DD155517A1 - METHOD FOR TREATING AND RESERVING RELAXATION GASES - Google Patents
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Abstract
Das Verfahren zur Behandlung und Weiterverwendung von Entspannungsgasen wird angewendet beim Betrieb von Methanolsyntheseanlagen und auch beim gleichzeitigen Betrieb dieser mit anderen chemischen Synthesen. Das Ziel, die eingesetzten Primaerenergietraeger hocheffektiv weiterzuverwenden und die Aufgabe, sie zu einem hoeheren Gebrauchswert aufzuarbeiten, werden geloest durch eine weitgehende stoffwirtschaftliche Nutzung, wobei die Methanolsyntheseanlage mit einer Gastrennanlage und Verbrauchern der Produkte der Gastrennanlage in spezieller Weise kombiniert wird. Die erfindungsgemaesse Technologie ermoeglicht die Einsparung grosser Mengen Erdoel und Erdgas.The process for the treatment and reuse of flash gases is used in the operation of methanol synthesis plants and also in the simultaneous operation of these with other chemical syntheses. The goal of highly effective use of the primary energy carriers used and the task of processing them to a higher utility value, are solved by a substantial use of materials, the methanol synthesis plant is combined with a gas separation plant and consumers of the products of the gas separation plant in a special way. The technology according to the invention makes it possible to save large quantities of oil and natural gas.
Description
-f- 22 63 1 8-f- 22 63 1 8
VEB Leuna-Werke Leuna, 15« 11« 1980VEB Leuna-Werke Leuna, 15 "11" 1980
"Walter Ulbricht""Walter Ulbricht"
LP 808? . Titel der ErfindungLP 808? , Title of the invention
Verfahren zur Behandlung und Weiterverwendung von EntspannungsgasenProcess for the treatment and reuse of flash gases
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Das Verfahren kann angewendet werden in der chemischen Industrie bei dem Betrieb von integrierten Methanolsyntheseanlagen und auch beim gleichzeitigen Betrieb von Methanolsyntheseanlagen und "anderen chemischen Synthesen, insbesondere von Ammoniaksynthesens Hydrierprozessen und/oder anderen Be-= darfsträgern von Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid bzw· Kohlendioxid zum Zwecke der weitgehenden stoffwirtschaftlichen Nutzung der eingesetzten hochwertigen Primärenergie« träger, beispielsweise von Erdgass Erdöl oder Naphtha bzw· der technologisch bedingt anfallenden Entspannungsgase· Es besteht die Möglichkeit2 das Verfahren auch in bestehende chemische Betriebskomplexe einzufügen·The process can be used in the chemical industry in the operation of integrated methanol synthesis plants and also in the simultaneous operation of methanol synthesis plants and "other chemical syntheses, in particular of ammonia syntheses s hydrogenation processes and / or other Be carriers of hydrogen and / or carbon monoxide or · carbon dioxide carrier for the purpose of extensive material economic use of high-quality primary energy ", such as natural gas or naphtha s petroleum or · the technological reasons accumulating expansion gases · possibility 2, the method into existing chemical complex operation to insert ·
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es ist allgemein bekannt9 daß die bei chemischen Synthesens beispielsweise bei einer Ammoniaksynthese und/oder Methanol-It is generally known that the 9 in chemical syntheses s, for example, at a synthesis of ammonia and / or methanol
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synthese zwangsweise anfallenden Purgegase in.das Heizgas geleitet und zur Unterfeuerung bei der im allgemeinen nach dem Ste amre formirtgver fahre η arbeitenden Synthesegaserzeugung verwendet werden (Schmidt: Verfahren der Gasaufbereitung, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie; Schmidt: Technologie der Gaserzeugung, Bd» II - Vergasungs VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie; Falbe: Chemierohstoffe aus Kohle, Georg-Shieme-Verlag -« Stuttgart).Synthesis of forcibly produced purge gases in. The heating gas passed and used for underfiring in the generally after the Ste amre formirtgver driving η working synthesis gas production (Schmidt: process of gas treatment, VEB Deutscher Verlag for basic industries, Schmidt: technology of gas production, Bd »II - Gasification s VEB German publishing house for basic industry, Falbe: chemical raw materials from coal, Georg Shieme publishing house - «Stuttgart).
Diese Verfahren haben den Nachteils daß Gaserzeugereinheiten betrieben werden, von denen eine relativ große Kapazität nur der Erzeugung von Heizgas dient© Weiterhin ist es zum Nachteil, daß die für diese Heizgaserzeugung eingesetzten hochwertigen Primärenergieträger9 beispielsweise von Erdgas oder Naphtha mit dem Vergasungswirkungsgrad belastet werden und dieser Anteil bei der Gaserzeugung als Abwärme verlorengeht® Schließlich ist es von besonderem Nachteil$ daß die techno« logisch bedingt janfallenden Purgegase stoffwirtschaftlich nicht ausgenutzt werden©These methods have the disadvantage s that gas generator units are operated, of which a relatively large capacity only the production of fuel gas is used © Furthermore, it is to the disadvantage that the high-quality primary energy sources used for this 9 Heizgaserzeugung 9, for example, of natural gas or naphtha with the gasification efficiency and this proportion verlorengeht® in gas production as waste heat Finally, it is particularly disadvantageous that the $ techno "are material economically exploited logically related janfallenden Purgegase ©
Es ist weiterhin bei der Behandlung und Weiterverwendung von Purgegasen der Ammoniaksynthese allgemein bekannt, daß man die bei der Ammoniaksynthese anfallenden Purgegase, die aus Wasserstoff,, Stickstoff, Argon, Methan und Ammoniak bestehen, einer Wasserstoffrückgewinnungsanlage zuführt«, dort das Ammoniak entfernt, den Wasserstoff γοη den Restkomponenten abtrennt und ihn als Synthesewasserstoff für die Ammoniaksynthese wieder verwendet. Die dabei anfallende Restfraktion, die noch aus Stickstoff, Argon und Methan besteht, wird dann in das Heizgas geleitet und im allgemeinen im Primärreformer der S te amre forming einlage verbrannt« Die dem Heizwert des abgetrennten Wasserstoffs äquivalente Wärmemenge wird durch den Einsatz von Erdgas gedeckt (Luft- und Kältetechnik 16 (1980) 1$ S* 15 - 19).It is also well known in the treatment and re-use of purge gases of ammonia synthesis that you add the resulting in the ammonia purge gases consisting of hydrogen, nitrogen, argon, methane and ammonia, a hydrogen recovery plant, there removes the ammonia, the hydrogen γοη separates the residual components and reused it as synthesis hydrogen for ammonia synthesis. The resulting residual fraction, which still consists of nitrogen, argon and methane, is then passed into the heating gas and generally in the primary reformer of the S te amre forming deposit burned «The calorific value of the separated hydrogen equivalent amount of heat is covered by the use of natural gas ( Air and Refrigeration Technology 16 (1980) 1 $ S * 15-19).
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In Erweiterung solcher Wasserstoffrückgewinnungsanlagen ist darüber hinaus bekannt^ die anfallende Restfraktion einer weiteren Trennung zu unterziehen und aus ihr die Edelgase Argon^ gegebenenfalls auch Krypton und Xenon zu gewinnen (Ind* Eng«, Chern«, Process Des· Develop 12, 3 (1973),S* 217-220).In extension of such hydrogen recovery plants it is also known to subject the resulting residual fraction to further separation and to extract from it the noble gases argon, if necessary, also krypton and xenon (Ind. Eng, Chern, Process Des. Develop 12, 3 (1973). , S * 217-220).
Diese Verfahren haben bereits den Vorteil $ daß die Gaserzeugereinheiten nur für die Produktion γοη Ammonialcsynthesegas, nicht aber zur Heizgasproduktion verwendet werden und die eingesetzten Primärenergieträgers beispielsweise Erdgas oder Naphtha8 ohne Belastung durch den Vergasungswirkungsgrad di~ rekt als Heizgas eingesetzt werdene Auch werden hierbei die Entspannungsgase weitgehend stoffwirtschaftlich zur Ammoniakgewinnung genutzte Sie haben jedoch den entscheidenden Nachteil ? daß sie nicht ohne weiteres auf Methanolsyntheseanlagen übertragbar und anwendbar sind, da zur Synthese der Reaktionskomponenten zu Methanol völlig andere Stoffe und Bedingungen erforderlich sind als bei der Synthese zu Ammoniak*These procedures already have the advantage of $ that the gas generator units γοη only for the production Ammonialcsynthesegas, but are not used to Heizgasproduktion and the fuel source from which s becoming used 8 without exposure to the gasification efficiency of di ~ rectly as a fuel gas such as natural gas or naphtha also are in this case the expansion gases However, you have the decisive disadvantage in terms of material economy for ammonia production ? that they are not readily transferable and applicable to methanol synthesis plants, since completely different substances and conditions are required for the synthesis of the reaction components to methanol than in the synthesis to ammonia *
Als Verfahren zur Durchführung der Wasserstoffrückgewinnung aus Purgegasen der Ammoniaksynthese bzw« zur Behandlung dieser Gase sind Tieftemperaturverfahren zur Trennung von Gas-Dampf~ Gemischen bekannt9 die unter Druck abgekühlt9 teilweise verflüssigt und in einen Abscheider entspannt werden«, Ohne daß eine Fremdkühlung erfolgt (DD-PS 47120) oder auch mit Fremdkühlung (The oil and gas journal T March ^ (1979)» S, 182) werden nach dem Abscheider beide entstandenen Phasen zurückgeführt und dabei eine für die Gleichgewichtseinstellung erforderliche Regulierung vorgenommen© Das Verfahren ohne Fremdkühlung hat den Nachteil, daß es nur für Gasgemische anwendbar ist, in denen die leichtsiedende Komponente Wasserstoff mit nicht mehr als ca. 65 % enthalten ist« Die Verfahren mit Fremdkühiung sind nur für Pargegase der NH^-Synthese anwendbar·As a method for carrying out the hydrogen recovery from purge gases of the ammonia synthesis or «for the treatment of these gases cryogenic processes for the separation of gas-steam mixtures are known 9 which are cooled under pressure 9 partially liquefied and expanded in a separator« Without a foreign cooling takes place (DD -PS 47120) or with external cooling (The oil and gas journal T March ^ (1979) »S, 182) are returned after the separator both incurred phases and thereby made necessary for the equilibration adjustment © The process without forced cooling has the disadvantage in that it is only applicable to gas mixtures in which the low-boiling component hydrogen is not more than approximately 65 % . "The external cooling processes are applicable only to the parabolic gases of NH ^ synthesis.
Als weitere Verfahren zur Durchführung der Wasserstoffrückgewinnung aus Purgegasen der Ammoniaksynthese bzw© zur Behänd-As a further method for carrying out the hydrogen recovery from purge gases of the ammonia synthesis or © for the treatment of
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lung dieser Gase sind adsorptive Verfahren bekannt9 die nach dem Druckwechselverfahren arbeiten (US=OPS 40 0770780)« Diese Verfahren haben den Bachteil9 daß Wasserstoff-Ausbeuten von nur max© 80 % erreicht werden©These gases are adsorptive known processes 9 (US = OPS 40 0770780) "These processes have the Bach part 9 that hydrogen yields of only max © 80 % can be achieved ©
Darüber hinaus sind zur Durchführung der Wasserstoffrückge·=· winnung aus wasserstoffreichen Gasgemischen bzw® zur Behandlung dieser Gase Permeationsverfahren bekannte Diese Verfahren haben den Nachteil9 daß die wasserstoffreichen Gasgemische mit hohem Druck zur Verfügung stehen müssen und die Wasserstoff-Fraktion auch nicht annähernd mit dem Druck gewonnen werden kann9 mit dem die wasserstoffreichen Gasgemische der Anlage zugeführt werden müssen (DD-1054-29) <sIn addition, the Wasserstoffrückge · = · winnung from hydrogen-rich gas mixtures are for performing bzw® for treating these gases permeation known, these methods have the disadvantage 9 that the hydrogen-rich gas mixtures must be at high pressure available and the hydrogen fraction not nearly with the pressure can be obtained 9 with the hydrogen-rich gas mixtures of the system must be supplied (DD-1054-29) <s
Alle Verfahren zur Durchführung der Wasserstoffrückgewinnung haben den weiteren gemeinsamen !fachteil 9 daß für die Anwen=· dung bei der Behandlung der Entspannungsgase der Methanol synthese keine Anleitungjen zum technischen Handeln gegeben werden»All methods for carrying out the hydrogen recovery have the further common part 9 that for the application in the treatment of the expansion gases of the methanol synthesis no instructions are given for technical action »
In weiteren bekannten Verfahren zum Reinigen von Gasen und Dämpfen bzw«, zum Zerlegen von Gasgemischen mittels Druckwechseladsorption wird angezeigtf daß die Komponenten Kohlenmonoxid und Kohlendioxid von Wasserstoff abgetrennt werden können (DE-OS 2c629„4-5O)« Für die spezielle Behandlung von Entspannungsgasen der Methanol synthese und die Weiterverwen·=· dung der Zerlegungsprodukte innerhalb eines chemischen Betriebskomplexes werden jedoch keine Lösungen genannt*In other known methods for purifying gases and vapors or, for decomposing gas mixtures by pressure swing adsorption is indicated f that the components carbon monoxide and carbon dioxide can be separated from hydrogen (DE-OS 2 c 629 "4-5O)" For the special treatment of expansion gases of the methanol synthesis and the reuse of the decomposition products within a chemical operating complex, however, are not mentioned as solutions *
Schließlich ist bekannt, die Eestgase der Methanol synthese einer weitgehenden stoffwirtschaftlichen Nutzung zuzuführen» Dazu werden bei gleichzeitigem Betrieb von Syntheseanlagen zur Herstellung von Methanol und Ammoniak sowie einer Restgaszerlegungsanlage, die mit den Restgasen der Ammoniaksynthese betrieben wird, die Synthesegaswege der gleichzeitig betriebenen Methanol synthese j Ammoniaksynthese und Restgaszerlegungsanlage in dieser Reihenfolge hintereinander geschaltetFinally, it is known to supply the Eestgase of methanol synthesis of extensive material use. »For the synthesis of the simultaneously operated methanol synthesis j ammonia synthesis with simultaneous operation of synthesis plants for the production of methanol and ammonia and a Restgaszerlegungsanlage, which is operated with the residual gases of ammonia synthesis and residual gas separation plant connected in series in this order
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und die Restgase der Methanolsynthese gegebenenfalls nach erfolgter Methanentfernung und Reinigung als Synthesegas für die Ammoniaksynthese verwendet (DD-PS 84-629)* Das Verfahren hat den Nachteil, daß es nur bei Methanolsynthesen angewendet werden kann$ bei denen eine relativ geringe Menge von Restgasen anfällt* Bei den in die Praxis eingeführten Methanol-Technologien fällt eine relativ große Menge Restgas an, . die auch einen relativ hohen Aufwand für die Methanspaltung erfordere Würde man diesen relativ hohen Aufwand nicht durchführen, so würde die Ammoniaksynthese durch eine sehr große Methanmenge als Inertgas belastet^ wodurch das Verfahren in seiner Gesamtheit unwirtschaftlich wird«and the residual gases of the methanol synthesis optionally after methane removal and purification used as synthesis gas for ammonia synthesis (DD-PS 84-629) * The method has the disadvantage that it can be used only in methanol syntheses $ in which a relatively small amount of residual gases is obtained * The methanol technologies put into practice generate a relatively large amount of residual gas,. which would also require a relatively high effort for the decomposition of methane If one would not carry out this relatively high expenditure, the ammonia synthesis would be burdened by a very large amount of methane as inert gas, whereby the process in its entirety becomes uneconomical. "
Das Verfahren hat den besonderen Nachteil^ daß es bei integrierten Methanolanlagen nicht angewendet werden kann und daß für die Deckung des der Heizgasbilanz entzogenen Restgases keine Lösungen angegeben sind«The process has the particular disadvantage that it can not be used in integrated methanol plants and that no solutions are given to cover the residual gas withdrawn from the heating gas balance.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, die bei MethanolSynthesen eingesetzten hochwertigen Primärenergieträger bzwe technologisch bedingt anfallenden Entspannungsgase volkswirtschaftlich hocheffektiv weiterzuverwenden und ihre Nutzung in chemischen Betriebskomplexen umfassend zu gewährleisten« Die Lösung soll bei neuen als auch bei bereits bestehenden Methanolsyntheseanlagen anwendbar se in *The aim of the invention is to provide the high-quality fuel source for methanol synthesis or e technological reasons accumulating expansion gases economically highly effective reuse and to ensure their use extensively in chemical plant complexes "The solution is to se applicable to new as well as existing methanol synthesis plant is in *
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Es bestand deshalb die Aufgabe$ die bei der Durchführung der Methanolsynthese zwangsweise anfallenden Entspannungsgase zu einem höheren Gebrauchswert aufzuarbeiten und nach ihrer Auf ^ arbeitung einer weitgehenden volkswirtschaftlich effektiven Hutzung zuzuführen« Dazu sind die Entspannungsgase in ihre Komponenten zu zerlegen und die bei der Zerlegung gewonnenen Produkte weitgehend als Reaktionskomponenten geeigneten chemischen Prozessen zuzuführen«It was therefore the task $ to recycle the forcibly incurred in the implementation of the methanol synthesis flash gases to a higher utility value and supply after their on ^ processing a largely economically effective Hutzen «For this purpose, the expansion gases are decomposed into their components and the products obtained during the decomposition largely as reaction components to supply suitable chemical processes «
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Mit der Lösung des? Aufgabe sollen die Mangel und Unvollkommenheiten der bekannten Lösungen beseitigt werden» Insbesondere soll die Wasserstoffrückgewinnung ans Pargegasen von Ammoniak-Synthesen auf die Behandlung und Weiterverwendung der Entspannungsgase von MethanolSynthesen übertragen^ der relativ hohe Aufwand für die Entfernung des im Entspannungsgas enthaltenen Methans gesenkt und der Heizgasbedarf des Gesamtsystems gedeckt werden·With the solution of? Task should be the deficiencies and imperfections of the known solutions to be eliminated. "In particular, the hydrogen recovery to the Pargegasen of ammonia syntheses to the treatment and reuse of the expansion gases of methanol syntheses transferred ^ the relatively high cost of removing the methane contained in the expansion gas reduced and the fuel gas demand of Complete system ·
So bestehen die Entspannungsgase der Methanol synthese Vorzugs«·· weise aus Wasserstoffs Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Stickstoff, Argons Methan sowie Spuren von Methanolg höheren Alkoholen, Dimethyläther und Aminene Dagegen setzen sich die Purgegase der Ammoniaksynthese aus Wasserstoff$ Stickstoff- Argon, Methan und Ammoniak zusammen© Damit sind auch die technologischen Maßnahmen zur Zerlegung der Entspannungsgase andere als zur Zerlegung der Purgegase«Thus, the expansion gases of the methanol synthesis preferential "·· consist of hydrogen carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, argon s methane and traces of methanolg higher alcohols, dimethyl ether and amines e In contrast, the purge gases of ammonia synthesis from hydrogen $ nitrogen argon, methane and Ammonia together © This means that the technological measures for decomposition of the expansion gases are different from those for decomposing the purge gases «
Weiterhin werden bei der Methanolsynthese die Komponenten Wasserstoff 5 Kohlenmonoxid und Kohlendioxid zu Methanol synthetisiert· Dabei hemmen die Inertgase Stickstoff, Argon und Methan den Reaktionsablauf« Bei der Ammoniaksynthese werden Wasserstoff und Stickstoff zu Ammoniak synthetisierte Kohlenmonoxid und Kohlendioxid stellen hochaktive Kontaktgifte dar« Argon und Methan treten als Inertgase auf„ Auf Grund dieser wesentlichen technologischen 'Abweichungen bei den Synthesen ist auch die Weiterverwendung der bei der Behandlung der Entspannungsgase der Methanol synthese gewonnenen !Fraktionen wesentlich anders als die Weiterverwendung der bei der Purgegaszerlegung von Am·» moniaksynthesen gewonnenen Produkte«Furthermore, in the synthesis of methanol, the components hydrogen 5 carbon monoxide and carbon dioxide are synthesized to methanol · In the inert gases nitrogen, argon and methane inhibit the reaction process «In the ammonia synthesis, hydrogen and nitrogen to ammonia synthesized carbon monoxide and carbon dioxide are highly active contact poisons« argon and methane occur As inert gases on "Due to these essential technological" deviations in the syntheses, the further use of the fractions obtained in the treatment of the expansion gases of the methanol synthesis is essentially different from the further use of the products obtained in the purge gas decomposition of ammonia syntheses.
Schließlich sind im allgemeinen bei dem Syntheseprozeß der Methanolsynthese technologisch bedingt häufig Wasserstoffmengen vorhanden^ die nicht; an der Methanol synthese teilnehmen und deshalb entspannt werden müssen· Eine Rückführung des gewonnenen Wasserstoffs zur1 Methanolsynthese würde diesen negativen Effekt noch verstärken* Eine Zerlegung und Stoffwirtschaft-Finally, in general in the synthesis process of the methanol synthesis technologically conditioned often hydrogen amounts are present ^ not; Participate in the methanol synthesis and therefore have to be relaxed · A recirculation of the recovered hydrogen to 1 methanol synthesis would reinforce this negative effect even * A decomposition and Stoffwirtschaft-
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liehe Nutzung der Entspannungsgase der Methanolsynthese analog den bekannten Verfahren bei der Ammoniaksynthese ist deshalb ohne zusätzliche erfinderische Arbeit nicht möglich*The use of the expansion gases of the methanol synthesis in analogy to the known processes in ammonia synthesis is therefore not possible without additional inventive work.
Merkmale der ErfindungFeatures of the invention
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Behandlung und Weiterverwendung von Entspannungsgasen j die bei der Durciaführung der Methanolsynthese zwangsweise anfallen und im wesentlichen aus Wasserstoff 9 Kohlenmonoxids Kohlendioxid^ Stickstoff, Argon$ Methan sowie Spuren von Methanol^, höheren Alkoholen^, Dirnethyläther und Aminen bestehen^ gegebenenfalls in Verbindung mit einer gleichzeitig betriebenen Ammoniaksynthese und/oder Hydrierprozessen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die anfallenden Entspannungsgase weitgehend stoffwirtschaftlich genutzt werden* Dazu werden die Methanol synthese anlage mit einer Gas» trennanlage und Verbrauchern der Produkte der Gastrennanlage insofern kombiniert, daß die Entspannungsgase der Gastrennanlage zugeführt werden und dort eine hochkonzentrierte Wasserstoff-Fraktion abgetrennt, abgezogen und zur Durchführung von chemischen Synthesen und/oder Hydrierprozessen verwendet werdene Die Abtrennung der hochkonzentrierten Wasserstoff-Fraktion wird dabei so vorgenommens daß gleichzeitig .Vor«, Zwischen» und/oder ßestfraktionen§ die vorzugsweise aus Kohlenmonoxid^ Kohlendioxid* Stickstoff- Argon und Methan bestehen, gewonnen, abgezogen und diese bei der Herstellung des Synthesegases für die Methanolsynthese und/oder bei der Verarbeitung des Synthesegases zu Methanol und/oder anderen Verbrauchern, gegebenenfalls auch als Heizgas eingesetzt werden» Durch die damit erfolgte weitgehend stoffwirtschaftliche Nutzung der Entspannungsgase werden dem Gesamtprozeß der Ifethanolanlage, insbesondere dem Reformer erhebliche Heizgasmengen entzogen· Erfindungsgemäß werden diese durch direkte Verbrennung des für die Methanolsynthese verwendeten Primärenergieträgers und/oder eines beliebigen Brenngases und/oder durch Zufuhr von Fremdwärme kompensiert«,The object is achieved by a process for the treatment and further use of flash gases j forcibly incurred in the Durciaführung the methanol synthesis and consist essentially of hydrogen 9 carbon monoxide s carbon dioxide ^ nitrogen, argon $ methane and traces of methanol ^, higher alcohols ^, diethyl ether and amines If appropriate in conjunction with a simultaneously operated ammonia synthesis and / or hydrogenation processes according to the invention solved in that the resulting flash gases are largely used material economy * For this purpose, the methanol synthesis plant with a gas separation system and consumers of the products of the gas separation plant combined so far that the expansion gases of Gas separation unit are fed and separated there a highly concentrated hydrogen fraction, withdrawn and used to carry out chemical synthesis and / or hydrogenation e separation of the highly concentrated hydrogen fraction is undertaken so that the same .Prior s, "intermediate" and / or ßestfraktionen§ preferably ^ of carbon monoxide carbon dioxide * consist of nitrogen, argon and methane, extracted, stripped off and this in the production of synthesis gas for methanol synthesis and / or in the Processing of the synthesis gas to methanol and / or other consumers, possibly also used as heating gas. By the thus largely material use of the use of expansion gases are the entire process of Ifethanolanlage, in particular the reformer withdrawn considerable amounts of fuel gas According to the invention by direct combustion of the methanol synthesis primary energy source and / or any fuel gas used and / or compensated by external heat input,
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Die in der Gastrennanlage vorgenommene Abtrennung der hochkonzentrierten YiTasserstoff-Fraktion sowie Gewinnung der Vor-, Zwischen- und/oder Restfraktionen werden vorteilhaft nach den Prinzipien der Druckwechseladsorption oder der Permeation oder der Tieftemperatu3?"behandliing oder einer Kombination dieser Gastrennprinzipien § gegebenenfalls unter gleichzeitiger Verwendung einer chemischen Wäsche, durchgeführt·The separation of the highly concentrated hydrogen fraction carried out in the gas separation plant and the recovery of the precursor, intermediate and / or residual fractions are advantageously carried out according to the principles of pressure swing adsorption or permeation or low temperature treatment or a combination of these gas separation principles, if appropriate with simultaneous use of chemical laundry, carried out ·
Die Anforderungen an die Produkte der Gastrennanlage sind von dem Produktionsprofil der chemischen Industriekomplexe abhän- . gig«.The requirements for the products of the gas separation plant depend on the production profile of the chemical industry complexes. gig ".
So ist es bei der gleichzeitigen Weiterverwendung einer hochkonzentrierten und hochreinen Wasserstoff-Fraktion und einer Restgasfraktion, die im wesentlichen noch Wasserstoff § Kohlen» monoxide Kohlendioxid^ Stickstoff § Argon, und Methan enthält^ günstig^ wenn die Entspaanungsgase einer vorzugsweise nach dem Druckwechseladsorptionsverfahren oder dem Permeationsverfahren arbeitenden Gastrennanlage in diese Fraktionen zerlegt v/erden*Thus it is with the simultaneous further use of a highly concentrated and high-purity hydrogen fraction and a residual gas fraction which essentially still hydrogen § carbon monoxide carbon dioxide ^ nitrogen § argon, and methane contains ^ favorable if the Entspaanungsungsgase one preferably by the pressure swing adsorption process or the permeation process working gas separation plant decomposed into these fractions
Ist zusätzlich eine gleichzeitige Weiterverwendung von Kohlendioxid gegeben^ so ist es besonders günstig^ die Zerlegung des Entspannungsgases in einer Gastrennanlage vorzunehmen, die mit einem kombinierten Tieftemperatur~Druckwechseladsorptionsverfahren bzwP Tieftemperatur-Permeationsverfahren arbeitete In diesem Falle enthält "die Hestgasfraktion im wesentlichen nur noch die Komponenten Wasserstoff9 Kohlenmonoxid, Stickstoff, Argon und Methan»In addition, if a simultaneous reuse of carbon dioxide is given ^ so it is particularly favorable ^ to perform the decomposition of the flash gas in a gas separation plant, which worked with a combined cryogenic ~ pressure swing adsorption P or low-temperature permeation process In this case, the Hestgasfraktion contains essentially only the components Hydrogen 9 carbon monoxide, nitrogen, argon and methane »
Ist die gleichzeitige Weiterverwendung von Kohlendioxid sowie einer hochkonzentrierten Wasserstoff «»Fraktion und einer Eestgasfraktion, die im wesentlichen noch Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Stickstoff, Argon und Methan enthält, vorgesehen und benötigt man die hochkonzentrierte Wasserstoff-Fraktion mit technischer Reinheit, so ist es besonders günstig, die Zerle«= gungdes Entspannungsgases in einer nach dem reinen Tief temps«=* raturverfahren arbeitenden Gastrennanlage vorzunehmen·Is the simultaneous re-use of carbon dioxide and a highly concentrated hydrogen "fraction and a Eestgasfraktion, which still contains substantially hydrogen, carbon monoxide, nitrogen, argon and methane, provided and you need the highly concentrated hydrogen fraction with technical purity, it is particularly favorable to carry out the decomposition of the expansion gas in a gas separation plant operating according to the pure low-temperature method.
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Vorteilhaft wird das Verfahren auch, wenn bei der gleichzeitigen Weiterverwendung des Kohlendioxides, einer hochkonzentrierten iind hochreinen Wasserstoff-Fraktion und einer Re stgasfraktion die Entspannungsgase zunächst einer chemischen Wäsche zugeführt, dort vom Kohlendioxid bfreit und danach mittels eines Druckwechseladsorptionsverfahrens oder eines Permeationsverfahrens in die hochkonzentrierte und hochreine .Wasserstoff-Fraktion und die Restgasfraktion, die im wesentlichen noch Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Stickstoff- Argon und Methan enthält, zerlegt werden. Das zur Weiterverwendung vorgesehene Kohlendioxid wird dann durch die Regeneration der Waschflüssigkeit der chemischen Wäsches bei der das Kohlendioxid frei wird, gewonneneThe process is also advantageous if, in the simultaneous further use of carbon dioxide, a highly concentrated iind high purity hydrogen fraction and a Re stgasfraktion the flash gases first fed to a chemical laundry, bfrit there from carbon dioxide and then by means of a Druckwechseladsorptionsverfahrens or a Permeationsverfahrens in the highly concentrated and high purity . Hydrogen fraction and the residual gas fraction, which still contains substantially hydrogen, carbon monoxide, nitrogen-argon and methane, are decomposed. The intended for further use carbon dioxide is then recovered by the regeneration of the washing liquid of the chemical laundry s in which the carbon dioxide is released won
In der Praxis haben sich chemische Waschen mittels Monoäthanolamin oder heißer Pottaschelösungen für eine Kohlendioxid— gewinnung besonders gut bewährt*In practice, chemical washing using monoethanolamine or hot potash solutions has proven to be particularly effective for carbon dioxide recovery *
Wird die Gastrennanlage zur gleichzeitigen Gewinnung der hochkonzentrierten Wasserstoff «-Fraktion, der Kohlendioxidfraktion und der Restgasfraktion nach dem Tieftemperaturverfahren oder nach einem kombinierten Tieftemperatur-Druckwechseladsorptionsverfahren oder Tieftemperatur—Permeationsverfahren betrieben, so ist es besonders vorteilhaft, die Kohlendioxidgewinnung mittels einer physikalischen Wäsche unter Druck und mit abgesenkten Temperaturen vorzunehmen· Da die Gastrennanlage erfindungsgemäß ue a* mit einer Methanolsyntheseanlage kombiniert ist, ist es von besonderem Vorteil^ die physikalische Wäsche mittels Methanol vorzunehmen«, Durch Erwärmung und Entspannung des mit Kohlendioxid beladenen Methanoles wird das Kohlendioxid gewonnen» Das Methanol wird nach erneuter Druckerhöhung und Abkühlung wieder als Waschflüssigkeit verwendet«When the gas separation plant is operated to simultaneously recover the high concentration hydrogen fraction, the carbon dioxide fraction and the residual gas fraction by the cryogenic process or by a combined cryogenic pressure swing adsorption or cryogenic permeation process, it is particularly advantageous to pressurize and extract the carbon dioxide by means of physical scrubbing make reduced temperatures · Since the gas separation plant u e * according to the invention a combined with a methanol synthesis plant, it is to make a particular advantage ^ the physical washing using methanol, "the carbon dioxide is produced by heating and expansion of the loaded with carbon dioxide Methanoles' the methanol is for renewed pressure increase and cooling used again as washing liquid «
Die hochkonzentrierte Wasserstoff-Fraktion kann mit hoher Reinheit und mäßiger Ausbeute in der Gastrennanlage gewonnenThe highly concentrated hydrogen fraction can be recovered with high purity and moderate yield in the gas separation plant
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und zur weiteren Verwendung abgezogen werdens wenn die Zerlegung der Entspannungsgase in einer Bruckwechseladsorptionsanlage erfolgt* Dabei ist es gleichgültig, ob das Kohlendioxid erfindungsgemäß aus den Entspannungsgasen -vor Eintritt in die Druckwechseladsorptionsanlage entfernt und gewonnen wurde oder nichts Pur den Verfahrensschritt der Druckwechseladsorption wird das Adsorbens so festgelegt, daß der Wasserstoff unter Druck ohne Teilnahme am Adsorptionsprozeß von den Restkomponenten getrennt wird« Die Restkomponenten werden unter Druck von dem Adsorbens adsorbiert und durch Druckabsenkung wieder desorbierte Dieser Verfahrensschritt innerhalb des Gesamtverfahrens ist besonders vorteilhaft, weil die hohe Reinheit, mit der die Wasserstoff-Fraktion gewonnen wird, bei deren Weiterverwendung1 zu einer Senkung der Belastung durch Inertgase bzw* Kontaktgifte führt« Eine Nachreinigung des so gewonnenen Wasserstoffs ist nicht erforderliche Da die Wasserstoff-Fraktion mit demselben Druck gewonnen und weiterverwendet wirdj mit dem die Entspannungsgase der Gastrennanlage zugeführt werden^ ist dieser Verfahrensschritt energieökonomisch optimal in das erfindungsgemäße Verfahren eingebunden·and be deducted for further use s when the decomposition of the expansion gases takes place in a Bruckwechseladsorptionsanlage * It does not matter whether the carbon dioxide according to the invention from the flash gases before entering the pressure swing adsorption was removed and recovered or nothing Pur the process step of pressure swing adsorption, the adsorbent so determined that the hydrogen is separated from the residual components under pressure without participation in the adsorption process. "The residual components are adsorbed under pressure from the adsorbent and desorbed by depressurization. This process step within the overall process is particularly advantageous because the high purity with which the hydrogen In the further use 1 leads to a reduction in the burden of inert gases or * contact poisons. "A post-purification of the hydrogen thus obtained is not required because the hydrogen fraction with the same Pressure is obtained and used further, with which the expansion gases are supplied to the gas separation plant, this process step is optimally integrated into the process according to the invention in terms of energy economics.
Ist es aus betriebsspezifischen Gründen notwendig, die hochkonzentrierte Wasserstoff-Fraktion mit besonders.hoher Ausbeute und technischer Qualität in der Gastrennanlage zu gewinnen und zur weiteren Verwendung abzuziehen, so hat es sich als günstig erwiesen, daß die Zerlegung der Entspannungsgase mittels einer Tieftemperaturanlage erfolgte Dabei wird vor dem Abtrennprozeß des Wasserstoffs das Kohlendioxid zunächst durch eine chemische bzw» physikalische Wäsche aus dem Entspannungsgas entfernt» Das Entspannungsgas wird sodann unter Druck abgekühlt, teilweise verflüssigt, in einen Abscheider eingeleitet und dabei in die hochkonzentrierte technische Wasserstoff-Fraktion und eine Restgasfraktion, die im wesentlichen noch Wasserstoff, Kohlenmonoxidj Stickstoff, Argon und Methan enthält, getrennt^ die Wasserstoff-Fraktion unter Druck aus dem Abscheider abgezogen^ die Restgasfraktion aus dem Ab-If it is necessary for operational reasons, to win the highly concentrated hydrogen fraction with particularly high yield and technical quality in the gas separation plant and deduct for further use, it has proved to be beneficial that the decomposition of the expansion gases carried out by means of a cryogenic plant before the separation process of the hydrogen, the carbon dioxide is first removed by a chemical or »physical scrubbing from the flash gas» The flash gas is then cooled under pressure, partially liquefied, introduced into a separator and thereby into the highly concentrated technical hydrogen fraction and a residual gas fraction in the contains hydrogen, carbon monoxide, nitrogen, argon and methane, separated ^ the hydrogen fraction is removed under pressure from the separator ^ the residual gas fraction from the waste
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scheider entspannts beide Fraktionen erwärmt und zur weiteren. Verwendung abgezogen* Dieser Verfahrensschritt innerhalb des Geβamtverfahrens ist dann besonders vorteilhaft, wenn die in den Entspannungsgasen der Methanolsynthese enthaltenen Komponenten Wasserstoff und Kohlendioxid weitgehend einer stoffwirtschaftlichen Nutzung zugeführt und dabei der Wasserstoff mit technischer Qualität eingesetzt wirde Durch die Rückgewinnung des Wasserstoffs unter Druck ist das Verfahren sehr energie ökonomisch in das erfindungsgemäße Verfahren eingebunden»scheider relaxed s heated both fractions and further. Use deducted * This process step within the Ge β amtverfahrens is particularly advantageous if the components contained in the expansion gases of the methanol synthesis hydrogen and carbon dioxide largely a material economy use while the hydrogen is used with technical quality e By recovering the hydrogen under pressure the process is very energy-economically integrated into the process according to the invention »
Zur Gewinnung auch des in den Entspannungsgasen der Methanolsynthese enthaltenen Kohlenmonoxids hat es sich weiterhin als "günstig erwiesen^ wenn man die bei der Trennung im Abscheider der Tieftemperaturanlage gewonnene Restgasfraktion, die im wesentlichen noch Wasserstoff8 Kohlenmonoxid, Stickstoff? Argon und Methan enthält§ durch weitere teilweise Verflüssigung, Entspannung und Abscheidung bzw& durch Rektifikation weiter aufarbeitet^ dabei in eine mit Kohlenmonoxid angereicherte Fraktion, die von'den Inerten Stickstoff, Argon und Methan weitgehend abgereichert ist9 und eine Abfallfraktion zerlegt, alle Fraktionen erwärmt und zur weiteren Verwendung abziehteIn order to obtain also the carbon monoxide contained in the flash gases to the methanol synthesis, it has also proven favorable than "^ if the residual gas fraction obtained in the separation in the separator of the cryogenic system, which also hydrogen enthält§ 8 carbon monoxide, nitrogen? Argon and methane substantially by further partially liquefied, flashed and separated, and further worked up by rectification, into a carbon monoxide-enriched fraction which is largely depleted of nitrogen, argon and methane, 9 and disassembled into a waste fraction, all fractions heated and stripped for further use
Die Weiterverwendung der in der Gastrennanlage gewonnenen Fraktionen ist wesentlich für die Ökonomie des Gesamtverfahrens, wobei deren weitgehende stoffwirtschaftliche Nutzung von dem Produktionsprofil der chemischen Industriekomplexe abhängig iat.The further use of the fractions obtained in the gas separation plant is essential for the economy of the overall process, with their extensive use of the material being dependent on the production profile of the chemical industry complexes.
So hat es sich bei dem Vorhandensein nur einer Methanol synthese als vorteilhaft erwiesen, die gewonnene Kohlendioxidfraktion dem Synthesegas für die Methanolsynthese zur stoffwirtschaftlichen Nutzung wieder zuzumisehen« Dadurch kann im allgemeinen die Produktionskapazität der Methanolanlage bei gleichem Einsatz der Primärenergieträger gesteigert werden bzw* der Einsatz der Primärenergieträger bei gleicher Produktionskapazität gesenkt werden·Thus, it has proved in the presence of only a methanol synthesis advantageous to zuzumisehen the recovered carbon dioxide fraction the synthesis gas for the methanol synthesis for material use «Thus, in general, the production capacity of the methanol plant can be increased with the same use of primary energy sources or * the use of primary energy sources be lowered with the same production capacity
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Als ganz besonders effektvoll hat sich die stoff wirtschaftliche Nutating der in der Gastrennanlage gewonnenen hochkonzen» trierten Wasserstoff-Fraktion erwiesen, wenn die Methanolsyntheseanlage in einem chemischen Industriekomplex installiert ist, in dem gleichzeitig eine Ammoniaksynthese und/oder Hy«· drierprozesse "betrieben werdene Very particularly effective, the material economic nutating gained in the gas separation plant highly concentrated "trated hydrogen fraction has proven when the methanol synthesis plant is installed in a chemical industrial complex, operating in the same time an ammonia synthesis and / or Hy" · drierprozesse "e
Die hochkonzentrierte Wasserstoff«Fraktion wird dann beispielsweise der Ammoniaksynthese zugeführt und zusammen mit Stickstoff- der gegebenenfalls in einer Luftzerlegungsanlage gewonnen oder auch durch erhöhte Zufuhr von Luft in einen vorhandenen Reformer bereitgestellt wird, zu Ammoniak synthetisiert. Dadurch ist es neben der Senkung des Einsatzes der Primärenergieträger möglich, den Investaufwand zu minimieren.The highly concentrated hydrogen fraction is then supplied, for example, to the ammonia synthesis and synthesized together with nitrogen, which is optionally obtained in an air separation plant or else provided by increased supply of air into an existing reformer, to form ammonia. As a result, in addition to reducing the use of primary energy sources, it is possible to minimize investment expenditure.
Die hochkonzentrierte Wasserstoff-Fraktion wird dann beispielsweise auch in die Methanolsynthese surückgeführt· Die zur Durchführung der Methanolsynthese erforderliche Menge Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid wird dann in der Gastrennanlage für die Entspannungsgase der Methanolsynthese gewonnen und/oder aus externen Anlagen zugeführto Wird Kohle oder Naphtha als Primärenergieträger für die Synthese gas erzeugung eingesetzt, ist auch eine Zurückführung der Wasserstoff^Fraktion zur Methanol synthese ohne gleichzeitiger Zufuhr von Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid wirtschaftlich durchführbare Alle Maßnahmen führen zu einer Erhöhung der Methanolproduktion bei gleichem Einsatz der Primärenergieträger bzw« Senkung des Einsatzes der Primärenergieträger bei gleicher Produktionskapazität«The highly concentrated hydrogen fraction is then surückgeführt for example, in methanol synthesis · The necessary for carrying out the methanol synthesis amount of carbon monoxide and / or carbon dioxide is then recovered in the gas separation plant for the expansion gases of the methanol synthesis and / or supplied from external equipment o If coal or naphtha as Primary energy sources used for the synthesis of gas generation, is also a return of the hydrogen fraction to methanol synthesis without simultaneous supply of carbon monoxide and / or carbon dioxide economically feasible All measures lead to an increase in methanol production with the same use of primary energy sources or «reducing the use of primary energy sources with the same production capacity «
Die hochkonzentrierte Wasserstoff-Fraktion wird dann beispielsweise auch Hydrierprozessen zur v/eiteren stoffwirtschaftlichen Verwendung zugeführt»The highly concentrated hydrogen fraction is then also fed, for example, to hydrogenation processes for further use in the textile industry »
Eine komplexe Ausnutzung der Entspannungsgase der Methanoisynthese wird erreicht, wenn außer der Weiterverwendung der hoch-A complex utilization of the expansion gases of the Methanoisynthese is achieved, if in addition to the re-use of high-
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konzentrierten Wasserstoff- und der Kohlendioxidfraktion die in der Gas trennanlage gewonnene Eestgasfraktion und/oder Abfallfraktion als Brenngas im Eeformer der Synthesegasherstellung für die Methanolsynthese und/oder als Heizgas an anderer Stelle innerhalb des chemischen Industriekomplexes und/oder gegebenenfalls als Grundmittel für andere Verbrau«* eher eingesetzt wirdeconcentrated hydrogen and carbon dioxide fraction in the gas separation plant obtained Eestgasfraktion and / or waste fraction as fuel gas in the Eeformer synthesis gas production for methanol synthesis and / or as a heating gas elsewhere in the chemical industry complex and / or optionally as a means for other consumers used
Die Wirtschaftlichkeit der komplexen Ausnutzung der Entspannungsgase der Methanol synthese wird besonders gut, wenn die bei der weiteren Aufarbeitung der Restfraktion gewonnene, mit Kohlenmonoxid angereicherte und von den Inerten Stickstoff , Argon und Methan weitgehend abgereicherte Fraktion dem Synthesegas für die Methanolsynthese und/oder anderen Verbrauchern, beispielsweise einer Oxosynthese, zugeführt wirdβ Hierdurch kann die Methanolproduktion bei gleichem Einsatz der Primärenergieträger gesteigert bzw* der Einsatz der Primärenergieträger bei gleicher Produktionskapazität gesenkt werden«The economy of the complex utilization of the expansion gases of the methanol synthesis is particularly good if the obtained in the further workup of the residual fraction, carbon monoxide enriched and largely depleted by the inert nitrogen, argon and methane fraction synthesis gas for methanol synthesis and / or other consumers, For example, an oxo-synthesis can be used to increase the production of methanol with the same use of primary energy sources or reduce the use of primary energy sources while maintaining the same production capacity. "
Durch die weitgehende stoffwirtschaftliche Nutzung der Entspannungsgase der Methanolsynthese wird die Heizgasbilanz des Gesamtsystemsf insbesondere der Eeformer für.die Synthesegaserzeugung, erheblich beeinflußt«> Zum Zwecke des weitgehenden Einsatzes einheimischer Brennstoffe und Einsparung von Erdgas, Erdöl und/oder Naphtha zeigt das Verfahren besonders hohe volkswirtschaftliche Effekte«, wenn die dem Gesamtprozeß entzogene Heizgasmenge durch ein Brenngas kompensiert wird, das aus Kohle hergestellt wird·Due to the extensive use of the exhaust gases of the methanol synthesis, the fuel gas balance of the total system f of the Eeformer for.Geynthesegaserzeugung, considerably influenced «> For the purpose of extensive use of domestic fuels and saving of natural gas, petroleum and / or naphtha, the process shows particularly high economic Effects ", when the amount of heating gas withdrawn from the overall process is compensated by a fuel gas produced from coal ·
Die entzogene Heizgasmenge kann auch durch Zufuhr von Fremdwärme kompensiert werden, die beispielsweise bei Kernspaltprozessen anfällt·The withdrawn amount of heating gas can also be compensated by supplying external heat, which is produced, for example, in nuclear fission processes.
Die mit dem erfinderischen Verfahren offenbarte Systemlösung ist von besonders hoher volkswirtschaftlicher Bedeutung» Es wird erstmalig gezeigt, wie in einem chemischen Industrie-The system solution disclosed by the inventive method is of particularly high economic importance. "It will be shown for the first time, as in a chemical industry.
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komplex große Mengen hochwertiger Primärenergieträger9 wie Erdöl und Erdgas5 deren Erschließung und Gewinnung im Weltmaßstab einen immer höheren Aufwand fordern, deren begrenzte Weltvorräte nur noch wenige Jahrzehnte ausreichen und die von den verbrauchenden Ländern in großen Mengen importiert werden, durch weitgehende stoffwirtschaftliche Nutzung ein« gespart werden können* Dabei tritt der besondere volkswirtshcaftliche Effekt ein9 daß die Wärmebilanzen des Gesamtsystems auch durch den einheimischen Brennstoff Kohle oder andere Brenngase gedeckt werden können* Überraschenderweise können zur komplexen Lösung der äußerst komplizierten Aufgabe im Prinzip bekanntet jedoch auf die speziellen Anwen=- dungsfälle hin modifizierte Yerfahrensschritte und Aus-· rüstungen verwendet werden6 Complex large quantities of high-quality primary energy sources 9 such as crude oil and natural gas 5 require more and more effort to develop and extract them on a global scale, whose limited world reserves are only sufficient for a few decades and are imported by the consuming countries in large quantities In this case, the special economic effect 9 occurs that the heat balances of the entire system can be covered by the domestic fuel coal or other fuel gases * Surprisingly, however, t known cases for complex solution of the extremely complicated task on the special appli - tion cases Modified process steps and equipment are used 6
Ausführungsbeispieleembodiments
Die Erfindung soll nachstehend an Hand von 5 Beispielen und den dazugehörigen Zeichnungen naher erläutert werden« Alle Beispiele gehen davon aus, daß für die vergleichsweisen Technologien gleiche Mengen Primärenergieträger, wie Prozeßerdgas bzw* Braunkohlenschwelkoks, eingesetzt werden«The invention will be explained in more detail below with reference to five examples and the associated drawings. "All the examples assume that equal amounts of primary energy sources, such as process natural gas or lignite coke, are used for the comparative technologies."
Beispiel 1 beschreibt den bekannten gleichzeitigen Betrieb einer integrierten Methanolanlage und einer Ammoniakanlage mit der bekannten Technologie der ^-Rückgewinnung aus dem Purgegas der HH^-Synthese» Die Synthesegasherstellung erfolgt mittels Erdgas nach dem Steamreformingverfahren«Example 1 describes the known simultaneous operation of an integrated methanol plant and an ammonia plant with the known technology of ^ recovery from the purge gas of HH ^ synthesis »The synthesis gas is produced by means of natural gas after the steam reforming process«
Im Beispiel 2 werden die aus Beispiel 1 bekannten Technologien erfindungsgemäß mit einer nach einem gemischten Tieftemperatur-Druckwechseladsorptionsverfaliren arbeitenden Gastrennanlage kombiniert· Die in der Gastrennanlage gewonnene CO2-ETaTj: ti on wird dem Synthesegas für die Methanol synthese zugemisoht, die gewonnene ^-Fraktion zur Herstellung von NH, verwendet· 'Die Heizung des Reformers erfolgt durch ein mittels Vergasung von Schwelkoks hergestellten Heizgases·In Example 2, the technologies known from Example 1 are combined according to the invention with a gas separation plant operating according to a mixed cryogenic pressure swing adsorption process. The CO 2 -tetrahydrofluorine obtained in the gas separation plant is admixed with the synthesis gas for the methanol synthesis; The heating of the reformer is effected by means of a heating gas produced by gasification of carbon monoxide.
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Beispiel 3 beschreibt die e^findungsgemäße Kombination der aus Beispiel 1 bekannten Technologien zur gleichzeitigen Gewinnung von Methanol und Ammoniak mit einer nach dem Tieftemperaturverfahren arbeitenden Gastrennanlage a Die dabei gewonnenen GC^e? und CO-Fraktionen werden dem Synthesegas für die Methanol synthese zugemischt» Die Heizung des Reformers erfolgt durch ein mittels Vergasung von Schwelkoks hergestellten Heizgases·Example 3 describes the e ^ invention proper combination of the known technologies of Example 1 for the simultaneous production of methanol and ammonia with an operating according to the cryogenic process gas separation system a The gained GC ^ e? and CO fractions are added to the synthesis gas for the methanol synthesis. The heating of the reformer takes place by means of a heating gas produced by gasification of carbon coke.
Im Beispiel 4- wird die bekannte Technologie zur Methanolherstellung in einer integrierten Anlage beschrieben. Dabei wird zur Herstellung des Synthesegases die Vergasung von Braun~ kohlenschwelkoks nach dem Winklerverfahren eingesetzt» Das an« fallende Entspannungsgas wird anderen Verbrauchern, z«. B» einem Heizgasnetz, zugeführte Ist ein solcher Heizgasbedarf nicht vorhanden, muß das Entspannungsgas abgefackelt werden«Example 4 describes the known technology for producing methanol in an integrated unit. The gasification of brown coal coke according to the Winkler method is used for the production of the synthesis gas. »The expanding flue gas is passed on to other consumers. If there is no need for such heating gas, the flue gas must be flared off «
Im Beispiel 5 wird die aus Beispiel 4 bekannte Technologie zur Methanolherstellung erfindungsgemäß mit einer adsorptiv arbeitenden Gastrennanlage kombiniert© Die darin gewonnene Hg-JFraktion wird dem Synthesegas für die Methanolsynthese wieder zugemischt© Die der ^«-Iraktion äquivalente Heizgasmenge wird durch Vergasung des für die Synthesegaserzeugung verwendeten Ib?imär energie trägers Braunkohlenschwelkoks kompensierte Ist ein solcher Heizgasbedarf nicht vorhanden, entfällt dieser Anteil der Gaserzeugung0 In Example 5, the methanol production process known from Example 4 is combined with an adsorptive gas separation plant. The Hg fraction extracted therein is mixed again with the synthesis gas for the synthesis of methanol. The amount of heating gas equivalent to the hydrogen fraction is determined by gasification for synthesis gas production If such a fuel gas requirement is not present, this proportion of gas generation 0 is eliminated
Die das erfindungsgemäße Verfahren erläuternden Ausführungsbeispiele beschreiben die wesentlichen prinzipiellen Anwendung smöglichkeiten zur stoffwirtschaftlichen Nutzung der Entspannungsgase der Methanol synthese.® Darüber hinaus sind innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens weitere stoffwirtschaftlich© Kombinationsmöglichkeiten für die Produkte der Gastrennanlage vorhanden^ die sich aus den jeweiligen technologische^ energetischen und ökonomischen Gegebenheiten bzw. anderen betriebsspezifischen Forderungen ableitenoThe exemplary embodiments of the present invention describe the essential basic application possibilities for the material use of the expansion gases of the methanol synthesis. In addition, within the process according to the invention, there are further possible combinations of the products of the gas separation plant resulting from the respective technological energetic and economic Derive conditions or other company-specific requirements
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So können beispielsweise u« ae For example, u «a e
- die geme Beispiel 4 beschriebene Technologie zur Methanolherstellung mit einer nach dem Tieftemperaturverfahren arbeitenden Gastrennanlage kombiniert werden und dabei neben der ^-»Fraktion gegebenenfalls eine CC^- und/oder eine CO-Fraktion zur weiteren Verwendung gewonnen werden- technology, the gem e Example 4 as described for methanol production with a working according to the cryogenic process gas separator are combined, and thereby in addition to the ^ - be recovered for further use and / or a CO fraction - "fraction, optionally, a CC ^
.- die geme Beispiel 2 gewonnene ^-"Fraktion auch im stöchiometrischen Verhältnis zu der gewonnenen (^«-Fraktion dem Synthesegas für die Methanolsynthese zugemischt werden.- the gem e ^ Example 2 gained - "faction in the stoichiometric ratio to the findings (^" - fraction are mixed with the synthesis gas for methanol synthesis
- die gern« Beispiel 3 gewonnene CO-Fraktion an andere Verbraucher fortgeleitet werden? wenn sich die in der C0-Fraktion noch enthaltenen Inertgase im Kreislaufentspannungsgas der Methanolsynthese unzulässig hoch anreichern- that the like CO 3 fraction would be passed on to other consumers ? if the inert gases still contained in the C0 fraction in the recirculating exhaust gas of the methanol synthesis accumulate unacceptably high
- die gern« der Beispiele 2 und 3 möglicherweise anfallende sehr geringe Menge Purge gas der HH ,,«Synthese auch der Gastrennanlage für das Entspannungsgas der Methanolsynthese bzw« einer eigenen ^-Rückgewinnungsanlage zugeführt werden- the very small amount of purge gas of HH, which may be produced in Examples 2 and 3, may also be supplied to the gas separation plant for the expansion gas of methanol synthesis or to a separate recycling plant
·« die gern« Beispiel 5 gewonnene ^«Fraktion auch an andere Hg-Verbraucher fortgeleitet werden, wenn als Primärenergieträger ein anderer Brennstoff eingesetzt wird·· The «happy« example 5 won ^ fraction can also be forwarded to other Hg consumers if a different fuel is used as the primary energy source ·
Gemäß Fig0 1 und Fig« 2 werden bekanntermaßen je eine Methanolanlage mit einer Leistung von ca® 100 kt/a Methanol (Fig* 1) und eine NEU-Anlag© mit einer Leistung von cae 45 kt/a Mi^ (Fig« 2) gleichzeitig betrieben·Referring to FIG 0 1 and «2 a methanol plant are known per kt with a power of CA® 100 / a methanol (Fig * 1) and an NEW-district, c © with a capacity of ca e 45 kt / a Mi ^ (Figure" 2) operated simultaneously
Gemäß Fig. 1 werden in der bekannten Methanolanlage durch die Leitung 1 cae 10s6 « 10^ v? (N)Al Prozeßerdgasj durch die Leitung 2 cae 1,5 « 10^ m^(N)A Erdgas als Brenngas und die Lei-According to Fig. 1 in the known methanol plant through the line 1 ca e 10 s 6 «10 ^ v? (N) Al Prozesserdgasj through the line 2 ca e 1.5 "10 ^ m ^ (N) A natural gas as fuel gas and the Lei
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•bung 5 ca© 25 t/h V/asserdampf dem bei etwa 2,5 ,MPa arbeitenden Reformer 4 zugeführt und reformiert» Dabei entstehen etwa 43 β 1CK nr(N)/h Methanol-Synthesegas§ bestehend aus etwa 74 % H2, 17 % CO5 6 % CO2, 2,5 % CH4 und 0§5 % N25 das nach seiner Kompression durch die Leitung 5 der Methanolsynthese 6 zugeführt wirde Hier erfolgt die Reaktion des H2 mit CO und CO2 nach den bekannten Gleichgewichtsreaktionen• 5% ca 25 v / h steam is fed to the reformer 4 operating at about 2.5 MPa. »This produces about 43 β 1CK nr (N) / h of methanol synthesis gas § consisting of about 74% H 2 , 17% CO 5 6% CO 2 , 2.5% CH 4 and 0 § 5% N 25 which, after its compression through line 5, is fed to methanol synthesis 6. Here, the reaction of H 2 with CO and CO 2 takes place according to known equilibrium reactions
2 H2 + CO2H 2 + CO
3 H2 * CO2 ®» CH5OH + H2O3 H 2 * CO 2 ® » CH 5 OH + H 2 O
Die im Methanol synthesegas enthaltenen Inertgase N2 und sowie die nicht an der Reaktion teilgenommenen Komponenten H2, CO und CO2 werden durch die Leitung 7 als Kreislaufentspannungsgas aus der Methanolsyntheseanlage 6 abgezogen« Die abgezogene Menge beträgt etwa 14 o ΛΟτ nr (N)/h und besteht aus etwa 85 % H2, 4 % CO, 3 % CO2, 7 % CH^ und 1 % N2 sowie im wesentlichen Spuren von Wasser, Methanol, höheren Alkoholen und Dirne thyläther» Das bei der Methanol synthese 6 ent*=* standene Methanol wird durch die Leitung 8 über die Entspannung 9 und die Leitung 10 in den Abscheider 11 auf einen Druck von etwa 0,3 MPa entspannt» Dabei erfolgt eine Abtrennung der im Methanol der Leitung 8 noch gelösten Gase, die als Produktentspannungsgas im wesentlichen mit den Komponenten H2, CO, CO2, N2, Ar, CH^, CH5OH durch die Leitung 12 abgeleitet und dem Kreislaufentspannungsgas der Leitung 7 zugeführt werd'en· Durch die Leitung 13 werden beide Gase als Entspannungsgase der Methanol synthese· dem Reformer 4 zu Heizzwecken zugeführteThe inert gases contained in the synthesis gas methanol N 2 and not participating in the reaction components H 2 , CO and CO 2 are withdrawn through the line 7 as Kreislaufentspannungsgas from the methanol synthesis plant 6 «The withdrawn amount is about 14 o ΛΟτ nr (N) / h and consists of about 85 % H 2 , 4 % CO, 3% CO 2 , 7 % CH 2 and 1% N 2 and essentially traces of water, methanol, higher alcohols and methyl ether * = * standing methanol is relaxed through the line 8 through the relaxation 9 and the line 10 in the separator 11 to a pressure of about 0.3 MPa »This takes place a separation of the methanol in the line 8 still dissolved gases, which are used as product vent gas derived essentially with the components H 2 , CO, CO 2 , N 2 , Ar, CH ^, CH 5 OH through the line 12 and the Kreislaufentspannungsgas the line 7 werd'en · Through the line 13, both gases as expansion gases of M ethanol synthesis · the reformer 4 supplied for heating purposes
Das im Abscheider 11 angefallene Methanol wird als Roh-Methanol durch die Leitung 14 der Destillationsanlage 15 zugeführt und von dort als Rein-Methanol durch die Leitung 16 abgezogen· Die durch die Leitung 16 abgezogene Methanolmenge beträgt ca· 12,5The methanol obtained in the separator 11 is fed as crude methanol through the line 14 of the distillation unit 15 and withdrawn from there as pure methanol through the line 16 · The amount of methanol withdrawn through the line 16 is about 12.5
Gem» Fig© 2 werden bei der bekannten gleichzeitig betriebenen Ammoniakanlage durch die Leitung 17 ca. 3,25 · 105 m5(N)/h Prozeßerdgas, durch die Leitung 18 ca. 292 β 103 m5(N)/h Erdgas als Brenngas und durch die Leitung .19 cae 8 t/h WasserdampfIn the known ammonia plant operated at the same time, approximately 3.25 × 10 5 m 5 (N) / h of process natural gas are passed through line 17, through line 18 approximately 2 9 2 β 10 3 m 5 (N). / h natural gas as fuel gas and through the line .19 ca e 8 t / h water vapor
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dem bei einem Druck von etwa 4 MPa arbeitenden Reformer 20 zugeführt* Dabei entstehen etwa 16 §8 · 1Cr m^(F)A M^-Syn« thesegass bestehend aus etwa 57 % H29 13 % CO, 22 % Np, O5I % Ar, 0,3 % CiI^ und 7§6 % CO2* die durch die Leitung 21 der Synthesegasreinigung und «kompression 22 zugeführt werden* Dabei erfolgt eine CO-Konvertierung und Methanisierung, eine COq«> -und Schwefe!.reinigung sowie eine Kompression, so daß durch die Leitung 23 15*5 « 10 nr(N)/h gereinigtes und komprimiertes NHv»Synthesegas9 bestehend aus etwa 74 % H2^ 24 % N29 Rest Ar + CH45 der NH^-Synthese 24 zugeführt werden» Das dabei entstandene KS3, wird durch die Leitung 25 über die Entspannung 26 und die Leitung 27 in den bei etwa 1§3 MPa arbeitenden'Abscheider 28 entspannt« Dabei erfolgt eine Abtrennung der in der NH,~Leitung 25 noch gelösten Gase,, die als Produktentspannungsgas im wesentlichen mit den Komponenten H21, N2, Ar? CEL und NEU durch die Leitung abgezogen werden* Das gewonnene flüssige MH, beträgt 5?7 t/h und wird durch die Leitung 30 der weiteren Verwendung züge« führt·supplied to the working at a pressure of about 4 MPa reformer 20 * where about 16 § 8 · 1Cr m ^ (F) AM ^ SYN "are produced, synthesis gas S consisting of about 57% H 29 13% CO, 22% Np, O5I% Ar, 0.3% CiI ^ and 7§6% CO 2 * which are fed through the line 21 of the synthesis gas purification and compression 22 * Here, a CO conversion and methanation, a COq "> and sulfur!. Cleaning and a compression, so that by the line 23 15 * 5 "10 nr (N) / h purified and compressed NHv synthesis gas 9 consisting of about 74 % H 2 ^ 24% N 29 radical Ar + CH 45 of NH ^ synthesis 24 The resulting KS 3 is, through the line 25 through the relaxation 26 and the line 27 in the working at about 1 § 3 MPa'Abscheider 28 relaxed "There is a separation of the NH, ~ line 25 still dissolved Gases, which are used as product vent gas essentially with the components H 21 , N 2 , Ar ? CEL and NEW are withdrawn through the line * The recovered liquid MH, is 5? 7 t / h and is through the line 30 of further use trains «leads ·
Zur Vermeidung der Anreicherung von Inerten bei der HEU-Synthese werden durch die Leitung 31 O$75 » 10^ mr (N)/h. Kreislaufentspannungsgas aus der NEU-Synthese 24 abgezogen, mit den Oj,25 » 10^ nr (lO/h Produktentspana.ungsgas der Leitung gemischt und als Purgegas9 bestehend aus etwa 60 % H2, 20% N2, 13 % CH^,, 5,5 % .Lr und 1,5 % NH, über die Leitung 32 der H2-Rückgewinnungsanlage 33 zugeführt« Hier erfolgt die iErennung des Purgegases in eine ΚΗ,-Praktion, die durch die Leitung 34·» eine Hg-Eraktion, die durch die Leitung 35 und eine Restfrak«* tion, die durch die Leitung 36 zur weiteren Verwendung abgezogen werden. Die durch die Leitung 35 abgezogene H2«Fraktion beträgt etwa 0,5 « 1O^ nr(N)/h H2 und besteht aus etwa 90 % H2, Rest N2S Ar und CH40 Sie wird der NH^-Synthese 24 als NH^-Synthesegas wieder zugeführt* Die abgezogene Restfraktion in Höhe von 0,5 » 10·5 Hr^(N)Zh wird durch die Leitung 36 dem Reformer als Heizgas zugeführt und dort verbrannteIn order to avoid the accumulation of inerts in the HEU synthesis, line 31 gives O $ 75 »10 ^ mr (N) / h. Withdrawn recycle gas from the NEW synthesis 24, mixed with the Oj, 25 »10 ^ nr (lO / h Produktentspana.ungsgas the line and as purge gas 9 consisting of about 60 % H 2 , 20% N 2 , 13 % CH, , 5.5 % .Lr and 1.5 % NH, fed via the line 32 of the H 2 recovery system 33 "Here, the separation of the purge gas takes place in a ΚΗ, -Praction, which through the line 34 ·» a Hg-Eraktion which are withdrawn through conduit 35 and a residual fraction which is withdrawn for further use by conduit 36. The H 2 fraction withdrawn through conduit 35 is about 0.5 · 10 -Nr (N) / h H 2 and consists of about 90 % H 2 , balance N 2 S Ar and CH 40 It is recycled to the NH ^ synthesis 24 as NH ^ synthesis gas * The withdrawn residual fraction in the amount of 0.5 »10 · 5 Hr ^ (N ) Zh is supplied through line 36 to the reformer as heating gas and burned there
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Zum Ausgleich der in der Ho^Rückgewinnungsanlage 33 abgezogenen Hg-Menge werden dem Eeformer 20 0,15 0 10* m?(M)/h Erdgas durch die Leitung 37 zugeführt und verbrannt«,To compensate for the amount of Hg withdrawn in the Ho ^ recovery plant 33, the eductor 20 is supplied with 0.15 0 10 * m (M) / h of natural gas through the line 37 and burned,
Damit werden für die NH^HSynthese insgesamt ca« 5,6 * Eridgas benötigteThus, a total of about 5.6 * Eridgas were required for the NH 4 synthesis
Beide Prozesse benötigen zusammen 13 ¥85 · 10* Br(N)/h Prozeßerdgas und 3j85 · Λ€τ m^(N)/h Erdgas als BrenngaseBoth processes together require 13 ¥ 85 · 10 * Br (N) / h of process natural gas and 3j85 · Λ € τ m ^ (N) / h of natural gas as fuel gases
Die Methanolproduktion beträgt 12,5 t/h und die Ammoniakproduktion 5$7 t/h.Methanol production is 12.5 t / h and ammonia production is 5 $ 7 t / h.
Gemäß Fig© 3 werden die im Beispiel 1 beschriebenen Anlagen zur gleichzeitigen Gewinnung von Methanol und Ammoniak erfindungs*- gemiäß durch eine nach einem gemischten Tieftemperatur-Druck~ wechseladsorptionsverfahren arbeitenden Gastrennanlage 38 mit==1 einander kombiniert« Ss werden diegleichen Erdgasmengen wie im Beispiel 1 als Prozeßerdgas eingesetzt, da h« 10,6«1Crnr(l0/h. Prozeßerdgas der Methanolsynthese und 3»25 © 10 Br (IT)/h Pro-According to FIG. 3, the plants for the simultaneous production of methanol and ammonia described in Example 1 are combined according to the invention by a gas separation plant 38 with == 1 operating according to a mixed cryogenic pressure adsorption process with == 1. The same amounts of natural gas are used as in Example 1 used as process natural gas, ie , 10.6 ± 1Crnr (10 / h) of the process gas of methanol synthesis and 3 × 25 Br (IT) / h pro-
5 3 zeßerdgas der Ammoiiiaksynthese, insgesamt also 13s85o10 et Der Erdgaseinsatz für Brenngase s d» h» 1^5 · ΙΟ-5 m^(lT)/h der Methanol synthese und 2«35 # 10^ nr(F)/h der Ammoniaksynthese$ insgesamt also 3?85 9 10-^ iir (lT)/h sowie die dem Heizwert der zur stoffwirtschaftlichen Nutzung abgezogene Entspannungsgaskomponente entsprechende Gasmenge werden durch ein aus Kohle hergestelltes Brenngas ersetzt·5 natural gas of the ammonia synthesis, for a total of 13 s 85o10 et The use of natural gas for combustion gases s d »h» 1 ^ 5 · ΙΟ- 5 m ^ (lT) / h of the methanol synthesis and 2 «35 # 10 ^ nr (F) / h of the total ammonia synthesis $ 3 ? 85 9 10- ^ iir (lT) / h and the amount of gas corresponding to the calorific value of the expansion gas component withdrawn for use in the material economy are replaced by a fuel gas produced from coal.
Durch die Leitung 1 werden 13$85 * 105 m5(N)/h Prozeßerdgas und Leitung 3 33 t/h Wasserdampf dem bei etwa 2t5 MPa arbeitenden Eeformer 4 zugeführte Es entstehen 55§5 · 10 Methanol synthese gas, bestehend aus etwa 74- °/° H2, 17 $ 6 % CO29 25 % CH^ und 095 % H2, die nach ihrer Kompression durch die Leitung 5 der Methanol synthese 6 zugeführt werden»Through line 1, 13 $ 85 * 10 5 m 5 (N) / h of process natural gas and line 3 33 t / h of water vapor are fed to the Eeformer 4, which operates at about 2 t 5 MPa. 55 · 5 · 10 methanol synthesis gas consisting of about 74- ° / ° H 2 , 17 $ 6% CO 29 25% CH ^ and 0 9 5% H 2 , which are fed after their compression through line 5 of methanol synthesis 6 »
20 ~ 2 2 6 3 1820 ~ 2 2 6 3 18
Aus der Methanol synthese 6 werden durch die Leitung 7 16$8 © 1Cr ητ(N)/b. Ereislaiifentspannungsgas, bestehend aus etwa 84 % H29 4S5 % CO^ 3,5 % CO25 7 % CH49 1 % N2 sowie im wesentlichen Spuren von Wasser^ Methanol^ höheren Alkoholen und Dirnethyläther abgezogene Das bei der Synthese 6 entstandene Methanol wird durch die Leitung 8 über die Entspannung und die Leitung 10 in den Abscheider 11 auf einen Druck von etwa 0f3 MPa entspannt, wobei die Abtrennung der im Methanol noch gelösten Gase erfolgt« Diese werden als Produktentspannungsgase durch die Leitung 12 abgeleitet dem Kreislaufentspannungsgas der Leitung 7 u&cL gemeinsam mit diesem durch die Leitung 13 der nach einem gemischten Tieftemperatur-Druckwechseladsorptionsverfahren arbeitenden Gastrennanlage augeführt«From the methanol synthesis 6 are through the line 7 16 $ 8 © 1Cr ητ (N) / b. Ereislaiifentspannungsgas, consisting of about 84 % H 29 4 S 5% CO ^ 3.5% CO 25 7% CH 49 1% N 2 as well as essentially traces of water ^ methanol ^ higher alcohols and dimethyl ether withdrawn from the methanol resulting from the synthesis 6 is relaxed through the line 8 via the relaxation and the line 10 in the separator 11 to a pressure of about 0 f 3 MPa, wherein the separation of methanol still dissolved gases takes place «These are derived as product vent gases through the line 12 the Kreislaufentspannungsgas the Line 7 u & cL together with this through the line 13 of the operating according to a mixed cryogenic pressure swing adsorption operated gas separation plant «
Das im Abscheider 11 anfallende Methanol wird als Roh-Methanol durch die Leitung; 14 der Destillationsanlage 15 zugeführt und von dort als Hein-Methanol durch die Leitung 16 abgezogen« Die durch die Leitung 16 abgezogene Methanolmenge beträgt ca«, 16t6 t/h«The accumulating in the separator 11 methanol is as crude methanol through the line; 14 fed to the distillation unit 15 and withdrawn from there as Hein methanol through the line 16. "The amount of methanol withdrawn through line 16 is ca", 16 t 6 t / h «
Die der Gastrennanlage 38 zugeführten Entspannungsgase werden zunächst einer unter Druck und bei etwa 213 E arbeitenden Me« thanolwäsche unterzogen und dadurch vorzugsweise das im Ent« spannungsgas enthaltene CO2 zusammen mit anderen Spurenverunreinigungen ausgewaschen«, Die Zuführung des benötigten Methanols erfolgt aus der Leitung 14 über die Leitung 39· Durch die Leitung 40 werden O55 m^(N)/h CO29 die bei der Regenerierung des Methanoles einfallen* der Methanol synthese 6 zugeführt«, Die von CO2 befreiten Entspannungsgase werden dann innerhalb der Gastrennanlage 38 mittels Druckwechseladsorption in eine hochkonzentrierte EU-Fraktion und in eine Restgasfraktion getrennte Etwa 11, t2 ä 10? nr(N)/h H2 werden nach ihrer Kompression durch die Leitung 41 der NH^«Synthese 24 zugeführte Gleichzeitig werden aus einer Luftzerlegungsanlage 42 etwa 3*9 & 10^ nr*(N)A hochreiner N2 durch die Leitung 43 der NBU-The expansion gases supplied to the gas separation unit 38 are first subjected to a methanol wash under pressure and at about 213 ° C., thereby preferably scrubbing out the CO 2 contained in the expansion gas together with other trace contaminants. The supply of the required methanol takes place from the conduit 14 the line 39 · Through the line 40 are O 5 5 m ^ (N) / h CO 29 which occur in the regeneration of methanol * the methanol synthesis 6 fed «, The CO 2 of the released expansion gases are then within the gas separation unit 38 by pressure swing adsorption into a highly concentrated EU fraction and into a residual gas fraction Separate About 11, t 2 ? 10 ? After their compression, nr (N) / h H 2 are fed through line 41 to NH 2 synthesis 24. At the same time, from an air separation plant 42 about 3 * 9 & 10 ^ nr * (N) A high purity N 2 are introduced through line 43 of FIG NBU
- 21 - 22 63 1 8- 21 - 22 63 1 8
Synthese 24 zugeführt«» In der l^H^-Synthese 24 erfolgt die Reaktion des zugeführten H^ und des zugeführten Np zu ML-, o Dabei entstehen 5*7 t/h Mi^8 Dieses wird durch die Leitung 25, die Entspannung 26$ die Leitung 27» den Abscheider 28 und die Leitung 30 zur weiteren Verwendung abgezogen*Synthesis 24 is fed to the reaction of the supplied H ^ and the added Np to ML-, o. This results in 5 * 7 t / h Mi ^ 8 This is through the line 25, the relaxation $ 26 the line 27 »the separator 28 and the line 30 deducted for further use *
Die sehr geringen Mengen Kreislaufentspannungsgas der Synthese 24- und Produktentspannungsgas des Abscheiders 28 werden durch die Leitungen 29 und 31 abgezogen und über die Leitung 32 dem Reformer 4 zugeführt und dort verbrannt* Gegebenenfalls können diese auch über Dach geleitet werden·The very small amounts Kreislaufentspannungsgas the synthesis 24- and product exhaust gas of the separator 28 are withdrawn through the lines 29 and 31 and fed via the line 32 to the reformer 4 and burned there * If necessary, these can also be passed through the roof ·
Die in der Gastrennanlage 38 bei der Druckwechseladsorption anfallende Restgasfraktion,» die vorzugsweise aus CO9 ^9 CH^ und geringen Mengen H2 bestehts wird über die Leitung 44 dem Reformer 4 zugeführt und dort verbrannte Zum Ausgleich der in der Gastrennanlage 38 abgetrennten Wasserstoffmenge und der Wärmebilanz des Brenngases im Reformer 4 werden aus der Luftzerlegungsanlage 42 durch die Leitung 45 4,6»10^m^(li)/h O2 der nach dem Winklerverfahren arbeitenden Eohlevergasungsanlage 46 zugeführt, 18?5 » 10* m^(N)/h Brenngas hergestellt und über die Leitung 47 dem Reformer 4 zugeleitet und verbrannt©The resulting in the gas separation plant 38 in the pressure swing adsorption residual gas fraction, which preferably consists of CO 9 ^ 9 CH ^ and small amounts of H2 s is supplied via line 44 to the reformer 4 and burned there To compensate for the separated in the gas separation unit 38 hydrogen and the Heat balance of the fuel gas in the reformer 4 are fed from the air separation plant 42 through the line 45 4,6 »10 ^ m ^ (li) / h O2 of the operating according to the Winkler method coal gasification plant 46, 18 ? Fuel gas produced and fed via line 47 to the reformer 4 and burned ©
Bei dieser, erfindungsgemäßen Kombination benötigt der Gesamt·» prozeß 13j85 ö 105 m^(N)A Proseßerdgas und 18t5 ο 1o\5(N)/h Brenngas aus Kohle, wozu ca» 15 t/h Braunkohlenschwelkoks benötigt v/erden»In this combination according to the invention, the total process requires 13j85 ö 10 5 m ^ (N) A of Proseßerdgas and 18 t 5 ο 1o \ 5 (N) / h fuel gas from coal, which requires about 15 t / h lignite coke v / earth"
Gemäß Fig* 4 werden die im Beispiel 1 beschriebenen Anlagen zur gleichzeitigen Gewinnung von Methanol und M^ erfindungsgemäß durch eine nach dem Tieftemperaturverfahren arbeitenden Gastrennanlage 48 miteinander kombiniert* Analog Beispiel 2 werden diegleichen Erdgasmengen9 wie im Beispiel 1 als Prozeß-According to FIG. 4, the systems for the simultaneous production of methanol and M 2 described in Example 1 are combined according to the invention by a gas separation plant 48 operating according to the cryogenic process. Analogously to Example 2, the same amounts of natural gas 9 are used as process gases as in Example 1.
22 - 2 2 6 3 1822 - 2 2 6 3 18
erdgas eingesetzt^, d* h0 10?6 « 10* ar(N)/h Prozeßerdgas der Methanolsynthese und 3925 ο ΙΟ*' m*" (N)Zh Prozeßerdgas der Ammoniaksynthese 5 insgesamt also 13$85 « 10* m*"(N)Zh· Der Erdgaseinsatz für Brenngase, de h« 1,5 ö 10*" m^(N)/h der Methanolsynthese und 2-35 · 10*" m*(N)A &er Ammoniaksynthese, ins-used natural gas ^, d * h 0 10 ? 6 "10 * ar (N) / h Process natural gas for the synthesis of methanol and 3 9 25 ο ΙΟ * 'm *" (N) Zh process ammonia ammonia total 5 13 $ 85 «10 * m *" (N) Zh · The use of natural gas Combustion gases, d e h "1.5 ö 10 *" m ^ (N) / h of methanol synthesis and 2-35 · 10 * "m * (N) A & ammonia synthesis, in particular
2 22 2
gesamt also 3,85 "* 10·7 nr (N)Zh sowie die dem Heiswert der zur stoffwirtschaftlichen Hutzung abgezogene Entspannungsgaskomponente entsprechende Gasmenge werden durch ein aus Kohle hergestelltes Brenngas ersetzt©in total, 3.85 "* 10 · 7 nr (N) Zh as well as the amount of gas corresponding to the heat value of the flash gas component removed for use as fuel are replaced by a fuel gas produced from coal ©
Durch die Leitung 1 werden 13$>85 · 10* nr (N)/h Prozeßerdgas und Leitung 3 33 t/h Wasserdampf dem bei etwa 2,5 IiPa arbeitenden Reformer 4· zugeführt· es entstehen etwa 55*5»1O*nr(N)/li Methanolsynthesegas, bestehend aus etwa 74· % EU, 17 % CO5 6 % COg, 2,5 % CH2J. lind. 0s5 % N2, die nach ihrer Kompression durch die Leitung 5 der Methanolsynthese 6 zugeführt werden« Aus der Methanolsynthese 6 werden durch die Leitung 7 15 s 10-^ Hr(N)Zh Kreislaufentspannungsgasj bestehend aus etwa 82 % H2t 4 % CO, 3 % CO2^ 9 % CH^ und 2 % N2 sowie im wesentlichen Spuren von Wasser, Methanol, höheren Alkoholen und Di« methyläther abgezogen· Das bei der Synthese 6 entstandene Methanol wird durch die Leitung 8 über die Entspannung 9 "und die Leitung 10 in den Abscheider 11 auf einen Druck von etwa O9 3 MPa entspannt j wobei die Abtrennung der im Methanol noch gelösten Gase erfolgt« Diese werden als Produktentspannungsgas durch die Leitung 12 abgeleitetf dem Kreislaufentspannungsgas der Leitung 7 "und gemeinsam mit diesem durch die Leitung 13 der nach dem Tieftemperaturverfahren arbeitenden Gastrennanlage 48 augeführtcThrough line 1, 13 $> 85 · 10 * nr (N) / h of process natural gas and line 3 33 t / h of water vapor are fed to the reformer 4 · operating at about 2.5 Ii · approximately 55 * 5 »10 * nr (N) / l methanol synthesis gas consisting of about 74 % EU, 17 % CO 5 6 % CO 2, 2.5 % CH 2 J. lind. 0 s 5 % N 2 , which are fed to the methanol synthesis 6 after their compression through the line 5 "From the methanol synthesis 6 through the line 7 15 s 10- ^ Hr (N) Zh Kreislaufentspannungsgasj consisting of about 82 % H 2t 4% CO, 3% CO 2 ^ 9% CH 2 and 2% N 2 and essentially traces of water, methanol, higher alcohols and dimethyl ether withdrawn. The methanol formed in synthesis 6 is passed through line 8 via the expansion 9 ". and the line 10 in the separator 11 to a pressure of about 0 9 3 MPa relaxed j wherein the separation of the methanol still dissolved gases takes place «These are derived as product exhaust gas through line 12 f the recirculation vent gas line 7" and in common with this through the line 13 of the operating according to the cryogenic gas separation plant 48 auführc
Das im Abscheider 11 anfallende Methanol wird als Eoh-Methanol durch die leitung 14 der Destillationsanlage 15 zugeführt und von dort als Rein=-Methanol durch die Leitung 16 abgezogene Die durch die Leitung 16 abgezogene Methanolmenge betragt ca· 17,8 t/h*The resulting methanol in the separator 11 is fed as eoh methanol through the line 14 of the distillation unit 15 and withdrawn from there as pure = methanol withdrawn through the line 16 The withdrawn through the line 16 amount of methanol is about · 17.8 t / h *
23- 22 63 1 823- 22 63 1 8
Die der Gastrennanlage 48 zugeführten Entspannungsgase werden zunächst einer unter Druck und bei etwa 21$ K arbeitenden Me« thjanolwäsche unterzogen und dadurch vorzugsweise das im Entspannungsgas enthaltene COo zusammen mit anderen Spurenverunreinigungen ausgewaschen« Die Zuführung des benötigten Me-» thanols erfolgt aus der Leitung 14 über die Leitung 39 β Durch die Leitung 40 werden 0^54 « 10^ m^(N)/h CO2, die bei der Regenerierung des Methanols anfallen, der Methanolsynthese 6 zugeführte Die von CO2 befreiten Entspannungsgase werden dann innerhalb der Gastrennanlage 48 weiter abgekühlt ' und durch Partialkondensation und ggf« Rektifikation in mindestens je eine Gas- und eine Plüssigphase getrennt· Eine der Gasphasen besteht aus 11S5 · 10 nr (N)/h hochkonzentriertem Hp* Sie wird nach ihrer Kompression durch die Leitung der M^-Synthese 24 zugeführto Gleichzeitig v/erden aus der Luftzerlegungsanlage 42 etwa 4 * 10^ nr (N)/h hochreiner N2 durch die Leitung 43 der M^-Synthese 24 zugeführt, dort zusammen mit dem H2 aus der Leitung 41 zu ML, synthetisiert« Dabei entstehen cae 5»85 t/h HEU· Das Ammoniak wird durch die Leitungen 25 über die Entspannung 26, die Leitung 2?, den Abscheider 28 und die Leitung 30 zur weiteren Verwendung abgezogen«The flash gases supplied to the gas separation unit 48 are first subjected to methanol scrubbing under pressure and at about 21 $ K , thereby preferably scrubbing out the COO contained in the flue gas together with other trace impurities. The required methanol is supplied from the conduit 14 via the line 39 β through the line 40 are 0 ^ 54 "10 ^ m ^ (N) / h CO 2 , resulting from the regeneration of the methanol, the methanol synthesis supplied 6 The released from CO 2 relaxation gases are then within the gas separation unit 48 on cooled and separated by partial condensation and, if appropriate, rectification into at least one gas phase and one liquid phase. One of the gas phases consists of 11 S 5 .10 nr (N) / h of highly concentrated Hp At the same time, about 4 * 10 ^ nr (N) / h of highly pure N 2 are passed through the line 43 de from the air separation plant 42 m ^ synthesis 24 fed there, together with the H 2 from the line 41 to ML, synthesized «This produces ca e 5» 85 t / h HEU · The ammonia is through the lines 25 via the relaxation 26, the line 2 ?, the separator 28 and the line 30 withdrawn for further use «
Die sehr geringen Mengen Kreislaufentspannungsgas und Produktentspaiumngsgas aus den Leitungen 29 und 31 werden über die Leitung 32 dem Reformer 4 zugeführt und dort verbrannt.The very small amounts Kreislaufentspannungsgas and Produktentspaiumngsgas from the lines 29 and 31 are supplied via the line 32 to the reformer 4 and burned there.
In der Gastrennanlage 48 werden bei der Tieftemperaturzerle*· gung ca» 0s54 ♦ 10* irr (N)/h einer CO»Fraktion gewonnen und durch die Leitungen 49 und 50 der Methanolsynthese 6 zugeführt» Prinzipiell ist es auch möglich.s die CO-Fraktion aus der Leitung 49 über die Leitung 51 anderen Verbrauchern, beispielsweise einer Oxosynthese, zuzuführen« Dia in der Gastrennanlage 48 bei der TieftemperaturzerleguD^ anfallende Restfraktion5 die vorzugsweise aus CO und CH^ im Gemisch mit N2 und Ar besteht, wird durch die Leitung 44 dem Reformer 4 zugeführt und dort verbrannt«In the gas separation plant 48, about 0 s 54 ♦ 10 * irr (N) / h of a CO fraction are obtained during the low-temperature decomposition and fed to the methanol synthesis 6 via the lines 49 and 50. In principle, it is also possible. s feed the CO fraction from line 49 via line 51 to other consumers, for example an oxo synthesis, "dia" in the gas separation unit 48 at the low temperature decomposition residue fraction 5 which preferably consists of CO and CH 2 in admixture with N 2 and Ar, is fed through line 44 to the reformer 4 and burned there «
24 - 2 2 6 3 1824 - 2 2 6 3 18
Zum Ausgleich der in der Gastrennanlage 48 abgetrennten H2 und CO=Mengen sowie der Wärmebilanz des Brenngases im Reformer 4 werden aus der Luftzerlegungsanlage 42 durch die Leitung 45 cae 4f7 « 1O5 m5(N)/h O2 der nach dem Winklerverfahren arbeitenden Kohlevergasungsanlage 45 zugeführt., dort cao 25s5 * 10 nr(N)/h Brenngas hergestellt und über die Leitung 47 dem Reformer 4 zugeleitet und verbrannt· Bei dieser erfindungsgemäßen Kombination benötigt der Gesamtprozeß 13j85 θ 10^ ar(N)A Prozeßerdgas und 23?5 « 1O^ BT(N)Zb. Brenngas aus Kohle, wozu ca* 15,3 t/h Braunkohlenschwelkoks benötigt werden«. Die Methanolproduktion beträgt 1?$8 t/h und die Ammoniakproduktion 5S85 t/h»To compensate for the separated in the gas separation plant 48 H 2 and CO = quantities and the heat balance of the fuel gas in the reformer 4 are from the air separation plant 42 through the line 45 ca e 4 f 7 «1O 5 m 5 (N) / h O 2 of the after operating the Winkler method coal gasifier 45 is supplied., there ca o 25 s made 5 * 10 No (N) / h fuel gas and supplied through the line 47 to the reformer 4 and burned · In this inventive combination of the overall process requires 13j85 θ 10 ^ ar (N ) A process natural gas and 23 ? 5 «1O ^ BT (N) Zb. Fuel gas from coal, for which approx. 15.3 t / h lignite coke is needed «. The methanol production is 1? $ 8 t / h and the ammonia production 5 S 85 t / h »
Gemäß SIg^ 5 werden in einer selbständig betriebenen integrierten Me thanol synthese anl age mit der gleichen Leistung., wie im Beispiel 1 angeführt (ca«, 100 kt/a Methanol), durch das Förderorgan 52 30,4 t/h Braunkohlenschwelkokss Leitung 9?35 * 105 ni5(lT)/h Op und Leitung 54 29 t/h Wasserdampf dem nach dem Winklerverfahren arbeitenden Generator 55 zugeführt« Dabei entstehen etwa 42S2 9 10* ar QO/h rohes Synthesegas9 bestehend aus etwa 43,5 % H2, 30f4 % CO9 23,8 % CO2 und 23 % Ng» Ar und GH^. Ein Teilstrom von 20 * 10^ m^(F)A dieses Ssrnthesegases wird durch die Leitung 56 der Konvertierung 57 zugeführt und dort das CO konvertiert© Durch die Leitung 58 verlassen 25 # 10^ Br (N)/h konvertiertes Gas mit einem Gehalt von -54,9 % H2, 4 % CO, 39,3 % CO2 und 1,8 % N2, Ar und CH2^ die Konvertierung 57«According SIg ^ 5 are in a self-operated integrated Me THANOL synthesis anl age with the same performance., As mentioned in Example 1 (ca "100 kt / a of methanol), by the conveying member 52 30.4 t / h lignite char line s 9? 35 * 10 5 ni 5 (lT) / h Op and line 54 29 t / h of steam supplied to the generator 55 operating according to the Winkler method «This results in about 42 S 2 9 10 * ar QO / h raw synthesis gas 9 consisting of approximately 43.5 % H 2 , 30 f 4 % CO 9 23.8 % CO 2 and 23 % Ng »Ar and GH ^. A partial flow of 20 * 10 ^ m ^ (F) A of this synthesis gas is supplied through line 56 to conversion 57 where the CO is converted there. Through line 58, 25 # 10 ^ Br (N) / h of converted gas is discharged of -54.9 % H 2 , 4% CO, 39.3% CO 2 and 1.8% N 2 , Ar and CH 2 ^ the conversion 57 «
Ein weiterer Teilstrom von 22^2 . 10^ iir (N)/h des rohen Synthesegases werden durch die Leitung 59 dem konvertierten Synthesegas der Leitung 58 zugemischt und die Mischung über die Leitung 60 der Methanolwäsche 61 zugeführt· In dieser Wäsche werden das CO2 bis auf den für die Synthese erforderlichen Gehalt von 7,3 % sowie die noch in Spuren enthaltenen Schwe-Another partial stream of 22 ^ 2. 10 ^ iir (N) / h of the crude synthesis gas are admixed through line 59 to the converted synthesis gas of line 58 and the mixture is fed via line 60 to methanol scrubber 61. In this scrubber, the CO 2 is reduced to the required level for synthesis of 7.3 %, as well as the remaining traces
-25 - 22 63 1 8-25 - 22 63 1 8
felverbindungen entfernt« Dadurch entstehen 34 ö 1CK mr Methanol synthesegas mit einer Zusammensetzung von 67,5 % 22S7 % COj 7*3 % GO2 und 2S5 % N2, Ar und CH^, das nach seiner Kompression durch die Leitung 62 der Methanolsynthese 6 zugeführt wird βThis results in 34 ö 1CK mr methanol synthesis gas with a composition of 67.5 % 22 S 7% COj 7 * 3% GO 2 and 2 S 5 % N 2 , Ar and CH ^, which after its compression through the line 62 of the methanol synthesis 6 is fed β
Die im Methanol synthesegas enthaltenen Inertgase Ήη9 Ar und CH^ sowie die nicht an der Reaktion teilgenommenen Komponenten H2J CO und CO2 werden durch die Leitung 7 als Kreislaufentspannungsgas aus der- Methanol synthese 6 abgezogen» Die ab«· gezogene Menge beträgt etwa 5*5 β 1CK nr(N)/h und besteht aus etwa 59*1 % H2, 15,4 % CO9 18,2 % CO2 und 7,3 % N2, Ar und CH^ sowie im wesentlichen Spuren von Wasser, Methanol, höheren Alkoholen und Dimethyläther« Das bei der Synthese 6 entstandene Methanol wird durch die Leitung 8 über die Entspan« nung 9 und die Leitung 10 in den Abscheider 11 auf einen Druck von etwa 0§3 MPa entspannt» Dabei erfolgt eine Abtrennung der im Methanol noch gelösten Gase, die als Produktentspannungsgas im wesentlichen mit den Komponenten H2, H2, Ar, CO9 CH^9 CO2 und CH^OH durch die Leitung 12 abgeleitet und dem Kreislaufentspannungsgas der Leitung 7 zugeführt werden« Durch die Leitung 13 werden beide Gase als Entspannungsgase der Methanol synthese abgefackelt» Bei Bedarf von Heizgas können diese Entspannungsgase auch einem Heizgasnetz zugeführt werden» Die durch die Leitung 16 abgezogene Methanolmenge beträgt etwa 12?5 t/h· Der Verbrauch an Braunkohlenschwelkoks beträgt etwa 30,4 t/h·The inert gases contained in the synthesis gas methanol Ήη 9 Ar and CH ^ and the not participating in the reaction components H 2 J CO and CO 2 are withdrawn through the line 7 as Kreislaufentspannungsgas from the methanol synthesis 6 »The« pulled off «amount is about 5 * 5 β 1CK nr (N) / h and consists of about 59 * 1 % H 2 , 15.4 % CO 9 18.2% CO 2 and 7.3% N 2 , Ar and CH ^ and essentially traces of Water, Methanol, Higher Alcohols, and Dimethyl Ether "The methanol formed in Synthesis 6 is released through line 8 via the flash 9 and line 10 into the separator 11 to a pressure of about 0§3 MPa Separation of the still dissolved methanol in the gases, which are derived as product exhaust gas substantially with the components H 2 , H 2 , Ar, CO 9 CH ^ 9 CO 2 and CH ^ OH through the line 12 and the recirculation vent gas line 7 are supplied the line 13, both gases as expansion gases of Me ethanol synthesis flared off »If required by heating gas, these expansion gases can also be fed to a heating gas network» The amount of methanol withdrawn through line 16 is about 12 ? 5 t / h · The consumption of lignite coke is about 30.4 t / h ·
Gemäß Fige 6 werden bei der erfindungsgemäß ausgerüsteten Methanolsyntheseanlage die gleichen Mengen Braunkohlenschwelkoks, O0 und Wasserdampf wie im Beispiel 4 verwendet, do h. dem nach dem Winklerverfahren arbeitenden Generator 55 werden durch das Förderorgan 52 30,4 t/h Braunkohlenschwelkoks, Leitung 52 9,35 c 1p5 m5(N)/h O2 und die Leitung 53 29 t/h WasserdampfReferring to FIG 6, the same quantities e lignite, O 0, and water vapor are used as in Example 4 in accordance with the invention equipped methanol synthesis plant, d o h. the generator 55 operating according to the Winkler method, 30.4 t / h lignite coke, line 52 9.35 c 1p 5 m 5 (N) / h O 2 and the line 53 29 t / h of water vapor by the conveying member 52
- 26 - 22 6 3 18- 26 - 22 6 3 18
zugeführt» Dabei entstehen etwa 42,2 . 10* m^(N)/h rohes Syn~- thesegas, bestehend aus etwa 43,5 % H2, 30,4 % CO, 23,8 % CO2 und 2»3 % No3 Ar und CH,,« Ein Teilstrom von 17»9»1Cr rP(ß}/h. dieses rohen Synthesegases wird durch die Leitung 56 der Konvertierung 57 augeführt und dort das CO konvertiert« Durch die Leitung 58 verlassen 22,4 β 1Cr m*(N)/h konvertiertes Gas mit einem Gehalt von 54?9 % H2, 4 % CO, 39$ 3 % CO2 und 1f8% N2, Ar und ClL+ die Konvertierung 57esupplied »This produces about 42.2. 10 * m ^ (N) / h crude syn theses gas consisting of approximately 43.5% H 2 , 30.4% CO, 23.8 % CO 2 and 2 % 3 % No 3 Ar and CH ,, A partial stream of 17 »9» 1Cr rP (ß} / h of this crude synthesis gas is introduced through line 56 of conversion 57 and there converts the CO. "Through line 58 22.4 β 1Cr m * (N) / h leave converted gas containing 54 ? 9 % H 2 , 4 % CO, 39 $ 3 % CO 2 and 1 f 8% N 2 , Ar and ClL + the conversion 57e
Ein weiterer Teilstrom von 24,3 & 1Cr5 m^(N)/h des rohen Synthesegases werden durch die Leitung 59 dem konvertierten Synthesegas in Leitung 58 zugemischt und über die Leitung 60 der Methanolwäsche 61 zugeführt« In dieser Wäsche werden das CO2 bis auf den für die Synthese erforderlichen Gehalt von 7$9 % sowie die noch in Spuren enthaltenen Schwefelverbindungen entfernt* Dadurch entstehen etwa 3^ · 1CK nr(N)/h Methanolsynthesegas mit einer Zusammensetzung von 64,9 % H2, 24,5 % CO, 7f9 % CO2 und 2,7 % ^2* Ar und CH2,, das nach seiner Kompression durch die Leitung 62 der Methanol synthese 6 zugeführt wird* Zusätzlich wird der Synthese 6 hochkonzentrierter Wasserstoff zugeführt, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wirde Dazu wird das durch die Leitung 7 aus der Synthese 6 abgezogene Kreislaufentspannungsgas zusammen mit dem Produktentspannungsgas der Leitung 12 durch die Leitung 13 als Entspannungsgas der Methanolsynthese der nach dem Druckwechsel-Adsorptionsverfahren arbeitenden Gastrennanlage 38 zugeführt· Die Menge beträgt etwa 5,9 » 10* nr(N)/h und besteht aus etwa 59,1 % H2, 15,4 % CO, 18,2 % CO2 und 7,3 % N2, Ar und CH^ sowie im wesentlichen Spuren von Wasser, Methanol, höheren Alkoholen und Dimethyläther* In der Gastrennanlage 38 werden die Entspaniiuuigsgase in eine hochkonzentrierte H«·· 5*raktion und in eine Restgasfraktion getrennt* Etwa 2S7 · 10* nr (N)/h H2 werden aus der Gastrennanlage 38 abgezogen und durch die Leitung 41 der Methanolsynthese zugeführt»Another partial flow of 24.3 & 1Cr 5 m ^ (N) / h of raw synthesis gas are mixed through line 59 to the converted synthesis gas in line 58 and fed via line 60 to the methanol wash 61 «In this washing are the CO 2 to to the required content of 7 $ 9 % for the synthesis and the sulfur compounds still present in traces * This results in about 3 ^ · 1CK nr (N) / h of methanol synthesis gas with a composition of 64.9 % H 2 , 24.5% CO, 7 f 9 % CO 2 and 2.7 % ^ 2 * Ar and CH 2 ,, which is supplied after its compression through the line 62 of the methanol synthesis 6 * In addition, the synthesis 6 highly concentrated hydrogen is fed, which with the inventive For this purpose, the recirculating exhaust gas withdrawn through the conduit 7 from the synthesis 6, together with the product exhaust gas of the conduit 12 through the conduit 13 as expansion gas of the methanol synthesis of the after pressure change Ad The amount is about 5.9 · 10 * nr (N) / h and consists of about 59.1 % H 2 , 15.4 % CO, 18.2% CO 2 and 7.3 %. N 2 , Ar and CH 2 , as well as essentially traces of water, methanol, higher alcohols and dimethyl ether * In the gas separation unit 38, the decaying gases are separated into a highly concentrated hydrogen and a residual gas fraction. * About 2 S 7. 10 * nr (N) / h H 2 are withdrawn from the gas separation plant 38 and fed through line 41 of the methanol synthesis »
Das bei der Synthese entstandene Methanol wird durch die Leitung 8 über die Entspannung 9? die Leitung 10 in den Abscheider 11 entspannt, über die Leitung 14 in die Destillation 15The resulting in the synthesis of methanol is through the conduit 8 via the relaxation 9? the line 10 is expanded into the separator 11, via the line 14 in the distillation 15th
-27- 226318-27- 226318
eingeleitet und von dort als Eein-Methanol durch die Leitung 16 abgezogen* Die durch die Leitung 16 abgezogene Methanolmenge betragt etwa 13^6 t/h©introduced and withdrawn from there as Eein-methanol through line 16 * The withdrawn through line 16 amount of methanol is about 13 ^ 6 t / h ©
Die in der Gastrennanlage 38 anfallende Restgasfraktion? die vorzugsweise aus CO5 CO2* N2 $ Ar, CH^ und geringen Mengen EU besteht, wird über die Leitung 44 abgefackelte Bei Bedarf von Heizgas kann diese Fraktion auch einem Heizgasnetz züge« führt werden. Bei diesem Beispiel betragt die gewonnene Methanolmenge etwa 13,6 t/tu Der Verbrauch an Braunkohlenschwel« koks betragt etwa 30 ?4 t/hoThe residual gas fraction accumulating in the gas separation plant 38 ? which preferably consists of N * 5 CO CO 2 2 $ Ar, CH ^ and small amounts of EU, is fed via line 44 flared If necessary, fuel gas, this fraction may also trains a Heizgasnetz "leads are. In this example, the amount of methanol recovered is about 13.6 t / tu The consumption of lignite coke amounts to about 30 ? 4 t / ho
In der nachfolgenden Tabelle werden die Leistungsparameter der Methanolsyntheseanlagen und der Ammoniakanlagen mit den in den Beispielen 1 bis 5 näher erläuterten Technologien miteinander verglichen« Im Vergleich zu. bekannten G?echnologiens bei denen die Entspannungsgase der Methanolsynthese verbrannt werden (Beispiele 1 und 4) lassen sich mit den erfindungsgemäßen Ausführungsformen (Beispiele 2, 3 "und 5) folgende Effekte erzielen:In the following table, the performance parameters of the methanol synthesis plants and the ammonia plants are compared with the technologies explained in more detail in Examples 1 to 5 . known G echnologies blank with the embodiments of the invention (Examples 2, 3 "and 5) achieve the following effects s in which the expansion gases are burned the methanol synthesis (Examples 1 and 4)?:
Ausführungsformen gemäß den Beispielen 2 und 3 gegenüber Bei« spiel 1:Embodiments according to Examples 2 and 3 with respect to Example 1:
- Bei gleichem Einsatz von Prozeßerdgas wird bei nahezu konstanter Ammoniakproduktion die Methanolproduktion um mehr als 30 bzw« mehr als 40 % gesteigert.With the same use of process natural gas, the production of methanol is increased by more than 30% or more than 40%, with virtually constant ammonia production.
- Es wird kein Erdgas als Brenngas verwendet^ das Erdgas wird einer weitgehenden stoffwirtschaftlichen Nutzung zugeführt·- no natural gas is used as fuel gas ^ the natural gas is supplied to a substantial material use ·
- Das erforderliche Heizgas wird aus einem festen Brennstoff hergestellt«- The required heating gas is produced from a solid fuel «
« Bei der Ammoniakproduktion fallen nahezu keine Purgegase an, wodurch die Ökonomie der Ammonialcproduktion wesentlich gesteigert wird*"Nearly no purge gases are produced in ammonia production, which significantly increases the economy of ammonia production."
~ 28 -~ 28 -
2263 1 82263 1 8
·-♦ Die spezifische !Entspanmingsgasmenge pro Tonne Methanol wird um 10 "bzw« 25 % "verringert© Dadurch erhöht sich die Effektivität der Methanolerzeugung,»· - ♦ Specific leaning gas per tonne of methanol is reduced by 10 "or" 25 % "© This increases the efficiency of methanol production,»
-· Es entfallen die gesamten Stufen der Gaserzeugung und Gasreinigung zur Herstellung von Ammoniaksynthesegas sowie die Wasserstoffrückgewinnungsanlage für die Purgegaszerlegung der Entspannungsgase der Ammoniaksynthe se»- · It eliminates the entire stages of gas production and purification for the production of ammonia synthesis gas and the hydrogen recovery plant for the purge gas decomposition of the ammonia synthesis gases »
Ausführungsform gemäß dem Beispiel 5 gegenüber Beispiel 4:Embodiment according to Example 5 over Example 4:
·» Bei gleichem Brennstoffverbrauch sowie gleicher Kapazität der Gaserzeugung*?« und «-reinigungsanlage wird die Metha·= nolproduktion um ca» 9 % gesteigert«· »With the same fuel consumption as well as the same capacity of gas production * and« purification plant, the methane production is increased by »9 % «
22 63 122 63 1
Tabelle: Vergleich der Kennziffern für die in den Beispielen bis 5 näher erläuterten TechnologienTable: Comparison of the codes for the technologies explained in more detail in the examples to 5
Es bedeuten: Dimension I Dimension II Dimension IIIIt means: Dimension I Dimension II Dimension III
1010
t/h.t / h.
m3(N)/t CH5OHm 3 (N) / t CH 5 OH
Fußnote 1) für BrenngasFootnote 1) for fuel gas
2) für Proseßgas2) for Proseßgas
3) für Mz-Synthese3) for Mz synthesis
4) für CKOH-Synthese4) for CKOH synthesis
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD80226318A DD155517A1 (en) | 1980-12-19 | 1980-12-19 | METHOD FOR TREATING AND RESERVING RELAXATION GASES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD80226318A DD155517A1 (en) | 1980-12-19 | 1980-12-19 | METHOD FOR TREATING AND RESERVING RELAXATION GASES |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD155517A1 true DD155517A1 (en) | 1982-06-16 |
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ID=5528092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DD80226318A DD155517A1 (en) | 1980-12-19 | 1980-12-19 | METHOD FOR TREATING AND RESERVING RELAXATION GASES |
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DD (1) | DD155517A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT397652B (en) * | 1989-02-03 | 1994-06-27 | Leuna Werke Ag | METHOD FOR REMOVING AND PARTIALLY DETERMINING METHANOL FROM RESIDUAL GAS |
-
1980
- 1980-12-19 DD DD80226318A patent/DD155517A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT397652B (en) * | 1989-02-03 | 1994-06-27 | Leuna Werke Ag | METHOD FOR REMOVING AND PARTIALLY DETERMINING METHANOL FROM RESIDUAL GAS |
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