DD135114B2 - Verfahren zur gewinnung von argon - Google Patents

Description

Nach diesem Verfahren muß die zur Kombination verwendete Luftzerlegungsanlage eine Seitenstromentnahme an einer Trennsäule haben, an der eine relativ geringe Menge einer mit Ar angereicherten Sauerstoff-Fraktion abgezogen wird. Diese Seitenstromfraktion enthält dann noch etwa 70-90%, O₂,7-12% Ar und den Rest N₂. Die Mengen betragen etwa 2-4% der der Luftzerlegungsanlage¹ zugeführten Luftmenge.

Das Verfahren ist nicht anwendbar, wenn man der zur Kombination verwendeten Luftzerlegungsanlage mit Seitenstromentnahme Anlagen zur Roh-Ar-Gewinnung nachschaltet und das gewonnene Roh-Argon zur weiteren Verwendung, vorzugsweise zur direkten Aufarbeitung zu reinem Ar, abzieht, da in diesem Falle die mit Argon angereicherte Seitenstromfraktion nicht mehr mit den Anlagen zur Tieftemperaturzerlegung der Syntheserestgase kombiniert ist. Eine Gewinnung des in der Seitenstromfraktion enthaltenen Argons aus den Restgasen der NH₃-Synthese ist dann nicht möglich. Es ist weiterhin ein Verfahren zur Gewinnung von Argon aus durch Vergasen fester, flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe mit Luft oder argonhaltigem Sauerstoff enthaltenen, der Ammoniaksynthese zuzuführenden Gasgemischen bekannt, bei dem die Synthesegasreinigung durch Teilkondensation bei tiefen Temperaturen, ggf. zusätzlich durch eine nachgeschaltete Wäsche mit flüssigem Stickstoff, erfolgt, und das bei der Synthesegasreinigung anfallende Kondensat, das aus einem Gemisch von Wasserstoff, Stickstoff, Argon, Sauerstoff, Kohlenoxid und Methan besteht, von Sauerstoff, Kohlenoxid und ggf. Methan weitgehend befreit, dem Synthesegas wieder zugemischt wird und man das Argon aus dem bei der Synthese im Kreislauf geführten Gas gewinnt (DE-AS 1 076098).

Das Verfahren erfordert einen hohen technischen Aufwand, um das Kondensat so weit von Sauerstoff, Kohlenoxid und ggf. Methan zu befreien, daß es für eine Zumischung in das Synthesegas für die NH₃-Synthese geeignet ist. Die dazu angeführten Technologien entsprechen im Prinzip den bekannten Verfahren zur Synthesegasreinigung. Im speziellen Anwendungsfall ist es notwendig, sie zu vorhandenen Synthesegasreinigungsanlagen parallel zu erreichten, um das Argon aus dem Kreislaufgas der Ammoniaksynthese überhaupt gewinnen zu können.

Das Verfahren ist nicht anwendbar, wenn die Synthesegasreinigung nicht nach den Verfahren der Tieftemperatur-Teilkondensation und/oder mittels einer Stickstoff-flüssig-Wäsche erfolgt. In diesem Fall würde kein argonhaltiges Kondensat entstehen, das nach seiner aufwendigen Entfernung von Sauerstoff, Kohlenoxid und ggf. Methan dem Synthesegas zugemischt werden könnte. Das Argon, das in dem Synthesegas enthalten ist, welches nicht der Ammoniaksynthese zugeführt werden würde, würde der Argongewinnung verloren gehen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, das Verfahren zur Gewinnung von Argon aus Restgasen der Ammoniakfabrik durch Kombination von Luftzerlegungsanlage, Synthesegaserzeugungsanlagen, Synthesegasverarbeitungsanlagen und Anlagen zur Syntheserestgaszerlegung auch anwendbar zu machen, wenn der zur Kombination verwendeten Luftzerlegungsanlagen Anlagen zur Roh-Ar-Gewinnung nachgeschaltet sind.

Gleichzeitig sollen die sehr aufwendigen Maßnahmen zur Entfernung von störenden Komponenten bei der Zumischung von argonhaltigen Gasen in das Ammoniaksynthesegas weitgehend vermieden werden und Verluste von Argon durch Abströmungen an andere Verbraucher eingeschränkt werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es bestand deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem das im gewonnenen Roh-Argon enthaltene Argon aus den Syntheserestgasen der NH₃-Synthese bei gleichzeitiger Gewinnung von Wasserstoff, Stickstoff und Methan mit hoher Effektivität gewonnen werden kann.

Mit der Lösung der Aufgabe sollen die Mängel der bekannten Verfahren zur Argongewinnung beseitigt werden. Diese treten besonders bei dem meist komplizierten technologischen Zusammenspiel der Synthesegaserzeugung, -reinigung und -verarbeitung in chemischen Großbetrieben auf, insbesondere, wenn diese Technologien unterschiedlich sind und gleichzeitig betrieben werden.

So erfordert die Zuführung einer mit Argon angereicherten Seitenstromfraktion in das Vergasungsmittel der Synthesegaserzeugungsanlagen einen hohen regelungstechnischen und sicherheitstechnischen Aufwand, wenn nur flüssige und/oder gasförmige Brennstoffe zur Vergasung verwendet werden und in der Seitenstromfraktion erhebliche Schwankungen des Sauerstoffgehaltes auf Grund von produktionstechnisch bedingten Mengen- und Konzentrationsänderungen im Produktsauerstoff der Luftzerlegungsanlagen auftreten. In diesem Fall können sich die Reaktionstemperaturen bei der Vergasung so schnell ändern, daß eine Gefahr für die Sicherheit der Gaserzeugungsanlagen eintreten kann. Die Zumischung von argonhaltigen Kondensaten, die bei der Synthesegasreinigung mittels tiefer Temperaturen erhalten werden, in das Synthesegas und die Gewinnung von Argon aus dem bei der Synthese im Kreislauf geführten Gas stellt hohe Anforderungen an die Qualität des argonhaltigen Restgases, das dem Synthesegas für die NH₃-Synthese zugemischt wird, weil anderenfalls die noch vorhandenen Nebenbestandteile, vorzugsweise Kohlenoxid und Sauerstoff als Kontaktgifte Störungen bei der Synthese des Wasserstoffs und Stickstoffs zu Ammoniak in der Synthesegasverarbeitungsanlage hervorrufen. Obwohl in der DE-PS 1 076098 keine beispielsweise Ausführungsform enthalten ist, die das Wesen der Erfindung näher erläutert und damit die Anleitung zum technischen Handeln nur unvollkommen dargestellt wird, kann eingeschätzt werden, daß der Anteil an CO, CO₂ und O₂ im Kondensat so hoch ist, daß auf Grund der Reaktionsgleichgewichte der angeführten technologischen Schritte relativ große mehrstufige Reinigungsanlagen erforderlich sind, um das argonhaltige Restgas so weit zu reinigen, daß es in das Ammoniak-Synthesegas eingesetzt werden kann. Die Effektivität des Verfahrens ist unter solchen Bedingungen nicht mehr gegeben.

Die Aufgabe wurde durch Kombination einer Luftzerlegungsanlage mit Seitenstromentnahme an einer Trennsäule, Synthesegaserzeugungsanlagen, in denen Brennstoffe autotherm vergast werden, Synthesegasverarbeitungsanlagen einschließlich einer Einstellung des Wasserstoff-Stickstoff-Verhältnisses und Anlagen zur Syntheserestgaszerlegung durch Tieftemperaturdestillation, wobei an der Seitenstromentnahme der Luftzerlegungsanlage eine relativ geringe Menge einer mit Argon angereicherten Sauerstoff-Fraktion abgezogen, diese Fraktion den Synthesegaserzeugungsanlagen, ggf. in wechselnden Mengen, als Vergasungsmittel, ggf. im Gemisch mit reinem O₂ und/oder mit Luft, zugeführt und eine Regelung des Ar-Gehaltes

im Synthesegas vorgenommen, das in der Synthesegaserzeugungsanlage erzeugte Synthesegas gereinigt und komprimiert sowie das Verhältnis der Komponenten H₂ und N₂ im Synthesegas wie 3:1 einreguliert, dieses als m it Argon angereichertes und auf einen ggf. vorgegebenen Ar-, H₂- und N₂-Gehalt einreguliertes Synthesegas einer Synthesegasverarbeitungsanlage zugeführt, dort zu NH₃ umgesetzt und bei der aus dem anfallenden Syntheserestgas durch Tieftemperaturze'rlegung die Komponenten H₂, N₂, Ar und CH₄ gewonnen werden, gelöst, indem erfindungsgemäß den zur Kombination verwendeten Anlagen Einrichtungen zur Gewinnung einer Roh-Ar-Fraktion und ggf. Anlagen zur Synthesegasreinigung zwischengeschaltet werden, indem die an der Seitenstromentnahme der Luftzerlegungsanlage abgezogene, mit Ar angereicherte O₂-Fraktion den Einrichtungen zur Gewinnung einer Roh-Ar-Fraktion zugeführt, dort der noch enthaltene O₂ weitgehend abgereichert und abgezogen und die gewonnene Restfraktion als Roh-Ar-Fraktion den Synthesegaserzeugungsanlagen bzw. der sich daran anschließenden Reinigung, ggf. in wechselnden Mengen als Oxidationsmittel ggf. im Gemisch mit reinem O₂ und/oder mit Luft, zugeführt wird und das erzeugte und gereinigte Synthesegas weiterhin dieselben Verfahrensschritte erfährt, wie sie in der DD-PS 122368 gekennzeichnet sind.

Das Verfahren ist dann besonders ökonomisch, wenn bereits Luftzerlegungsanlagen mit Seitenstromentnahme an einer Trennsäule vorhanden sind und die Roh-Ar-Fraktion durch Tieftemperaturdestillation dieser Seitenstromfraktion gewonnen und am Kopf der Tieftemperaturdestillation abgezogen wird.

Die Kombination mit den Synthesegaserzeugungs-, Synthesegasverarbeitungs- und Syntheserestgaszerlegungsanlagen läßt sich besonders leicht realisieren, wenn die Seitenstromfraktion bis auf einen 0₂-Gehaltvon weniger als 10%, vorzugsweise auf 1,5%, in der Roh-Ar-Fraktion abgereichert wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es gegenüber den Maßnahmen der DD-PS 122368 leichter möglich, beim Parallelbetrieb von Luftzerlegungsanlagen und Synthesegaserzeugungsanlagen für chemische Großsynthesen Ar-Verluste im Synthesegasweg der NH₃-Synthese, insbesondere bei Veränderungen der für die parallelbetriebenen Großsynthesen bereitgestellten Synthesegasmengen, zu vermeiden.

Es gestattet eine erheblich höhere Ar-Produktion, wenn bereits Luftzerlegungsanlagen und Synthesegaserzeugungs-, Synthesegasverarbeitungs- und NHa-Syntheserestgaszerlegungsanlagen zur Gewinnung von H₂, N₂, Ar und CH₄ in Betrieb sind und aus produktionstechnischen Gründen, beispielsweise aus Sicherheitsgründen, die Verwendung einer Seitenstromfraktion nicht möglich ist. Darüber hinaus gestattet es eine bessere Reguliermöglichkeit des Ar-Gehaltes im Synthesegas sowie eine nur mit geringem Aufwand zu realisierende Zuführung zu den Synthesegaserzeugungsanlagen bzw. der sich daran anschließenden Reinigung. Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber einem Betrieb mit Seitenstromfraktion den Vorteil, daß die im Synthesegas der NH₃-Synthese enthaltenen Ar-Mengen nahezu unabhängig von den der Synthesegasverarbeitungsanlage zugeführten Synthesegasmengen sind.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend anhand von 2 Beispielen und den dazugehörenden Zeichnungen näher erläutert werden.

Im Beispiel 1 wird die Kombination von parallelbetriebenen Gaserzeugungsanlagen mittels Erdgas- und/oder Heizöl-Druckspaltung mit Luftzerlegungsanlagen und Einrichtungen zur Roh-Ar-Gewinnung beschrieben, bei derdie Roh-Ar-Fraktion in den Vergasungs-Ог eingespeist wird. Die Herstellung des H₂-:N₂-Verhältnisseswie3:1 im Synthesegas für die NH₃-Synthese wird durch Einspeisung von hochreinem N₂ vorgenommen.

Beispiel 2 beschreibt die Kombination von Luftzerlegungsanlagen, Einrichtungen zur Gewinnung einer Roh-Ar-Fraktion und einer integrierten Steamreforming-Anlage zur Herstellung von NH₃, bei der die Roh-Ar-Fraktion vor dem Sekundär-Reformer in den Synthesegasweg eingespeist wird.

Beispiel 1:

Gemäß Fig. 1 werden in einer Luftzerlegungsanlage 1 neben N₂ technologischer O₂ mit einer Reinheit von 99% und eine Seitenstromfraktion mit der in Tabelle 1, Spalte 2, angegebenen Zusammensetzung gewonnen. Der O₂ wird zur weiteren Verwendung durch die Leitung 2 abgezogen, die Seitenstromfraktion durch die Leitung 3 einer Einrichtung 4zur Gewinnung einer Roh-Ar-Fraktion zugeführt. Diese Einrichtung arbeitet nach dem Prinzip der Tieftemperaturdestillation. Die ihr zugeführte Menge beträgt je 1000 m³ (N) O₂ etwa 200 m³ (N). In der Einrichtung 4 wird der O₂ aus der Seitenstromfraktion weitgehend abgereichert und durch die Leitung 5 mit einer Reinheit von 99% zur weiteren Verwendung abgezogen. Gleichzeitig wird am Kopf der Tieftemperaturdestillation eine Restfraktion als Roh-Ar-Fraktion gewonnen und durch die Leitung 6 aus der Einrichtung zur Roh-Ar-Gewinnung abgezogen. Die Roh-Ar-Fraktion hat die in Tabelle 1, Spalte 3, angegebenen Zusammensetzung. Die Menge beträgt etwa 23m³ (N) Rohargon je 1000m³(N) des der Luftzerlegungsanlage einschließlich den Einrichtungen zur Roh-Ar-Gewinnung durch die Leitungen 2 und 5 abgezogenen Sauerstoffs. Die Roh-Ar-Fraktion wird über die Leitung 6 einer Kompressionsanlage 7 zugeführt, dort auf 45at verdichtet und über die Leitung 8 abgezogen.

Ein Teil des durch die Leitungen 2 und 5 zur weiteren Verwendung abgezogenen O₂ wird durch die Leitungen 9 und 10 und über die Leitung 11 der 0₂-Kompressionsanlage 12 zugeführt, dort auf 45at verdichtet, durch die Leitung 13abgezogenundmitderin Leitung 8 unter 45at anstehenden Roh-Ar-Fraktion im Verhältnis wie 7:1 zusammengemischt und durch die Leitung 14 den Reaktoren einer Erdgasdruckspaltanlage 15 eingespeist. Die Zusammensetzung des so hergestellten Vergasungssauerstoffs ist in Tabelle 1, Spalte 4, aufgezeigt. In der Erdgasdruckspaltung 15 entstehen durch nichtkatalytische Vergasung von Erdgas bei 35at und etwa 1400°C in einem Reaktor je 5Tm³(N) Vergasungs-O₂ etwa 20Tm³(N) eines Synthesegases roh mit der in Tabelle 1, Spalte 5, angegebenen Zusammensetzung. Das heiße Gas wird durch Wassereinspritzung gekühlt, das enthaltene CO bei etwa 400⁰C an Fe/Cr-Katalysator bis auf 2%, bezogen auf trockenes Gas, konvertiert und das CO durch Wäsche mittels Äthanolamin entfernt. Das so gereinigte Synthesegas verläßt mit der in Tabelle 1, Spalte 6, angegebenen Zusammensetzung durch die Leitung 16 die Anlage, wird in der Verdichteranlage 17 auf 250at verdichtet, gelangt durch die Leitung 18 in die Feinreinigungsanlage und wird dort durch Waschen mittels Cu-I-Azetatlösung von CO und CO₂ befreit. Es verläßt die Feinreinigung durch die Leitung 20.

In parallelbetriebenen Gaserzeugungsanlagen 21 wird Wasserstoff durch Vergasung von Erdgas und/oder Heizöl mittels O₂ aus den Leitungen 2 und 5 hergestellt, indem ein Teil des in diesen Leitungen abgezogenen O₂ durch die Leitungen 22 und 23 den Gaserzeugungsanlagen 21 zugeführt wird. Das in den Gaserzeugungsanlagen 21 hergestellte Synthesegas wird durch die Leitung 24 abgezogen, in der Reinigungs- und Verdichtungsanlage 25, so wie bereits beschrieben, gereinigt und komprimiert und durch die Leitung 26 zur weiteren Verwendung abgezogen. Das Gas hat die in der Tabelle 1, Spalte 7, angegebene Zusammensetzung. Ein Teil dieses H₂ wird durch die Leitung 27 auf verschiedene Verbraucher verteilt. Ein weitererTeil wird über die Leitung 28 in die Feinreinigungsanlage eingespeist und dort mit dem in der Leitung 18 bereitgestellten Synthesegas gemischt.

Dem durch Leitung 20 abgezogenen gereinigten Synthesegas wird durch die Leitung 29 reiner N₂ aus der Luftzerlegungsanlage 1 im Verhältnis H₂:N₂ = 3:1 zugeführt und als NH₃-Synthesegas mit der in Tabelle 1, Spalte 8, angegebenen Zusammensetzung über die Leitung 30 in die NH₃-Synthesegasanlage 31 eingeleitet. Dort werden H₂ und N₂ katalytisch zu NH₃ umgesetzt. Im Kreislaufgas 32 der NH₃-Synthese reichern sich die inerten Bestandteile Ar und CH₄ an. Dem Kreislaufgas 32 wird durch die Leitung 33 ein Kreislaufentspannungsgas mit der in Tabelle 1, Spalte 9, angegebenen Zusammensetzung entnommen, in die Syntheserestgaszerlegungsanlage 34 geleitet und durch Tieftemperaturdestillation in die Komponenten H₂, N₂, Ar und CH₄ zerlegt. Dabei können je 1000m³ (N) Syntheserestgas gewonnen werden:

730 m3 (N)	H2 und N2
220 m3	Ar
50 m3	CH4

Die Komponenten H₂, N₂, Ar und CH₄ werden durch die Leitungen 35,36,37 und 38 zur weiteren Verwendung abgezogen. Dabei wird der H₂ und N₂ durch die Leitung 39 einer Rekompressionsanlage 40 zugeführt, dort auf Synthesegasdruck verdichtet und durch die Leitung 41 als Synthese-H₂ über die Leitung 30 in die NH₃-Synthese zurückgeführt.

Tabelle 1

Zusammensetzung der Gase gemäß Beispiel 1 in Vol.-%

Komp.	Seiten	Roh-	5	Verg.	Sy-Gas	Sy-Gas	Wasser	NH3-	Kreisl.-
	strom	Ar	85	O2	roh	gereinigt	stoff	Sy-Gas	Entsp. G.
1	2	3	10	4	5	6	7	8	9
CO2	_	-	-	-	2,9	1,5	1,8	<0,04	_
CO	-	-	-	33,2	2,6	4,7	<0,02	-
H2	-	-	-	59,8	91,7	92	73,9	52,5
N2	3	0,6	0,6	0,6	10	24,6	17,5
Ar	10	11,4	3,2	3,3	0,2	1,25	25
O2	87	88	_	_	-	—	-
CH4	-	-	0,3	0,3	0,3	0,25	5

Beispiel 2

Gemäß Fig. 2 werden in einer Luftzerlegungsanlage 1 neben N₂ technologischer O₂ mit einer Reinheit von 99% gewonnen und eine Seitenstromfraktion mit der in Tabelle 2, Spalte 2, angegebenen Zusammensetzung aus der Obersäule abgezogen. Die Menge der Seitenstromfraktion beträgt je 1 000m³(N) O₂ etwa 1000m³(N). Der O₂ wird zur weiteren Verwendung durch die Leitung 2 abgezogen. Die Seitenstromfraktion wird durch die Leitung 3 einer Einrichtung 4 zur Gewinnung einer Roh-Ar-Fraktion zugeführt. Diese Einrichtung arbeitet nach dem Prinzip der Tieftemperaturdestillation. In der Einrichtung 4 wird das Ar weitgehend angereichert, am Kopf der Tieftemperaturdestillation als Roh-Ar-Fraktion gewonnen und durch die Leitung 6 mit der in Tabelle 2, Spalte 3, angegebenen Zusammensetzung abgezogen. Die Menge beträgt etwa 23m³(N) je 1 000m³(N) des aus der Luftzerlegungsanlage durch die Leitung 2 abgezogenen Sauerstoffs. Das Sumpf produkt der Tieftemperaturdestillation wird durch die Leitung 42 mit der in der Tabelle 2, Spalte 4, angegebenen Zusammensetzung flüssig abgezogen und in die Obersäule der Luftzerlegungsanlage 1 zurückgeführt. Die Roh-Ar-Fraktion wird über die Leitung 6 einer Kompressionsanlage 7 zugeführt, dort auf 45 at verdichtet und über die Leitung 8 abgezogen.

Gleichzeitig wird eine Steamreforming-Anlage zur Herstellung von NH₃ betrieben. Dazu wird das Erdgas durch die Leitung 43 der Hydroentschwefelung 44 zugeführt, über die Leitung 45 in den Primärreformer 46 geleitet, dort im Röhrenreaktor mit Dampf bei 850-900⁰C reformiert und über die Leitung 47 dem Sekundärreformer 48 zugeführt. Hier erfolgt im Schachtreaktor mittels Ar-angereicherter Luft die Sekundärreformierung bei etwa 1050⁰C. Dazu wird die über die Leitung 8 abgezogene Ar-Fraktion der Luft 49 des Sekundärreformers 48 im Verhältnis von etwa 1:100 zugemischt und diese durch die Leitung 50 mit etwa der in Tabelle 2, Spalte 5, angegebenen Zusammensetzung in den Sekundärreformer eingespeist. Das so erzeugte Synthesegas wird über die Leitung 51 einer Hoch- und Tieftemperatur-Konvertierung 52, über Leitung 53 einer Pottaschewäsche 54, über Leitung 55 einer Methanisierung 56, über Leitung 57 einer Kompressionsanlage 58 für 325at und Leitung 59 in die NH₃-Synthesegasanlage 31 mit der in Tabelle 2, Spalte 6, angegebenen Zusammensetzung eingeleitet. Dort werden H₂ und N₂ katalytisch zu NH₃ umgesetzt. Im Kreislaufgas 32 der NH₃-Synthese reichern sich die inerten Bestandteile Ar und CH₄ an. Dem Kreislaufgas 32 wird durch die Leitung 33 ein Kreislaufentspannungsgas mit der in Tabelle 2, Spalte 7, angegebenen Zusammensetzung entnommen, in die Syntheserestgaszerlegungsanlage 34 eingeleitet, durch Tieftemperaturdestillation in die Komponenten H₂, N₂, Ar und CH₄ zerlegt und durch die Leitungen 35,36, 37 und 38 zur weiteren Verwendung abgezogen.

Tabelle 2

Zusammensetzung der Gase gemäß Beispiel 2 in Vol.-%

Komp.	Seiten-	Roh-	Sumpf-	Luft	NH3	Kreisl.
	strom	Ar	Prod.	Sek. Ref.	Sy. Gas	Entsp. Gas
1	2	3	4	5	6	7
CO2	_	_	_	_	<0,04	—
CO	-	-	-	-	<0,02	-
H2	-	-	_	-	74,2	61,4
N2	2	6,5	1,8	77,4	24,7	20,5
Ar	8	92	6	1,8	0,6	9,9
O2	90	1,5	92,2	20,8	-	-
CH4	-	-	-	-	0,5	8,2

Die Wirtschaftlichkeit der beispielsweisen Ausführung ist in Tabelle 3 dargestellt. Die Spalten 3 und 4 geben die Zusammensetzung des in der Leitung 59 der NH₃-Synthesegasanlage 31 zugeführten Synthesegases ohne und mit der Einspeisung einer Roh-Argon-Fraktion wieder. Spalten 5 und 6 der Tabelle 3 geben die Zusammensetzung des durch die Leitung 33 aus dem Kreislaufgas abgezogenen Entspannungsgases ohne und mit der Einspeisung einer Roh-Argon-Fraktion wieder. Die Zeile 5 weist die vergleichsweise möglichen Ar-Produktionen aus.

Tabelle 3

	Komp.	Dim.	NH3-Synthesegas	3	4	Entspannungsgas	5	6
	1	2	o.Roh-Ar.	m. Ron-Ar.	o. Roh-Ar.	m. Roh-Ar
Zeile			74,4 24,8 0,3 0,5	74,2 24,7 0,6 0,5	61,4 20,5 6,8 11,3	61,4 20,5 9,9 8,2
1 2 3 4	H2 N2 Ar CH4	Vol.-% VoL-% Vol.-% Vol.-%	-	—	420	840
5	Ar	m3(N)
	h

Claims (3)

1. Verfahren zur Gewinnung von Argon bei gleichzeitiger Gewinnung von Wasserstoff, Stickstoff und Methan aus Restgasen der Ammoniaksynthese durch Kombination von Luftzerlegungsanlagen mit Seitenstromentnahme an einer Trennsäule, miteinander verflochtenen Synthesegaserzeugungsanlagen, in denen feste und/oder flüssige und/oder gasförmige Brennstoffe autotherm vergast werden, Synthesegasverarbeitungsanlagen einschließlich einer Einstellung des Wasserstoff-Stickstoff-Verhältnisses und Anlagen zur Syntheserestgaszerlegung durch Tieftemperaturdestillation, indem an der Seitenstromentnahme der Luftzerlegungsanlage eine relativ geringe Menge einer mit Ar angereicherten Sauerstoff-Fraktion abgezogen, diese Fraktion den Synthesegaserzeugungsanlagen, ggf. in wechselnden Mengen, als Vergasungsmittel, ggf. im Gemisch mit reinem O2 und/oder mit Luft, zugeführt und eine Regelung des Ar-Gehaltes im Synthesegas vorgenommen wird, das in der Synthesegaserzeugungsanlage erzeugte Synthesegas gereinigt und komprimiert sowie das Verhältnis der Komponenten H₂ und N₂ im Synthesegas wie 3:1 einreguliert wird, dieses als mit Ar angereichertes und auf einen ggf. vorgegebenen Ar-, H₂- und N₂-Gehalt einreguliertes Synthesegas einer Synthesegasverarbeitungsanlage zugeführt, dort zu NH₃ umgesetzt wird und bei der aus dem anfallenden Syntheserestgas durch Tieftemperaturzerlegung die Komponenten H₂, N₂, Ar und CH₄ gewonnen werden, nach Patent 122368, dadurch gekennzeichnet, daß den zur Kombination verwendeten Anlagen an sich bekannte Einrichtungen zur Gewinnung einer Roh-Argonfraktion, die in unmittelbarer Verbindung mit der Luftzerlegungsanlage betrieben werden, zwischengeschaltet werden, indem die an der Seitenstromentnahme der Luftzerlegungsanlage abgezogene, mit Argon angereicherte CVFraktion den an sich bekannten Einrichtungen zur Gewinnung der Roh-Ar-Fraktion zugeführt, die Menge der Roh-Ar-Fraktion auf bis zu 3% der aus der Luftzerlegungsanlage abgezogenen Sauerstoffmenge einreguliert, gleichzeitig der Argongehalt in der Roh-Ar-Fraktion auf mehr als 85 Vol.-% an- und der Sauerstoffgehalt auf weniger als 10 Vol.-% abgereichert und diese Fraktion den Synthesegaserzeugungsanlagen als Oxidationsmittel im Gemisch mit reinem Sauerstoff und/oder mit Luft zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der O₂-Gehalt in der Roh-Ar-Fraktion auf 1,5 Vol.-% eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Argongehalt in der Roh-Ar-Fraktion auf 92 Vol.-% eingestellt wird.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung wird angewendet bei der Gewinnung von Argon, wobei die Anlagen in der chemischen Großindustrie installiert sind und Anlagen zur Luftzerlegung gleichzeitig mit Anlagen zur Synthesegasherstellung und Synthesegasverarbeitung zu Ammoniak betrieben werden. Die Erfindung stellt eine Variante der Argongewinnung dar, die in der DD-PS 122368 nicht enthalten ist, und ist somit eine weitere Ausgestaltung der im Hauptpatent offenbarten Lösung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Durch das Hauptpatent, DD-PS 122368 (C01 b, 23/00), ist ein Verfahren zur Gewinnung von Argon bei gleichzeitiger Gewinnung von Wasserstoff, Stickstoff und Methan aus Restgasen der Ammoniak-Synthese durch Kombination von Luftzerlegungsaniagen mit Seitenstromentnahme an einer Trennsäule, Synthesegaserzeugungsanlagen, in denen Brennstoffe autotherm vergast werden, Synthesegasverarbeitungsanlagen einschließlich einer Einstellung des Wasserstoff-Stickstoff-Verhältnisses und Anlagen zur Syntheserestgaszerlegung durch Tieftemperaturdestillation bekannt geworden, nach dem an der Seitenstromentnahme der Luftzerlegungsanlage eine relativ geringe Menge einer mit Argon angereicherten Sauerstoff-Fraktion abgezogen, diese Fraktion den Synthesegaserzeugungsanlagen ggf. in wechselnden Mengen als Vergasungsmittel ggf. im Gemisch mit reinem Sauerstoff und/oder mit Luft zugeführt und eine Regelung des Argongehaltes im Synthesegas vorgenommen wird, das in der Synthesegaserzeugungsanlage erzeugte Synthesegas gereinigt und komprimiert sowie das Verhältnis der Komponenten Wasserstoff und Stickstoff im Synthesegas wie 3:1 einreguliert wird, dieses als mit Argon angereichertes und auf einen ggf. vorgegebenen Argon-, Wasserstoff- und Stickstoffgehalt einreguliertes Synthesegas einer Synthesegasverarbeitungsanlage zugeführt, dort zu Ammoniak umgesetzt wird und daß aus dem anfallenden Syntheserestgas durch Tieftemperaturzerlegung die Komponenten Wasserstoff, Stickstoff, Argon und Methan gewonnen werden.