Anlagenverbundes

Die Erfindung betrifft einen Anlagenverbund zur Roheisenerzeugung sowie ein Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes.

Stand der Technik Anlagenverbunde zur Roheisenerzeugung sind im Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Beispielsweise umfasst ein Anlagenverbund einen Ofen zur Roheisenerzeugung, ein Ofengasleitungssystem für mindestens einen Ofengasmengenstrom, der bei der Roheisenerzeugung anfällt, wobei der Ofengasmengenstrom eine Zusammensetzung aufweist, welche wenigstens Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid und insbesondere Stickstoff umfasst, eine Wasserstoffquelle, ein H ₂ -Gasleitungssystem für mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom, wobei mindestens eine Mischvorrichtung zur Einstellung mindestens eines Mischgases aus dem mindestens einen Ofengasstrom und dem mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom vorgesehen ist und ein Mischgasleitungssystem für das mindestens eine Mischgas und eine Chemieanlage aufweist, die an das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist.

Bezüglich des Ofens zur Roheisenerzeugung kann beispielsweise unterschieden werden zwischen einer Hochofenroute und einer Schmelzofenreduktionsroute. Bei der Hochofenroute wird im Hochofen aus Eisenerzen, Zuschlägen sowie Koks und anderen Reduktionsmitteln wie Kohle, Öl, Gas, Biomassen, aufbereiteten Altkunststoffen oder sonstigen Kohlenstoff und/oder Wasserstoff enthaltenden Stoffen Roheisen gewonnen. Als Produkte der Reduktionsreaktionen entstehen zwangsläufig CO, C0 ₂ , und insbesondere Wasserstoff und Wasserdampf. Ein aus dem Hochofenprozess abgezogenes Hochofengichtgas, welches auch als Gichtgas und/oder Hochofengas bezeichnet wird, weist neben den vorgenannten Bestandteilen häufig einen hohen Gehalt an Stickstoff auf und kann auch Verunreinigungen enthalten. Die Gasmenge und die Zusammensetzung des Hochofengichtgases sind abhängig von den Einsatzstoffen und der Betriebsweise und unterliegen Schwankungen. Typischerweise enthält Hochofengichtgas jedoch 35 bis 60 Vol.-% N ₂ , 20 bis 30 Vol.-% CO, 20 bis 30 Vol.-% C0 ₂ und 2 bis 15 Vol.-% H ₂ . Rund 30 bis 40% des bei der Roheisenerzeugung entstehenden Hochofengichtgases wird im Regelfall zum Aufheizen des Heißwindes für den Hochofenprozess in Winderhitzern eingesetzt; die verbleibende Gichtgasmenge kann beispielsweise in anderen Werksbereichen auch extern zu Heizzwecken oder zur Stromerzeugung genutzt werden. Der Anlagenverbund mit einem Hochofen kann optional im Verbund mit einer Kokerei betrieben werden. In diesem Fall umfasst der eingangs beschriebene Anlagenverbund zusätzlich eine Koksofenanlage, in der Kohle durch einen Verkokungsprozess in Koks umgewandelt wird. Bei der Verkokung von Kohle zu Koks fällt ein Koksofengas an, welches einen hohen Wasserstoffgehalt und beachtliche Mengen an CH ₄ enthält. Typischerweise enthält Koksofengas 55 bis 70 Vol.-% H ₂ , 20 bis 30 Vol.-% CH ₄ , 5 bis 10 Vol.-% N ₂ und 5 bis 10 Vol.-% CO. Zusätzlich weist das Koksofengas Anteile von C0 ₂ , NH ₃ und H ₂ S auf. In der Praxis wird das Koksofengas beispielsweise in verschiedenen Werksbereichen zu Heizzwecken und im Kraftwerksprozess zur Stromerzeugung genutzt. Darüber hinaus ist es bekannt, Koksofengas zusammen mit Hochofengichtgas oder mit Konvertergas zur Erzeugung von Synthesegasen zu verwenden. Gemäß einem aus WO 2010/136313 AI bekannten Verfahren wird Koksofengas aufgetrennt in einen wasserstoffreichen Gasstrom und einen CH ₄ und CO enthaltenen Restgasstrom, wobei der Restgasstrom dem Hochofenprozess zugeführt wird und der wasserstoffreiche Gasstrom mit Hochofengichtgas gemischt und zu einem Synthesegas weiterverarbeitet wird. Aus EP 0 200 880 A2 ist es bekannt, Konvertergas und Koksofengas zu mischen und als Synthesegas für eine Methanolsynthese zu nutzen.

In einem integrierten Hüttenwerk, welches im Verbund mit einer Kokerei betrieben wird, werden etwa 40 bis 50 % der als Hochofengichtgas und Koksofengas anfallenden Rohgase für verfahrenstechnische Prozesse eingesetzt. Etwa 50 bis 60 % der entstehenden Gase werden dem Kraftwerk zugeführt und zur Stromerzeugung genutzt. Der im Kraftwerk erzeugte Strom deckt den Strombedarf für die Roheisen- und Rohstahlerzeugung und beispielsweise auch den Betrieb von Walzwerken und Veredelungsanlagen. Im Idealfall ist die Energiebilanz geschlossen, so dass abgesehen von Eisenerzen und Kohlenstoff in Form von Kohle und Koks als Energieträger kein weiterer Eintrag von Energie notwendig ist und außer Stahlprodukten und Schlacke im Wesentlichen kein weiteres Produkt den Anlagenverbund verlässt.

Die Schmelzofenreduktionsroute betrifft Verfahren, bei welchen Erze in einem zweistufigen Prozess reduziert werden. In der ersten Stufe werden die Erze zu Eisenschwamm vorreduziert und in der zweiten Stufe wird der Eisenschwamm unter Einsatz von Kohle, gegebenenfalls Koks sowie Sauerstoff zu Roheisen umgewandelt. Als Schmelzofenreduktionsverfahren mit einem Schmelzreduktionsofen sind beispielsweise das Corex-Verfahren und das Fi n ex-Verfahren bekannt. Die bei dem Schmelzofenreduktionsverfahren entstehenden Abgase enthalten typischerweise 10 bis 20 Vol.-% H ₂ , 30 bis 50 Vol.-% C0 ₂ , 0 bis 5 Vol.-% CH ₄ , 0 bis 10 Vol.-% N ₂ und 30 bis 50 Vol.-% C0.

Die Direktreduktionsroute betrifft Verfahren, bei welchen den Erzen lediglich der Sauerstoff entzogen wird, und die Gangartbestandteile der Erze im so genannten Eisenschwamm verbleiben. Als Direktreduktionsverfahren mit einem Direktreduktionsofen sind insbesondere das Midrex- bzw. HYL-Direktreduktionsverfahren, die Eisenschwamm DRI (engl. Direct Reduced Iron) bzw. HBI (engl. Hot Briquetted Iron) als festes, vorreduziertes Einsatzmaterial für nachgeschaltete Prozesse erzeugen, bekannt. Dieses DRI oder HBI wird im Wesentlichen in Elektrolichtbogenöfen eingeschmolzen, als Schrottersatz im Oxygenstahlkonverter benutzt oder als HBI auch in einigen Fällen im Hochofen verwendet, um dort den Reduktionsmittelbedarf zu reduzieren und die Leistung zu steigern. Die Reduktionsgaserzeugung erfolgt bei den meisten Direktreduktionsverfahren durch Umwandlung von Erdgas in Wasserstoff und Kohlenmonoxid.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde die Wirtschaftlichkeit des Gesamtprozesses weiter zu verbessern und einen möglichst vereinfachten, Anlagenkomponenten- und/oder Prozessschritt reduzierten, unkomplizierten und wenigstufigen/geringstufigen Anlagenverbund anzugeben, bei welchem Ofengas zur Weiterverarbeitung in einer Chemieanlage, insbesondere zur Methanolsynthese bereitgestellt wird. Insbesondere soll ein Anlagenverbund angegeben werden, mit dem es möglich ist, die Kosten für die Roheisenerzeugung zu reduzieren. Zum Betreiben des Verfahrens soll Ofengas genutzt werden, welches als Abfallprodukt bei einem industriellen Prozess anfällt. Die Verfahrensschritte sollen dabei so gewählt werden, dass die Gaskomponenten des Ofengases weitgehend vollständig und mit den für die Chemieanlage notwendigen Anteilen überführt werden.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird mit einem Anlagenverbund zur Roheisenerzeugung nach Anspruch 1 und einem Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes nach Anspruch 9 gelöst. Der Gegenstand der Erfindung ist ein Anlagenverbund mit einem Ofen zur Roheisenerzeugung, einem Ofengasleitungssystem für mindestens einen Ofengasmengenstrom, der bei der Roheisenerzeugung anfällt, wobei der Ofengasmengenstrom eine Zusammensetzung aufweist, welche wenigstens Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst, einer Wasserstoffquelle, einem H ₂ -Gasleitungssystem für mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom, wobei mindestens eine Mischvorrichtung zur Einstellung mindestens eines Mischgases aus dem mindestens einen Ofengasstrom und dem mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Mischvorrichtung an das Ofengasleitungssystem und an das H ₂ - Gasleitungssystem angeschlossen ist und wobei das mindestens eine eingestellte Mischgas wenigstens einen stöchiometnschen Mischungsquotienten aus einem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und aus einem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst, und ein Mischgasleitungssystem für das mindestens eine Mischgas, welches bei der Einstellung des wenigstens einen Mischungsquotienten anfällt und eine Chemieanlage aufweist, die an das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes, der einen Ofen zur Roheisenerzeugung, ein Ofengasleitungssystem für mindestens einen Ofengasmengenstrom, der bei der Roheisenerzeugung anfällt, wobei der Ofengasmengenstrom eine Zusammensetzung aufweist, welche wenigstens Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst, eine Wasserstoffquelle, ein H ₂ -Gasleitungssystem für mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom, mindestens eine Mischvorrichtung zur Einstellung mindestens eines Mischgases aus dem mindestens einen Ofengasstrom und dem mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Mischvorrichtung an das Ofengasleitungssystem und an das H ₂ -Gasleitungssystem angeschlossen ist und wobei das mindestens eine eingestellte Mischgas wenigstens einen stöchiometnschen Mischungsquotienten aus einem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und aus einem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst, und ein Mischgasleitungssystem für das mindestens eine Mischgas, welches bei der Einstellung des wenigstens einen Mischungsquotienten anfällt und eine Chemieanlage aufweist, die an das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen des mindestens einen Ofengasmengenstroms; b) Bereitstellen des mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstroms; c) Herstellen mindestens eines Mischgases durch Mischen des in Schritt a) bereitgestellten mindestens einen Ofengasmengenstroms mit dem in Schritt b) bereitgestellten mindestens einen wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom, wobei der wenigstens eine stöchiometrische Mischungsquotienten mit dem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und dem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst, eingestellt wird; d) Zuführen des in Schritt c) hergestellten mindestens einen Mischgases über das Mischgasleitungssystem zu der an das Mischgassystem angeschlossenen Chemieanlage.

Die vorliegende Erfindung kann in einem Anlagenverbund zur Roheisenerzeugung sowie in einem Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes verwirklicht sein. Die Vorrichtungen des Anlagenverbundes können in einfacher und/oder mehrfacher Ausführung vorhanden sein. Der erfindungsgemäße Anlagenverbund zur Roheisenerzeugung weist gegenüber konventionellen Anlagenverbunden den Vorteil auf, dass aus den bei der Roheisenerzeugung anfallenden Rohgasen das Ofengas insbesondere mit einer H ₂ -Quelle nutzbar ist für die Zuführung zu einer Chemieanlage. Zudem ist der Anlagenverbund im Vergleich zu konventionellen Anlagenverbunden einfacher und unkomplizierter aufgebaut mit weniger Anlagenkomponenten und einer reduzierten Anzahl an Prozessschritten. Des Weiteren weist der Anlagenverbund eine verbesserte Beeinflussbarkeit der Wirtschaftlichkeit des Gesamtprozesses auf. Zudem soll der Anlagenverbund insbesondere mit der Einsparungsmöglichkeit einer Gaskonditionierung einen geringen Investitions- und Betriebsaufwand erfordern. Des Weiteren soll die Gaserzeugung emissionsarm und umweltschonend durchführbar sein. Zudem weist der erfindungsgemäße Anlagenverbund mit der Chemieanlage gegenüber konventionellen Chemieanlagen den Vorteil auf, dass als Einsatzgase Abgase aus beispielsweise Anlagenverbünden zur Roheisenerzeugung verwendet werden können, was die Wirtschaftlichkeit beeinflussen kann und umweltschonender ist. Zudem besteht im Unterschied zu konventionellen Chemieanlagen die Möglichkeit, auf aufwändige und emissionsintensive Verfahren zur Gaserzeugung wie beispielsweise Dampfreformierung oder Vergasung zu verzichten. Darüber hinaus ist es möglich, durch den Einsatz von sogenannten „grünen" Wasserstoffquellen regenerative Energie in den Anlagenverbund einzubringen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes weist gegenüber konventionellen Verfahren den Vorteil auf, dass aus den bei der Roheisenerzeugung anfallenden Rohgasen das Ofengas alleinig nutzbar ist für die Zuführung zu einer Chemieanlage. Zudem weist das Verfahren im Vergleich zu konventionellen Verfahren eine reduzierte Anzahl an Prozessschritten auf. Des Weiteren ist es möglich auf einfachem Wege regenerative Energie in den Prozess einzubinden und im Vergleich zum Betreiben konventioneller Anlagenverbunden Emissionen beispielsweise von CO2 einzusparen. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes weist gegenüber konventionellen Verfahren den Vorteil auf, dass zur Gaserzeugung nicht auf direktem Wege fossile Energieträger verwendet werden müssen und insbesondere Ofengas ausreicht.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Unter einem Ofengasstrom wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Gasstrom verstanden, welcher aus dem Ofenprozess abgezogen wurde.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem Ofengasleitungssystem ein System aus Gasleitungen verstanden, welches mit am Ofen, insbesondere bei der Roheisenerzeugung anfallenden Gasen beaufschlagt werden kann. Unter einer Wasserstoffquelle im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Quelle verstanden, welche Wasserstoff bereitstellt. Eine Wasserstoffquelle kann beispielsweise in einer Anlage zur Wasserstofferzeugung, in einem Wasserstoffgas führenden Gasleitungssystem, einer Pyrolyseanlage, einer Dampfreformierungsanlage, einer Wassergas-Shift-Anlage, einer Pressure-Swing-Adsorption-Anlage (PSA), insbesondere einer Koksofengas(-Pressure-Swing- Adsorptions-)anlage, einer beispielsweise Anlagenverbundinternen Purge-Gas-Rückführung, einem wasserstoffhaltigen Abgas, insbesondere aus einer Chemieanlage oder Raffinerie, bereitgestellt werden oder einer Kombination hiervon. Insbesondere kann die Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse, vorzugsweise durch Wasserelektrolyse erfolgen, wobei die Wasserelektrolyse zweckmäßig mit elektrischem Strom betrieben wird, der aus erneuerbarer Energie erzeugt wurde.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem H ₂ -Gasleitungssystem ein System aus mindestens einer Gasleitung verstanden, welches mit aus einer Wasserstoffquelle bereitgestellten, insbesondere bei Wasserelektrolyse anfallenden Wasserstoff und/oder wasserstoffreichen Fluid oder einer Kombination hiervon beaufschlagt werden kann.

Unter einer Mischvorrichtung im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung verstanden, mit welcher ein Mischgas umfassend Ofengas und Wasserstoff und umfassend wenigstens einen stöchiometrischen Mischungsquotienten aus einem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und aus einem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid hergestellt wird, verstanden. Insbesondere kann eine Mischvorrichtung ausgewählt sein aus einer Gruppe von einer Venturidüse, einem Mischbehälter, einer Mixing Station, einem statischen Mischer, einem Ejektor, einer Rohrleitungs-T-Stück oder einer Kombination hiervon.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem Mischgasleitungssystem ein System aus mindestens einer Gasleitung verstanden, welches mit einem erfindungsgemäßen Mischgas umfassend Ofengas und Wasserstoff und/oder wasserstoffreichen Fluid oder einer Kombination hiervon beaufschlagt werden kann, wobei das Mischgasleitungssystem mit der Mischvorrichtung fluidisch verbunden und in Strömungsrichtung nach der Mischvorrichtung angeordnet ist.

Unter einer Chemieanlage im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Anlage verstanden, mit welcher organische Verbindungen, insbesondere Kohlenwasserstoffverbindungen und Oxygenate hiervon, wie beispielsweise Methanol, bereitgestellt werden können. Insbesondere können mit einer erfindungsgemäßen Chemieanlage aus einem Mischgas, welches wenigstens einen stöchiometrischen Mischungsquotienten aus einem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und aus einem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst, chemische Produkte, wie beispielsweise Methanol oder auch andere Kohlenwasserstoffverbindungen erzeugt werden. Die Leistung der Chemieanlage wird in Abhängigkeit der diesen Anlagen zugeführten Mischgasmenge geregelt. Eine wesentliche Herausforderung für die Chemieanlage ist die dynamische Fahrweise bei wechselnden Anlagenlasten. Die Betriebsweise bei wechselnden Anlagenlasten kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass die Chemieanlage eine Mehrzahl parallel geschalteter kleiner Einheiten aufweist, die je nach zur Verfügung stehenden Nutzgasmengenstrom einzeln zu- oder abgeschaltet werden.

Ausführungsformen der Erfindung In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Zusammensetzung des Ofengasmengenstroms zusätzlich Stickstoff.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das mit der mindestens einen Mischvorrichtung eingestellte Mischgas einen stöchiometrischen Mischungsquotient mit dem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und dem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid im Bereich von 1 bis 10, vorzugsweise im Bereich von 1,2 bis 6, besonders bevorzugt im Bereich von 1,8 bis 4, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1,9 bis 3, auf. Insbesondere ist bei der Berechnung des Mischungsquotienten auch umfasst, dass CO oder C0 ₂ gleich 0 ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Gasreinigung, wobei die mindestens eine Anlage zur Gasreinigung an das Ofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Anlage zur Gasreinigung eine Anlage verstanden, welche diejenigen Bestandteile eines Ofengases wenigstens teilweise abtrennt, welche sich unvorteilhaft, insbesondere den Wirkungsgrad in nachgeordneten Prozessschritten auswirken könnten. Insbesondere wird unter einer Gasreinigung eine ein- oder mehrstufige Reinigung, insbesondere ausgewählt aus einer Gruppe von mechanischen Sortierverfahren wie beispielsweise einer Trennung auf der Grundlage von Dichte, Partikelgröße, Partikelträgheit, Oberflächenbenetzbarkeit, Magnetisierbarkeit, elektrischer Beweglichkeit oder einer Kombination hiervon, von chemischen Trennverfahren wie beispielsweise einer Trennung auf der Grundlage von chemischen Eigenschaften, wie beispielsweise katalytischen Verfahren, Entschwefelungsverfahren, Verfahren zur Sauerstoffentfernung oder einer Kombination hiervon, von thermischen Trennverfahren, wie beispielsweise einer Trennung auf der Grundlage von Siedepunkt, Gefrierpunkt, Sublimation, Löslichkeit oder einer Kombination hiervon, verstanden. Bei einer beispielsweise zweistufigen Reinigung werden die gröberen Staubpartikel in einer ersten„trockenen" Stufe als Gichtstaub abgeschieden insbesondere mit Wirbier, Staubsack oder einer Kombination hiervon. Die feineren Partikel werden meist in einer zweiten Stufe „nass" durch Eindüsen von Wasser entfernt insbesondere mit Wascher, Ringspaltwascher oder einer Kombination hiervon. Beispiele für die Abtrennung störender Inhaltsstoffe sind Teer, Schwefel und Schwefelverbindungen sowie Stäube.

Vorteilhafterweise wird die Chemieanlage mit einem Druck im Bereich von 1 bis 400 bar, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 200 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 50 bis 130 bar, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 80 bar beaufschlagt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Gaskompression, wobei die mindestens eine Anlage zur Gaskompression an das Ofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist. Vorteilhafterweise stellt die Anlage zur Gaskompression einen Druck bereit im Bereich von 1 bis 400 bar, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 200 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 50 bis 130 bar, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 80 bar. Insbesondere kann eine nachgeschaltete Chemieanlage mit vorgenannten Druckbereichen beaufschlagt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Kohlenmonoxid-Separation und/oder Kohlendioxid-Separation, wobei die mindestens eine Anlage zur Kohlenmonoxid-Separation und/oder Kohlendioxid- Separation an das Ofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Anlage zur Kohlenmonoxid-Separation eine Anlage verstanden, welche Kohlenmonoxid wenigstens teilweise abtrennt.

Unter einer Anlage zur Kohlendioxid-Separation wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Anlage verstanden, welche Kohlendioxid wenigstens teilweise abtrennt.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Anlagenverbund zusätzlich eine weitere Kohlendioxidquelle, wobei die mindestens eine weitere Kohlendioxidquelle an das Ofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist. Unter einer Kohlendioxidquelle im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Quelle verstanden, welche Kohlendioxid bereitstellt. Eine Kohlendioxidquelle kann beispielsweise einen aus einer Produktionsanlage mit einer Kohlenstoffdioxidquelle anfallenden Kohlenstoffdioxidhaltigen Mengenstrom, insbesondere Fluidstrom umfassen. Beispielsweise kann eine Kohlenstoffdioxidquelle auch eine C0 ₂ -Wäsche, eine CO-Shift-Anlage, ein C0 ₂ -reiches Fluid, wie beispielsweise ein C0 ₂ -reiches Abgas oder einer Kombination hiervon umfassen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die an das Mischgasleitungssystem angeschlossene Chemieanlage ausgewählt aus einer Gruppe von einer Anlage zur Herstellung von Methanol, einer Anlage zur Herstellung höherer Alkohole, insbesondere Ethanol, n-Propanol, iso-Propanol, n-Butanol, iso-Butanol, sec-Butanol, tert-Butanol, 1,4-Butandiol oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Alkanen, insbesondere Methan, Ethan, Propan, n-Butan, iso-Butan, Cycle-Hexan oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Alkenen, insbesondere Ethen, Propen, But-l-en, (Z)-But-2-en, (E)-But-2-en, 2- Methylprop-l-en, 1,3-Butadien oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Alkinen, insbesondere Ethin, Propin, 1-Butin, 2-Butin oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Ethern, insbesondere linearerer Ether, cyclischer Ether, verzweigter Ether, gesättigter Ether, ungesättigter Ether, Dimethylether (DME), Isopropylmethylether, Oxacyclohexan, Polyoxymethylendimethylether (OME) oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Aldehyden, insbesondere Formaldehyd, Acetaldehyd, Propanal, Butanal oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Ketonen, insbesondere Aceton, Butanon, 2-Pentanon, 3-Pentanon, Methylisopropylketon oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Carbonsäuren, insbesondere Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Oxalsäure oder einer Kombination hiervon oder einer Kombination hiervon.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Zusammensetzung des in Schritt a) bereitgestellten Ofengasmengenstroms zusätzlich Stickstoff.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das in Schritt c) hergestellte mindestens eine Mischgas auf einen stöchiometrischen Mischungsquotient mit dem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und dem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid im Bereich von 1 bis 10, vorzugsweise im Bereich von 1,2 bis 6, besonders bevorzugt im Bereich von 1,8 bis 4, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1,9 bis 3, eingestellt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Gasreinigung auf, wobei die mindestens eine Anlage zur Gasreinigung an das Ofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist, wobei das Verfahren als einen weiteren Schritt e) das Reinigen des in Schritt a) bereitgestellten mindestens einen Ofengasmengenstroms und/oder des in Schritt b) bereitgestellten wasserstoffhaltigen Gasmengenstroms und/oder des in Schritt c) hergestellten mindestens einen Mischgases umfasst. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Gaskompression auf, wobei die mindestens eine Anlage zur Gaskompression an das Ofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist, wobei das Verfahren als einen weiteren Schritt f) das Komprimieren des in Schritt a) bereitgestellten mindestens einen Ofengasmengenstroms und/oder des in Schritt b) bereitgestellten wasserstoffhaltigen Gasmengenstroms und/oder des in Schritt c) hergestellten mindestens einen Mischgases umfasst.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Komprimieren in Schritt f) bei einem Druck im Bereich von 1 bis 400 bar, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 200 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 50 bis 130 bar, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 80 bar durchgeführt.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Anlagenverbund zusätzlich eine Anlage zur Kohlenmonoxid-Separation und/oder Kohlendioxid-Separation, wobei das Verfahren als einen weiteren Schritt g) das wenigstens teilweise Separieren von Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid umfasst.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Anlagenverbund zusätzlich eine weitere Kohlendioxidquelle, wobei das Verfahren zur Einstellung des stöchiometrischen Mischungsquotienten des hergestellten mindestens einen Mischgases als einen weiteren Schritt h) die Zuführung von Kohlendioxid aus der weiteren Kohlendioxidquelle umfasst.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Reihenfolge und/oder die Anzahl der Schritte e) bis h) beliebig.

Im Einzelnen umfasst die Erfindung die folgenden ersten bevorzugten Ausführungsformen: Eine erste bevorzugte Ausführungsformen ist ein Anlagenverbund zur Roheisenerzeugung mit

einem Hochofen zur Roheisenerzeugung,

einem Hochofengasleitungssystem für mindestens einen Hochofengasmengenstrom, der bei der Roheisenerzeugung anfällt, wobei der Hochofengasmengenstrom eine Zusammensetzung aufweist, welche wenigstens Stickstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst,

einer Wasserstoffquelle,

einem H ₂ -Gasleitungssystem für mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom,

dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens eine Mischvorrichtung zur Einstellung mindestens eines Mischgases aus dem mindestens einen Hochofengasstrom und dem mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Mischvorrichtung an das Hochofengasleitungssystem und an das H ₂ -Gasleitungssystem angeschlossen ist und wobei das mindestens eine eingestellte Mischgas wenigstens einen stöchiometrischen Mischungsquotienten aus einem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und aus einem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst, und ein Mischgasleitungssystem für das mindestens eine Mischgas, welches bei der Einstellung des wenigstens einen Mischungsquotienten anfällt und eine Chemieanlage aufweist, die an das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist.

Anlagenverbund nach der ersten bevorzugten Ausführungsform 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der mindestens einen Mischvorrichtung eingestellte Mischgas einen Mischungsquotient im Bereich von 1,2 bis 10, vorzugsweise im Bereich von 1,8 bis 6, besonders bevorzugt im Bereich von 1,9 bis 4, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 3, aufweist.

Anlagenverbund nach einer der ersten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Gasreinigung umfasst, wobei die mindestens eine Anlage zur Gasreinigung an das Hochofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist. Anlagenverbund nach einer der ersten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur

Gaskompression umfasst, wobei die mindestens eine Anlage zur Gaskompression an das Hochofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist. Anlagenverbund nach einer der ersten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Kohlenmonoxid-Separation und/oder Kohlendioxid-Separation umfasst, wobei die mindestens eine Anlage zur Kohlenmonoxid-Separation und/oder Kohlendioxid- Separation an das Hochofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist. Anlagenverbund nach einer der ersten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich eine weitere Kohlendioxidquelle umfasst, wobei die mindestens eine weitere Kohlendioxidquelle an das Hochofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das

Mischgasleitungssystem angeschlossen ist. Anlagenverbund nach einer der ersten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an das Mischgasleitungssystem angeschlossene Chemieanlage ausgewählt ist aus einer Gruppe von einer Anlage zur Herstellung von Methanol, einer

Anlage zur Herstellung höherer Alkohole, insbesondere Ethanol, n-Propanol, iso- Propanol, n-Butanol, iso-Butanol, sec-Butanol, tert-Butanol, 1,4-Butandiol oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Alkanen, insbesondere Methan, Ethan, Propan, n-Butan, iso-Butan, Cycle-Hexan oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Alkenen, insbesondere Ethen, Propen, But-l-en, (Z)-But-2- en, (E)-But-2-en, 2-Methylprop-l-en, 1,3-Butadien oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Alkinen, insbesondere Ethin, Propin, 1-Butin, 2-Butin oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Ethern, insbesondere linearerer Ether, cyclischer Ether, verzweigter Ether, gesättigter Ether, ungesättigter Ether, Dimethylether (DME), Isopropylmethylether, Oxacyclohexan, Polyoxymethylendimethylether (OME) oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Aldehyden, insbesondere Formaldehyd, Acetaldehyd, Propanal, Butanal oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Ketonen, insbesondere Aceton, Butanon, 2-Pentanon, 3-Pentanon, Methylisopropylketon oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Carbonsäuren, insbesondere Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Oxalsäure oder einer Kombination hiervon oder einer Kombination hiervon.

Eine erste bevorzugte Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Betreiben eines

Anlagenverbundes, der

einen Hochofen zur Roheisenerzeugung,

ein Hochofengasleitungssystem für mindestens einen Hochofengasmengenstrom, der bei der Roheisenerzeugung anfällt, wobei der Hochofengasmengenstrom eine Zusammensetzung aufweist, welche wenigstens Stickstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst,

eine Wasserstoffquelle,

ein H ₂ -Gasleitungssystem für mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom,

mindestens eine Mischvorrichtung zur Einstellung mindestens eines Mischgases aus dem mindestens einen Hochofengasstrom und dem mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Mischvorrichtung an das Hochofengasleitungssystem und an das H ₂ -Gasleitungssystem angeschlossen ist und wobei das mindestens eine eingestellte Mischgas wenigstens einen stöchiometrischen Mischungsquotienten aus einem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und aus einem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst, und

ein Mischgasleitungssystem für das mindestens eine Mischgas, welches bei der Einstellung des wenigstens einen Mischungsquotienten anfällt und eine Chemieanlage aufweist, die an das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen des mindestens einen Hochofengasmengenstroms; b) Bereitstellen des mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstroms; c) Herstellen mindestens eines Mischgases durch Mischen des in Schritt a) bereitgestellten mindestens einen Hochofengasmengenstroms mit dem in Schritt b) bereitgestellten mindestens einen wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom, wobei der wenigstens eine stöchiometrische Mischungsquotienten mit dem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und dem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst, eingestellt wird; d) Zuführen des in Schritt c) hergestellten mindestens einen Mischgases über das Mischgasleitungssystem zu der an das Mischgassystem angeschlossenen Chemieanlage. Verfahren nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform 8, dadurch gekennzeichnet, dass das in Schritt c) hergestellte mindestens eine Mischgas auf einen stöchiometrischen Mischungsquotient mit dem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und dem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid im Bereich von 1,2 bis 10, vorzugsweise im Bereich von 1,8 bis 6, besonders bevorzugt im Bereich von 1,9 bis 4, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 3, eingestellt wird. Verfahren nach einer der ersten bevorzugten Ausführungsformen 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Gasreinigung aufweist, wobei die mindestens eine Anlage zur Gasreinigung an das Hochofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist, wobei das Verfahren als einen weiteren Schritt e) das Reinigen des in Schritt a) bereitgestellten mindestens einen Hochofengasmengenstroms und/oder des in Schritt b) bereitgestellten wasserstoffhaltigen Gasmengenstroms und/oder des in Schritt c) hergestellten mindestens einen Mischgases umfasst. Verfahren nach einer der ersten bevorzugten Ausführungsformen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Gaskompression aufweist, wobei die mindestens eine Anlage zur Gaskompression an das Hochofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist, wobei das Verfahren als einen weiteren Schritt f) das Komprimieren des in Schritt a) bereitgestellten mindestens einen Hochofengasmengenstroms und/oder des in Schritt b) bereitgestellten wasserstoffhaltigen Gasmengenstroms und/oder des in Schritt c) hergestellten mindestens einen Mischgases umfasst.

12. Verfahren nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Komprimieren in Schritt f) bei einem Druck im Bereich von 1 bis 400 bar, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 200 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 50 bis 130 bar, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 80 bar durchgeführt wird.

13. Verfahren nach einer der ersten bevorzugten Ausführungsformen 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich eine Anlage zur Kohlenmonoxid-

Separation und/oder Kohlendioxid-Separation umfasst, wobei das Verfahren als einen weiteren Schritt g) das wenigstens teilweise Separieren von Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid umfasst. 14. Verfahren nach einer der ersten bevorzugten Ausführungsformen 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich eine weitere Kohlendioxidquelle umfasst, wobei das Verfahren zur Einstellung des stöchiometrischen Mischungsquotienten des hergestellten mindestens einen Mischgases als einen weiteren Schritt h) die Zuführung von Kohlendioxid aus der weiteren Kohlendioxidquelle umfasst.

15. Verfahren nach einer der ersten bevorzugten Ausführungsformen 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge und/oder die Anzahl der Schritte e) bis h) beliebig ist. inzelnen umfasst die Erfindung die folgenden zweiten bevorzugten Ausführungsformen: l. Eine zweite bevorzugte Ausführungsformen ist ein Anlagenverbund zur Roheisenerzeugung mit einem Schmelzreduktionsofen zur Roheisenerzeugung, einem Schmelzreduktionsofengasleitungssystem für mindestens einen Schmelzreduktionsofengasmengenstrom, der bei der Roheisenerzeugung anfällt, wobei der Schmelzreduktionsofengasmengenstrom eine Zusammensetzung aufweist, welche wenigstens Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst,

einer Wasserstoffquelle,

einem H ₂ -Gasleitungssystem für mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom,

dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens eine Mischvorrichtung zur Einstellung mindestens eines Mischgases aus dem mindestens einen Schmelzreduktionsofengasstrom und dem mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Mischvorrichtung an das Schmelzreduktionsofengasleitungssystem und an das H ₂ -Gasleitungssystem angeschlossen ist und wobei das mindestens eine eingestellte Mischgas wenigstens einen stöchiometrischen Mischungsquotienten aus einem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und aus einem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst, und ein Mischgasleitungssystem für das mindestens eine Mischgas, welches bei der Einstellung des wenigstens einen Mischungsquotienten anfällt und eine Chemieanlage aufweist, die an das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist. Anlagenverbund nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des

Schmelzreduktionsofengasmengenstroms zusätzlich Stickstoff umfasst.

Anlagenverbund nach einer der zweiten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der mindestens einen Mischvorrichtung eingestellte Mischgas einen Mischungsquotient im Bereich von 1 bis 10, vorzugsweise im Bereich von 1,2 bis 6, besonders bevorzugt im Bereich von 1,8 bis 4, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1,9 bis 3, aufweist.

Anlagenverbund nach einer der zweiten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Gasreinigung umfasst, wobei die mindestens eine Anlage zur Gasreinigung an das Schmelzreduktionsofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist. Anlagenverbund nach einer der zweiten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Gaskompression umfasst, wobei die mindestens eine Anlage zur Gaskompression an das Schmelzreduktionsofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist. Anlagenverbund nach einer der zweiten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Kohlenmonoxid-Separation und/oder Kohlendioxid-Separation umfasst, wobei die mindestens eine Anlage zur Kohlenmonoxid-Separation und/oder Kohlendioxid- Separation an das Schmelzreduktionsofengasleitungssystem und/oder das H ₂ - Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist. Anlagenverbund nach einer der zweiten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich eine weitere Kohlendioxidquelle umfasst, wobei die mindestens eine weitere Kohlendioxidquelle an das Schmelzreduktionsofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist. Anlagenverbund nach einer der zweiten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die an das Mischgasleitungssystem angeschlossene Chemieanlage ausgewählt ist aus einer Gruppe von einer Anlage zur Herstellung von

Methanol, einer Anlage zur Herstellung höherer Alkohole, insbesondere Ethanol, n- Propanol, iso-Propanol, n-Butanol, iso-Butanol, sec-Butanol, tert-Butanol, 1,4-Butandiol oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Alkanen, insbesondere Methan, Ethan, Propan, n-Butan, iso-Butan, Cycle-Hexan oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Alkenen, insbesondere Ethen, Propen, But-1- en, (Z)-But-2-en, (E)-But-2-en, 2-Methylprop-l-en, 1,3-Butadien oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Alkinen, insbesondere Ethin, Propin, 1-Butin, 2- Butin oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Ethern, insbesondere linearerer Ether, cyclischer Ether, verzweigter Ether, gesättigter Ether, ungesättigter Ether, Dimethylether (DME), Isopropylmethylether, Oxacyclohexan, Polyoxymethylendimethylether (OME) oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Aldehyden, insbesondere Formaldehyd, Acetaldehyd, Propanal, Butanal oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Ketonen, insbesondere Aceton, Butanon, 2-Pentanon, 3-Pentanon, Methylisopropylketon oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Carbonsäuren, insbesondere Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Oxalsäure oder einer Kombination hiervon oder einer Kombination hiervon.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes, der

einen Schmelzreduktionsofen zur Roheisenerzeugung,

ein Schmelzreduktionsofengasleitungssystem für mindestens einen Schmelzreduktionsofengasmengenstrom, der bei der Roheisenerzeugung anfällt, wobei der Schmelzreduktionsofengasmengenstrom eine Zusammensetzung aufweist, welche wenigstens Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst,

eine Wasserstoffquelle,

ein H ₂ -Gasleitungssystem für mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom,

mindestens eine Mischvorrichtung zur Einstellung mindestens eines Mischgases aus dem mindestens einen Schmelzreduktionsofengasstrom und dem mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Mischvorrichtung an das Schmelzreduktionsofengasleitungssystem und an das H ₂ -Gasleitungssystem angeschlossen ist und wobei das mindestens eine eingestellte Mischgas wenigstens einen stöchiometrischen Mischungsquotienten aus einem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und aus einem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst, und

ein Mischgasleitungssystem für das mindestens eine Mischgas, welches bei der Einstellung des wenigstens einen Mischungsquotienten anfällt und eine Chemieanlage aufweist, die an das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen des mindestens einen Schmelzreduktionsofengasmengenst b) Bereitstellen des mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstroms; c) Herstellen mindestens eines Mischgases durch Mischen des in Schritt a) bereitgestellten mindestens einen Schmelzreduktionsofengasmengenstroms mit dem in Schritt b) bereitgestellten mindestens einen wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom, wobei der wenigstens eine stöchiometrische Mischungsquotienten mit dem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und dem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und

Kohlendioxid umfasst, eingestellt wird; d) Zuführen des in Schritt c) hergestellten mindestens einen Mischgases über das Mischgasleitungssystem zu der an das Mischgassystem angeschlossenen Chemieanlage.

10. Verfahren nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des in Schritt a) bereitgestellten Schmelzreduktionsofengasmengenstroms zusätzlich Stickstoff umfasst.

11. Verfahren nach einer der zweiten bevorzugten Ausführungsformen 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das in Schritt c) hergestellte mindestens eine Mischgas auf einen stöchiometrischen Mischungsquotient mit dem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und dem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und

Kohlendioxid im Bereich von 1 bis 10, vorzugsweise im Bereich von 1,2 bis 6, besonders bevorzugt im Bereich von 1,8 bis 4, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1,9 bis 3, eingestellt wird. 12. Verfahren nach einer der zweiten bevorzugten Ausführungsformen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Gasreinigung aufweist, wobei die mindestens eine Anlage zur Gasreinigung an das Schmelzreduktionsofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist, wobei das Verfahren als einen weiteren Schritt e) das Reinigen des in Schritt a) bereitgestellten mindestens einen Schmelzreduktionsofengasmengenstroms und/oder des in Schritt b) bereitgestellten wasserstoffhaltigen Gasmengenstroms und/oder des in Schritt c) hergestellten mindestens einen Mischgases umfasst. Verfahren nach einer der zweiten bevorzugten Ausführungsformen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Gaskompression aufweist, wobei die mindestens eine Anlage zur Gaskompression an das Schmelzreduktionsofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist, wobei das Verfahren als einen weiteren Schritt f) das Komprimieren des in Schritt a) bereitgestellten mindestens einen Schmelzreduktionsofengasmengenstroms und/oder des in Schritt b) bereitgestellten wasserstoffhaltigen Gasmengenstroms und/oder des in Schritt c) hergestellten mindestens einen Mischgases umfasst. Verfahren nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Komprimieren in Schritt f) bei einem Druck im Bereich von 1 bis 400 bar, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 200 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 50 bis 130 bar, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 80 bar durchgeführt wird. Verfahren nach einer der zweiten bevorzugten Ausführungsformen 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich eine Anlage zur Kohlenmonoxid- Separation und/oder Kohlendioxid-Separation umfasst, wobei das Verfahren als einen weiteren Schritt g) das wenigstens teilweise Separieren von Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid umfasst. Verfahren nach einer der zweiten bevorzugten Ausführungsformen 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich eine weitere Kohlendioxidquelle umfasst, wobei das Verfahren zur Einstellung des stöchiometrischen Mischungsquotienten des hergestellten mindestens einen Mischgases als einen weiteren Schritt h) die Zuführung von Kohlendioxid aus der weiteren Kohlendioxidquelle umfasst. Verfahren nach einer der zweiten bevorzugten Ausführungsformen 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge und/oder die Anzahl der Schritte e) bis h) beliebig ist. inzelnen umfasst die Erfindung die folgenden dritten bevorzugten Ausführungsformen:

1. Eine dritte bevorzugte Ausführungsform ist ein Anlagenverbund zur Roheisenerzeugung mit einem Direktreduktionsofen zur Roheisenerzeugung,

einem Direktreduktionsofengasleitungssystem für mindestens einen

Direktreduktionsofengasmengenstrom, der bei der Roheisenerzeugung anfällt, wobei der Direktreduktionsofengasmengenstrom eine Zusammensetzung aufweist, welche wenigstens Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst,

einer Wasserstoffquelle,

einem H ₂ -Gasleitungssystem für mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom,

dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens eine Mischvorrichtung zur Einstellung mindestens eines Mischgases aus dem mindestens einen Direktreduktionsofengasstrom und dem mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Mischvorrichtung an das Direktreduktionsofengasleitungssystem und an das H ₂ -Gasleitungssystem angeschlossen ist und wobei das mindestens eine eingestellte Mischgas wenigstens einen stöchiometrischen Mischungsquotienten aus einem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und aus einem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst, und ein Mischgasleitungssystem für das mindestens eine Mischgas, welches bei der Einstellung des wenigstens einen Mischungsquotienten anfällt und eine Chemieanlage aufweist, die an das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist.

2. Anlagenverbund nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Direktreduktionsofengasmengenstroms zusätzlich Stickstoff umfasst. 3. Anlagenverbund nach einer der dritten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der mindestens einen Mischvorrichtung eingestellte Mischgas einen Mischungsquotient im Bereich von 1 bis 10, vorzugsweise im Bereich von 1,2 bis 6, besonders bevorzugt im Bereich von 1,8 bis 4, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1,9 bis 3, aufweist. Anlagenverbund nach einer der dritten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Gasreinigung umfasst, wobei die mindestens eine Anlage zur Gasreinigung an das Direktreduktionsofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist. Anlagenverbund nach einer der dritten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Gaskompression umfasst, wobei die mindestens eine Anlage zur Gaskompression an das

Direktreduktionsofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist. Anlagenverbund nach einer der dritten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur

Kohlenmonoxid-Separation und/oder Kohlendioxid-Separation umfasst, wobei die mindestens eine Anlage zur Kohlenmonoxid-Separation und/oder Kohlendioxid- Separation an das Direktreduktionsofengasleitungssystem und/oder das H ₂ - Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist. Anlagenverbund nach einer der dritten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich eine weitere Kohlendioxidquelle umfasst, wobei die mindestens eine weitere Kohlendioxidquelle an das Direktreduktionsofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist. Anlagenverbund nach einer der dritten bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die an das Mischgasleitungssystem angeschlossene Chemieanlage ausgewählt ist aus einer Gruppe von einer Anlage zur Herstellung von Methanol, einer Anlage zur Herstellung höherer Alkohole, insbesondere Ethanol, n-Propanol, iso-

Propanol, n-Butanol, iso-Butanol, sec-Butanol, tert-Butanol, 1,4-Butandiol oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Alkanen, insbesondere Methan, Ethan, Propan, n-Butan, iso-Butan, Cycle-Hexan oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Alkenen, insbesondere Ethen, Propen, But-l-en, (Z)-But-2- en, (E)-But-2-en, 2-Methylprop-l-en, 1,3-Butadien oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Alkinen, insbesondere Ethin, Propin, 1-Butin, 2-Butin oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Ethern, insbesondere linearerer Ether, cyclischer Ether, verzweigter Ether, gesättigter Ether, ungesättigter Ether, Dimethylether (DME), Isopropylmethylether, Oxacyclohexan,

Polyoxymethylendimethylether (OME) oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Aldehyden, insbesondere Formaldehyd, Acetaldehyd, Propanal, Butanal oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Ketonen, insbesondere Aceton, Butanon, 2-Pentanon, 3-Pentanon, Methylisopropylketon oder einer Kombination hiervon, einer Anlage zur Herstellung von Carbonsäuren, insbesondere Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Oxalsäure oder einer Kombination hiervon oder einer Kombination hiervon.

Eine dritte bevorzugte Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Betreiben eines

Anlagenverbundes, der einen Direktreduktionsofen zur Roheisenerzeugung,

ein Direktreduktionsofengasleitungssystem für mindestens einen

Direktreduktionsofengasmengenstrom, der bei der Roheisenerzeugung anfällt, wobei der

Direktreduktionsofengasmengenstrom eine Zusammensetzung aufweist, welche wenigstens Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst,

eine Wasserstoffquelle,

ein H ₂ -Gasleitungssystem für mindestens einen aus der Wasserstoffquelle (3) emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom,

mindestens eine Mischvorrichtung zur Einstellung mindestens eines Mischgases aus dem mindestens einen Direktreduktionsofengasstrom und dem mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Mischvorrichtung an das Direktreduktionsofengasleitungssystem und an das H ₂ -Gasleitungssystem angeschlossen ist und wobei das mindestens eine eingestellte Mischgas wenigstens einen stöchiometrischen Mischungsquotienten aus einem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und aus einem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst, und

ein Mischgasleitungssystem für das mindestens eine Mischgas, welches bei der Einstellung des wenigstens einen Mischungsquotienten anfällt und eine Chemieanlage aufweist, die an das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen des mindestens einen Direktreduktionsofengasmengenstroms; b) Bereitstellen des mindestens einen aus der Wasserstoffquelle emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstroms; c) Herstellen mindestens eines Mischgases durch Mischen des in Schritt a) bereitgestellten mindestens einen Direktreduktionsofengasmengenstroms mit dem in Schritt b) bereitgestellten mindestens einen wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom, wobei der wenigstens eine stöchiometrische Mischungsquotienten mit dem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und dem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umfasst, eingestellt wird; d) Zuführen des in Schritt c) hergestellten mindestens einen Mischgases über das Mischgasleitungssystem zu der an das Mischgassystem angeschlossenen Chemieanlage. Verfahren nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des in Schritt a) bereitgestellten Direktreduktionsofengasmengenstroms zusätzlich Stickstoff umfasst. Verfahren nach einer der dritten bevorzugten Ausführungsformen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das in Schritt c) hergestellte mindestens eine Mischgas auf einen stöchiometrischen Mischungsquotient mit dem Dividend mit dem Differenzbetrag der molaren Mengen an Wasserstoff als Minuend und Kohlendioxid als Subtrahend und dem Divisor mit dem Summenbetrag der molaren Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid im Bereich von 1 bis 10, vorzugsweise im Bereich von 1,2 bis 6, besonders bevorzugt im Bereich von 1,8 bis 4, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1,9 bis 3, eingestellt wird. Verfahren nach einer der dritten bevorzugten Ausführungsformen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Gasreinigung aufweist, wobei die mindestens eine Anlage zur Gasreinigung an das Direktreduktionsofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist, wobei das Verfahren als einen weiteren Schritt e) das Reinigen des in Schritt a) bereitgestellten mindestens einen Direktreduktionsofengasmengenstroms und/oder des in Schritt b) bereitgestellten wasserstoffhaltigen Gasmengenstroms und/oder des in Schritt c) hergestellten mindestens einen Mischgases umfasst. Verfahren nach einer der dritten bevorzugten Ausführungsformen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich mindestens eine Anlage zur Gaskompression aufweist, wobei die mindestens eine Anlage zur Gaskompression an das

Direktreduktionsofengasleitungssystem und/oder das H ₂ -Gasleitungssystem und/oder das Mischgasleitungssystem angeschlossen ist, wobei das Verfahren als einen weiteren Schritt f) das Komprimieren des in Schritt a) bereitgestellten mindestens einen Direktreduktionsofengasmengenstroms und/oder des in Schritt b) bereitgestellten wasserstoffhaltigen Gasmengenstroms und/oder des in Schritt c) hergestellten mindestens einen Mischgases umfasst. Verfahren nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Komprimieren in Schritt f) bei einem Druck im Bereich von 1 bis 400 bar, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 200 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 50 bis

130 bar, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 80 bar durchgeführt wird. Verfahren nach einer der dritten bevorzugten Ausführungsformen 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich eine Anlage zur Kohlenmonoxid- Separation und/oder Kohlendioxid-Separation umfasst, wobei das Verfahren als einen weiteren Schritt g) das wenigstens teilweise Separieren von Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid umfasst. Verfahren nach einer der dritten bevorzugten Ausführungsformen 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich eine weitere Kohlendioxidquelle umfasst, wobei das Verfahren zur Einstellung des stöchiometrischen Mischungsquotienten des hergestellten mindestens einen Mischgases als einen weiteren Schritt h) die Zuführung von Kohlendioxid aus der weiteren Kohlendioxidquelle umfasst. 17. Verfahren nach einer der dritten bevorzugten Ausführungsformen 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge und/oder die Anzahl der Schritte e) bis h) beliebig ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch

Fig. 1 ein stark vereinfachtes Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Anlagenverbundes zur Roheisenerzeugung.

In der Fig. 1 ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Anlagenverbund zur Roheisenerzeugung mit einem Ofen 1 zur Roheisenerzeugung, einem Ofengasleitungssystem 2 für mindestens einen Ofengasmengenstrom, der bei der Roheisenerzeugung anfällt, einer Wasserstoffquelle 3, einem H ₂ -Gasleitungssystem 4 für mindestens einen aus der Wasserstoffquelle 3 emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom, einer Mischvorrichtung 5 zur Einstellung mindestens eines Mischgases aus dem mindestens einen Ofengasstrom und dem mindestens einen aus der Wasserstoffquelle 3 emittierten wasserstoffhaltigen Gasmengenstrom, wobei die mindestens eine Mischvorrichtung 5 an das Ofengasleitungssystem 2 und an das H ₂ - Gasleitungssystem 4 angeschlossen ist und ein Mischgasleitungssystem 6 für das mindestens eine Mischgas, welches nach Einstellung eines wenigstens einen Mischungsquotienten einer Chemieanlage 7, die an das Mischgasleitungssystem 6 angeschlossen ist, zugeführt wird. Gestrichelt dargestellt sind optionale Anlagen des erfindungsgemäßen Anlagenverbundes. Hierbei ist in dem Ofengasleitungssystem 2 optional eine Anlage zur Gasreinigung 8, eine Anlage zur Kohlenmonoxid-Separation 10, eine Anlage zur Kohlendioxid-Separation 11 angeordnet und/oder wird zusätzlich eine weitere Kohlendioxidquelle 12 zugeführt. In dem Mischgasleitungssystem 6 ist optional eine Anlage zur Gaskompression 9 angeordnet. Die Anzahl und/oder Reihenfolge der Anordnung aller vorgenannten Vorrichtungen ist beliebig solange die Einstellung eines Michgases umfassend Ofengas und wasserstoffhaltiges Gas in einer Mischvorrichtung und die Zuführung des eingestellten Mischgases in eine Chemieanlage umfasst ist. Als Strömungspfeile sind in der Fig. 1 nur die Hauptströme dargestellt.

Gewerbliche Anwendbarkeit Anlagenverbund zur Roheisenerzeugung und ein Verfahren zum Betreiben eines Anlagenverbundes der vorbeschriebenen Art können in der Produktion von Roheisen eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste

I = Ofen, insbesondere Hochofen, Schmelzreduktionsofen, Direktreduktionsofen 2 = Ofengasleitungssystem, insbesondere Hochofengasleitungssystem,

Schmelzreduktionsofengasleitungssystem,

Direktreduktionsofengasleitungssystem

3 = Wasserstoffquelle

4 = H ₂ -Gasleitungssystem

5 = Mischvorrichtung

6 = Mischgasleitungssystem

7 = Chemieanlage

8 = Anlage zur Gasreinigung

9 = Anlage zur Gaskompression

10 = Anlage zur Kohlenmonoxid-Separation

I I = Anlage zur Kohlendioxid-Separation

12 = Kohlendioxidquelle