Verfahren zur Herstellung von Ethylen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ethylen gemäß dem

Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem solchen Verfahren wird z.B. ein ethanolhaltiger Stoffstrom in zumindest einen Reaktor eingespeist und dort unter Bildung von Ethylen dehydratisiert. Der Gewinnung von Ethylen aus Ethanol durch Dehydratisierung an einem

heterogenen Katalysator ist eine Technologie, die aufgrund ihrer Charakteristik (sehr hohe Selektivität, sehr hoher Umsatz) und vergleichsweise einfachen Zerlegungsteils auch für kleinere Produktionsmengen interessant ist. Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art insbesondere im vorgenannten Bereich kostengünstig und effizient zu gestalten.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Danach ist vorgesehen, dass der flüssige Stoffstrom lediglich vor dem Einspeisen (stromauf) in den mindestens einen Reaktor mittels einer Pumpe (Hochdruckpumpe) bzw. eines Pumpmittels verdichtet wird, d.h., mittels der besagten Pumpe auf einen vordefinierbaren Druck gebracht wird. Das Pumpmittel kann natürlich mehrere Pumpen stromauf des mindestens einen Reaktors aufweisen.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass jener ethylenhaltige Stoffstrom aus dem mindestens einen Reaktor abgezogen wird. Das gasförmige Reaktionsprodukt

(Stoffstrom) wird dann bevorzugt abgekühlt, wobei ein Teil kondensiert, insbesondere das bei der Dehydratisierung abgespaltene Wasser.

Zur Kühlung bietet sich einerseits der aufzuwärmende in den mindestens einen Reaktor einzuleitende Stoff ström (Feedstrom) an (siehe unten), insbesondere in Kombination mit einem zweiten Kühlwasserstrom. Es kann bei ausreichender

Verfügbarkeit ebenfalls ausschließlich ein Kühlwasserkreislauf eingebunden werden. Der durch Abkühlen resultierende zweiphasige Stoffstrom enthaltend eine

ethylenhaltige Gasphase wird bevorzugt in eine mit dem Reaktor druckleitend verbundene erste Kolonne (z.B. Stripper) zum weiteren Fraktionieren, insbesondere zum Auswaschen zumindest eines wasserlöslichen Bestandteiles (z.B. in Form von Oxygenaten wie Ketonen, Estern und/oder Ethern) aus der Gasphase, eingespeist.

Dabei wird der zweiphasige Stoffstrom vorzugsweise in der ersten Kolonne im

Gegenstrom zu am Kopf der Kolonne eingespeisten Frischwasser gefahren. Am Sumpf der ersten Kolonne kann dann eine ethanolhaltige Phase abgezogen werden, die insbesondere dem in den mindestens einen Reaktor einzuleitenden Stoffstrom zugegeben wird, wobei jene Phase zuvor insbesondere zum Aufkonzentrieren des darin enthaltenen Ethanols durch einen Membranfilter geleitet wird.

Erfindungsgemäß wird der besagte Stoffstrom vorzugsweise so vor dem Einspeisen in den mindestens einen Reaktor unter Druck gesetzt, dass der Stoffstrom auch noch nach dem besagten Abkühlen beim Einspeisen in die besagte erste Kolonne einen zum Fraktionieren bzw. Auswaschen des mindestens einen wasserlöslichen

Bestandteils erforderlichen Druck aufweist.

Mit anderen Worten wird insbesondere eine Verdichtung des flüssigen Einsatzes (Stoffstromes) in Form von wässrigem Ethanol mittels einer (Hochdruck)pumpe vorgenommen, wobei der Druck soweit angehoben wird, dass nach Abkühlung des Reaktionsgemisches zumindest ein Druck vorliegt, wie er auch für die weitere

Fraktionierung erforderlich ist (z.B. Auswaschen wasserlöslicher Bestandteile, siehe oben). Hierdurch kann insbesondere auf die herkömmliche, betriebskostenintensive mehrstufige Rohgasverdichtung mit Zwischenkühlung und Kondensatabscheidung verzichtet werden. Anstelle des Auswaschens wasserlöslicher Bestandteile bzw.

ergänzend hierzu kann die besagte weitere Fraktionierung auch andere

Verfahrensschritte umfassen (siehe unten).

So ist bevorzugt vorgesehen, dass der zweiphasige (ethylenhaltige) Stoffstrom aus der Kolonne strömungs- bzw. druckleitend verbundenen zweiten Kolonne einer

Sauergaswäsche unterzogen wird.

Hierzu wird der besagte Stoffstrom vorzugsweise im Gegenstrom zu einem NaOH- haltigen Strom (unter Bildung von Wasser und Na ₂ C0 ₃ ) gefahren, wobei insbesondere eine carbonathaltige Phase aus dem Sumpf der zweiten Kolonne abgezogen wird, und wobei bevorzugt der solchermaßen gereinigte und aus der zweiten Kolonne abgezogene ethylenhaltige zweiphasige Stoffstromjjber einem Molsieb bzw. mittels eines Molsiebes getrocknet wird. Anstelle von NaOH sind auch weitere alkalische chemisch oder physikalisch wirkende, dem Fachmann bekannte Waschmittel einsetzbar.

Weiterhin wird vorzugweise der aus der zweiten Kolonne abgezogene (ethylenhaltige) Stoffstrom zum Entfernen von schweren C ₃₊ -Bestandteilen (Kohlenwasserstoffe mit drei oder mehr als drei Kohlenstoffatomen) in eine mit der zweiten Kolonne

Strömungsmittel- bzw. druckleitend verbundene dritte Kolonnen eingespeist. Dabei sammeln sich jene schweren Bestandteile im Sumpf der dritten Kolonne und werden dort aus der dritten Kolonne abgezogen. Der die leichteren C ₁ /C ₂ -Bestandteile (ein bzw. zwei Kohlenstoffatome pro Molekül) enthaltende Stoffstrom wird hingegen aus dem Kopf der dritten Kolonne abgezogen und bevorzugt einer weiteren Fraktionierung zugeführt.

Zum Entfernen leichter Bestandteile, wie z.B. CO und/oder CH ₄ wird schließlich bevorzugt der aus der dritten Kolonne abgezogene (ethylenhaltige) Stoffstrom in eine mit der dritten Kolonne Strömungsmittel- bzw. druckleitend verbundene vierte Kolonne eingespeist, wobei eine (endgereinigte, konzentrierte) ethylenhaltige gasförmige Phase aus dem Sumpf der vierten Kolonnen abgezogen wird, und wobei jene leichten Bestandteile sich im Kopf der vierten Kolonne sammeln und dort abgezogen werden.

Bevorzugt wird der Druck des Stoffstromes mittels der Pumpe so eingestellt, dass dieser beim Abziehen des Stoffstromes in Form einer ethylenhaltigen (gasförmigen) Phase aus dem Sumpf der vierten Kolonne 10 bar bis 30 bar, bevorzugt 15 bar bis 25 bar beträgt. Bevorzugt wird der in den mindestens einen Reaktor einzuleitende Stoffstrom hierzu vor dem Einleiten in den mindestens einen Reaktor auf 20 bis 100 bar, bevorzugt auf 30 bis 40 bar verdichtet . Dabei beträgt der Ethanolgehalt des Stoffstromes vor dem Einspeisen in den mindestens einen Reaktor bevorzugt 40 Vol% bis 99,9 Vol%, mehr bevorzugt 60 Vol% bis 96 Vol% und besonders bevorzugt 70 Vol% bis 90 Vol%.

Des Weiteren handelt es sich bei dem mindestens einen Reaktor in einer Variante der Erfindung bevorzugt um zumindest einen isothermen Reaktor, in dem die

Dehydratisierung des Ethanols bei (im Wesentlichen) konstanter Temperatur durchgeführt wird. Eine Beheizung des Stoffstromes (Begleitheizung) kann dabei über ein Wärmeträgermedium vorgenommen werden, z.B. in Form von Dampf, Öl oder einer Salzschmelze.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Reaktor als ein adiabatischer Reaktor ausgebildet ist. In einem adiabatischen System findet, abgesehen von Strahlungsverlusten über die

Reaktorwand, näherungsweise kein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt. Bei guter Wärmeisolation des Reaktors ist die adiabatische Reaktionsführung technisch einfach zu realisieren. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass der Stoffstrom nach einem Durchlaufen des mindestens einen adiabatischen Reaktors zumindest einen weiteren, bevorzugt zwei weitere, am meisten bevorzugt drei weitere adiabatische Reaktoren durchläuft, die druck- bzw. strömungsmittelleitend miteinander verbunden sind (Adiabatbettkaskade). Bei mehreren adiabatischen Reaktoren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Stoffstrom zwischen zwei solchen adiabatischen Reaktoren jeweils erwärmt wird, wobei der Stoffstrom jeweils insbesondere auf eine Temperatur zwischen 300°C bis 500°C, bevorzugt 350°C bis 480°C, am meisten bevorzugt zwischen 400°C bis 450°C erwärmt wird.

Zum Dehydratisieren des Ethanols in den besagten Reaktoren ist vorzugsweise vorgesehen, dass diese jeweils zumindest ein Katalysatorbett enthalten, das mit dem Stoffstrom beaufschlagt wird, wobei jene Katalysatorbetten vorzugsweise einen Al ₂ 0 ₃ - oder einen ZSM5-Katalysator aufweisen. Vorzugsweise wird der Stoffstrom (gasförmiges Reaktionsprodukt) nach einem Durchlaufen der Gesamtheit der adiabatischen bzw. isothermen Reaktoren mit Hilfe eines indirekten Wärmeaustausches mit dem in den mindesten einen Reaktor einzuleitenden Stoffstrom in einem Wärmetauscher abgekühlt, so dass insbesondere das bei der Dehydratisierung abgespaltene Wasser auskondensiert.

Dieser indirekte Wärmetausch kann auch zum Erhitzen des Stoffstromes vor dem Einspeisen in die besagten Reaktoren verwendet werden. Dabei wird der

einzuspeisende Stoffstrom vorzugsweise vollständig verdampft und/oder überhitzt. Der Wärmetausch kann auch mit einem sonstigen Prozessstrom durchgeführt werden, insbesondere in Form von Dampf (Hochdruckdampf). Zum Erhitzen des Stoffstromes kann dieser auch in einem Oferiraum erwärmt werden.

Das Ethanol für den in die Reaktoren einzuspeisenden Stoffstrom (Feed) wird vorzugsweise aus dem Kopf einer Destillationskolonne abgezogen, die insbesondere mit durch Fermentation hergestelltem Rohethanol beschickt wird, wobei insbesondere eine aus dem Sumpf der Destillationskolonne abgezogene ethanolhaltige flüssige Phase zum Aufkonzentrieren des Ethanols in jener Phase durch einen Membranfilter geschickt wird. Vorzugsweise wird jene ethanolhaltige Phase nach dem Durchlaufen des Membranfilters dem besagten, aus dem Kopf der Destillationskolonne

abgezogenen ethanolhaltigen Stoffstrom zugegeben.

Bei der vorgenannten Fermentation wird in bekannter Weise aus Zuckern mit Hilfe von Mikroorganismen Alkohol (Ethanol) gewonnen. Im Allgemeinen wird dazu Hefe eingesetzt. Die Zucker stammen z.B. aus Pflanzen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen durch die nachfolgende Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figur erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage bzw. eines Verfahrens zur

Herstellung von Ethylen aus Ethanol. Figur 1 zeigt eine Anlage (Anordnung) 1 bzw. ein entsprechendes Verfahren zur erfindungsgemäßen (heterogen-katalytischen) Dehydratisierung von Ethanol (EtOH) zu Ethylen. Hierzu weist die Anlage 1 vier miteinander verbundene, adiabatisch

betriebene Reaktoren 10 - 13 auf.

Erfindungsgemäß wird dabei eine Verdichtung eines flüssigen Einsatzes (Stoffstromes) S, der wässriges Ethanol (EtOH(aq)) enthält, mittels einer Pumpe, insbesondere in Form einer Hochdruckpumpe 6, vorgenommen. Dabei wird der Druck des Stoffstromes S vorzugsweise soweit angehoben, dass auch nach Abkühlung des

Reaktionsgemisches (Stoffstromes) S noch ein Druck vorliegt, wie er für die weitere Fraktionierung erforderlich ist.

Zunächst wird das in einem vorgelagerten, bioverfahrenstechnischen Prozessschritt durch Fermentation in einer Fermentationseinrichtung 2 erhaltene Rohethanol von den Hefebestandteilen der Fermentationsbrühe abgetrennt und zur Aufkonzentration über eine Leitung 3 einer Destillationskolonne 4 zugeführt. Am Kopf 40 der

Destillationskolonne 4 kann dann eine ethanolreiche Phase abgezogen werden, während eine aus dem Sumpf der Destillationskolonne 4 abgezogene Phase über eine Leitung 36 zur Erhöhung der Produktausbeute und Prozesswasserbehandlung durch einen Membranfilter 38 gegeben wird. Mit diesem wird ein ethanolarmes Permeat zur problemlosen Einleitung in eine kommunale/industrielle Kläranlage erhalten, andererseits ein ethanol- und zwischenproduktreiches Retentat zur Rückführung in den aus dem Kopf 40 der Destillationskolonne 4 abgezogenen Stoffstrom S im Sinne der Ausbeutesteigerung.

Der ethanolreiche Stoffstrom S wird sodann über eine Leitung 5 der Pumpe 6 zugeführt und insbesondere auf 20 bar bis 100 bar, bevorzugt auf 30 bar bis 40 bar verdichtet. Der Ethanolgehalt des Stoffstromes S beträgt dabei insbesondere 40 Vol% bis 99,9 Vol%, bevorzugt 60 Vol% bis 96 Vol% und besonders bevorzugt 70 Vol% bis 90 Vol%.

Der Verdichtung schließt sich eine Erwärmung, vollständige Verdampfung und

Überhitzung des Feeds (Stoffstromes) S an. Hierzu wird eine Wärmekopplung mit einem heißen Reaktoreffluent bevorzugt, d.h., der Stoffstrom S wird von der Pumpe 6 ausgehend über eine Leitung 7 in einen Wärmetauscher 8 eingespeist, in dem der Stoffstrom S z.B. im Gegenstrom oder einer sonstigen Fahrweise in indirekten Wärmetausch mit dem aus den Reaktoren 10 - 13 abgezogenen Stoffstrom S tritt. Hierdurch wird der aus den Reaktoren 10-13 abgezogene Stoffstrom S abgekühlt und der in die Reaktoren 10-13 einzuspeisende Stoffstrom S entsprechend erwärmt. Alternativ hierzu kann jedoch auch ein anderer geeigneter

Prozessstrom, z.B. HD-Dampf, Verwendung finden oder die wässrige Ethahollösung S in einem Ofenraum entsprechend konditioniert werden.

Nach dem Erhitzen des Stoffstromes S (Feed) im Wärmetauscher 8 wird der Stoffstrom S über eine Leitung 9 in den Kopf 14 eines ersten Reaktors 10 eingegeben, wobei zumindest ein Abschnitt 9a der besagten Leitung 9 mittels eines Heizmittels 17 beheizt wird, um die Temperatur des Stoffstromes S anzuheben. Innerhalb des ersten, adiabatisch betriebenen Reaktors 10 wird der Stoffstrom S auf ein Katalysatorbett 15 aufgegeben, das einen hochselektiven Al ₂ 0 ₃ - oder ZSM5-Katalysator enthält. Am Sumpf 16 des ersten Reaktors 10 wird der Stoffstrom S, in dem nun Ethylen

entsprechend angereichert ist, wieder abgezogen und über eine Leitung 10b, die wiederum zumindest abschnittweise mittels des Heizmittels 17 beheizt wird (Abschnitt 10a) in den Kopf 14 eines zweiten Reaktors 1 1 eingespeist, in dem der erwärmte Stoffstrom S wiederum auf ein Katalysatorbett 15 aufgegeben wird (Al ₂ 0 ₃ - oder ZSM5). In der gleichen Weise wird noch ein dritter und ein vierter (analog beschaffener)

Katalysator 12, 13 vom Stoffstrom S durchlaufen, wobei ein Abschnitt 11 a einer den zweiten mit dem dritten Reaktor 1 1, 12 verbindenden Leitung 11b und ein Abschnitt 12a einer den dritten mit dem vierten Reaktor 12, 13 verbindenden Leitung 12b wiederum mittels des Heizmittels 17 beheizt werden, um den adiabatischen Betrieb der Reaktoren 10-13 zu gewährleisten.

Die Zwischenerwärmung mittels des Heizmittels 17 ist notwendig, da es sich bei der Dehydratisierung um eine endotherme Reaktion handelt (+44,6 kJ/mol), bei der in einem adiabaten Reaktor 10-13 ein Abfall von 180 bis 200 K auftritt, je nach Bedeutung von Nebenreaktionen. Da bei einem solchen Abfall keine nennenswerte Aktivität des besagten Katalysators mehr besteht, wird wenigstens ein Teil des Intermediates (Stoffstrom S) dem Reaktor 10 - 12 entnommen und abermals überhitzt. Diese

Zwischenerwärmung wird wenigstens einmal, bevorzugt bis zu dreimal vorgenommen. Gleichzeitig können diese Stellen auch Punkte für Zwischeneinspeisungen von frischem Feed (ethanolreicher Stoffstrom S) sein. Alternativ zu einer Adiabatbettkaskade 10 -13 kann ein isothermer Reaktor mit einer Begleitheizung vorgesehen werden, die den Stoffstrom über ein Wärmeträgermedium (z.B. Dampf, Öl, Salzschmelze) beheizt. Bevorzugte Anwärmniveaus für den adiabatischen Prozess, d.h., für die besagte Zwischenerwärmung, liegen jeweils bei 300 °C bis 500°C, bevorzugt bei 350°C bis 480°C, am meisten bevorzugt bei 400°C bis 450°C. Bei einem isothermen Reaktor würde man etwa 20 K bis 30 K unterhalb der max. Eintrittstemperatur des

adiabatischen Bettes bleiben.

Das aus dem Sumpf 16 des vierten Reaktors 13 abgezogene gasförmige

Reaktionsprodukt (Stoffstrom S) wird dann über eine Leitung 18 zum Wärmetauscher 8 geleitet und dort abgekühlt, wobei ein Teil kondensiert, insbesondere das abgespaltene Wasser. Zur Kühlung im Wärmetauscher 8 bietet sich - wie oben bereits angedeutet - einerseits der aufzuwärmende Feedstrom (Stoffstrom) S an, ggf. in Kombination mit einem zweiten Kühlwasserstrom. Es kann bei ausreichender Verfügbarkeit ebenfalls ausschließlich ein Kühlwasserkreislauf eingebunden werden.

Das abgekühlte, zweiphasige Reaktionsprodukt (Stoffstrom) S wird über eine Leitung 19 in eine erste Kolonne 20 (Stripper) geleitet, um unter Zufuhr von Frischwasser und einem Kreislaufstrom der wässrigen Phase die wasserlöslichen Reaktionsprodukte möglichst vollständig aus der Gasphase auszuwaschen. Der so von Oxygenaten wie Ketonen, Estern und Ethern gereinigte Gasstrom (Stoffstrom S), der im Wesentlichen aus Olefinen besteht, kann am Kopf 21 der ersten Kolonne 20 abgezogen werden und enthält noch Spuren von CO, CH ₄ und C0 ₂ . Letzteres wird in einer Sauergaswäsche entfernt. Hierzu wird der Stoffstrom S über eine Leitung 23 in eine zweite Kolonne 24 eingegeben und im Gegenstrom mit einem NaOH-Storm gefahren (andere Waschmittel können ebenfalls eingesetzt werden, siehe oben). Entsprechend kann am Kopf 25 der zweiten Kolonne ein von C0 ₂ gereinigter Stoffstrom S abgezogen werden. Eine entsprechend carbonathaltige Phase wird am Sumpf 26 der zweiten Kolonne abgezogen. Das so gereinigte Gas wird vorzugsweise über einem Molsieb getrocknet, um den Qualitätsanspruch "Chemical Grade Ethylene" (Ethylen mit chemischer Qualität) zu erhalten. Die weitere Aufreinigung zu„Polymer Grade Ethylene" (Polymer-Qualität Ethylen) umfasst eine C ₃₊ -Abtrennung (Moleküle mit drei oder mehr als drei Kohlenstoffatomen) in einer mit der zweiten Kolonne 25 über eine Leitung 27 verbundenen dritten Kolonne 28 (C ₃₊ -Bestandteile werden am Sumpf 30 der dritten Kolonne 28 abgezogen) sowie eine Abtrennung der Spuren von CO und CH ₄ über den Kopf 33 einer vierten Kolonne (Destilationskolonne) 34, die über eine Leitung 31 mit der dritten Kolonne 28 verbunden ist.

Der Enddruck des aufgereinigten Ethylens, das aus dem Sumpf der vierten Kolonne 34 abgezogen wird, liegt bei 10 bar bis 30 bar, bevorzugt 15 bar bis 25 bar.

Die aus dem Sumpf 22 der ersten Kolonne 20 abgezogene Phase kann zur

Rückgewinnung des darin enthaltenen Ethanols über eine Leitung 35 durch den Membranfilter 38 geleitet werden, so dass eine ethanolreiche Phase über eine weitere Leitung 50 dem Feedstrom (Stoffstrom) S vor dem Verdichten zugegeben werden kann.

Durch die Verdichtung in flüssiger Phase sind im Ergebnis die Betriebskosten (Dampf oder Strom) beim erfindungsgemäßen Verfahren erheblich niedriger. Ein Beispiel zum Vergleich (gleiche Zustandsbedingungen für Feed- und Produkt): Die Produktion von einer Tonne Ethylen mit dem vorliegend beschriebenen Prozess erfordert weniger als 5 kW Verdichtungsleistung, das herkömmliche Verfahren mit mehrstufiger Verdichtung in der Fraktionierung hat einen Verbrauch von 60 bis 70 kW Verdichtungsleistung je Tonne Ethylen.

Weiterhin ist von Vorteil, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kein stark olefinhaltiger Strom verdichtet werden muss, der bekanntlich zum Faulen (in den Verdichterstufen) neigt, womit sich die Verfügbarkeit der Anlagen vorbekannter Art verringern kann.

Entgegen der Erwartung lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bei identischer Temperatur ein vergleichbar hoher Umsatz von Ethanol zu Ethylen erzielen. Dies ist bei der gasförmigen Reaktion mit Molzahlverdopplung a priori nicht zu erwarten gewesen. Gleichfalls kann durch den höheren Druck die Raum-Zeit-Ausbeute erheblich gesteigert werden von einer LHSV im Bereich von 0, 1 bis 0,2 auf 1 bis 1 ,2 1/h. Damit benötigt das Verfahren nur etwa 15% bis 20% so viel Katalysator und Reaktorvolumen wie das vorbekannte Referenzverfahren mit mehreren

Verdichterstufen, was zu weiteren Einsparungen bezogen auf die Gesamtinvestition führt.

Des Weiteren wurden mehrere Laborexperimente durchgeführt (keine optimierten Bedingungen, die Zahlen dienen nur dem Vergleich für unterschiedliche

Versuchsbedingungen), wobei Druck, Temperatur und Ethanol-Konzentration variiert wurden.

Diese Versuche wurden wie folgt durchgeführt:

Ein Ethanol-Wasser-Gemisch wurde mittels einer Pumpe zu einem Verdampfer gefördert. Anschließend wurde das verdampfte Ethanol in einem Rohrreaktor

(Innendurchmesser 33.7mm) katalytisch dehydratisiert. Der Rohrreaktor war mit 64 ml - 160 ml Katalysator (saures Aluminiumoxid) befüllt.

Der einphasige Produktstrom wurde abgekühlt (0-20°C) und die zwei resultierenden Phasen in einem Druckbehälter (Dekanter) getrennt. Die Gasphase wurde

kontinuierlich mittels einer Gasuhr quantifiziert.

Die Flüssigphase wurde nach dem Versuch abgelassen und ausgewogen. Beide Phasen wurden mittels Gaschromatographie detailliert analysiert. Zusätzlich wurde auch ein GC-MS angewendet, um Nebenprodukte zu identifizieren. A) Vergleich 5 und 30 bar:

Beispiel 1 :

Temperatur: 431 °C

Druck: 5,0 bar

LHSV: 1 ,1 h-1

Ethanol in Wasser: 90wt%

Ausbeute: 96wt%

Beispiel 2:

Temperatur: 431 °C Druck: 30,0 bar

LHSV: 1 ,2 h-1

Ethanol in Wasser: 90wt%

Ausbeute: 93wt%

B) Vergleich 75wt%, 90wt% und 96wt% Ethanol:

Beispiel 3

Temperatur: 402°C

Druck: 30,0 bar

LHSV: 1 ,2 h-1

Ethanol in Wasser: 96wt%

Ausbeute: 90wt% Beispiel 4:

Temperatur: 402°C

Druck: 30.0 bar

LHSV: 1 ,2 h-1

Ethanol in Wasser: 90wt%

Ausbeute: 90wt%

Beispiel 5:

Temperatur: 402°C

Druck: 30,0 bar

LHSV: 1 ,2 h-1

Ethanol in Wasser: 75wt%

Ausbeute: 87wt%. Bezugszeichenliste

Anordnung zum Herstellen von Ethylen aus Ethanol

Fermentationseinrichtung

, 5, 7, 9, 10b, 1 1b, 12b, 18, 19, 23, 27, 31 , Leitung

5, 36, 37, 39, 50

Destillationskolonne

Pumpe

Wärmetauscher

a, 10a, 11a, 12a Leitungsabschnitt

0, 11 , 12, 13 Reaktor

4, 40, 21 , 25, 29, 33 Kopf

5 Katalysatorbett

6, 41 , 22, 26, 30, 34 Sumpf

7 Heizmittel

0, 24, 28, 32 Kolonne

8 Membranfilter