfernen.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, welches ferner die folgenden Schritte aufweist:

Zerlegen von Luft in einem Luftzerlegungssystem bei einem Druck zwischen 5,9 und 21,7 bar (70 und 300 psig), um Sauerstoff- und Stickstoffprodukte hervorzubringen; und

Vergasen eines kohlehaltigen Einsatzmaterials bei einem Druck zwischen 14,8 und 90,7 bar (200 und 1300 psig) in teilweiser Oxidation oder einem Dampf- Sauerstoff-Vergasungssystem unter Verwendung des Sauerstoffprodukts als Oxidationsmittel zur Bereitstellung des Synthesegases, das Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und eine oder mehrere schwefelhaltige Verbindung(en) aufweist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, welches ferner das Verbrennen des Brennstoffgases in einer Gasturbine umfaßt, wobei die Druckenergie des Stickstoffes zurückgewonnen wird, und wodurch die Verbrennungstemperatur der Abgasturbine durch das Vorhandensein von Stickstoff verringert wird und somit die Bildung von Stickoxiden im Gasturbinensystem verringert wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17, welches ferner das Verbrennen eines Anteils des Flüssigproduktes umfaßt, das die eine oder die mehreren mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindungen umfaßt, und zwar als Brennstoff im Gasturbinensystem.

20. Verfahren nach Anspruch 17, welches ferner die Kombination eines Anteils des unreagierten Synthesegases mit dem Brennstoffgas umfaßt.

21. Verfahren nach Anspruch 18, welches ferner die Kombination eines anderen Anteils des Stickstoffproduktes mit dem Brennstoffgas vor der Verbrennung in der Gasturbine umfaßt.

22. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die eine oder die mehreren mit Sauerstoff angereicherten organischen Verbindungen Methanol aufweisen.