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  • Methanol als Energietrger in einem nachhaltigen Energiesystem?

    Markus Raschka

    Fachgebiet Energiesysteme

    Veranstaltung Neue Entwicklung auf den Energiemrkten

    am 04.07.2002

  • Gliederung

    Grundlagen: Methanol und Methanolherstellung

    Methanolproduktion

    Methanolpreis

    Verwendung von Methanol

    Methanol als Energietrger

    CO2-Reduktion

    Zusammenfassung und Ausblick

  • Grundlagen

    Methanol (Methylalkohol, Holzgeist):

    chemische Verbindung CH3OH flssig, farblos, Geruch alkoholartig giftig, Wassergefhrdungsklasse (WGK) 1

    Grundlagen

    Grundlagen

    Stoffdaten zu Methanol:

    Tabelle1

    Molekulargewicht32,04 kg/mol

    Siedepunkt (1013 mbar)64,509 C

    Dichte (20C)791,3 kg/m3

    Heizwert (Hu)19468 kJ/kg

    Brennwert (Ho)22315 kJ/kg

    Tabelle2

    Tabelle3

  • Herstellung von Methanol

    Zur Herstellung von Methanol sind derzeit alle Kohlenwasserstoffe geeignet:

    Erdgas Erdl Kohle Biomasse, u.a.

    Herstellung von Methanol

    Grundlagen

  • Chemische Reaktionen zur Methanolsynthese

    Synthesegas (CO, H2, CO2) wird zu Methanol konvertiert:

    1. Reaktion: CO + 2H2 CH3OHmit HR = -91 kJ/kmol

    2. Reaktion:CO2 + 3H2 CH3OHmit HR = -50 kJ/kmol

    Reaktion luft unter hohem Druck im Beisein eines Katalysators ab (z.B. Kupfer).

    Grundlagen

    Man unterscheidet:

    Hochdruck-Prozesse mit Drcken von 250 bis 300 barMitteldruck-Prozesse mit Drcken von 100 bis 250 barNiedrigdruck-Prozesse mit Drcken von 50 bis 100 bar

  • Grundlagen

    Herstellung von Synthesegas zur Methanolproduktion

    Prozesse zur Synthesegasherstellung sind

    die Reformierung mit Wasserdampf die Teiloxidation kombinierte Verfahren

    Reformierung mit Wasserdampf (Methan-Dampf-Reformierung):

    CH4 + H2O CO + 3H2 mit HR = 205 kJ/kmol

    Teiloxidation:

    CnHm + n/2 O2 n CO + m/2 H2

  • Herstellung von Synthesegas zur Methanolproduktion

    Grundlagen

    Kombinierte Verfahren:

    Zur Zeit werden ber 90% kombinierte Verfahren

    aus Dampf-Reformierung

    und Teiloxidation zur Synthesegas-/ Methanol-

    produktion verwendet.

    Hersteller:

    ICI, Lurgi, Topsoe

  • Methanolproduktion

    Rohstoffeinsatz zur Methanolproduktion

    Methanolproduktionskapazitt Welt

    Erdgas

    84%

    Kohle

    2%

    Raffinerie-

    gas

    1%

    Rck-

    standsl

    4%

    Unbekannt

    9%

    34,9 Mio. t/a (2000)

    Methanolproduktionskapazitt Deutschland

    Biomasse

    (Mll)

    5%

    Raffinerie-

    gas

    21%

    Rck-

    standsl

    74%

    1,91 Mio. t/a (2002)

  • Methanolproduktion Deutschland und Welt

    Methanolproduktion

    Weltmarktfhrer mit 26% Marktanteil ist METHANEX.

    MeOH-Plants

    Weltmethanolherstellung (Dezember 1999 bis 2000)Quelle: www.methanol.org/pdfFrame.html

    StaatFirmaStandortProzessKapazittRohstoffBaujahrRohstoffRohstoffRohstoffRohstoffRohstoff

    [1.000 t/a]ErdgasRaffineriegasKohleRckstandslvariabel

    NORD AMERIKA

    USATEXACO/STARDELAWARE CITY, DLLURGI100300NG19784.Qt. 1998: Wiederaufnahme Produktion300

    AIR PRODUCTSPACE, FLICI60180NG1969180

    ASHLANDPLAQUEMINE, LALURGING1983Aug. 1999: Stopp von 530.000 t/a

    BORDENGEISMAR, LAICI330990NG1960s1997: Produktionssteigerung 30.000 t/a990

    BP/STERLINGTEXAS CITY, TXICI150450NG1970s1996: Wiederaufnahme Produktion450

    COASTALCHEYENNE, WYICI2780NG198980

    ENRONPASADENA, TXLURGI125375NG1970375

    LYONDELLCHANNELVIEW, TXICI260780NG1983780

    FORTIERFORTIER, LALURGI0NG1994Mrz. 1999: Stopp von 570.000 t/a

    GEORGIA GULFPLAQUEMINE, LAICING1981Dez. 1999: Stopp von 540.000 t/a

    CELANESEBISHOP, TXLURGI167500NG1968500

    CELANESE/VALEROCLEAR LAKE, TXICI200600NG19661995: Wiederaufnahme modernisierte Produktion600

    LIQUID CARBONICGEISMAR, LAICI3090NG197990

    MILLENIUMDEER PARK, TXLURGI200600NG1968ehemals Quantum600

    SAND CREEKCOMMERCE CITY, COLURGING/OG1989Dez. 1999: Stopp von 90.000 t/a

    TENN EASTMANKINGSPORT, TNLURGI65195COAL1987195

    TERRA INTN'LWOODWARD, OKTOPSOE40120NG1994konvertiert aus Ammoniak120

    TERRA/BEAUMONTBEAUMONT, TXLURGI283850NG1977850

    Summe2,0376,110

    KANADAMETHANEXMEDICINE HATICI190570NG19751999: Stopp von 260.000 t/a570

    METHANEXKITIMATICI167500NG1978500

    CELANESEEDMONTONICI267800NG800

    Summe6231,870

    MEXICOPEMEXTEXMELUCAN, PUELURGI87260NG260

    REGIONSumme2,7478,240

    SD-AMERIKA

    ARGENTINIENATANORRIO TERCERO, CORD515NG15

    CASCOBILAR, BAICI721NG21

    MOSCONILA PLATA825OG25

    RESINFORSSAN MARTIN, STA FELURGI1750NG50

    Summe37111

    BRASILIENALBA QUIMICA113434

    HOECHST266

    METHANORCAMACARI, BAICI2370NG70

    POLYENKA266

    PROSINTRIO DE JANEIRO, RJICI44132NG132

    ULTRAFERTIL388

    ZENECA266

    Summe87262

    CHILEMETHANEXPTA. ARENAS, TFICI250750NG1989750

    METHANEX CHILE IIPTA. ARENAS, TFICI308925NG1996Dez. 1996: Produktionsstart925

    METHANEX CHILE IIIPTA. ARENAS, TFICI325975NG1998Mai 1999: Produktionsstart975

    Summe8832,650

    KOLUMBIENENKA92525

    TRINIDADTTMC #1POINT LISASICI150450NG1989450

    TTMC #2POINT LISASICI183550NG1995550

    CMCPOINT LISASICI183550NG1992550

    METHANOL IV LTDPOINT LISASICI183550NG19982. Qt. 1998: Produktionsstart550

    Summe7002,100

    VENEZUELAMETORJOSE, ARIZMGC243730NG1995730

    SUPERMETANOLJOSE, ARIZICI/MGC223670NG1995670

    Summe4671,400

    REGIONSumme2,1836,548

    EUROPA

    C.I.S.TOMSKICI275825NG1980825

    GUBAKHAICI275825NG1980825

    STATEVAR4331,300VAR1960-751,300

    Summe9832,950

    DEUTSCHLANDBASFLUDWIGSHAFENBASF/LURGI133400OG19781997: Steigerung um 100.000 t/a400

    DEAWESSELINGLURGI150450RESID1980450

    LEUNAWERKELEUNALURGI220660RESID1978660

    VEBAGELSENKIRCHENLURGI100300RESID1969300

    SVZSPREEWITZ33120Mll/Braunkohle120

    Summe6361,910

    HOLLANDMETHANORDELFZIJLICI277830NG1980830

    NORWEGENSTATOILROTTERDAMICI277830NG1997Mai 1997: Produktionsstart830

    POLENCIECH309090

    RUMNIENVIROMET/VICTORIAVICTORIANG/LURGI67200NG1980200

    CREOVA/CRAIOVACRAIOVANG/LURGI67200NG1980200

    Summe133400

    UKICIBILLINGHAMICI167500NG1977500

    RegionSumme2,5037,510

    MITTLERER OSTEN / AFRIKA

    ALGERIENALMERARZEWICI37110NG1980110

    BAHRAINGPICBAHRAINICI142425NG1991425

    IRANSTATESHIRAZLURGI40120NG1990120

    STATE220660NG1999Mrz 2000: Produktionsstart660

    ISRAELDORHAIFAOG/ICI1855OG198855

    LYBIENSIRTEMARSA AL BREGAICI220660NG1992660

    QUATARQUAFAC283850NG1999Juli 1999: Produktionsstart850

    SAUDI ARABIENAR-RAZI 1&2AL JUBAILMGC4271,280NG1997&19911,280

    IBN-SINAICI257770NG2001770

    AR-RAZI IIIAL JUBAILMGC283850NG1997Okt. 1997: Produktionsstart850

    AR-RAZI IVAL JUBAILMGC283850NG1999Sep. 1999: Produktionsstart850

    Summe9672,900

    SD AFRIKAAECIMODDERFONTEINUHDE26COAL19796

    SASOLDURBANCOAL/PROP40120COAL1979120

    Summe42126

    RegionSumme1,4654,396

    6,756im Jahr 2000

    ASIEN / PAZIFIK

    AUSTRALIENBHPVICTORIAICI1750NG198250

    CHINABEIJING SHIYANPEKINGPROP/COPY1750COAL/WOOD1960-197550

    GUANGZHOUGUANGZHOUMOVE/COPY2060VAR1960-197560

    HUAINAN CHEMHUAINAHMOVE/COPY1750VAR1960-197550

    JILIN CHEMJILIN CITYMOVE/COPY2060VAR1960-197560

    NANJING CHEMNANJINGPROP/COPY1750COAL1960-197550

    SHANGHAI COKINGSHANGHAI67200COAL1960-1975200

    SHANGHAI WUJINGSHANGHAIPROP/COPY2780COAL1960-197580

    SINOPEC LANZHOULANZHOUPROP/COPY2060COAL1960-197560

    SINOPEC QILUZIBOMOVE/COPY2780VAR1960-197580

    SINOPEC SICHUANCHONGQINGMOVE/COPY33100VAR1960-1975100

    STATE/VARIOUSVARIOUS137410410

    Summe4001,200

    INDIENASSANASSANMGC1340OG198040

    DEPAKBARODAICI33100NG1970-1980100

    FERTILIZER CORPHALDIAHALDOR TOPSOE720FO1970-198020

    GNFCGUJARATLURGI48145NAP1970-1980145

    RASSERYA175050

    RAMA206060

    Summe138415

    INDONESIENPERTAMINABUNYULURGI110330NG1990330

    PT KALTIM220660NG19984. QT. 1998: Produktionsstart660

    Summe330990

    JAPANMITSUBISHI GAS CONIIGATAMGCNG19841995: Produktion zurckgefahren

    MYANMARM'MAR PETROCHEMSEIKTHA55165NG1985165

    MALAYSIAPETRONASLABUANLURGI220660NG1993660

    NEUSEELANDMETHANEXWAITARA VALICI177530NG1984530

    METHANEX DIIMOTUNUI167500500

    METHANEX DIIIMOTONUI233700NG1995SWING PLANT (GASOLINE)700

    METHANEX DIVMOTONUI233700NG1995SWING PLANT (GASOLINE)700

    Summe8102,430

    TAIWANCHINA PETROCHEMKAOHSIUNGICI2266NGseit Juli 1998: Keine Produktion66

    RegionSumme1,9925,976

    WELT

    WELTSUMME10,89032,6702922952076114303110

    35,030im Jahr 2000

    DEUTSCHLAND

    4001,410100

    1 gallon (US)=3,787 l Dichte Methanol (20C)=0,792 g/cm3

    ?????Rotterdam in Norwegen

    MeOH-Plants_kontinente

    NORD AMERIKA8,240

    SD-AMERIKA6,548

    EUROPA

    Methanolproduktionskapazitt Deutschland (1,93 Mio t/a):

    FIRMASTANDORTPROZESSROHSTOFFKAPAZITT

    [1000 t/a]

    BASFLUDWIGSHAFENBASF/LURGIRAFFINERIEGAS400

    DEAWESSELINGLURGIRCKSTANDSL450

    LEUNAWERKELEUNALURGIRCKSTANDSL660

    VEBAGELSENKIRCHENLURGIRCKSTANDSL300

    SVZSPREEWITZAbfall/Steinkohle120

    Grafiken2

    Grafiken2

    29229

    520

    761

    1430

    3110

    34,9 Mio. t/a (2000)

    Weltmethanolherstellung

    Methanolproduktionskapazitt Welt

    Raffinerie-gas1%

    Rck-standsl4%

    Unbekannt9%

    Grafiken

    1,91 Mio. t/a (2002)

    Methanolproduktionskapazitt Deutschland

    Biomasse(Mll)5%

    Raffinerie-gas21%

    Rck-standsl74%

    Raffineriegas

    Rckstandsl

    variabel

    400

    1410

    100

    Grafiken

    29229

    520

    76