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Platten-Rohrbündelwärmetauscher

Platten-Rohrbündelwärmetauscher spart Energie bei Hochdruck-Hydrierung

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Anbieter zum Thema

REMBE® GmbH Safety+Control
Hirschmann Laborgeräte GmbH & Co. KG
GIG Karasek GmbH
GESMEX GmbH

Die Aufgabenstellung

Die thermodynamische Aufgabenstellung an Gesmex bestand in der Konzeption eines Wärmeübertragers für die Rückgewinnung der Energie aus einem exothermen Reaktionsprozess zur Vorheizung des der Reaktion zuzuführenden Stoffgemisches auf ein höchstmögliches Temperaturniveau. Die Randbedingungen waren wie folgt:

  • Medium primär: Wasserstoff/Methyl-ester-Gemisch; Medium sekundär: Wasserstoff/Fettalkohol-Gemisch;
  • Prozessdruck: 200 bis 300 bar;
  • Prozesstemperatur: 50 bis 300 °C;
  • Volumenstrom: 50 bis 640 dm3/h.

Der Wasserstoff wird als Kreisgas verwendet und erfüllt dabei eine doppelte Funktion, nämlich die des Reaktionspartners und die eines Transportmittels. Er transportiert den eingesetzten Methylester, mit dem er über Festbettkatalysatoren im Schachtreaktor reagiert, und er fördert die gewonnenen Fettalkohole aus dem Reaktor. Daher wird der Wasserstoff im stöchiometrischen Überschuss eingesetzt. Darüber hinaus führt er die Energie des exothermen Verfahrens ab.

Um das vor der Reaktion mit etwa 50 °C bereitgestellte Wasserstoff/Methylester-Gemisch auf eine Reaktionstemperatur von bis zu 300 °C aufzuheizen, werden zwei Heizstufen verwendet. In der ersten Stufe wird das Wasserstoff/Methylester-Gemisch gegen das durch die exotherme Reaktion dann heiße Wasserstoff/Fettalkohol-Gemisch vorgewärmt. In einer zweiten Stufe wird die Temperatur dieses vorgewärmte Kreisgas-Gemisches dann mittels Hochdruckdampf auf die letztendliche Reaktionstemperatur angehoben.

Je mehr Wärmeenergie im sog. Vorwärmer in das Wasserstoff/Methylester-Gemisch übertragen werden kann, desto geringer ist anschließend der Bedarf an kostenintensivem Hochdruckdampf. Bei der Planung von Neuanlagen können daher die nötigen Wärmeübertragungsflächen des Vorwärmers sowie die des nachfolgenden Spitzenerhitzers entsprechend kleiner und damit kostengünstiger ausgeführt werden.

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