Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2022 205 291.9 in Anspruch, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Reaktoranordnung zum Hydrieren eines Wasserstoffträgermedium s .

DE 10 2014 102 235 Al offenbart einen Hydrierreaktor zum Hydrieren eines Wasserstoffträgermediums. Die katalytische Hydrierreaktion ist exotherm. Um ein Überhitzen des Hydrierreaktors zu vermeiden, sind insbesondere aufwändige Maßnahmen erforderlich.

DE 10 2021 203 885 Al offenbart ein Verfahren und eine Anlage zum Bereitstellen von Wasserstoffgas.

DE 10 2015 219 306 Al offenbart eine Reaktor- Vorrichtung zum Beladen und/oder Entladen eines Trägermediums mit bzw. von Wasserstoff sowie eine Anlage mit einer derartigen Reaktor- Vorrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Wärmemanagement beim Hydrieren eines Wasserstoffträgermediums zu verbessern.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Reaktoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12.

Der Kem der Erfindung besteht darin, dass Abwärme, die beim katalytischen Hydrieren von Wasserstoffträgermedium in einem Hydrierreaktor anfällt, an mindestens eine Wärmeaufnahmeeinheit gezielt abgeführt wird. Die Abwärme kann auch an mehrere Wärmeaufnahmeeinheiten abgeführt werden, die insbesondere parallel zueinander und/oder in Reihenschaltung zueinander angeordnet sind. Eine Wärmeaufnahmeeinheit kann ein Wärmeverbraucher und/oder eine Wärmespeichereinheit sein. Für das Abführen der Abwärme in Folge der exothermen Reaktion in dem Hydrierreaktor dient insbesondere ein Wärmeübertrager. Es wurde erkannt, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren einerseits der Hydrierreaktor thermisch entlastet wird. Der Aufwand zum Kühlen des Hydrierreaktors, insbesondere ein apparativer Aufwand und/oder ein verfahrenstechnischer Aufwand, sind reduziert. Insbesondere aufwändige Kühlmaßnahmen, insbesondere Kühlelemente, können reduziert werden und sind insbesondere entbehrlich. Andererseits kann die ohnehin anfallende Wärme gezielt genutzt werden. Der Gesamtenergiebedarf ist dadurch reduziert. Ein derartiges Verfahren ist ökonomisch und ökologisch wertvoll.

Beispielsweise kann die abgeführte Abwärme genutzt werden, um das Wasserstoffträgermedium in einer Reinigungseinheit aufzureinigen. Ein derartiger Reinigungsschritt kann erforderlich werden, insbesondere in regelmäßigen Abständen und insbesondere durch eine destillative Aufreinigung, wenn das Wasserstoffträgermedium, insbesondere in Folge von thermischer Überbeanspruchung, Verunreinigungen, insbesondere Degradationsprodukte, aufweist. Eine andere Abwärmenutzung ist beispielsweise ein Entsalzen von Meerwasser als Vorbereitung von Wasser für die Elektrolyse, insbesondere zur Bereitstellung von Wasser stoffgas.

Das erfmdungsgemäße Verfahren ermöglicht ein verbessertes Wärmemanagement und verbindet in synergetischer Weise die Vorteile der gezielten Wärmeabfuhr von dem Hydrierreaktor einerseits und die vorteilhafte Nutzung der Abwärme an der mindestens einen Wärmeaufnahmeeinheit andererseits. Insbesondere ist es dadurch möglich, die Abwärme zur Aktivierung, insbesondere Reaktivierung, von weiteren Hydrierreaktoren zu nutzen, um eine Gesamt-Speicherleistung einer derartigen Reaktoranordnung gezielt und insbesondere flexibel veränderlich einzustellen.

Beim katalytischen Hydrieren wird das Wasserstoffträgermedium mit Wasserstoffgas hydriert. Das Wasserstoffgas wird an dem Wasserstoffträgermedium chemisch gebunden. Das Wasserstoffgas wird dadurch gespeichert. Als Wasserstoffträgermedium dient insbesondere ein flüssiger organischer Wasserstoffträger, der im Englischen bezeichnet wird als Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC). Besonders vorteilhaft ist als Wasserstoffträgermedium sind Benzyltoluol, das zu Perhydro-Benzyltoluol hydriert wird, Dibenzyltoluol, das zu Perhydro-Benzyltoluol hydriert wird, und/oder Toluol, dass zu Methylcyclohexan hydriert wird. Das Wasserstoffträgermedium wird ausgehend von einem Ausgangszustand mit einem Anfangshydriergrad in dem Hydrierreaktor hydriert. Beim Verlassen des Hydrierreaktors weist das Wasserstoffträgermedium einen ersten Hydriergrad auf, der größer ist als der Anfangshydriergrad. Insbesondere beträgt der erste Hydriergrad mindestens 95 % auf, insbesondere mindestens 98 %, insbesondere mindestens 99 %, insbesondere mindestens 99,5 %, insbesondere mindestens 99,9 %, insbesondere mindestens 99,99 % und insbesondere mindestens 99,999 %.

Das Hydrieren kann einstufig oder mehrstufig erfolgen. Wenn das Hydrieren mehrstufig erfolgt, wird das Wasserstoffträgermedium in einem ersten Hydrierreaktor anfangshydriert und in mindestens einem in Reihe dazu geschalteten zweiten Hydrierreaktor enthydriert.

Es wurde erkannt, dass durch das mehrstufige Hydrieren das Katalysatormaterial effizient genutzt werden kann und insbesondere der Gesamtbedarf an Katalysatormaterial bezogen auf die gespeicherte Wasserstoffgasmenge reduziert ist. Bei der mehrstufigen Hydrierung wird beim Anfangshydrieren das Wasserstoffträgermedium bewusst unvollständig anfangshydriert, insbesondere bis zu einem ersten Hydriergrad von höchstens 95 %. Der erste Hydrierreaktor wird auch als Starterreaktor bezeichnet und dient insbesondere dazu, möglichst hohe Reaktionsgeschwindigkeiten zu ermöglichen. In dem zweiten Hydrierreaktor wird das Wasserstoffträgermedium enthydriert, insbesondere auf einen zweiten Hydriergrad von mindestens 95 %, insbesondere mindestens 96 %, insbesondere mindestens 97 %, insbesondere mindestens 98 %, insbesondere mindestens 99 %, insbesondere mindestens 99,5 %, insbesondere mindestens 99,9 %, insbesondere mindestens 99,99 % und insbesondere mindestens 99,999 %.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass insbesondere die Nutzung von Wasserstoffgas, das aus regenerativen Energiequellen hergestellt worden ist, insbesondere aus Strom, der aus Windkraft, Wasserkraft und/oder Sonnenstrahlung erzeugt worden ist, verbessert ist. Insbesondere ermöglicht das Verfahren eine flexible Anpassung der Reaktorleistung an fluktuierende Wasserstoffmengen. Derart regenerativ erzeugter Strom unterliegt naturgemäßen Schwankungen. Diese Schwankungen sind mit dem erfindungsgemäßen Konzept tolerierbar.

Ein Verfahren gemäß Anspruch 2 reduziert das Risiko einer unerwünschten Unterbrechung bei der Wasserstoffgaszufuhr in den Hydrierreaktor. Ein Verfahren gemäß Anspruch 3 ermöglicht es, mehrere Hydrierreaktoren parallel miteinander derart zu verschalten, dass eine erhöhte Anlagenverfügbarkeit und/oder Verstetigung der Anlagenleistung, also der Wasserstoffspeicherleistung, gewährleistet ist. Insbesondere können mindestens zwei und insbesondere mehr als zwei Hydrierreaktoren parallel miteinander verschaltet sein. Die Hydrierreaktoren können entweder in einem Hydrierbetrieb oder in einem Regenerationsbetrieb betrieben werden. Insbesondere sind die verschiedenen Betriebsweisen für die Hydrierreaktoren individuell festlegbar. Es ist insbesondere ein Betrieb möglich, in dem sämtliche Hydrierreaktoren im Hydrierbetrieb betrieben werden. Es ist außerdem ein Betrieb möglich, in dem mindestens ein Hydrierreaktor im Hydrierbetrieb und mindestens ein weiterer Hydrierreaktor im Regenerationsbetrieb und insbesondere mehrere Hydrierreaktoren im Regenerationsbetrieb betrieben werden.

Es wurde erkannt, dass Nebenprodukte im zugeführten Wasserstoffträgermedium sich auf dem Hydrierkatalysator ablagem können. Diese Ablagerungen bewirken eine Deaktivierung des Hydrierkatalysators, der mit einem Regenerationsverfahren im Regenerationsbetrieb wieder reaktiviert werden kann. Während der Regeneration ist der Hydrierreaktor nicht oder allenfalls eingeschränkt für das Hydrierverfahren nutzbar. Dadurch, dass mehrere Hydrierreaktoren parallel zueinander geschaltet sind, ist der Hydrierbetrieb in mindestens einem Hydrierreaktor gewährleistet, während mindestens ein Hydrierreaktor im Regenerationsbetrieb ist. Insbesondere können die parallel geschalteten Hydrierreaktoren so dimensioniert sein, dass deren Lastbereich zwischen 20% und 200%, insbesondere zwischen 50% und 150% und insbesondere zwischen 80% und 120% ausgelegt ist. Durch die Parallelschaltung der Hydrierreaktoren können insgesamt höhere Teillastbereiche und insbesondere eine erhöhte Anlagendynamik realisiert werden.

Es wurde insbesondere erkannt, dass in Abhängigkeit des Regenerationsverfahrens in dem mindestens einen Parallel-Hydrierreaktor Wärme zugeführt oder Wärme abgeführt wird. Der Paral- lel-Hydrierreaktor im Regenerationsbetrieb kann insbesondere vorteilhaft zur Wärmeaufnahme genutzt werden. Insbesondere kann die beim Hydrieren erzeugte Abwärme aus dem Hydrierreaktor an den Parallel-Hydrierreaktor im Regenerationsbetrieb übertragen werden. Wenn der Parallel-Hydrierreaktor mit einem Regenerationsverfahren betrieben wird, bei dem Wärme aus dem Reaktor abgeführt wird, kann dieser Parallel-Hydrierreaktor die Wärme vorteilhaft an die mindestens eine Wärmeaufnahmeeinheit gezielt abführen. Dadurch, dass die mindestens eine Wärmeaufnahmeeinheit ohnehin vorhanden ist, ist eine besonders effiziente und unaufwendige Wärmeabführung möglich.

Es wurde insbesondere gefunden, dass in den Hydrierreaktoren eine kombinierte, einstufige Aufreinigung und/oder Hydrierreaktion von LOHC erfolgt. Aufgrund der erhöhten Abscheiderate von Nebenprodukten am Hydrierkatalysator weist das zumindest teilweise hydrierte Wasserstoffträgermedium eine höhere Qualität, insbesondere eine höhere Reinheit mit weniger Verunreinigungen, auf.

Wenn die Hydrierung mehrstufig erfolgt, ist es vorteilhaft, wenn für das Anfangshydrieren mehrere Hydrierreaktoren als Starterreaktoren vorhanden sind. Die Starterreaktoren können zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und/oder zur Verstetigung der Anlagenleistung parallel geschaltet sein, um eine regelmäßige Regeneration des Hydrierkatalysators zu ermöglichen.

Bei einem Verfahren gemäß Anspruch 4 wird ein Parallel-Hydrierreaktor als Wärmeaufnahmeeinheit genutzt. Der Parallel-Hydrierreaktor ist mit dem Hydrierreaktor insbesondere parallel verschaltet. Stoffströme, insbesondere des Wasserstoffträgermediums und/oder des Wasserstoffgases, sind für die beiden Reaktoren insbesondere getrennt voneinander und insbesondere das Wasserstoffträgermedium wird zwischen den beiden Hydrierreaktoren nicht ausgetauscht. Die Hydrierreaktoren werden separat und insbesondere unabhängig voneinander betrieben. Gleichwohl kann die Abwärme des Hydrierreaktors an den Parallel-Hydrierreaktor abgeführt und dort genutzt werden.

Ein Verfahren gemäß Anspruch 5 ermöglicht den Betrieb des Hydrierreaktors und/oder des mindestens einen Parallel-Hydrierreaktors in einem sogenannten Selbsterhaltungsmodus. Die Hydrierreaktoren werden mit einer neutralen Wärmebilanz betrieben, so dass gerade so viel Wasserstoffträgermedium in dem jeweiligen Hydrierreaktor hydriert wird, dass die in Folge der exothermen Hydrierreaktion entstehende Wärme für die Aufrechterhaltung der Temperatur im Hydrierreaktor ausreicht. Die Exothermie der Reaktion dient also zum Ausgleich von Wärme- Verlusten, die beispielsweise durch Abwärme der Reaktoranordnung auftreten können. Insbesondere sind derartige Wärmeverluste verhältnismäßig gering und betragen insbesondere höchstens 10 % bezogen auf die Wärmeleistung der Hydrierreaktion, insbesondere höchstens 5 %, insbesondere höchstens 3 % und insbesondere höchstens 1 %.

Insbesondere werden Wärmebedarf und Wärmeverbrauch in den Hydrierreaktoren überwacht, insbesondere kontinuierlich. Insbesondere ist eine Steuerung und/oder Regelung derart vorgesehen, dass die Wärmeerzeugung in Folge der Exothermie der Hydrierreaktion überwacht und für einen, insbesondere prognostizierten, Wärmebedarf angepasst wird.

Ein Verfahren gemäß Anspruch 6 ermöglicht eine flexible und insbesondere dynamische Anpassung der Hydri erl ei stung an die zur Verfügung gestellte Wasserstoffgasmenge. Insbesondere der Betrieb des Selbsterhaltungsmodus ist dadurch vereinfacht und insbesondere verbessert.

Ein Verfahren gemäß Anspruch 7 ermöglicht eine zusätzlich erhöhte Flexibilität mit Blick auf die Betriebsweisen. Eine externe Heizquelle wird genutzt, um in dem Hydrierreaktor und/oder dem mindestens einen Parallel -Hydrierreaktor ein erforderliches Temperatumiveau aufrechtzuerhalten, insbesondere in dem Fall, dass nicht ausreichend oder kein Wasserstoffgas zur Verfügung steht, um beispielsweise die Hydrierreaktoren im Selbsterhaltungsmodus zu betreiben. Mit dem Verfahren wird sichergestellt, dass der Hydrierreaktor nicht in unerwünschter Weise abkühlt. Eine Reaktivierungszeit wird dadurch verkürzt.

Das Temperaturniveau, auf dem der Hydrierreaktor und/oder der Parallel-Hydrierreaktor in einem Hot-Standby Betrieb gehalten werden, ist insbesondere für eine dynamische Zuschaltung und/oder dynamische Abschaltung der Reaktoranordnung relevant. Dieses Temperatumiveau beträgt mindestens 100° C, insbesondere mindestens 150° C und insbesondere mindestens 180° C. Der Hot-Standby-Betrieb dauert mindestens 10 Minuten insbesondere mindestens 30 Minuten, insbesondere mindestens eine Stunde, insbesondere mehrere Stunden und kann insbesondere kontinuierlich, quasi unendlich lange, sich fortsetzen. Aus wirtschaftlichen Erwägungen ist es sinnvoll, wenn der Hot-Standby-Betrieb nicht zu lange andauert, insbesondere höchstens 48 Stunden, insbesondere 24 Stunden und insbesondere höchstens 12 Stunden. Ein Verfahren gemäß Anspruch 8 ermöglicht einen vorteilhaften Betrieb der Reaktoranordnung. Es ist nicht nur möglich, den Hydrierreaktor und/oder den Parallel-Hydrierreaktor in einen Hot- Standby-Betrieb und/oder einen Selbsterhaltungsbetrieb zu versetzen, sondern insbesondere auch diese Reaktoren zurück in einen Leistungsbetriebspunkt zu führen. Der Leistungsbetriebspunkt ist in einem Leistungsbereich, der dem Nominalleistungsbereich der Hydrierreaktoren entspricht und insbesondere mindestens 50 % der Nominalleistung beträgt. Insbesondere kann das Umschalten bzw. das Zurückschalten aus dem Hot-Standby-Betrieb und/oder aus dem Selbsterhaltungsbetrieb in den Leistungsbetriebspunkt dynamisch erfolgen.

Es ist erkannt worden, dass es vorteilhaft ist, wenn das Temperaturniveau und/oder das Druckniveau in den Hydrierreaktoren und/oder Parallel-Hydrierreaktoren im Hot-Standby-Betrieb und/oder im Selbsterhaltungsbetrieb auf einem Mindestniveau gehalten werden. Eine Mindesttemperatur liegt insbesondere höchstens 50 K, insbesondere höchstens 30 K, insbesondere höchstens 20 K und insbesondere höchstens 10 K unterhalb der Temperatur in dem Leistungsbetriebspunkt. Ein Mindestdruckniveau liegt insbesondere höchstens 1 bar, insbesondere höchstens 0,5 bar, insbesondere höchstens 0,2 bar und insbesondere höchstens 0,1 bar unterhalb des Druckniveaus im Leistungsbetriebspunkt.

Eine dynamische Leistungsregelung ist zusätzlich oder alternativ auch durch das Zuschalten und/oder Abschalten der einzelnen Hydrierreaktoren und/oder Parallel-Hydrierreaktoren möglich. Dadurch wird die schwankende Wasserstofffreisetzung aus regenerativ erzeugten Energiequellen berücksichtigt. Insbesondere kann über die modulare Zuschaltung und Abschaltung der Hydrierreaktoren und/oder Parallel-Hydrierreaktoren modulweise der jeweilige Betriebsmodus festgelegt werden. Es ist dadurch möglich, Wasserstoffpufferspeicher für einzelne Module kleinerbauend auszuführen oder darauf zu verzichten.

Ein Verfahren gemäß Anspruch 9 ermöglicht eine gezielte und insbesondere flexible Ansteuerung verschiedener Hydrierreaktoren und/oder deren Versorgung mit Wärme. Dadurch können Reaktoranordnungen mit mehreren Hydrierreaktoren einer flexiblen Betriebsweise zugänglich gemacht werden, insbesondere durch flexibles, insbesondere zeitlich abhängiges, Zu- und Abschalten verschiedener Reaktoren. Ein Verfahren gemäß Anspruch 10 ist besonders energieeffizient, da der Energieaufwand für eine externe Heizquelle als zusätzliche Komponente reduziert und insbesondere vermieden ist. Insbesondere dient der ohnehin vorhandene Hydrierreaktor als externe Heizquelle für den mindestens einen Parallel-Hydrierreaktor.

Ein Verfahren gemäß Anspruch 11 ermöglicht weitere Nutzungen, insbesondere die zeitversetzte Nutzung der Abwärme aus dem Hydrierreaktor. Dazu ist mindestens ein Wärmespeicher als Wärmeaufnahmeeinheit an den Wärmeübertrager gekoppelt. Die Abwärme aus dem Hydrierreaktor kann in dem Wärmespeicher gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgegeben werden.

Es versteht sich, dass in einer Reaktoranordnung mindestens ein Wärmespeicher und/oder mindestens ein Wärmeverbraucher kombiniert und insbesondere flexibel miteinander verschaltet sein können, insbesondere an den Wärmeübertrager angeschlossen sein können.

Eine Reaktoranordnung gemäß Anspruch 12 weist im Wesentlichen die Vorteile des Verfahrens gemäß Anspruch 1 auf, worauf hiermit verwiesen wird. Die mindestens eine Wärmeaufnahmeeinheit dient zum Aufnehmen von Wärme, also zum Speichern und/oder Verbrauchen von Wärme. Verbrauchen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass Wärme in andere Energieformen gewandelt wird. Wesentlich ist, dass der Wärmeübertrager den Hydrierreaktor und die mindestens eine Wärmeaufnahmeeinheit thermisch miteinander koppelt, also zum Übertragen der Abwärme von dem Hydrierreaktor an die mindestens eine Wärmeaufnahmeeinheit geeignet ist. Als Wärmeübertrager dient insbesondere ein Wärmetauscher, der als Wärmeübertragungsmedium ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, insbesondere Thermalöl und/oder ein Gas oder Dampf, insbesondere Wasserdampf, mit dem Wärme von einem auf einen anderen Prozess übertragen wird, nutzt. Zusätzlich oder alternativ kann die Wärme mit dem Wärmetauscher direkt auf das Fluid der zu koppelnden Wärmeaufnahmeeinheit übertragen werden, insbesondere durch die Erwärmung von Wasser für eine Entsalzungsanlage.

Eine Reaktoranordnung gemäß Anspruch 13 ermöglicht die Kompensation von Schwankungen bei der Wasserstoffgasbereitstellung. Ein Parallel-Hydrierreaktor gemäß Anspruch 14 ermöglicht verschiedene Betriebsweisen, insbesondere bei verschiedenen Lastbetrieben der Reaktoren.

Eine Regelungseinheit gemäß Anspruch 15 erweitert die Möglichkeiten für einen automatisierten Betrieb der Reaktoranordnung, insbesondere in Abhängigkeit des zur Verfügung stehenden Wasserstoffgasvorrats und/oder der aktuellen Betriebslast und/oder der jeweiligen Reaktortemperatur. Dazu ist die Regelungseinheit insbesondere mit dem Hydrierreaktor, dem mindestens einen Parallel-Hydrierreaktor, insbesondere mindestens einer weiteren Wärmeaufnahmeeinheit, insbesondere dem Wärmeübertrager, insbesondere dem Wasserstoffpufferspeicher sowie insbesondere Stellelementen wie Pumpen und/oder Ventilen, in Signalverbindung, um veränderliche Fluidströme in der Reaktoranordnung zu ermöglichen und/oder zu beeinflussen.

Eine externe Heizquelle gemäß Anspruch 16 ermöglicht den sogenannten Standby-Betrieb für den Hydrierreaktor und/oder den Parallel-Hydrierreaktor.

Ein Wärmespeicher gemäß Anspruch 17 dient zur zeitverzögerten Wärmenutzung. Insbesondere im Maximallastbetrieb kann Wärme vorteilhaft in dem mindestens einen Wärmespeicher gepuffert werden. Diese Wärme kann zu einem späteren Zeitpunkt beispielsweise zum Erhalt im Hot- Standby-Betrieb in einem Niederlastzustand und/oder in einem Selbsterhaltungszustand genutzt werden.

Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Reaktoranordnungen angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands keine Einschränkung dar, sondern weisem im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Reaktoranordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit zwei parallel verschalteten Hydrierreaktoren und einer Wärmeaufnahmeeinheit,

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Reaktoranordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem die Hydrierrealtoren als Hydriermodule mit jeweils zwei in Reihe verschalteten Hydrierreaktoren ausgeführt sind.

Eine als Ganzes mit 1 gekennzeichnete Reaktoranordnung umfasst einen ersten Hydrierreaktor 2, der in Fig. 1 links dargestellt ist, und einen zweiten Hydrierreaktor 3, der in Fig. 1 rechts dargestellt ist. Die beiden Hydrierreaktoren 2, 3 sind mittels eines Wärmeübertragers 4 miteinander verschaltet. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Übertragung von Wärme von dem ersten Hydrierreaktor 2 zu dem zweiten Hydrierreaktor 3 als Wärmestrom Q. Der Wärmeübertrager 4 umfasst eine Wärmeübertragungsleitung, mit der ein Wärmeübertragerfluid, insbesondere Thermalöl, gefördert werden kann. Alternativ können die Hydrierreaktoren 2, 3 ohne Wärmetauscher mit einer einzigen Thermalölanlage betrieben werden, insbesondere wenn sich einer der Hydrierreaktoren 2, 3 in einem Standby-Betrieb befindet, also keine Wärme in den Thermalölkreislauf abgibt, sondern zur Kompensation von Wärmeverlusten Wärme verbraucht, die von dem jeweils anderem Hydrierreaktor in den Thermalölkreislauf abgegeben worden ist.

Da der zweite Hydrierreaktor 3 parallel zu dem ersten Hydrierreaktor 2 angeordnet ist, wird der zweite Hydrierreaktor 3 auch als Parallel-Hydrierreaktor bezeichnet.

Da der Parallel-Hydrierreaktor 3 Wärme von dem ersten Hydrierreaktor 2 empfängt, bildet der Parallel-Hydrierreaktor 3 eine Wärmeaufnahmeeinheit.

Entlang der Wärmeübertragerleitung ist eine weitere Wärmeaufnahmeeinheit 5 angeschlossen, die als Wärmeverbraucher und/oder als Wärmespeicher ausgeführt sein kann. Es versteht sich, dass an die Wärmeübertragerleitung weitere Wärmeaufnahmeeinheiten angeschlossen sein kön- nen. Insbesondere ermöglicht der Wärmeübertrager 4 eine bidirektionale Wärmeübertragung. Eine Abhängigkeit der Betriebsweise der Reaktoranordnung ist es beispielsweise denkbar, dass Wärme von dem zweiten Hydrierreaktor 3 auf den ersten Hydrierreaktor 2 übertragen wird. Es ist auch denkbar, dass beide Hydrierreaktoren 2, 3 Wärme in den Wärmeübertrager 4 speisen, wobei diese Wärme an die mindestens eine Wärmeaufnahmeeinheit 5 abgegeben und dort gespeichert und/oder verbraucht werden kann.

Die Hydrierreaktoren 2, 3 sind insbesondere identisch ausgeführt und weisen insbesondere jeweils ein nicht näher dargestelltes Reaktorgehäuse auf. Die beiden Hydrierreaktoren 2, 3 sind insbesondere jeweils als Rohrbündelreaktoren ausgeführt mit mehreren, nicht näher dargestellten Reaktionsrohren, die insbesondere parallel zueinander angeordnet sind.

In den Hydrierreaktoren 2, 3 ist jeweils Katalysatormaterial abgeordnet, das von Wasserstoffträgermedium kontaktiert wird, um Wasserstoffgas an dem Wasserstoffträgermedium chemisch zu binden und dadurch zu speichern.

Der Wärmeübertrager 4 kann zusätzlich eine nicht näher dargestellte Wärmepumpe umfassen, um insbesondere das Temperaturniveau der Abwärme aus den Hydrierreaktoren 2, 3 an das Temperaturniveau der mindestens einen Wärmeaufnahmeeinheit 5 anzupassen. Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, die Abwärme der Hydrierreaktoren 2, 3 mittels einer thermisch betriebenen Kältemaschine zur Kühlung zur Verfügung zu stellen.

Eine Wärmeaufnahmeeinheit 5 im Sinne der Erfindung ist auch ein Nah- und/oder Fernwärmenetz, das insbesondere zur Glättung von Wärmeprofilen der Hydrierreaktoren 2, 3 in Abhängigkeit der Wasserstoffspeicherleistung herangezogen werden kann.

Den beiden Hydrierreaktoren 2, 3 ist jeweils eine Wasserstoffträgermedium-Quelle 6 vorgeschaltet, die über eine Wasserstoffträgermedium-Zuführleitung 7 an die Hydrierreaktoren 2, 3 angeschlossen ist. Die Wasserstoffträgermedium-Quelle 6 ist insbesondere als Speicherbehälter ausgeführt, in dem das Wasserstoffträgermedium mit einem Anfangshydriergrad HGo gespeichert ist. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist für beide Hydrierreaktoren 2, 3 eine gemeinsame Wasserstoffträgermedium-Quelle 6 vorhanden. Es ist auch möglich, jeweils eine separate Wasserstoffträgermedium-Quelle 6 mit jedem Hydrierreaktor 2, 3 zu verbinden.

Die Wasserstoffträgermedium-Quelle 6 kann alternativ durch eine Schnittstelle ausgeführt sein, über die Wasserstoffträgermedium von einem Tankfahrzeug und/oder mittels einer Versorgungsleitung, insbesondere einem Leitungsnetz, zuführbar ist und insbesondere zur Verfügung gestellt werden kann.

Den Hydrierreaktoren 2, 3 ist jeweils eine Wasserstoffgasquelle 8 zugeordnet. Als Wasserstoffgasquelle 8 dient insbesondere eine nicht näher dargestellte Stromerzeugungseinheit, insbesondere zum Erzeugen von elektrischem Strom aus regenerativen Energiequellen. Die Stromerzeugungseinheit ist beispielsweise eine Photovoltaikanlage, ein Windkraftrad und/oder ein Wasserkraftwerk. Die Stromerzeugungsquelle ist insbesondere mit einem nicht dargestellten Elektrolyseur verbunden, in dem Wasser mittels elektrischem Strom in Wasser stoffgas und Sauerstoffgas getrennt wird.

Das Wasserstoffgas kann, insbesondere über eine Zwischenspeicherung in einem nicht dargestellten Wasserstoffpufferspeicher, in einen Wasserstoffgasleitung 9 aufgegeben und an den jeweiligen Hydrierreaktor 2, 3 gefördert werden. Durch das Zuschalten und/oder Abschalten der Hydrierreaktoren 2, 3 kann der Wasserstoffpufferspeicher vergleichsweise klein dimensioniert werden, da Schwankungen bei der Wasserstoffgasfreisetzung über das dynamische Hydrierverfahren kompensiert werden können. Das Verfahren ist besonders wirtschaftlich. Der Wasserstoffpufferspeicher weist insbesondere ein Maximalvolumen von höchstens 1000 1, insbesondere höchstens 500 1 und insbesondere höchstens 100 1 auf. Insbesondere kann das theoretisch erforderliche Pufferspeichervolumen durch das Zuschalten und/oder Abschalten der Hydrierreaktoren 2, 3 reduziert werden, insbesondere um mindestens 10 % bezogen auf das nominelle Wasserstoffpufferspeichervolumen, das ohne die Hydrierreaktoren 2, 3 erforderlich wäre, insbesondere um mindestens 20 % und insbesondere um mindestens 50 %. Insbesondere ist der Wasserpufferspeicher entbehrlich. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine einzige Wasserstoffgasquelle 8 vorhanden, die mit beiden Hydrierreaktoren 2, 3 verbunden ist. Es versteht sich, dass auch jeweils eine eigene Wasserstoffgasquelle 8 an die Hydrierreaktoren 2, 3 angeschlossen sein kann.

An die Hydrierreaktoren 2, 3 ist jeweils eine Abführleitung 10 angeschlossen, mittels der das in dem jeweiligen Hydrierreaktor 2, 3 hydrierte Wasserstoffträgermedium abgeführt und einer weiteren Verwendung zugeführt werden kann. Dazu dient insbesondere eine Wasserstoffträgerme- dium-Senke 11, wobei jeweils eine Wasserstoffträgermedium-Senke 11 an jeweils einen Hydrierreaktor 2, 3 angeschlossen sein kann. Alternativ kann auch eine gemeinsame Wasser- stoffträgermedium-Senke 11 für mehrere, insbesondere für alle, Hydrierreaktoren 2, 3 vorgesehen sein.

Die Wasserstoffträgermedium-Senke 11 ist insbesondere ein Speicherbehälter, in dem das hydrierte Wasserstoffträgermedium bevorratet werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Wasserstoffträgermedium-Senke 11 eine Schnittstelle sein, an der das hydrierte Wasserstoffträgermedium beispielsweise an ein Transportfahrzeug und/oder in ein Leitungsnetz aufgegeben werden kann.

An die Abführleitung 10 ist jeweils eine Rückführleitung 12 angeschlossen, um hydriertes Wasserstoffträgermedium aus dem jeweiligen Hydrierreaktor 2, 3 in diesen Hydrierreaktor 2, 3 wieder zurückzuführen. Um den jeweiligen Fluidstrom, insbesondere entlang der Rückführleitung 12, gezielt zu beeinflussen, ist entlang der Rückführleitung 12 jeweils eine Pumpe 13 angeordnet. Insbesondere kann durch geeignetes Ansteuern der Pumpe 13 das Verhältnis der Massenströme des Wasserstoffträgermediums mit dem Anfangshydriergrad HGo aus der Wasserstoffträ- germedium-Quelle 6 und der Massestrom des rückgeführten Wasserstoffträgermediums mit dem erhöhten, ersten Hydriergrad HGi über die Rückführleitung 12 gezielt angepasst, also eingestellt, werden.

Die Reaktoranordnung 1 umfasst ferner eine rein schematisch dargestellte Regelungseinheit 14, die insbesondere mit den Pumpen 13 in Signalverbindung steht. Die Regelungseinheit 14 ermöglicht es, die Pumpen 13 derart anzusteuern, dass der Massestrom an Wasserstoffträgermedium gezielt veränderlich eingestellt werden kann. Die Signalverbindung der Regelungseinheit 14 ist insbesondere kabelgebunden ausgeführt. Die Signalverbindung kann aber auch, wie dies in Fig. 1 mit dem Symbol 15 angedeutet ist, kabellos, insbesondere als Funkverbindung, ausgeführt sein.

Der jeweilige Hydrierreaktor 2, 3 mit der Rückführleitung 12 und der Pumpe 13 bilden jeweils ein als Ganzes mit 16 bezeichnetes Hydriermodul 16. Die Hydriermodule 16 sind mittels des Wärmeübertragers 4 miteinander gekoppelt, insbesondere parallel verschaltet.

Entlang der Abführleitung 10 ist insbesondere stromaufwärts der Wasserstoffträgermedium- Senke 11 eine Reinigungseinheit 17 angeordnet. Die Reinigungseinheit 17 kann auch Bestandteil des Hydriermoduls 16 sein und ist in diesem Fall insbesondere stromaufwärts der Abzweigung der Rückführleitung 12 angeordnet. Die Reinigungseinheit 17 ist insbesondere als Destillationseinheit ausgeführt und ermöglicht insbesondere die Reinigung von Verunreinigungen, die insbesondere als Degradationsprodukte im Wasserstoffträgermedium gebildet werden und darin vermischt vorliegen.

Nachfolgend wird ein Verfahren zum Betrieb der Reaktoranordnung 1 näher erläutert. Das Verfahren dient insbesondere zum Hydrieren des Wasserstoffträgermediums mit Wasserstoffgas, das insbesondere fluktuierend, also unter schwankenden Versorgungsbedingungen, bereitgestellt wird. Im Normalbetrieb, insbesondere wenn ausreichend Wasser stoffgas von der Wasserstoffgasquelle 8 zur Verfügung gestellt werden kann oder zumindest ausreichend Wasserstoffgas in den nicht dargestellten Wasserstoffpufferspeichern bevorratet ist, werden der erste Hydrierreaktor 2 und gegebenenfalls der zweite Hydrierreaktor 3 unter Nominallast betrieben. Gegebenenfalls werden die Hydrierreaktoren 2, 3 unter Maximallast betrieben.

Die bei der Hydrierung anfallende Wärme kann als Wärmestrom Q über den Wärmeübertrager 4 an die mindestens eine Wärmeaufnahmeeinheit 5 abgegeben und insbesondere dort gespeichert werden.

Um eine Überhitzung der Hydrierreaktoren 2, 3 zu vermeiden und insbesondere das jeweilige Hydrierverfahren an die jeweiligen Verfahrensbedingungen besser anpassen zu können, kann über die jeweilige Pumpe 13 entlang der Rückführleitung 12 die rückgeführte Menge des Wasserstoffträgermediums gezielt angepasst werden. Je größer die rückgeführte Menge des Wasserstoffträgermediums ist, desto geringer ist die thermodynamische Triebkraft des Hydrierverfahrens in dem jeweiligen Hydrierreaktor 2, 3. Die Reaktionsgeschwindigkeit in dem jeweiligen Hydrierreaktor 2, 3 und die sich daraus ergebende Wärmeentwicklung können entsprechend gedrosselt werden.

Falls weniger und insbesondere nicht ausreichend Wasserstoffgas für den regulären Hydrierbetrieb zur Verfügung gestellt wird, ist es möglich, einen oder mehrere Hydrierreaktoren in ihrer Leistung zu drosseln, also mit reduziertem Wasserstoffgasverbrauch zu betreiben. Die Leistungsdrosselung erfolgt insbesondere durch eine Reduzierung der zugeführten Menge des Wasserstoffträgermediums und insbesondere durch eine Rückführung von bereits hydriertem Wasserstoffmedium. Insbesondere kann das Mischungsverhältnis zwischen frischem Wasserstoffträgermedium und rückgeführtem Wasserstoffträgermedium im Betrieb der Hydrierreaktoren 2, 3 veränderlich und flexibel eingestellt werden. Es ist insbesondere denkbar, dass im wesentlichen Wasserstoffträgermedium aus den Hydrierreaktoren 2, 3 rückgeführt wird und lediglich so viel frisches Wasserstoffträgermedium zugeführt und in den Hydrierreaktoren 2, 3 hydriert wird, um den Wärmeverlust durch die Exothermie der Hydrierreaktion zu decken bzw. auszugleichen. Insbesondere beträgt dieses Mengenverhältnis von zugeführtem frischen Wasserstoffträgermedium zu zurückgeführtem Wasserstoffträgermedium höchstens 1 :2, insbesondere höchstens 1 :5, insbesondere höchstens 1 : 10, insbesondere 1 : 100 und insbesondere 1 : 1000.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn derartige Hydrierreaktoren in einem sogenannten Selbsterhaltungsmodus betrieben werden, der insbesondere eine neutrale Wärmebilanz aufweist. Das bedeutet, dass in dem Selbsterhaltungsmodus der jeweilige Hydrierreaktor 2, 3 gerade so viel Wasserstoffträgermedium hydriert, dass die in Folge der Hydrierreaktion entstehende Wärme zur Aufrechterhaltung des Temperaturniveaus in dem Hydrierreaktor 2, 3 ausreicht. Für die Reaktionsdynamik ist es vorteilhaft, wenn das Druckniveau in den Hydrierreaktoren 2, 3 aufrecht erhalten bleibt. Im Selbsterhaltungsmodus beträgt der Energiebedarf höchstens 10 % bezogen auf die Nominallast des jeweiligen Hydrierreaktors 2, 3, insbesondere höchstens 5 %, insbesondere höchstens 3 % und insbesondere höchstens 1%.

Es wurde erkannt, dass es vorteilhaft ist, die Hydrierreaktoren 2, 3 im Selbsterhaltungsmodus zu betreiben, um ein vollständiges Abschalten der Reaktoren zu verhindern. Dadurch kann die in dem Hydrierreaktor 2, 3 gespeicherte Wärme mit reduziertem Leistungsaufwand erhalten bleiben. Insbesondere weist die Reaktoranordnung dadurch eine erhöhte Flexibilität auf. Eine spontane Leistungssteigerung kann unkompliziert umgesetzt werden, da insbesondere längere Hochfahrzeiten für einen oder mehrere Hydrierreaktoren entbehrlich sind. Der Hydrierreaktor kann insbesondere unmittelbar aus dem Selbsterhaltungsmodus in einen regulären Betriebszustand wieder aufgenommen werden. Die Aufnahme in den regulären Betriebszustand ist erleichtert, wenn das Druckniveau in dem jeweiligen Hydrierreaktor 2, 3 auch während des Selbsterhaltungsmodus beibehalten, insbesondere aufrechterhalten wird.

Es ist insbesondere ein Betriebszustand denkbar, in dem sämtliche Hydrierreaktoren 2, 3 im Selbsterhaltungsmodus betrieben werden.

In einem alternativen Betriebszustand, in dem das zur Verfügung stehende Wasserstoffgas nicht ausreicht, um sämtliche Hydrierreaktoren 2, 3 im Selbsterhaltungsmodus zu betreiben, können einzelne Reaktoren in einem sogenannten Hot- Standby-Modus betrieben werden. In diesem Hot- Standby-Modus wird dem so betriebenen Hydrierreaktor 2, 3 ein Wärmestrom Q von einer externen Wärmequelle zugeführt. Es ist dadurch entbehrlich, dass in dem im Hot- Standby-Modus betriebenen Hydrierreaktor 2, 3 überhaupt eine Hydrierreaktion stattfindet. Der Hydrierreaktor 2, 3 im Hot- Standby-Modus ist inaktiv und wird ausschließlich mittels externer Wärme aufgewärmt.

Denkbar ist, dass als externe Wärmequelle ein anderer Hydrierreaktor 2, 3 dient, dessen Abwärme entsprechend genutzt wird. Es kann also insbesondere vorteilhaft sein, Wasserstoffgas in einem Hydrierreaktor 2, 3 zu nutzen, um dort Abwärme zu erzeugen, die als externe Wärme genutzt werden kann für den Hot- Standby-Modus anderer Hydrierreaktoren 2, 3. Eine vorteilhafte Betriebsweise ist dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere je nach Verfügbarkeit von Wärme und/oder Wasserstoff, flexibel zwischen dem Hot- Standby-Modus, in dem eine externe Wärmequelle benötigt wird, und dem Selbsterhaltungsmodus unter Nutzung einer Wasserstoffquelle variabel gewechselt werden kann. Insbesondere können die jeweiligen Hydrierreaktoren 2, 3 in den jeweiligen Zustand versetzt werden.

Gemäß einer weiteren Variante kann überschüssige Reaktionswärme, die insbesondere bei höheren Lastbetrieben anfällt und insbesondere in einem Wärmespeicher zwischengespeichert wird, für einen späteren Energiebedarf genutzt werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn insbesondere die Wärmesenke 5 absatzweise betrieben wird, beispielsweise durch eine diskontinuierliche Aufreinigung des Wasserstoffträgermediums in Spitzenlastzeiten. In diesem Fall kann mindestens ein zusätzlicher Wärmeverbraucher zur Pufferung und/oder optimierten Nutzung von Wärme bereitgestellt werden. Die Hydrierreaktion findet insbesondere kontinuierlich statt, wobei die Wärmeabnahme absatzweise realisiert sein kann. Dies ist insbesondere dann relevant, wenn keine kontinuierliche Wärmeabnahme realisierbar ist, beispielsweise weil die zur Verfügung gestellte Wärmesenke und insbesondere deren Wärmeaufnahmekapazität nicht ausreicht. In diesem Fall ist eine kontinuierliche Wärmeabnahme nicht möglich.

Dies gilt auch dann, wenn eine Überlastung der Wärmesenke droht, weil die Spitzenlast die Wärmeaufnahmekapazität übersteigt. Es wurde gefunden, dass die Aufreinigung von Wasserstoffträgermedium, insbesondere in einer Destillationskolonne, einen absatzweise betriebenen Wärmeabnehmer, also eine absatzweise betriebene Wärmesenke, bilden kann. Dadurch ist es möglich, die Aufreinigung des Wasserstoffmediums insbesondere ausschließlich zu Spitzenlastzeiten durchzuführen. Es kann vorteilhaft sein, einen Vorrat an kontaminiertem Wasserstoffträgermedium bereitzustellen, um bei einer Spitzenlast die Aufreinigung des kontaminierten Wasserstoffmediums durchzuführen und zu starten, um eine ausreichende Wärmesenke bereitstellen zu können.

Als Beispiel für einen absatzweisen Betrieb der Reaktoranordnung 1 ist ein Betrieb der Reaktoranordnung 1 unter Berücksichtigung einer Aufreinigung des Wasserstoffträgermediums zu verstehen. Im regulären Betrieb der Reaktoranordnung 1 kann es zu Degradationen des Wasserstoffträgermediums kommen. Diese Degradationsprodukte können von dem Wasserstoffträgermedium mittels der Reinigungseinheit 17, insbesondere durch Destillation, ausgereinigt werden. Die Reinigung erfolgt insbesondere in regelmäßigen Zeitabständen. Insbesondere erfolgt die Reinigung absatzweise zu Energiespitzenlastzeiten und/oder bei entsprechend hohem Vorrat an kontaminiertem, also ungereinigtem, Wasserstoffträgermedium

Insbesondere, falls bei der Reaktoranordnung 1 eine Verstetigung der Wärmeübertragung aus dem Hydrierprozess nicht erfolgt und überschüssige Wärme in einem Wärmespeicher zwischengespeichert wird, kann die zwischengespeicherte Wärme zur Reinigung des Wasserstoffträgermediums genutzt werden. Verunreinigtes Wasserstoffträgermedium, also Wasserstoffträgermedium mit einem erhöhten Anteil an Degradationsprodukten, könnte in der Reaktoranordnung 1 bereitgestellt und insbesondere zu energiereichen Zeiten gereinigt werden. Das gereinigte Wasserstoffträgermedium könnte dem regulären Kreislauf des Wasserstoffträgermediums in der Reaktoranordnung 1 wieder beigemischt werden. Durch die Bevorratung von degradiertem Wasserstoffträgermedium für die Reinigungseinheit 17 erhöht sich zumindest indirekt die Verfügbarkeit des Wasserstoffträgermediums für die Hydrierung, ohne dass beispielsweise die Wasserstoffträ- germedium-Quellen 6 größer dimensioniert oder die entsprechende Logistik zur Lieferung von entsprechendem Wasserstoffträgermedium höher frequentiert werden müsste. Die Reinigungseinheit 17 kann als Wasserstoffträgermedium-Zwischenspeicher dienen.

Als Degradationsprodukte im Wasserstoffträgermedium sind insbesondere höhersiedende, aromatische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Fluorene, Anthrazene, Tetrazene zu verstehen. Die Degradationsprodukte unterscheiden sich von dem Wasserstoffträgermedium insbesondere aufgrund ihrer physiochemischen Stoffeigenschaften, insbesondere Siedepunkt, Polarität, Molekülgröße und/oder -dichte. Die Degradationsprodukte lassen sich aufgrund dieser Unterschiede besonders bevorzugt durch Destillation und/oder mittels einer Zentrifuge und/oder mittels einer Trennmembran abtrennen. Zusätzlich oder alternativ ist auch eine adsorptive Reinigung möglich an einem Adsorber wie Zeolith, Aktivkohle, Siliciumoxid und/oder Aluminiumoxid. Die Reinigungseinheit 17 ist insbesondere unmittelbar an den Wärmeübertrager 4, insbesondere die diesbezügliche Wärmeübertragerleitung, angeschlossen. Die Reinigungseinheit 17 kann insbesondere von den Hydrierreaktoren 2, 3 kontinuierlich mit Abwärme versorgt werden. Zusätzlich oder alternativ kann zwischengespeicherte Wärme aus dem Wärmespeicher 5 an die Reinigungseinheiten 17 abgegeben werden.

Es ist auch möglich, dass die zur Aufreinigung benötigte Energie in Hochlastzeiten zur Verfügung gestellt wird, statt die Wärme an den Wärmespeicher 5 abzugeben. In diesem Fall würde die Reinigungseinheit 17 absatzweise in Abhängigkeit der Wärmebereitstellung aus den Hydrierreaktoren 2, 3 betrieben werden. Durch die Nutzung der Reaktionsenergie aus den Hydrierprozessen, insbesondere an energiereichen Standorten, für die Aufreinigung des Wasserstoffträgermediums kann die Wirtschaftlichkeit insgesamt erhöht und das Verfahren aufgrund der effizienteren Nutzung der Wärme aus fluktuierenden Wasserstoffquellen optimiert und somit ebenfalls wirtschaftlicher betrieben werden.

Eine weitere alternative Betriebsweise der Reaktoranordnung 1 besteht darin, dass als Wärmeaufnahmeeinheit 5 eine Entsalzungsanlage dient. Die Entsalzungsanlage dient insbesondere zum Entsalzen von Meerwasser, so dass das entsalzene Meerwasser anschließend einer Elektrolyse zur Gewinnung von Wasserstoffgas zugeführt werden kann. Die Nutzung der Entsalzungsanlage kann kontinuierlich und/oder absatzweise in der Reaktoranordnung 1 erfolgen.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten a.

Ein wesentlicher Unterschied der Reaktoranordnung la besteht darin, dass die Hydriermodule 16a jeweils zwei Hydrierreaktoren 2, 18 bzw. 3, 19 aufweist. Die beiden Hydrierreaktoren 2, 18 bzw. 3, 19, die innerhalb eines Hydriermoduls 16a angeordnet sind, sind in Reihe geschaltet. Das bedeutet, dass ein Ausgang des stromaufwärts angeordneten, ersten Hydrierreaktors 2, 3 mit dem Eingang des jeweils zweiten Hydrierreaktors 18 bzw. 19, insbesondere unmittelbar, fluidtechnisch verbunden ist. Dazu ist zwischen den beiden Hydrierreaktoren 2, 18 bzw. 3, 19 eines Hydriermoduls 16a jeweils eine Verbindungsleitung 20 angeordnet. Die Verbindungsleitung 20 weist jeweils eine Abzweigungsleitung zu der Rückführleitung 12 auf.

Am Ausgang des jeweils zweiten Hydrierreaktors 18, 19 ist optional eine weitere Rückführleitung 21 angeschlossen, die insbesondere aus der Abführleitung 10 abgezweigt ist. Die jeweils weitere Rückführleitung 21 weist eine weitere Pumpe 22 auf. Die weitere Rückführleitung 21 mündet in die Rückführleitung 12.

Der jeweils erste Hydrierreaktor 2, 3 wird als Starterreaktor bezeichnet. Der jeweils nachgeordnete zweite Hydrierreaktor 18, 19 wird als Finisherreaktor bezeichnet. Es wurde gefunden, dass eine mehrstufige, insbesondere zweistufige Hydrierung des Wasserstoffträgermediums in den hintereinandergeschalteten Hydrierreaktoren 2,18 bzw. 3, 19 besonders vorteilhaft erfolgen kann, insbesondere unter effizienterer Nutzung des Katalysatormaterials. Insbesondere ist der Gesamtbedarf an Katalysatormaterial reduziert. Insbesondere kann die Reaktionstemperatur in dem zweiten Hydrierreaktor 18, 19 vergleichsweise gering gehalten werden, insbesondere bei weniger als 250°C, insbesondere bei weniger als 240°C und insbesondere bei höchstens 230°C. Die in dem zweiten Hydrierreaktor 18, 19 absolut freisetzbare Wärmemenge ist insbesondere aufgrund des erhöhten Eingangshydriergrads reduziert. Dies resultiert bei der entsprechenden Anlagensteuerung zu einer reduzierten Reaktionsmitteltemperatur.

In dem ersten Hydrierreaktor 2, 3 erfolgt insbesondere eine bewusst unvollständige Hydrierung, so dass der erste Hydriergrad HGi des Wasserstoffträgermediums beim Verlassen des ersten Hydrierreaktors 2, 3 höchstens 95 %, insbesondere höchstens 90 %, insbesondere höchstens 85 % und insbesondere höchstens 80 % beträgt.

In dem stromabwärts angeordneten zweiten Hydrierreaktor 18, 19 erfolgt ein sogenanntes Endhydrieren auf einen zweiten Hydriergrad HG2 von mindestens 95 %, insbesondere mindestens 99 % und insbesondere mindestens 99,999 %. Die Wärmeauskopplung erfolgt insbesondere an den jeweils ersten Hydrierreaktoren 2, 3, da dort die vergleichsweise höheren Temperaturen auftreten. Entsprechend kann insbesondere der jeweils erste Hydrierreaktor 2, 3 als externe Wärmequelle für einen der anderen Hydrierreaktoren im Hot- Standby-Modus genutzt werden.

Eine zusätzliche Wärmeauskopplung kann auch an den zweiten Hydrierreaktoren 18, 19 erfolgen. Insbesondere wird dort Wärme auf einem Wärmeniveau bereitgestellt, dass vergleichsweise niedriger ist als das Temperatumiveau der ersten Hydrierreaktoren 2, 3. Dennoch ist das Tempe- ratumiveau von den zweiten Hydrierreaktoren 18 ,19 zur Verfügung gestellten Wärme für Wär- meverbraucher geeignet. Die Gesamteffizienz des Verfahrens ist dadurch erhöht.