DE102017204208A1 - Process and plant for the production and preparation of a synthesis gas mixture - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung und Aufbereitung eines Synthesegasgemisches für die Herstellung von Ammoniak, bei dem ein Kohlenwasserstoffe und Dampf enthaltendes Ausgangsgasgemisch in einem autothermen Reformer (49) mittels Sauerstoff in ein Rohsynthesegasgemisch umgewandelt wird, welches nach weiterer Aufbereitung mindestens einer Ammoniak-synthese (15, 45) zugeführt wird, bei dem man erfindungsgemäß nur einen Teilstrom (48) des Ausgangsgasgemisches dem autothermen Reformer (49) zuführt, während man einen weiteren Teilstrom (32) des Ausgangsgasgemisches einem Primärreformer (33) und anschließend dem Sekundärreformer (20) zuführt und das in diesen Primär- und Sekundärreformern erzeugte Gasgemisch gegebenenfalls nach weiterer Aufbereitung ebenfalls einer Ammoniaksynthese (15, 45) zuführt, wobei eine endgültige Stickstoffzugabe unmittelbar vor der Synthese erfolgt und wobei der Stickstoff auf den Synthesedruck gepumpt bzw. verdichtet wird. Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass eine massive Entlastung aller Prozesseinheiten zwischen dem Sekundärreformer und der Hauptsynthese erzielt wird, einschließlich des Prozessluftkompressors und des Synthesegaskompressors. Gegenüber einer Variante mit nur einem autothermen Reformer besteht neben weiteren Vorteilen beispielsweise ein Vorteil der erfindungsgemäßen Kombination mit dem Primärreformer darin, dass die Wärme im Rauchgaskanal des Primärreformers genutzt werden kann.The present invention relates to a process for the production and preparation of a synthesis gas mixture for the production of ammonia, in which a hydrocarbon and steam-containing starting gas mixture is converted in an autothermal reformer (49) by means of oxygen in a Rohsynthesegasgemisch, which after further processing at least one ammonia synthesis (15, 45) is fed, in which according to the invention only a partial stream (48) of the starting gas mixture to the autothermal reformer (49) supplies while a further partial stream (32) of the starting gas mixture a primary reformer (33) and then the secondary reformer (20) feeds and the gas mixture produced in these primary and secondary reformers optionally after further treatment also an ammonia synthesis (15, 45), wherein a final nitrogen addition takes place immediately prior to synthesis and wherein the nitrogen is pumped or compressed to the synthesis pressure. An advantage of this method is that a massive relief of all process units between the secondary reformer and the main synthesis is achieved, including the process air compressor and the synthesis gas compressor. Compared to a variant with only one autothermal reformer, among other advantages, for example, an advantage of the combination according to the invention with the primary reformer is that the heat in the flue gas channel of the primary reformer can be used.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung und Aufbereitung eines Synthesegasgemisches für die Herstellung von Ammoniak, bei dem ein Kohlenwasserstoffe enthaltendes Ausgangsgasgemisch in einem autothermen Reformer (ATR) mittels Dampf und Sauerstoff in ein Rohsynthesegasgemisch umgewandelt wird, welches gegebenenfalls nach weiterer Aufbereitung mindestens einem Ammoniaksynthesereaktor zugeführt wird.The present invention relates to a process for the production and preparation of a synthesis gas mixture for the production of ammonia, in which a hydrocarbon-containing starting gas mixture is converted in an autothermal reformer (ATR) by means of steam and oxygen in a Rohsynthesegasgemisch, which optionally supplied after further treatment at least one ammonia synthesis reactor becomes.

Bei bestehenden Ammoniakanlagen gibt es im Bereich verschiedener Anlagenteile Engpässe, die eine gewünschte Kapazitätserhöhung verhindern. Dies sind insbesondere der Primärreformer, der Sekundärreformer, der Prozessluftkompressor, die CO2-Wäsche, der Synthesegaskompressor und der Ammoniaksynthesereaktor. Die Umgehung dieser Engpässe erfordert teure Maßnahmen. Hier gibt es von verschiedenen Anbietern unterschiedliche Konzepte zur wirtschaftlichen Umgestaltung und Erneuerung bestehender Anlagen (so genanntes „Revamp“).In the case of existing ammonia plants, there are bottlenecks in the area of various plant components which prevent a desired increase in capacity. These are in particular the primary reformer, the secondary reformer, the process air compressor, the CO 2 scrubbing, the synthesis gas compressor and the ammonia synthesis reactor. The circumvention of these bottlenecks requires expensive measures. There are different concepts from different providers for the economic transformation and renewal of existing plants (so-called "revamp").

Aus der DE 100 55 818 A1 ist ein Verfahren zur katalytischen Herstellung von Ammoniak aus einem Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch bekannt, bei dem man Erdgas zusammen mit einem Sauerstoffreichen Gas in einen autothermen Reformer leitet, wo man bei Temperaturen im Bereich von 900 °C bis 1200 °C, einem Druck von 40 bis 100 bar und in Gegenwart eines Spaltkatalysators ein rohes Synthesegas erzeugt, wobei man dieses rohe Synthesegas aus dem autothermen Reformer abzieht, kühlt, durch eine katalytische Konvertierung zum Umwandeln von CO in H2 leitet und ein konvertiertes Synthesegas mit einem H2-Gehalt von mindestens 55 Vol.-% und einem CO-Gehalt von höchstens 8 Vol.-% abzieht, wobei man das konvertierte Synthesegas einer mehrstufigen Gasreinigung zum Entfernen von CO2, CO und CH4 unterzieht und ein N2-H2-Gemisch erzeugt, welches man einer Ammoniak-Synthese zum katalytischen Erzeugen von Ammoniak zuführt. Bei diesem bekannten Verfahren ist nur ein autothermer Reformer zum Reformieren vorgesehen und die Ammoniak-Synthese erfolgt bei nur einem Druckniveau. Der flüssige Stickstoff wird außerdem nach der Luftzerlegungsanlage vor dem Synthesegaskompressor für die Stickstoffwäsche eingesetzt, mit der alle inerten (Argon und Methan) und alle O2-haltigen Komponenten (CO, CO2, H2O) ausgewaschen werden und mit der das notwendige Verhältnis H2 : N2 gleich 3 : 1 eingestellt wird. Das frische Make-Up-Gas vor der Synthese enthält damit nur N2 und H2.From the DE 100 55 818 A1 a method for the catalytic production of ammonia from a nitrogen-hydrogen mixture is known in which one passes natural gas together with an oxygen-rich gas in an autothermal reformer, where at temperatures in the range of 900 ° C to 1200 ° C, a pressure of 40 to 100 bar and in the presence of a cleavage catalyst produces a crude synthesis gas, wherein this crude synthesis gas is withdrawn from the autothermal reformer, cooled, passes through a catalytic conversion for converting CO into H 2 and a converted synthesis gas having an H 2 content of subtracting at least 55% by volume and a CO content of at most 8% by volume, subjecting the converted synthesis gas to a multistage gas purification to remove CO 2 , CO and CH 4 and produce an N 2 -H 2 mixture, which is fed to ammonia synthesis for the catalytic production of ammonia. In this known method, only an autothermal reformer is provided for reforming and the ammonia synthesis takes place at only one pressure level. The liquid nitrogen is also used after the air separation plant before the synthesis gas compressor for nitrogen scrubbing, with which all inert (argon and methane) and all O 2 -containing components (CO, CO 2 , H 2 O) are washed out and with the necessary ratio H 2 : N 2 is set equal to 3: 1. The fresh make-up gas prior to synthesis thus contains only N 2 and H 2 .

In der EP 1339641 B1 wird ein Verfahren zur Synthese von Ammoniak auf zwei Druckniveaus beschrieben. Hier erfolgt die Herstellung von Ammoniak aus frischem Synthesegas, welches außer den Reaktanten Wasserstoff und Stickstoff inerte Bestandteile enthält, nacheinander in verschiedenen Synthesesystemen, wobei in allen Synthesesystemen jeweils aus einem Teil des Synthesegases Ammoniak erzeugt und ein Teil davon ausgeschleust wird und jedes nachfolgende Synthesesystem einen höheren Druck aufweist als das jeweils vorangegangenen Synthesesystem.In the EP 1339641 B1 a method for the synthesis of ammonia at two pressure levels is described. Here, the production of ammonia from fresh synthesis gas, which contains in addition to the reactants hydrogen and nitrogen inert constituents, successively in different synthesis systems, wherein produced in all synthesis systems in each case from a portion of the synthesis gas ammonia and a part thereof is discharged and each subsequent synthesis system a higher Pressure than the previous synthesis system.

In der WO 2016/198487 A1 wird ebenfalls ein Mehrdruckverfahren zur Herstellung von Ammoniak beschrieben, bei dem ein Ausgangsgasgemisch umfassend Wasserstoff, Stickstoff, Wasser, Methan, gegebenenfalls Argon, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid durch Reformierung von Kohlenwasserstoffen hergestellt wird, wobei die Reformierung in einem autothermen Reformer erfolgt, welcher mit reinem Sauerstoff oder mit an Sauerstoff angereicherter Luft oder mit Luft betrieben wird.In the WO 2016/198487 A1 also a Mehrdruckverfahren for the production of ammonia is described in which a starting gas mixture comprising hydrogen, nitrogen, water, methane, optionally argon, carbon monoxide and carbon dioxide is prepared by reforming hydrocarbons, wherein the reforming takes place in an autothermal reformer, which with pure oxygen or operated with oxygen enriched air or with air.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Erzeugung und Aufbereitung eines Synthesegasgemisches für die Herstellung von Ammoniak mit den Merkmalen der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, welches eine Kapazitätserhöhung einer Ammoniakanlage unter Umgehung bzw. mit deutlicher Abschwächung der oben genannte Engpässe ermöglicht.The object of the present invention is to provide a process for the production and preparation of a synthesis gas mixture for the production of ammonia having the features of the aforementioned type, which allows an increase in capacity of an ammonia plant bypassing or significantly weakening the abovementioned bottlenecks ,

Ein weiteres Anliegen der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Luftzerlegungsanlage effizient in die Revamp-Maßnahmen einer bestehenden Ammoniakanlage zu integrieren.Another concern of the present invention is to efficiently integrate an air separation plant into the revamping operations of an existing ammonia plant.

Die Lösung der vorgenannten Aufgabe liefert ein Verfahren zur Erzeugung und Aufbereitung eines Synthesegasgemisches für die Herstellung von Ammoniak der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The solution of the aforementioned object provides a process for the production and preparation of a synthesis gas mixture for the production of ammonia of the type mentioned above with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass man nur einen Teilstrom des Ausgangsgasgemisches dem autothermen Reformer zuführt, während man einen weiteren Teilstrom des Ausgangsgasgemisches einem Primärreformer und vorzugsweise anschließend einem Sekundärreformer zuführt und das dort erzeugte Gasgemisch gegebenenfalls nach weiteren, an sich bekannten, Aufbereitungsschritten ebenfalls einem Ammoniaksynthesereaktor zuführt, wobei man das Synthesegasgemisch auf einen erhöhten Druck bringt und diesem aus mindestens einer Leitung weiteren Stickstoff zuführt, bevor das Synthesegasgemisch in eine ein- oder mehrstufige Ammoniak-Synthese gelangtAccording to the invention, it is provided that only a partial stream of the starting gas mixture is fed to the autothermal reformer while a further partial stream of the starting gas mixture is fed to a primary reformer and preferably subsequently to a secondary reformer and the gas mixture produced there is also fed to an ammonia synthesis reactor, if appropriate after further, known, treatment steps. wherein the synthesis gas mixture is brought to an elevated pressure and feeds it from at least one line further nitrogen before the synthesis gas mixture enters into a one- or multi-stage ammonia synthesis

Vorzugsweise zweigt man einen ersten, dem Primärreformer zugeführten Teilstrom aus einer die Kohlenwasserstoffe und Dampf enthaltendes Gasgemisch führenden Leitung ab und führt den übrigen Teilstrom dieses Gasgemisches dem autothermen Reformer zu.Preferably, a first partial stream fed to the primary reformer is branched off from a line containing the hydrocarbons and steam and leads the others Partial flow of this gas mixture to the autothermal reformer too.

Bevorzugt wird bei der Variante mit Verwendung eines Primärreformers das aus dem Primärreformer austretende Gasgemisch einem Sekundärreformer zugeleitet.Preferably, in the variant using a primary reformer, the gas mixture leaving the primary reformer is fed to a secondary reformer.

Bei dieser bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sind somit neben dem autothermen Reformer ein Primärreformer und ein Sekundärreformer vorgesehen. Der Sekundärreformer kann beispielsweise mit angereicherter Luft betrieben werden.In this preferred variant of the method according to the invention, a primary reformer and a secondary reformer are thus provided in addition to the autothermal reformer. The secondary reformer can be operated, for example, with enriched air.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vereint man den in dem autothermen Reformer behandelten Rohsynthesegasstrom und den in dem Primärreformer behandelten Rohsynthesegasstrom und danach erfolgt eine gemeinsame Aufbereitung dieser Gasströme, bevor diese einem Ammoniaksynthesereaktor zugeführt werden. Das Vereinen erfolgt bevorzugt vor der CO-Konvertierung, noch bevorzugter vor der Abkühlstrecke, d.h. direkt nach dem Austritt aus dem ATR und aus dem Sekundärreformer.According to a preferred embodiment of the invention, the crude synthesis gas stream treated in the autothermal reformer and the crude synthesis gas stream treated in the primary reformer are combined and then a common treatment of these gas streams takes place before these are fed to an ammonia synthesis reactor. The combining preferably takes place before the CO conversion, more preferably before the cooling-down, i. immediately after leaving the ATR and from the secondary reformer.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die gemeinsame Aufbereitung dieser Gasströme mindestens einen Schritt, in dem eine CO- Konvertierung und/oder eine CO2-Wäsche und/oder eine Methanisierung erfolgen.According to a preferred development of the invention, the combined treatment of these gas streams comprises at least one step in which CO conversion and / or CO 2 scrubbing and / or methanation occur.

Handelt es sich bei der Ammoniakherstellung um ein so genanntes Mehrdruckverfahren, dann wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung der aufbereitete Synthesegasstrom mindestens einem Synthesegaskompressor zugeführt, dort auf einen erhöhten Druck p1 verdichtet, welcher höher ist als der Ausgangsdruck, dann einer ersten Syntheseeinheit („Once-Through“ bzw. „OT“-Ammoniak-Synthese, in der Regel umfassend eine Gas-Vorwärmung, einen Ammoniak-Konverter (dieser gegebenenfalls umfassend mehrere Katalysator-Betten mit einer Gas-Zwischenkühlung), eine Gas-Abkühlung, eine Ammoniak-Kondensation und eine Ammoniak-Abscheidung), zugeführt, wobei der Gasstrom nach der Ammoniak-Abscheidung beim Mehrdruckverfahren mittels einer weiteren Verdichtungsstufe bzw. eines weiteren Synthesegaskompressors auf einen Druck p2 verdichtet wird, welcher höher ist als der Druck p1 und dieser Gasstrom wird dann einer zweiten Syntheseeinheit („Kreislauf“-Ammoniak-Synthese, ebenfalls in der Regel umfassend eine Gas-Vorwärmung, einen Ammoniak-Konverter (dieser umfassend gegebenenfalls mehrere Katalysator-Betten mit einer Gas-Zwischenkühlung), eine Gas-Abkühlung, eine NH3-Kondensation und eine Ammoniak-Abscheidung), zugeführt.If the production of ammonia is a so-called multi-pressure process, then according to a preferred development of the invention, the treated synthesis gas stream is fed to at least one synthesis gas compressor where it is compressed to an increased pressure p 1 , which is higher than the initial pressure, then to a first synthesis unit (" Once-through or "OT" ammonia synthesis, generally comprising a gas preheating, an ammonia converter (optionally comprising a plurality of catalyst beds with a gas intercooling), a gas cooling, an ammonia converter Condensation and ammonia deposition), supplied, wherein the gas stream is compressed after the ammonia deposition in the multi-pressure process by means of a further compression stage or another synthesis gas compressor to a pressure p 2 , which is higher than the pressure p 1 and this gas stream is then a second synthesis unit ("cycle" ammonia synthesis, also usually comprising a gas preheating, an ammonia converter (this comprising optionally a plurality of catalyst beds with a gas intermediate cooling), a gas cooling, a NH 3 condensation and an ammonia deposition) supplied.

Handelt es sich hingegen um eine Variante der Ammoniaksynthese mit nur einem Druckniveau, dann kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung der aufbereitete Synthesegasstrom mindestens einem Synthesegaskompressor zugeführt werden, dort auf einen erhöhten Druck verdichtet und dann einem oder mehreren Ammoniaksynthesereaktoren zugeführt werden.If, however, it is a variant of the ammonia synthesis with only one pressure level, then, according to a preferred embodiment of the invention, the treated synthesis gas stream at least one synthesis gas compressor are fed there compressed to an elevated pressure and then fed to one or more ammonia synthesis reactors.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird dem auf einen erhöhten Druck gebrachten Synthesegasgemisch bevor es der Kreislauf-Ammoniak-Synthese zugeführt wird und/oder bevor es bei der Mehrdruckvariante einer OT-Ammoniak-Synthese zugeführt wird, jeweils über eine Leitung weiterer Stickstoff zugeführt.According to a preferred embodiment of the invention, the synthesis gas mixture brought to an elevated pressure before it is fed to the cyclic ammonia synthesis and / or before it is supplied in the multi-pressure variant of an OT ammonia synthesis, in each case via a line further nitrogen.

Besonders vorteilhaft ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, wenn der zugeführte weitere Stickstoff in einer Luftzerlegungsanlage erzeugt und anschließend verflüssigt und auf den Druck p1 bzw. p2 gepumpt wurde.It is particularly advantageous according to a development of the invention, when the supplied additional nitrogen produced in an air separation plant and then liquefied and pumped to the pressure p 1 or p 2 .

Der Stickstoff, der durch den Sekundärreformer strömt, wird beispielsweise zwischen einer zweiten und einer dritten Synthesegaskompressorstufe der OT-Ammoniak-Synthese zugefügt, wobei bei einem Druck p1 in der Größenordnung von etwa 100 bar gearbeitet werden kann. Der Stickstoff aus der Luftzerlegungsanlage wird hingegen bevorzugt direkt auf den Druck p2 der Kreislauf-Ammoniak-Synthese von etwa 200 bar gepumpt und wird somit an dem Synthesegaskompressor vorbei geführt. The nitrogen flowing through the secondary reformer is added, for example, between a second and a third synthesis gas compressor stage of the OT ammonia synthesis, wherein it is possible to operate at a pressure p 1 of the order of about 100 bar. By contrast, the nitrogen from the air separation plant is preferably pumped directly to the pressure p 2 of the circulatory ammonia synthesis of about 200 bar and is thus guided past the synthesis gas compressor.

Ein Teil des Stickstoffs aus der Luftzerlegungsanlage kann jedoch der OT-Ammoniak-Synthese zugefügt werden, um die Ammoniak-Ausbeute zu erhöhen. Vorzugsweise wird anders als im Stand der Technik gemäß DE 100 55 818 A1 Methan bei der Gasreinigung nicht entfernt, sondern es entsteht sogar zusätzliches Methan in der Methanisierungseinheit. Das Frischgas vor der Ammoniaksynthese enthält somit neben Stickstoff und Wasserstoff auch die in Bezug auf die Ammoniaksynthese inerten Gase Argon und Methan und ggf. Helium.However, part of the nitrogen from the air separation plant can be added to the OT ammonia synthesis to increase the ammonia yield. Preferably, different from the prior art according to DE 100 55 818 A1 Methane is not removed during gas purification, but it even creates additional methane in the methanation unit. The fresh gas before the ammonia synthesis thus contains, besides nitrogen and hydrogen, also the argon and methane gases, which are inert in relation to the ammonia synthesis, and possibly helium.

Eine vorhandene Luftzerlegungsanlage wird vorzugsweise soweit modernisiert, dass die Produkte O2 und N2 nahezu rein und in flüssiger Form vorliegen, wobei das Argon bevorzugt abgetrennt wird.An existing air separation plant is preferably modernized so far that the products O 2 and N 2 are almost pure and in liquid form, the argon is preferably separated.

Gemäß der Erfindung ist ein autothermer Reformer parallel zu dem vorhandenen Primärreformer und gegebenenfalls Sekundärreformer vorgesehen, der vorzugsweise mit reinem Sauerstoff aus der Luftzerlegungsanlage betrieben werden kann. Der flüssige Sauerstoff wird auf den Arbeitsdruck des autothermen Reformers von beispielsweise etwa 40 bar gepumpt und dann verdampft, wobei die Kälte des flüssigen Sauerstoffs genutzt wird.According to the invention, an autothermal reformer is provided in parallel to the existing primary reformer and optionally secondary reformer, which can preferably be operated with pure oxygen from the air separation plant. The liquid oxygen is pumped to the working pressure of the autothermal reformer, for example, about 40 bar and then evaporated, the cold of the liquid oxygen is used.

Das Ausgangsgasgemisch, beispielsweise Erdgas, wird in der Regel vor der Einleitung in den autothermen Reformer bzw. den Primärreformer mit Dampf gemischt. Da in dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl ein autothermer Reformer als auch ein Primärreformer verwendet werden, kann das Erdgas-Dampf-Gemisch für den autothermen Reformer in vorteilhafter Weise von dem Hauptstrom, der in den Primärreformer geleitet wird, erst vor dem Primärreformer abgezweigt werden. Auf diese Weise erhält man zwei Leitungssysteme mit jeweils mindestens einem Reformer, in denen der Reformierungsprozess parallel abläuft und man kann das zuvor erzeugte Erdgas-Dampf-Gemisch in beiden parallel arbeitenden Leitungssystemen nutzen. Es ist vorteilhaft, beide Rohsynthesegasströme nach der Reformierung im autothermen Reformer bzw. im Primärreformer und Sekundärreformer wieder zusammen zu führen und anschließend in weiteren Verfahrensschritten gemeinsam aufzubereiten. Diese Aufbereitung kann beispielsweise eine CO-Konvertierung und/oder eine CO2-Wäsche und/oder eine Methanisierung umfassen. The starting gas mixture, for example natural gas, is usually mixed with steam before it is introduced into the autothermal reformer or primary reformer. Since both an autothermal reformer and a primary reformer are used in the process of the present invention, the natural gas-steam mixture for the autothermal reformer may advantageously be diverted from the main stream directed into the primary reformer only before the primary reformer. In this way, one obtains two piping systems, each with at least one reformer, in which the reforming process takes place in parallel and you can use the previously generated natural gas-steam mixture in both parallel piping systems. It is advantageous to bring both Rohsynthesegasstrom after reforming in the autothermal reformer or in the primary reformer and secondary reformer together again and then process together in further process steps. This treatment can comprise, for example, CO conversion and / or CO 2 scrubbing and / or methanation.

Der flüssige Stickstoff aus der Luftzerlegungsanlage wird vorzugsweise auf den Endsynthesedruck von beispielsweise etwa 200 bar gepumpt und erst nach dem Synthesegaskompressor mit dem Frischgas gemischt. Die Kälte des überkritischen Stickstoffs kann dabei genutzt werden.The liquid nitrogen from the air separation plant is preferably pumped to the final synthesis pressure of, for example, about 200 bar and mixed with the fresh gas only after the synthesis gas compressor. The cold of the supercritical nitrogen can be used.

Ein Teil des Ammoniaks kann durch die OT-Ammoniak-Synthese zwischen den Kompressionsstufen eines Synthesegaskompressors (in der Regel zwischen der zweiten und der dritten Stufe) gebildet werden. Gegebenenfalls wird ein Teil des Stickstoffs aus der Luftzerlegungsanlage nach der zweiten Kompressionsstufe des Synthesegaskompressors dem Frischgas zugefügt, um die Gaszusammensetzung vor der OT-Ammoniak-Synthese zu optimieren.Part of the ammonia can be formed by the OT ammonia synthesis between the compression stages of a syngas compressor (typically between the second and third stages). Optionally, a portion of the nitrogen from the air separation plant after the second compression stage of the synthesis gas compressor is added to the make-up gas to optimize the gas composition prior to OT ammonia synthesis.

Ein Teil des Sauerstoffs wird dem Sekundärreformer zugefügt um den Methan-Restgehalt zu verringern, so dass der Methan-Rest nach dem Sekundärreformer und nach dem autothermen Reformer annähernd gleich ist. Dies ist für die Wirtschaftlichkeit des Prozesses vorteilhaft, da ein geringerer Methan-Rest zu höherer Ammoniak-Produktion führt.Part of the oxygen is added to the secondary reformer to reduce the residual methane content so that the methane residue after the secondary reformer and after the autothermal reformer is approximately equal. This is advantageous for the economy of the process, since a lower methane residue leads to higher ammonia production.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist auch die Aufteilung des Gases neu im Vergleich zu den vorgenannten bekannten Lösungen. Ein Vorteil ist unter anderem die massive Entlastung aller Prozesseinheiten zwischen dem Sekundärreformer und der Hauptsynthese, einschließlich des Prozessluftkompressors und des Synthesegaskompressors. Gegenüber einer Variante mit dem Reformieren in nur einem autothermen Reformer besteht ein Vorteil der erfindungsgemäßen Kombination mit dem Primärreformer darin, dass die Wärme im Rauchgaskanal des Primärreformers genutzt werden kann. So ist die Vorwärmung der Eintrittsströme für den autothermen Reformer im Rauchgaskanal des Primärreformers möglich.In the method according to the invention, the distribution of the gas is new compared to the aforementioned known solutions. One advantage is, among other things, the massive relief of all process units between the secondary reformer and the main synthesis, including the process air compressor and the synthesis gas compressor. Compared to a variant with the reforming in only one autothermal reformer, an advantage of the combination according to the invention with the primary reformer is that the heat in the flue gas channel of the primary reformer can be used. Thus, the preheating of the inlet streams for the autothermal reformer in the flue gas channel of the primary reformer is possible.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist es so, dass der zugeführte weitere Stickstoff aus der Luftzerlegungsanlage mittels mindestens einer Pumpe auf den für die Ammoniaksynthese vorgesehenen Druck gebracht und dann über eine Leitung unmittelbar vor der Kreislauf-Ammoniak-Synthese bzw. teilweise vor der OT-Ammoniak-Synthese zugeführt wird.According to a preferred embodiment of the invention, it is such that the supplied additional nitrogen from the air separation plant brought by at least one pump to the intended ammonia synthesis pressure and then via a line immediately before the cyclic ammonia synthesis or partially before the OT Ammonia synthesis is supplied.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sowohl dem autothermen Reformer als auch dem Sekundärreformer Sauerstoff zugeführt wird, der in einer Luftzerlegungsanlage gewonnen wurde.A preferred embodiment of the invention provides that both the autothermal reformer and the secondary reformer oxygen is supplied, which was obtained in an air separation plant.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass dem Sekundärreformer Prozessluft zugeführt wird, die vorzugsweise zuvor mittels eines Kompressors auf einen erhöhten Druck gebracht wurde und/oder mittels eines Wärmetauschers, bevorzugt im Rauchgaskanal des Primärreformers, vorgewärmt wurde.A preferred embodiment of the invention provides that the secondary reformer process air is supplied, which was preferably previously brought by means of a compressor to an elevated pressure and / or by means of a heat exchanger, preferably in the flue gas duct of the primary reformer, was preheated.

Der Prozessluft kann von außerhalb zusätzlich Sauerstoff beigemischt werden, der in einer Luftzerlegungsanlage gewonnen wurde, und diese mit Sauerstoff angereicherte Luft kann dem Sekundärreformer zugeführt werden.The process air can be additionally mixed with oxygen from outside, which was obtained in an air separation plant, and this oxygen-enriched air can be supplied to the secondary reformer.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniak, bei dem die Herstellung des Ammoniaks unter Verwendung eines in der zuvor beschriebenen Weise erzeugten und aufbereiteten Synthesegasgemisches erfolgt.The present invention furthermore relates to a process for the production of ammonia, in which the preparation of the ammonia is carried out using a synthesis gas mixture produced and prepared in the manner described above.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird in diesem Verfahren zur Herstellung von Ammoniak zunächst ein Synthesegasgemisch erzeugt, welches die Gase Wasserstoff und Stickstoff in einem Verhältnis H2 : N2 von größer als 3 enthält und diesem überstöchiometrischen Synthesegasgemisch wird dann vor der Einleitung in den Ammoniaksynthesereaktor weiterer Stickstoff zugemischt. Dieser weitere Stickstoff wurde vorzugsweise in einer Luftzerlegungsanlage erzeugt.According to a preferred embodiment of the invention, a synthesis gas mixture is first generated in this process for the production of ammonia, which contains the gases hydrogen and nitrogen in a ratio H 2 : N 2 greater than 3 and this superstoichiometric synthesis gas mixture is then prior to introduction into the ammonia synthesis reactor added more nitrogen. This additional nitrogen was preferably produced in an air separation plant.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Ammoniaksynthese entweder auf nur einem Druckniveau erfolgen oder alternativ kann es sich um ein Mehrdruckverfahren handeln.In the process according to the invention, the ammonia synthesis can be carried out either at only one pressure level or alternatively it can be a multi-pressure process.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Anlage zur Erzeugung und Aufbereitung eines Synthesegasgemisches für die Herstellung von Ammoniak, bei dem ein Kohlenwasserstoffe enthaltendes Ausgangsgasgemisch in einem autothermen Reformer mittels Dampf und Sauerstoff/Luft in ein Rohsynthesegasgemisch umgewandelt wird, welches nach weiterer Aufbereitung mindestens einem Ammoniaksynthesereaktor zugeführt wird, wobei erfindungsgemäß diese Anlage zusätzlich zu mindestens einem autothermen Reformer mindestens einen Primärreformer und vorzugsweise weiterhin mindestens einen dem Primärreformer im Strömungsweg nachgeschalteten Sekundärreformer umfasst.The present invention further relates to a plant for the production and processing of a synthesis gas mixture for the Production of ammonia, in which a hydrocarbon-containing starting gas mixture is converted in an autothermal reformer by means of steam and oxygen / air in a Rohsynthesegasgemisch which is supplied after further treatment at least one Ammoniaksynthesereaktor, according to the invention this plant in addition to at least one autothermal reformer at least one primary reformer and preferably further comprises at least one downstream of the primary reformer in the flow path secondary reformer.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage sind der autotherme Reformer und der Sekundärreformer in zueinander parallel angeordneten Leitungssystemen angeordnet, wobei die jeweiligen Ausgangsleitungen von autothermem Reformer und Sekundärreformer in ein gemeinsames Leitungssystem für Synthesegas führen, bevorzugt vor der CO-Konvertierung.According to a further preferred development of the system according to the invention, the autothermal reformer and the secondary reformer are arranged in mutually parallel piping systems, wherein the respective output lines of autothermal reformer and secondary reformer lead into a common conduit system for synthesis gas, preferably before the CO conversion.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage umfasst diese mindestens eine CO-Konvertierung und/oder mindestens eine CO2-Wäsche und/oder mindestens eine Einrichtung zur Methanisierung, welche in dem gemeinsamen Leitungssystem für Synthesegas stromabwärts von autothermem Reformer und Sekundärreformer angeordnet sind.According to a further preferred development of the system according to the invention, this comprises at least one CO conversion and / or at least one CO 2 scrubbing and / or at least one methanation device, which are arranged in the common synthesis gas line system downstream of autothermal reformer and secondary reformer.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Anlage zur Herstellung von Ammoniak umfassend eine Anlage zur Erzeugung und Aufbereitung eines Synthesegasgemisches der zuvor beschriebenen Art, wobei diese Anlage erfindungsgemäß weiterhin mindestens einen dem autothermen Reformer und dem Primärreformer und gegebenenfalls dem Sekundärreformer im Strömungsweg nachgeschalteten Ammoniaksynthesereaktor umfasst. Insbesondere in einem Mehrdruckverfahren können dies auch zwei oder mehrere Ammoniaksynthesereaktoren sein, die bei jeweils unterschiedlich hohen Drücken arbeiten.The present invention further relates to a plant for the production of ammonia comprising a plant for the production and processing of a synthesis gas mixture of the type described above, this plant further comprises according to the invention at least one of the autothermal reformer and the primary reformer and optionally the secondary reformer in the flow downstream ammonia synthesis reactor. In particular, in a multi-pressure process, these may also be two or more ammonia synthesis reactors, which operate at different pressures.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

  • 1 ein schematisch vereinfachtes Fließbild einer ersten beispielhaften erfindungsgemäßen Anlage;
  • 2 ein schematisch vereinfachtes Fließbild einer zweiten beispielhaften erfindungsgemäßen Anlage gemäß einer alternativen Variante der vorliegenden Erfindung.
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to two embodiments with reference to the accompanying drawings. Showing:
  • 1 a schematically simplified flow diagram of a first exemplary system according to the invention;
  • 2 a schematically simplified flow diagram of a second exemplary system according to the invention according to an alternative variant of the present invention.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 1 ein erstes mögliches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Die Darstellung zeigt ein vereinfachtes Fließschema einer beispielhaften erfindungsgemäßen Anlage zur Erzeugung und Aufbereitung eines Synthesegasgemisches sowie zur anschließenden Herstellung von Ammoniak aus diesem Synthesegasgemisch. In einer Luftzerlegungsanlage 10 wird Argon abgetrennt und flüssiger Stickstoff aus der Luftzerlegungsanlage 10 wird über die Leitung 11 einer Pumpe 12 zugeleitet und dort auf einen Druck von beispielsweise etwa 200 bar gebracht, in einem Wärmetauscher 13 aufgewärmt und dann über die Leitung 14 dem Kreislaufgas zugeleitet, bevor dieses einer Kreislauf-Ammoniak-Synthese 15 zugeleitet wird.The following is with reference to 1 a first possible embodiment of the present invention explained in more detail. The illustration shows a simplified flow diagram of an exemplary plant according to the invention for the production and preparation of a synthesis gas mixture and for the subsequent production of ammonia from this synthesis gas mixture. In an air separation plant 10 Argon is separated and liquid nitrogen from the air separation plant 10 is over the line 11 a pump 12 fed and brought there to a pressure of for example about 200 bar, in a heat exchanger 13 warmed up and then over the line 14 fed to the recycle gas before this cycle ammonia synthesis 15 is forwarded.

Der flüssige Sauerstoff aus der Luftzerlegungsanlage 10 wird über die Leitung 16 einer Pumpe 17 zugeführt, dort auf einen höheren Druck von beispielsweise etwa 40 bar gebracht, dann in einem Verdampfer 18 verdampft und ein Teil des gasförmigen Sauerstoffs wird dann über die Leitung 19 der Prozessluft aus der Leitung 24 zugemischt, bevor die angereicherte Luft einem Sekundärreformer 20 zugeführt wird.The liquid oxygen from the air separation plant 10 is over the line 16 a pump 17 fed there, brought there to a higher pressure of for example about 40 bar, then in an evaporator 18 vaporizes and part of the gaseous oxygen is then over the line 19 the process air from the line 24 mixed before the enriched air to a secondary reformer 20 is supplied.

Das Erdgas wird über einen Kompressor 25 und die Leitung 26 der Anlage zugeführt, dann in einem Wärmetauscher 27, bevorzugt im Rauchgaskanal des Primärreformers, auf eine Temperatur von beispielsweise etwa 380 °C erwärmt, in einer entsprechenden Einrichtung 28 entschwefelt, strömt dann über die Leitung 29, wo eine Zumischung von Dampf stattfindet, dann durch einen weiteren Wärmetauscher 30 im Rauchgaskanal des Primärreformers, wo das Gas beispielsweise bis auf etwa 480 °C bis 600 °C erhitzt wird und verlässt dann diesen Wärmetauscher 30 über die Leitung 31, wo dann eine Aufteilung des Erdgas/Dampf-Gemisches in zwei Teilströme erfolgt, von denen der eine Teilstrom über die Leitung 32 dem Primärreformer 33 zugeführt wird. In dem Primärreformer 33 erfolgt die Umsetzung der Kohlenwasserstoffe mit dem Wasserdampf zu einem Synthesegasgemisch, welches als Hauptkomponenten Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff enthält.The natural gas is via a compressor 25 and the line 26 supplied to the system, then in a heat exchanger 27 , Preferably in the flue gas channel of the primary reformer, heated to a temperature of, for example, about 380 ° C, in a corresponding device 28 desulfurizes, then flows over the pipe 29 where an admixture of steam takes place, then through another heat exchanger 30 in the flue gas channel of the primary reformer, where the gas is heated, for example up to about 480 ° C to 600 ° C and then leaves this heat exchanger 30 over the line 31 where then a division of the natural gas / steam mixture into two partial flows, of which a partial flow through the line 32 the primary reformer 33 is supplied. In the primary reformer 33 the reaction of the hydrocarbons with the water vapor to a synthesis gas mixture containing carbon monoxide and hydrogen as the main components.

Bei der Dampfreformierung reagiert üblicherweise Methan mit Wasserdampf im Primärreformer nach den folgenden Reaktionsgleichungen (1) und (3): CH4 + H2O → CO + 3 H2 (1) In steam reforming, methane usually reacts with water vapor in the primary reformer according to the following reaction equations (1) and (3): CH 4 + H 2 O → CO + 3 H 2 (1)

Da in dem Primärreformer 33 keine vollständige Umsetzung des Methans erfolgt, wird zur Erhöhung der Ausbeute an Wasserstoff das den Primärreformer 33 verlassende Rohsynthesegasgemisch über die Leitung 34 dem oben beschriebenen Sekundärreformer 20 zugeleitet, in dem durch die Zuführung von Luft bzw. Sauerstoff Methan zu Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff gemäß der Reaktionsgleichung (1) und (3) und teilweise der nachfolgenden Reaktionsgleichung (2) umgesetzt wird. 2 CH4 + O2 → 2 CO + 4 H2 (2) As in the primary reformer 33 no complete conversion of the methane is carried out to increase the yield of hydrogen that is the primary reformer 33 leaving Rohsynthesegasgemisch over the line 34 the secondary reformer described above 20 fed in by the supply of air or oxygen methane to carbon monoxide and hydrogen according to the Reaction equation (1) and (3) and partially the following reaction equation (2) is reacted. 2 CH 4 + O 2 → 2 CO + 4 H 2 (2)

Das den Sekundärreformer 20 verlassende Synthesegasgemisch wird anschließend abgekühlt, wobei Dampf generiert wird, und wird über die Leitung 35 einer CO-Konvertierung 36 zugeführt. Diese Abkühlung wird als „waste heat recovery“ (WHR) bezeichnet, bei der das Gas die Wärme an Wasser abgibt, welches dadurch verdampft, so dass das Gas abgekühlt und Wärme rückgewonnen wird.That's the secondary reformer 20 leaving synthesis gas mixture is then cooled, whereby steam is generated, and is passed over the line 35 a CO conversion 36 fed. This cooling is called "waste heat recovery" (WHR), in which the gas gives off the heat to water, which then evaporates, so that the gas is cooled and heat is recovered.

Die so genannte CO-Konvertierung, die auch als Wassergas-Shift-Reaktion bezeichnet wird, wird genutzt, um den Kohlenmonoxid-Anteil im Synthesegas zu verringern und zusätzlichen Wasserstoff zu erzeugen. Es handelt sich um eine exotherme Gleichgewichtsreaktion, die der nachstehend wiedergegebenen Reaktionsgleichung (3) folgt: CO + H2O ⇔ CO2 + H2 (3) The so-called CO conversion, also referred to as the water gas shift reaction, is used to reduce the carbon monoxide content in the syngas and generate additional hydrogen. It is an exothermic equilibrium reaction which follows the reaction equation (3) given below: CO + H 2 O⇔CO 2 + H 2 (3)

Im Anschluss an die CO-Konvertierung 36 ist eine CO2-Wäsche 37 vorgesehen, um das CO2 aus dem Synthesegasgemisch zu entfernen.Following the CO conversion 36 a CO 2 scrubbing 37 is provided to remove the CO 2 from the synthesis gas mixture.

Im Anschluss an die CO2-Wäsche durchströmt das Synthesegas eine Einrichtung 38 zur Methanisierung, in der Kohlenmonoxid bzw. Kohlendioxid bei erhöhten Temperaturen nach den unten wiedergegebenen Reaktionsgleichungen (4) und (5) mit Wasserstoff zu Methan und Wasser reagieren: CO + 3 H2 → CH4 + H2O (4) CO2+ 4 H2 → CH4 + 2 H2O (5) Following the CO 2 scrubbing, the synthesis gas flows through a device 38 for methanation, in which carbon monoxide or carbon dioxide react at elevated temperatures according to the reaction equations (4) and (5) reproduced below with hydrogen to give methane and water: CO + 3H 2 → CH 4 + H 2 O (4) CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O (5)

Nach der Methanisierung liegen in dem erzeugten Synthesegasgemisch die Eduktgase Wasserstoff und Stickstoff in einem überstöchiometrischen Verhältnis von mehr als 3 : 1 vor, das heißt, es ist im Verhältnis zu Stickstoff mehr Wasserstoff im Gasgemisch enthalten, als es für die Ammoniaksynthesereaktion benötigt wird. Über die Leitung 39 gelangt das Synthesegasgemisch dann in den Synthesegaskompressor, wobei dieser beispielsweise mit zwei hintereinander geschalteten Kompressionsstufen 40 und 41 arbeiten kann und in zwei Stufen eine Druckerhöhung auf beispielsweise 100 bar erfolgt. Solange das Wasser-Gehalt im Frischgas zu hoch ist (Wasser deaktiviert den Katalysator im Ammoniak-Konverter) wird nach jeder Druckerhöhung das Wasser abgetrennt, wie beispielhaft durch eine Einrichtung 42 gezeigt wird. Das kann sowohl durch die Kondensation als auch durch andere dem Fachmann bekannte Verfahren erfolgen. Danach gelangt das Frischgas in die OT(once through)-Ammoniak-Synthese 15, bestehend aus der Gas-Vorwärmung, einem Ammoniak-Konverter (gegebenenfalls mehrere Katalysator-Betten mit einer Gas-Zwischenkühlung), einer Gas-Abkühlung, einer Ammoniak-Kondensation und einer Ammoniak-Abscheidung). Nach der Ammoniak-Abscheidung wird das restliche Gasgemisch bei dem im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 dargestellten Zwei-Druck-Verfahren in einer weiteren Kompressorstufe 43 auf einen höheren Druck von beispielsweise etwa 200 bar komprimiert und wird dann über die Leitung 44 einer zweiten Ammoniaksynthese, der Kreislauf-Ammoniak-Synthese 45 zugeführt, ebenfalls bestehend aus der Gas-Vorwärmung, Ammoniak-Konverter (mehrere Katalysator-Betten mit einer Gas-Zwischenkühlung), Gas-Abkühlung, Ammoniak-Kondensation und Ammoniak-Abscheidung. In dieser Kreislauf-Ammoniak-Synthese erfolgt eine weitere Ammoniaksynthese auf einem höheren Druckniveau. Aus den beiden Ammoniaksynthesen 15 und 45 wird das Ammoniak als Produkt über die Leitungen 46 bzw. 47 abgeführt.After methanation, the educt gases hydrogen and nitrogen are present in the generated synthesis gas mixture in a superstoichiometric ratio of more than 3: 1, that is, it contains more hydrogen in the gas mixture relative to nitrogen than is needed for the ammonia synthesis reaction. About the line 39 then passes the synthesis gas mixture in the synthesis gas compressor, this example, with two successive compression stages 40 and 41 can work and takes place in two stages, an increase in pressure, for example, 100 bar. As long as the water content in the fresh gas is too high (water deactivates the catalyst in the ammonia converter), the water is separated after each pressure increase, as exemplified by a device 42 will be shown. This can be done both by the condensation and by other methods known in the art. Thereafter, the fresh gas enters the OT (once through) ammonia synthesis 15, consisting of the gas preheating, an ammonia converter (possibly several catalyst beds with a gas intercooling), a gas cooling, an ammonia condensation and ammonia deposition). After the ammonia deposition, the remaining gas mixture in the present embodiment according to 1 illustrated two-pressure process in another compressor stage 43 compressed to a higher pressure of, for example, about 200 bar and then over the line 44 a second ammonia synthesis, the circulation ammonia synthesis 45 also consisting of the gas preheating, ammonia converter (several catalyst beds with a gas intercooling), gas cooling, ammonia condensation and ammonia deposition. In this cyclic ammonia synthesis, a further synthesis of ammonia takes place at a higher pressure level. From the two ammonia syntheses 15 and 45 The ammonia is as a product over the lines 46 respectively. 47 dissipated.

Um das Verhältnis von Wasserstoff zu Stickstoff in Richtung 3 : 1 zu ändern,-denn das über die Leitung 39 zugeführte Synthesegasgemisch enthält ja Wasserstoff in einem Überschuss,-- kann dem Frischgas vor der ersten Ammoniaksynthese 15, der OT-Ammoniak-Synthese, über die aus der Leitung 14 abzweigende Zweigleitung 57 weiterer Stickstoff zugeführt werden. Der restliche Stickstoff aus der Leitung 14 mündet vor der zweiten Ammoniak-Synthese, der Kreislauf-Ammoniak-Synthese, in die Leitung 44. Aus der Kreislauf-Ammoniak-Synthese 45 wird das Ammoniak als Produkt über die Leitung 47 abgeführt. Damit sich die für die Ammoniaksynthese inerten Methan und Argon und ggf. Helium im Kreislaufgas nicht anreichern, wird ein Teil des Gases - das sogenannte Purge-Gas - nach der Synthese 45 und vor der Zumischung des Frischgases über die Leitung 53 abgeführt. Um die Druckverluste im Synthese-Kreislauf zu kompensieren, wird das Gasgemisch über die Leitung 54 einem weiteren Kompressor bzw. einer weiteren Kompressorstufe 55 zugeführt, in diesem auf einen für die Reaktion erforderlichen erhöhten Druck gebracht und dann über die Rückführleitungen 56, 44 und nach der Zumischung des Frischgases und des Stickstoffs aus der Leitung 14, der Kreislauf-Ammoniak-Synthese 45 zugeführt, so dass man nicht abreagierte Edukte im Kreislauf führen und im Ammoniaksynthesereaktor erneut zur Reaktion bringen kann.To the ratio of hydrogen to nitrogen in the direction 3 : 1 to change -this over the wire 39 supplied synthesis gas mixture indeed contains hydrogen in excess, - can the fresh gas before the first ammonia synthesis 15 , the OT ammonia synthesis, over from the line 14 branching branch line 57 additional nitrogen are supplied. The remaining nitrogen from the pipe 14 opens before the second ammonia synthesis, the circulation ammonia synthesis, in the line 44 , From the circulatory ammonia synthesis 45 is the ammonia as a product over the line 47 dissipated. Thus, the inert for the ammonia synthesis methane and argon and possibly helium in the recycle gas does not accumulate, a part of the gas - the so-called purge gas - after the synthesis 45 and before the mixing of the fresh gas via the line 53 dissipated. To compensate for the pressure losses in the synthesis cycle, the gas mixture over the line 54 another compressor or a further compressor stage 55 supplied in this to an elevated pressure required for the reaction and then via the return lines 56 . 44 and after admixing the fresh gas and the nitrogen from the line 14 , the circuit ammonia synthesis 45 supplied so that you can lead unreacted starting materials in the circulation and can bring in the ammonia synthesis reactor again to react.

Oben wurde bereits ausgeführt, dass nur ein abgezweigter erster Teilstrom des Erdgas/DampfGemisches über die Zweigleitung 32 in den Primärreformer eingeleitet wird. Der zweite Teilstrom wird nach der Abzweigung über die Leitung 48 einem autothermen Reformer 49 zugeleitet, welchem Sauerstoff über einen aus der Leitung 19 abgezweigten Teilstrom 19 a zugeführt wird. Die autotherme Reformierung ist eine Kombination aus Dampfreformierung und partieller Oxidation, um den Wirkungsgrad zu optimieren. Dabei kann ein Kohlenwasserstoff wie beispielsweise Erdgas reformiert werden. Durch die Kombination der Dampfreformierung mit der partiellen Oxidation ergänzt sich der Vorteil der Oxidation, durch die Wärmeenergie bereitgestellt wird, mit dem Vorteil der Dampfreformierung, die zu einer höheren Wasserstoffausbeute führt. Die Luft- und Wasserdampfzufuhr muss hier genau dosiert werden. Das den autothermen Reformer 49 über die Leitung 50 verlassende rohe Synthesegasgemisch enthält dann in etwa den gleichen Methanrestanteil wie das aus dem Sekundärreformer 20 über die Leitung 35 austretende Synthesegasgemisch. Die beiden Gasströme lassen sich am besten nach der Abkühlungsstrecke vor der CO-Konvertierung bei dem Abzweig 51 Vereinen und der vereinte Synthesegasstrom kann anschließend in die CO-Konvertierung 36 eingeleitet werden. Nach der Vereinigung kann somit der vereinte Synthesegasstrom aus den Leitungen 50 und 35 gemeinsam weiter behandelt und schließlich den Ammoniaksynthesen 15 und 45 zugeführt werden.It has already been stated above that only one branched off first partial stream of the natural gas / vapor mixture via the branch line 32 into the primary reformer. The second partial flow is after the branch over the line 48 an autothermal reformer 49 fed, which oxygen over one from the line 19 branched partial flow 19 a is supplied. The autothermal reforming is a combination of Steam reforming and partial oxidation to optimize efficiency. In this case, a hydrocarbon such as natural gas can be reformed. By combining steam reforming with partial oxidation, the advantage of oxidation, which provides thermal energy, adds to the advantage of steam reforming, which results in higher hydrogen yield. The air and water supply must be precisely metered here. That's the autothermal reformer 49 over the line 50 leaving raw synthesis gas mixture then contains approximately the same methane residue as that from the secondary reformer 20 over the line 35 emerging synthesis gas mixture. The two gas streams are best left after the cooling section before the CO conversion at the branch 51 Unite and the combined synthesis gas stream can subsequently be converted to CO 36 be initiated. After unification, therefore, the combined synthesis gas stream from the lines 50 and 35 jointly further treated and finally the ammonia synthesis 15 and 45 be supplied.

Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt somit darin, dass der Prozessgasstrom, das heißt das Erdgas/Dampf-Gemisch in zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen der eine Teilstrom über die Zweigleitung 32 zwecks Reformierung einem Primärreformer 33 zugeleitet wird, während der andere Teilstrom über die zweite Zweigleitung 48 in dem autothermen Reformer 49 reformiert wird, wobei die beiden Teilströme anschließend nach der jeweiligen Reformierung an dem Abzweig 51 wieder vereint und im weiteren Prozess danach gemeinsam behandelt werden.The peculiarity of the method according to the invention is thus that the process gas stream, that is, the natural gas / steam mixture is divided into two partial streams, one of which is a partial stream via the branch line 32 to reform a primary reformer 33 is fed while the other partial flow via the second branch line 48 in the autothermal reformer 49 is reformed, wherein the two partial streams then after the respective reforming at the branch 51 reunited and then treated together in the further process.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass der flüssige Stickstoff aus der Luftzerlegungsanlage 10 auf den Endsynthesedruck von beispielsweise etwa 200 bar gepumpt (mit deutlich geringerem Energieaufwand, verglichen mit der Kompression des gasförmigen Stickstoffes auf den gleichen Druck) und dann über die Leitung 14 unter Umgehung des Synthesegaskompressors 40 mit Frischgas gemischt wird, welches über die Leitung 44 zur Kreislauf-Ammoniak-Synthese 45 strömt, so dass der Synthesegaskompressor entlastet wird. Dabei wird die Kälte des überkritischen Stickstoffs vorher genutzt.Another advantage of the method according to the invention is that the liquid nitrogen from the air separation plant 10 pumped to the final synthesis pressure of, for example, about 200 bar (with significantly less energy expenditure compared to the compression of gaseous nitrogen to the same pressure) and then over the line 14 bypassing the synthesis gas compressor 40 is mixed with fresh gas, which over the line 44 for circulatory ammonia synthesis 45 flows, so that the synthesis gas compressor is relieved. The cold of the supercritical nitrogen is used beforehand.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 2 ein zweites mögliches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Die Darstellung zeigt ein vereinfachtes Fließschema gemäß einer zweiten alternativen Variante einer beispielhaften erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung von Ammoniak. Bei dieser Variante erfolgt die Synthese des Ammoniaks auf nur einem Druckniveau. The following is with reference to 2 a second possible embodiment of the present invention explained in more detail. The illustration shows a simplified flow diagram according to a second alternative variant of an exemplary plant according to the invention for the production of ammonia. In this variant, the synthesis of the ammonia takes place at only one pressure level.

Große Bereiche des Anlagenschemas stimmen mit dem zuvor anhand von 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel überein.Large areas of the plant scheme agree with the one previously described by 1 described embodiment match.

Bei der in 2 dargestellten Variante der Anlage sind die mit den Bezugszeichen 10 bis 50 bezeichneten Anlagenteile, die zuvor unter Bezugnahme auf 1 bereits erläutert wurden, in gleicher Form vorhanden, so dass deren Funktion hier nicht noch einmal beschrieben wird, sondern auf die obigen Ausführungen zu 1 Bezug genommen wird.At the in 2 illustrated variant of the system are the reference numerals 10 to 50 designated equipment parts, previously with reference to 1 have already been explained, present in the same form, so that their function is not described here again, but to the above comments 1 Reference is made.

Solange das Wasser-Gehalt im Frischgas zu hoch ist (Wasser deaktiviert den Katalysator im Ammoniak-Konverter) wird nach jeder Druckerhöhung das Wasser abgetrennt, wie beispielhaft durch eine Einrichtung 42 gezeigt wird. Das kann sowohl durch die Kondensation als auch durch andere dem Fachmann bekannte Verfahren erfolgen. In der letzten Kompressorstufe 43 wird das Frischgas auf den Synthese-Druck von beispielsweise etwa 200 bar verdichtet und danach über die Leitung 44 der Kreislauf-Ammoniak-Synthese 45 zugeführt, in der die Ammoniaksynthese erfolgt. Um das für die Reaktion notwendige stöchiometrische Verhältnis von Wasserstoff zu Stickstoff = 3 : 1 herzustellen,-- denn das über die Leitung 52 zugeführte Synthesegasgemisch enthält ja Wasserstoff in einem Überschuss,-- wird dem Gasgemisch vor der Kreislauf-Ammoniak-Synthese 45 über die Leitung 14 weiterer Stickstoff zugeführt. Dazu mündet die Stickstoff-Leitung 14 in die Leitung 44, die das Synthesegasgemisch führt. Aus der Kreislauf-Ammoniak-Synthese 45 wird das Ammoniak als Produkt über die Leitung 47 abgeführt. Damit sich die für die Ammoniaksynthese inerten Methan und Argon und ggf. Helium im Kreislaufgas nicht anreichern, wird ein Teil des Gases - das sogenannte Purge-Gas - nach der Synthese 45 und vor der Zumischung des Frischgases über die Leitung 53 abgeführt. Um die Druckverluste im Synthese-Kreislauf zu kompensieren wird das Gasgemisch über die Leitung 54 einem weiteren Kompressor bzw. einer weiteren Kompressorstufe 55 zugeführt, in diesem auf einen für die Reaktion erforderlichen erhöhten Druck gebracht und dann über die Rückführleitungen 56, 44 und nach der Zumischung des Frischgases und des Stickstoffs aus der Leitung 14, der Kreislauf-Ammoniak-Synthese 45 zugeführt, so dass man nicht abreagierte Edukte im Kreislauf führen und im Ammoniaksynthesereaktor erneut zur Reaktion bringen kann. Oben wurde bereits ausgeführt, dass nur ein abgezweigter erster Teilstrom des Erdgas/Dampf-Gemisches über die Zweigleitung 32 in den Primärreformer eingeleitet wird. Der zweite Teilstrom wird nach der Abzweigung über die Leitung 48 einem autothermen Reformer 49 zugeleitet, welchem Sauerstoff über einen aus der Leitung 19 abgezweigten Teilstrom zugeführt wird. Das den autothermen Reformer 49 über die Leitung 50 verlassende rohe Synthesegasgemisch enthält dann in etwa den gleichen Methanrestanteil wie das aus dem Sekundärreformer 20 über die Leitung 35 austretende Synthesegasgemisch. Die beiden Gasströme lassen sich am besten nach der Abkühlungsstrecke vor der CO-Konvertierung bei dem Abzweig 51 vereinen und der vereinte Synthesegasstrom kann anschließend in die CO-Konvertierung 36 eingeleitet werden. Nach der Vereinigung kann somit der vereinte Synthesegasstrom aus den Leitungen 50 und 35 gemeinsam weiter behandelt und schließlich der Kreislauf-Ammoniak-Synthese 45 zugeführt werden.As long as the water content in the fresh gas is too high (water deactivates the catalyst in the ammonia converter), the water is separated after each pressure increase, as exemplified by a device 42 will be shown. This can be done both by the condensation and by other methods known in the art. In the last compressor stage 43 the fresh gas is compressed to the synthesis pressure of, for example, about 200 bar and then over the line 44 the circulatory ammonia synthesis 45 fed, in which the ammonia synthesis takes place. In order to produce the necessary for the reaction stoichiometric ratio of hydrogen to nitrogen = 3: 1, - because that over the line 52 supplied synthesis gas mixture indeed contains hydrogen in excess, - is the gas mixture before the cyclic ammonia synthesis 45 over the line 14 fed additional nitrogen. To do this, the nitrogen pipe opens 14 into the pipe 44 that carries the synthesis gas mixture. From the circulatory ammonia synthesis 45 is the ammonia as a product over the line 47 dissipated. Thus, the inert for the ammonia synthesis methane and argon and possibly helium in the recycle gas does not accumulate, a part of the gas - the so-called purge gas - after the synthesis 45 and before the mixing of the fresh gas via the line 53 dissipated. To compensate for the pressure losses in the synthesis cycle, the gas mixture over the line 54 another compressor or a further compressor stage 55 supplied in this to an elevated pressure required for the reaction and then via the return lines 56 . 44 and after admixing the fresh gas and the nitrogen from the line 14 , the circuit ammonia synthesis 45 supplied so that you can lead unreacted starting materials in the circulation and can bring in the ammonia synthesis reactor again to react. Above it has already been stated that only a branched first partial flow of the natural gas / steam mixture via the branch line 32 into the primary reformer. The second partial flow is after the branch over the line 48 an autothermal reformer 49 fed, which oxygen over one from the line 19 branched partial stream is supplied. That's the autothermal reformer 49 over the line 50 leaving raw synthesis gas mixture then contains about the same Methane residue like that from the secondary reformer 20 over the line 35 emerging synthesis gas mixture. The two gas streams are best left after the cooling section before the CO conversion at the branch 51 combine and the combined synthesis gas stream can subsequently be converted to CO 36 be initiated. After unification, therefore, the combined synthesis gas stream from the lines 50 and 35 jointly further treated and finally the cyclic ammonia synthesis 45 be supplied.

Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt somit darin, dass der Prozessgasstrom, das heißt das Erdgas/Dampf-Gemisch in zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen der eine Teilstrom über die Zweigleitung 32 zwecks Reformierung einem Primärreformer 33 und anschließend einem Sekundärreformer zugeleitet wird, während der andere Teilstrom über die zweite Zweigleitung 48 in dem autothermen Reformer 49 reformiert wird, wobei die beiden Teilströme anschließend nach der jeweiligen Reformierung an dem Abzweig 51 wieder vereint und im weiteren Prozess danach gemeinsam behandelt werden.The peculiarity of the method according to the invention is thus that the process gas stream, that is, the natural gas / steam mixture is divided into two partial streams, one of which is a partial stream via the branch line 32 to reform a primary reformer 33 and then fed to a secondary reformer while the other substream is via the second branch line 48 in the autothermal reformer 49 is reformed, wherein the two partial streams then after the respective reforming at the branch 51 reunited and then treated together in the further process.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass der flüssige Stickstoff aus der Luftzerlegungsanlage 10 auf den Endsynthesedruck von beispielsweise etwa 200 bar gepumpt (mit deutlich geringerem Energieaufwand, verglichen mit der Kompression des gasförmigen Stickstoffes auf den gleichen Druck) und dann über die Leitung 14 unter Umgehung des Synthesegaskompressors 40 mit Frischgas gemischt wird, welches über die Leitung 44 zur Kreislauf-Ammoniak-Synthese 45 strömt. Dabei wird die Kälte des überkritischen Stickstoffs vorher genutzt.Another advantage of the method according to the invention is that the liquid nitrogen from the air separation plant 10 pumped to the final synthesis pressure of, for example, about 200 bar (with significantly less energy expenditure compared to the compression of gaseous nitrogen to the same pressure) and then over the line 14 bypassing the synthesis gas compressor 40 is mixed with fresh gas, which over the line 44 for circulatory ammonia synthesis 45 flows. The cold of the supercritical nitrogen is used beforehand.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
LuftzerlegungsanlageAir separation plant
1111
Stickstoff-Leitung (flüssig)Nitrogen pipe (liquid)
1212
Stickstoff-PumpeNitrogen-pump
1313
Stickstoff VorwärmungNitrogen preheating
1414
Stickstoff-Leitung (gasförmig)Nitrogen line (gaseous)
1515
„Once Through“ bzw. OT-Ammoniak-Synthese, bestehend aus einer Gas-Vorwärmung, Ammoniak-Konverter (gegebenenfalls mehrere Katalysator-Betten mit einer Gas-Zwischenkühlung), Gas-Abkühlung, Ammoniak-Kondensation und Ammoniak-Abscheidung"Once Through" or OT ammonia synthesis, consisting of a gas preheating, ammonia converter (possibly several catalyst beds with a gas intercooling), gas cooling, ammonia condensation and ammonia deposition
1616
Sauerstoff-Leitung (flüssig)Oxygen line (liquid)
1717
Sauerstoff-PumpeOxygen pump
1818
Sauerstoff-VerdampferOxygen evaporator
1919
Sauerstoff-Leitung (gasförmig)Oxygen line (gaseous)
19a19a
Sauerstoff-Teilstrom (gasförmig)Oxygen partial flow (gaseous)
2020
Sekundärreformersecondary reformer
2121
ProzessluftkompressorProcess Air Compressor
2222
Leitung für ProzessluftLine for process air
2323
Vorwärmung ProzessluftPreheating process air
2424
Leitung für ProzessluftLine for process air
2525
Kompressor für ErdgasCompressor for natural gas
2626
Leitung für ErdgasPipe for natural gas
2727
Vorwärmung Erdgas vor der EntschwefelungPreheating natural gas before desulphurisation
2828
Einrichtung zur EntschwefelungDevice for desulfurization
2929
Leitung für ErdgasPipe for natural gas
3030
Vorwärmung Erdgas/Dampf-GemischPreheating natural gas / steam mixture
3131
Leitung für Erdgas/DampfPipe for natural gas / steam
3232
Zweigleitung für TeilstromBranch line for partial flow
3333
Primärreformerprimary reformer
3434
Leitung für teilreformiertes Synthesegas nach dem PrimärreformerDirection for partially reformed synthesis gas after the primary reformer
3535
Leitung für rohes Synthesegas nach der Abkühlungsstrecke nach dem SekundärreformerLine for raw synthesis gas after the cooling section after the secondary reformer
3636
CO-KonvertierungCO conversion
3737
CO2-WäscheCO 2 laundry
3838
Einrichtung zur MethanisierungDevice for methanation
3939
Leitung für FrischgasLine for fresh gas
4040
erste Kompressionsstufe des Synthesegaskompressorsfirst compression stage of the synthesis gas compressor
4141
zweite Kompressionsstufe des Synthesegaskompressorssecond compression stage of the synthesis gas compressor
4242
Einrichtung zur Abtrennung von WasserDevice for separating water
4343
weitere Kompressorstufe(n)additional compressor stage (s)
4444
Leitungmanagement
4545
Kreislauf-Ammoniak-Synthese, bestehend aus der Gas-Vorwärmung, Ammoniak-Konverter (mehrere Katalysator-Betten mit der Gas-Zwischenkühlung), Gas-Abkühlung, Ammoniak-Kondensation und -AbscheidungCirculation ammonia synthesis consisting of gas preheating, ammonia converter (multiple catalyst beds with gas intercooling), gas cooling, ammonia condensation and separation
4646
Leitung für Ammoniak (flüssig)Line for ammonia (liquid)
4747
Leitung für Ammoniak (flüssig)Line for ammonia (liquid)
4848
Leitung für zweiten TeilstromLine for second partial flow
4949
autothermer Reformerautothermal reformer
5050
Leitung für rohes SynthesegasLine for raw synthesis gas
51 51
Vereinen des rohen Synthesegas nach dem Sekundärreformer und dem autothermen ReformerCombine the crude synthesis gas after the secondary reformer and the autothermal reformer
5353
Leitung für Purge-GasPipe for purge gas
5454
RückführleitungReturn line
5555
Kreislauf-Kompressor(stufe)Circulation compressor (stage)
5656
RückführleitungReturn line
5757
Zweigleitung für StickstoffBranch line for nitrogen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • EP 1339641 B1 [0004]EP 1339641 B1 [0004]
  • WO 2016/198487 A1 [0005]WO 2016/198487 A1 [0005]

Claims (21)

Verfahren zur Erzeugung und Aufbereitung eines Synthesegasgemisches für die Herstellung von Ammoniak, bei dem ein Kohlenwasserstoffe und Dampf enthaltendes Ausgangsgasgemisch in einem autothermen Reformer (49) mittels Sauerstoff in ein Rohsynthesegasgemisch umgewandelt wird, welches mindestens einer Ammoniaksynthese (15, 45) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass man nur einen Teilstrom (48) des Ausgangsgasgemisches dem autothermen Reformer (49) zuführt, während man einen weiteren Teilstrom (32) des Ausgangsgasgemisches einem Primärreformer (33) zuführt und das im Primärreformer erzeugte Gasgemisch ebenfalls einer Ammoniaksynthese (15, 45) zuführt, wobei man das Synthesegasgemisch (44) auf einen erhöhten Druck bringt und diesem aus mindestens einer Leitung (14, 57) weiteren Stickstoff zuführt, bevor das Synthesegasgemisch in eine ein- oder mehrstufige Ammoniak-Synthese gelangt.A process for the production and purification of a synthesis gas mixture for the production of ammonia, in which a hydrocarbon and steam containing feed gas mixture is converted into an autothermal reformer (49) by means of oxygen in a Rohsynthesegasgemisch which, in at least one ammonia synthesis (15, 45) is fed by in that only one substream (48) of the starting gas mixture is fed to the autothermal reformer (49), while a further substream (32) of the starting gas mixture is fed to a primary reformer (33) and the gas mixture produced in the primary reformer is likewise fed to an ammonia synthesis (15, 45) in which the synthesis gas mixture (44) is brought to an elevated pressure and fed thereto from at least one line (14, 57) further nitrogen, before the synthesis gas mixture enters into a one- or multi-stage ammonia synthesis. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das im Primärreformer (33) erzeugte Gasgemisch anschließend einem Sekundärreformer (20) zuführt.Method according to Claim 1 , characterized in that the gas mixture produced in the primary reformer (33) is then fed to a secondary reformer (20). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man einen ersten, dem Primärreformer (33) und gegebenenfalls anschließend dem Sekundärreformer (20) zugeführten Teilstrom (32) aus einer die Kohlenwasserstoffe und Dampf enthaltendes Gasgemisch führenden Leitung (31) abzweigt und den übrigen Teilstrom (48) dieses Gasgemisches dem autothermen Reformer (49) zuführt.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that a first, the primary reformer (33) and optionally then the secondary reformer (20) supplied partial stream (32) from a hydrocarbon mixture and steam-containing gas mixture leading line (31) branches off and the remaining part stream (48) of this gas mixture the autothermal reformer (49) feeds. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ammoniak-Synthese (15, 45) eine Gas-Vorwärmung vor der Reaktion in einem Ammoniak-Konverter umfasst, sowie eine anschließende Gas-Abkühlung, eine Ammoniak-Kondensation und eine Ammoniak-Abscheidung.Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the ammonia synthesis (15, 45) comprises a gas preheating before the reaction in an ammonia converter, and a subsequent gas cooling, ammonia condensation and ammonia deposition. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ammoniak-Synthese in einem Ammoniak-Konverter mit mehreren Katalysatorbetten erfolgt, wobei eine Gas-Zwischenkühlung vorgesehen ist.Method according to Claim 4 , characterized in that the ammonia synthesis takes place in an ammonia converter with a plurality of catalyst beds, wherein a gas intermediate cooling is provided. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man den in dem autothermen Reformer (49) behandelten Rohsynthesegasstrom (50) und den in dem Sekundärreformer (20) behandelten Rohsynthesegasstrom (35) vereint und danach eine gemeinsame Aufbereitung dieser Gasströme erfolgt, bevor diese einer Ammoniaksynthese (15, 45) zugeführt werden.Method according to one of Claims 2 to 5 , characterized in that in the autothermal reformer (49) treated Rohsynthesegasstrom (50) and in the secondary reformer (20) treated Rohsynthesegasstrom (35) combined and then carried out a common treatment of these gas streams, before this ammonia synthesis (15, 45 ). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Aufbereitung dieser Gasströme mindestens einen Schritt umfasst, in dem eine CO-Konvertierung (36) und/oder eine CO2-Wäsche (37) und/oder eine Methanisierung (38) erfolgt.Method according to Claim 6 , characterized in that the combined treatment of these gas streams comprises at least one step in which a CO conversion (36) and / or a CO 2 scrubbing (37) and / or a methanation (38) takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der aufbereitete Synthesegasstrom mindestens einem Synthesegaskompressor (40, 41) zugeführt wird, dort auf einen erhöhten Druck p1 verdichtet wird, welcher höher ist als der Ausgangsdruck,, dann einer ersten Ammoniaksynthese (15) zugeführt wird, vorzugsweise umfassend eine Gas-Vorwärmung, einen Ammoniak-Konverter, gegebenenfalls mit mehreren Katalysator-Betten und mit einer Gas-Zwischenkühlung, eine Gas-Abkühlung, eine Ammoniak-Kondensation und eine Ammoniak-Abscheidung, wobei anschließend das die Ammoniaksynthese (15) verlassende Produktgasgemisch mittels mindestens einer weiteren Verdichtungsstufe (43) auf einen Druck p2 verdichtet wird, welcher höher ist als der Druck p1 und dieser Gasstrom (44) nach der Zumischung des Stickstoffs aus der Leitung (14) dann einer zweiten Ammoniaksynthese (45), ebenfalls vorzugsweise umfassend eine Gas-Vorwärmung, einen Ammoniak-Konverter, gegebenenfalls mit mehreren Katalysator-Betten und mit einer Gas-Zwischenkühlung, eine Gas-Abkühlung, eine Ammoniak-Kondensation und eine Ammoniak-Abscheidung, zugeführt wird.Method according to one of Claims 6 or 7 , characterized in that the processed synthesis gas stream is fed to at least one synthesis gas compressor (40, 41) where it is compressed to an elevated pressure p 1 , which is higher than the initial pressure, then fed to a first ammonia synthesis (15), preferably comprising one Gas preheating, an ammonia converter, optionally with a plurality of catalyst beds and with a gas intermediate cooling, a gas cooling, ammonia condensation and ammonia deposition, then the ammonia synthesis (15) leaving the product gas mixture by means of at least one another compression stage (43) is compressed to a pressure p 2 , which is higher than the pressure p 1 and this gas stream (44) after the admixture of the nitrogen from the conduit (14) then a second ammonia synthesis (45), also preferably comprising a Gas preheating, an ammonia converter, optionally with multiple catalyst beds and with a gas-Zwi shear cooling, a gas cooling, an ammonia condensation and an ammonia deposition, is supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zugeführte weitere Stickstoff in einer Luftzerlegungsanlage (10) erzeugt wurde.Method according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the supplied additional nitrogen in an air separation plant (10) was generated. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zugeführte weitere Stickstoff aus der Luftzerlegungsanlage (10) mittels mindestens eines Kompressors oder einer Pumpe (12) auf den für die Ammoniaksynthese vorgesehenen Druck gebracht und dann über eine Leitung (14) oder 57 dem Gasgemisch unmittelbar vor der Ammoniaksynthese (45) oder jeweils vor den Ammoniaksynthesen (15, 45) zugeführt wird.Method according to Claim 9 , characterized in that the supplied further nitrogen from the air separation plant (10) by means of at least one compressor or a pump (12) brought to the intended ammonia synthesis pressure and then via a line (14) or 57 the gas mixture immediately before the ammonia synthesis ( 45) or in each case before the ammonia synthesis (15, 45) is supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, umfassend, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl dem autothermen Reformer (49) als auch dem Sekundärreformer (20) Sauerstoff zugeführt wird, der in einer Luftzerlegungsanlage (10) gewonnen wurde.Method according to one of Claims 2 to 10 , comprising, characterized in that both the autothermal reformer (49) and the secondary reformer (20) oxygen is supplied, which was obtained in an air separation plant (10). Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sekundärreformer (20) Prozessluft zugeführt wird, die zuvor mittels eines Kompressors (21) auf einen erhöhten Druck gebracht wurde, welcher höher ist als der Ausgangsdruck und die mittels mindestens eines Wärmetauschers (23) vorgewärmt wurde.Method according to one of Claims 2 to 11 , characterized in that the secondary reformer (20) process air is supplied, which was previously brought by means of a compressor (21) to an elevated pressure which is higher than the outlet pressure and which has been preheated by means of at least one heat exchanger (23). Verfahren zur Herstellung von Ammoniak, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des Ammoniaks unter Verwendung eines nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 erzeugten und aufbereiteten Synthesegasgemisches erfolgt.Process for the preparation of ammonia, characterized in that the preparation of the Ammonia using a method according to any one of Claims 1 to 12 produced and prepared synthesis gas mixture takes place. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in diesem ein Synthesegasgemisch erzeugt wird, welches die Gase Wasserstoff und Stickstoff in einem Verhältnis H2 : N2 von größer als 3 enthält und diesem überstöchiometrischen Synthesegasgemisch entweder nach mindestens einer Kompressionsstufe eines Synthesegaskompressors (40, 41), oder sofern es nahezu Synthesedruck hat, vor der Einleitung in die Ammoniaksynthese, weiterer Stickstoff zugemischt wird.Process for the preparation of ammonia Claim 13 , characterized in that in this a synthesis gas mixture is generated, which contains the gases hydrogen and nitrogen in a ratio H 2 : N 2 greater than 3 and this superstoichiometric synthesis gas mixture either after at least one compression stage of a synthesis gas compressor (40, 41), or if it has almost synthesis pressure, before being introduced into the ammonia synthesis, more nitrogen is added. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass in diesem Verfahren die Ammoniaksynthese auf nur einem Druckniveau erfolgt.Process for the preparation of ammonia according to one of Claims 13 or 14 , characterized in that in this method, the ammonia synthesis is carried out at only one pressure level. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ammoniaksynthese auf zwei oder mehreren Druckniveaus erfolgt.Method according to one of Claims 13 or 14 , characterized in that the ammonia synthesis is carried out at two or more pressure levels. Anlage zur Erzeugung und Aufbereitung eines Synthesegasgemisches für die Herstellung von Ammoniak, wobei ein Kohlenwasserstoffe und Dampf enthaltendes Ausgangsgasgemisch in einem autothermen Reformer (49) mittels Sauerstoff in ein Rohsynthesegasgemisch umgewandelt wird, welches nach weiterer Aufbereitung mindestens einer Ammoniaksynthese (15, 45), zugeführt wird, vorzugsweise für die Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zusätzlich zu mindestens einem autothermen Reformer (49) mindestens einen Primärreformer (33) umfasst.Plant for the production and preparation of a synthesis gas mixture for the production of ammonia, wherein a hydrocarbon and steam-containing starting gas mixture is converted in an autothermal reformer (49) by means of oxygen in a Rohsynthesegasgemisch which after further processing at least one ammonia synthesis (15, 45), respectively , preferably for carrying out a method according to one of Claims 1 to 12 , characterized in that the system comprises at least one primary reformer (33) in addition to at least one autothermal reformer (49). Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese weiterhin mindestens einen dem Primärreformer (33) im Strömungsweg nachgeschalteten Sekundärreformer (20) umfasst.Plant after Claim 17 , characterized in that it further comprises at least one secondary reformer (20) connected downstream of the primary reformer (33) in the flow path . Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der autotherme Reformer (49) und der Sekundärreformer (20) in zueinander parallel angeordneten Leitungssystemen angeordnet sind, wobei die jeweiligen Ausgangsleitungen von autothermem Reformer und Sekundärreformer in ein gemeinsames Leitungssystem für Synthesegas führen.Plant after Claim 18 , characterized in that the autothermal reformer (49) and the secondary reformer (20) are arranged in mutually parallel piping systems, wherein the respective output lines of autothermal reformer and secondary reformer lead into a common system of synthesis gas. Anlage nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens eine CO-Konvertierung (36) und/oder mindestens eine CO2-Wäsche (37) und/oder mindestens eine Einrichtung zur Methanisierung (38) umfasst, welche in dem gemeinsamen Leitungssystem für Synthesegas stromabwärts von autothermem Reformer (49) und Sekundärreformer (20) angeordnet sind.Plant according to one of the Claims 18 or 19 characterized in that it comprises at least one CO conversion (36) and / or at least one CO 2 scrubbing (37) and / or at least one methanation device (38) operating in the common synthesis gas manifold downstream of autothermal reformer (49) and secondary reformer (20) are arranged. Anlage zur Herstellung von Ammoniak umfassend eine Anlage zur Erzeugung und Aufbereitung eines Synthesegasgemisches gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass diese weiterhin mindestens eine dem autothermen Reformer (49) und dem Primärreformer (33) und dem Sekundärreformer (20) im Strömungsweg nachgeschaltete Ammoniaksynthese (15, 45) umfasst, jeweils vorzugsweise umfassend eine Gas-Vorwärmung, mindestens einen Ammoniak-Konverter mit einem oder mehreren Katalysator-Betten, mit gegebenenfalls einer Gas-Zwischenkühlung, eine Gas-Abkühlung, eine Ammoniak-Kondensation und eine Ammoniak-Abscheidung.Plant for the production of ammonia comprising a plant for the production and treatment of a synthesis gas mixture according to one of Claims 18 to 20 characterized in that it further comprises at least one ammonia synthesis (15, 45) downstream of the autothermal reformer (49) and the primary reformer (20) in the flow path, each preferably comprising a gas preheating, at least one ammonia Converter with one or more catalyst beds, with optional gas intercooling, gas cooling, ammonia condensation and ammonia deposition.
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