DE1194387B - Verfahren zur Herstellung von Synthesegas fuer die Ammoniaksynthese - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Synthesegas fuer die Ammoniaksynthese

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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
COIc
Deutsche KL: 12 k-1/06
Nummer: 1194 387
Aktenzeichen: M 51705IV a/12 k
Anmeldetag: 6. Februar 1962
Auslegetag: 10. Juni 1965
Es ist bekannt, zur Herstellung von Synthesegas unter Verwendung von Naturgas in einer ersten Stufe das Naturgas mit Dampf zu H2, CO und CO2 umzusetzen und in einer zweiten Stufe das so erhaltene Gas durch partielle Verbrennung mit Luft zu N2, CO, CO2 und H2O zu überführen. Durch eine in einer dritten Stufe erfolgenden Konvertierung erhält man ein aus N2, H2, CO2 und geringen Restmengen CO bestehendes Gas, das nach Reinigung, d. h. insbesondere nach Entfernung von CO2 und CO, das Synthesegas darstellt. Die einzelnen Stufen werden unter verschiedenen Drücken ausgeführt.
In der ersten Stufe spielen sich dabei folgende Umsetzungen, am Beispiel des Methans gezeigt, ab:
CH4+ H2O -> CO+ 3 H2 CH4 + 2 H2O -> CO2 + 4 H2
Bei der Durchführung dieser Umsetzungen wird für gewöhnlich ein »Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnis« von 2,0 bis 3,5 eingehalten. (Unter dem Ausdruck »Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnis«, wie er in der Beschreibung und in den Ansprüchen benutzt wird, ist das Zahlenverhältnis der im Wasserdampf enthaltenen Sauerstoffatome zu den im Kohlenwasserstoff enthaltenen Kohlenstoffatomen zu verstehen.)
Bei den ältesten Verfahren zur Gewinnung von Synthesegasen zur Herstellung von synthetischem Ammoniak wurde in einem ersten Konverter mit einem niedrigen Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnis im Bereich zwischen 2,0 und 2,25 gearbeitet. Diese Arbeitsweise war auf einen geringen Brennstoff bedarf in der Strahlungswärmezone des Konverters abgestellt, doch war der Prozeß verhältnismäßig wenig wirksam, weil dies die Einhaltung eines niedrigeren Arbeitsdruckes erforderte, was eine verhältnismäßig geringe Umwandlung von CO in CO2 (weniger als 90 %) ergab und die Rückgewinnung einer nur geringen Wärmemenge aus dem den dritten Konverter (11) verlassenden Gasstrom ermöglichte. In den letzten Jahren ist die Herstellung von Synthesegas durch die folgenden Maßnahmen wesentlich verbessert worden: a) Steigerung des Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnisses auf ungefähr 3,00 bis 3,50 und gleichzeitig b) Steigerung des Arbeitsdruckes im Abgasstrom des zweiten Konverters auf einen Wert im Bereich zwischen ungefähr 10,5 bis 14,1 ata. Diese Abwandlungen des Konvertierverfahrens führten
Verfahren zur Herstellung von Synthesegas für
die Ammoniaksynthese
Anmelder:
Walton H. Marshall jun.,
Downings, Va. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,
Stuttgart 1, Uhlandstr. 16
Als Erfinder benannt:
Walton H. Marshall jun.,
Downings, Va. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 7. Februar 1961 (87 702)
1. zu einer Verbesserung der chemischen Situation, da im dritten Konverter (11) das Kohlenmonoxyd weitergehend in Kohlendioxyd übergeführt wird, und
2. zu einem thermochemischen Gewinn, da die in den Gasen, die den dritten Konverter verlassen, enthaltene Wärme besser zurückgewonnen werden kann. In den meisten modernen Anlagen führt ein Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnis von 3,00 bis 3,50 bei der ersten Konvertierung zu einem thermochemischen Gleichgewicht insofern, als das Verfahren in Form der Wärmerückgewinnung genügend Energie liefert, um ohne Zufuhr von Wärmeenergie aus einer fremden Quelle die Entfernung von CO2 und CO aus dem Synthesegas zu ermöglichen. Aus dem Gasstrom, der den dritten Konverter verläßt, kann aber über die thermochemischen Erfordernisse hinaus keine weitere Wärme zurückgewonnen werden;
3. zu der Möglichkeit, den Kraftbedarf, der für die Kompression der Gase insgesamt erforderlich ist, herabzusetzen, da im Verlauf der Konvertierungsreaktionen das Volumen des Synthesegases, bezogen auf das Gesamtvolumen der zugeführten Luft und der Kohlenwasserstoffe, zunimmt.
509 579/348
3 4
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß CH4 werden bei dieser ersten Konvertierung praktisch sich eine wirtschaftlichere Arbeitsweise und vollständig abgebaut, so daß die in Betracht zu weitere Vorteile dadurch erzielen lassen, daß der ziehenden Gleichgewichte sich auf Methan, Wasser-Wasserdampfanteil bei der Beschickung des ersten stoff, Wasserdampf und Oxyde des Kohlenstoffs als Konverters noch weiter gesteigert wird, indem ein 5 Reaktionspartner beschränken, wie es den beiden oben Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnis zwischen 4,0 und angegebenen Gleichungen entspricht,
8,0 aufrechterhalten wird, und zusätzlich bei der Synthesegas zur Gewinnung von Ammoniak muß zweiten Konvertierung ein Druck zwischen 19 und Wasserstoff und Stickstoff im Molverhältnis 3: 1 46 ata eingehalten wird. enthalten; der dafür erforderliche Stickstoff wird für
Ohne daß das Ausmaß der CO-Umsetzung gesteigert io gewöhnlich in Form von komprimierter Luft 6 in das und ohne daß die Menge der thermochemisch zurück- System eingeführt, die im zweiten Konverter 8, einer gewonnenen Energie erhöht wird, führt die Ver- Reaktionskammer, in der sich ebenfalls ein spezieller Wendung einer höheren Wasserdampfmenge bei der Nickelkontakt befindet, mit den Abgasen des ersten Konversios zu wesentlichen Vorteilen in bezug auf Konverters vermischt wird. In F i g. 1 ist ein Vorden gesamten Brennstoffverbrauch und Kraftbedarf. 15 erhitzer 7 für die Luft wiedergegeben, dessen besondere Die Vorteile ergeben sich aus einem komplizierten Vorteile weiter unten beschrieben werden sollen.
Gleichgewicht zwischen Abdampfrückgewinnung, Im zweiten Konverter wird der Sauerstoff der Luft Brennstoffeinsatz und Kraftbedarf. Dieses Ergebnis in stark exothermen Reaktionen, nämlich bei der ist überraschend und unerwartet, wenn man in Betracht Verbrennung von Wasserstoff, Kohlenmonoxyd und zieht, daß überschüssiger Dampf für den Kraftbedarf ao restlichem Methan, vollständig verbraucht. Diese durch Wärmeübergang durch zwei Wände anstatt nur Verbrennung liefert die Energie, um die Temperatur durch eine — wie in einem Dampfkessel — erzeugt des Gasgemisches auf ungefähr 899 bis ungefähr wird, und daß die Abdampf erzeugung bei Anwesenheit 10930C zu erhöhen, wobei das noch vorhandene großer Volumenmengen v©hsich nicht kondensierenden Methan praktisch vollständig zersetzt wird, so daß Gasen erfolgt, welche den Wirkungsgrad, mit welchem »5 der Gehalt des Synthesegases für die Ammoniak-Energie in wiederverwendbarer Form zurückgewonnen gewinnung an inerten Bestandteilen sehr niedrig werden kann, erniedrigen. gehalten werden kann. Bei einer praktisch betriebenen
Zum besseren Verständnis der Erfindung sei bei der Anlage wird das Methan insgesamt zu über 95% nun folgenden Beschreibung auf die Zeichnungen umgesetzt; durch optimale Einstellung der Arbeits-Bezug genommen. Diese betreffen in 30 bedingungen konnte häufig ein über 99%iger Umsatz
F i g. 1 ein verallgemeinertes Fließbild des Ver- erzielt werden.
fahrens, wobei Maßnahmen zur Auf nutzung von Die Temperatur des den zweiten Konverter 8 ver-
Abwärme mit berücksichtigt sind, lassenden Gasstroms wird durch Abschreckung mit
F i g. 2 eine graphische Darstellung der Leistungs- Wasserdampf 9, Wasser oder mit einer Mischung
fähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens, ent- 35 dieser beiden herabgesetzt. Für gewöhnlich wird eine
sprechend der tabellarischen Zusammenstellung der Mischung angewandt, weil auf diese Weise eine
Zahlenwerte in Tabelle I. Kontrolle des Mengenverhältnisses Wasserdampf zu
Iu F i g. 1 ist dargestellt, wie normalerweise gas- trockenem Gas im nachfolgenden dritten Konverter 11
förmige. Kohlenwasserstoffe, etwa Naturgas, das in ermöglicht wird. Im Anschluß an das Abschrecken
der Hauptsache aus Methan besteht, mittels des 40 können die den zweiten Konverter 8 verlassenden
Kompressors 1 komprimiert und, falls notwendig, Gase wahlweise durch den Abwärmedampfkessel 10
entschwefelt (2) werden. Die Rauchgase des Ofens zur Dämpfgewinnung geführt werden. In einigen
werden; bevor sie in den Schornstein 4 gelangen, Anlagen wird bis ungefähr 593 bis 649 0C abgeschreckt
benatzt, um im Abwännedampfkessel 3 Dampf zu und anschließend durch einen Abwärmedampfkessel
erzeugen. Dieser Dampfkessel ist üblicherweise groß 45 geführt. In anderen wird der den zweiten Konverter
genug, um eine Ausnutzung des dem ersten Konverters verlassende Gasstrom unmittelbar auf eine Temperatur
zugeführten. Brennstoffs zu 80 oder etwas mehr von ungefähr 316 bis ungefähr 427° C abgeschreckt,
Prozent zu. gewährleisten. Um ständig einen Ausgleich mit welcher er dann in den dritten Konverter 11
zwischen der. Erzeugung und dem Verbrauch des für eintritt. Für das erfindungsgemäße verbesserte Ver-
dia Konvertierung benötigten Hochdruckdampfes zu 50 fahren sind beide Arbeitsweisen geeignet,
exmöglichen,, kann dieser Abwärmedampfkessel zu- Im dritten Konverter 11 wird der Hauptanteil des
sätzlich beheizt werden; Kohlenmonoxyds gemäß der folgenden Gleichung:
Die Mischung von. Kohlenwasserstoff und bei 18 H O + CO -^- CO + H
zugefüHrtem Hochdruckdampf wird auf die von außen a 22
beheizten. Röhren des. Konvertierungsofens 5 verteilt. 55 in Kohlendioxyd übergeführt. Diese Reaktion wird
In. diesen Röhren befindet sich ein geeigneter Nickel- durch einen Überschuß an Wasserdampf begünstigt,
kontakt,, der den Kohlenwasserstoff in Wasserstoff und es ist anzustreben, die Arbeitsbedingungen so
und Oxyde des Kohlenstoffs überführt. Ist der Kontakt- einzustellen, daß der Wirkungsgrad der Konvertierung
raum im KoaYertierungsofen 5 ausreichend bemessen, insgesamt über 90% liegt, um die Menge des später
so eatspricht die. Zusammensetzung der austretenden 6p zu entfernenden Kohlenmonoxyds möglichst klein zu
Gase weitgehend derjenigen, die dem chemischen halten. Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet
Gleichgewicht entspricht. Bei den Temperaturen, mit vorzugsweise mit einem Gesamtumsatz von über
welchen: die Gase den Konverter normalerweise 95%, doch ist es keineswegs auf diesen Bereich
verlassen und. die im Bereich zwischen ungefähr 732 beschränkt. Die Reaktion im dritten Konverter ist
tmd !899^CWd Drücken im Bereich zwischen ungefähr 65 exotherm. Für gewöhnlich werden mehrere Kataly-
3,5 and 14,1st liegen, werden 65 bis 85% des Kohlen- satorschichten verwendet, zwischen welchen Wasser-
wasserstoits in; Wasserstoff: and Oxyde des Kohlen- dampf, Wasser oder beides eingeführt wird, um die
Stoffs übergeführt. Schwerere Kohlenwasserstoffe als Temperatur im gewünschten Bereich zwischen ungefähr
360 und ungefähr 4270C zu halten. Die Bildung von Kohlendioxyd gemäß der obigen Gleichung wird durch niedrigere Temperaturen begünstigt.
Der den dritten Konverter 11 verlassende Gasstrom ist das rohe Synthesegas, das noch Wasserdampf enthält. Es ist wesentlich, die in diesem Gasstrom enthaltene Wärmemenge und besonders auch die Kondensationswärme des darin enthaltenen Wasserdampfs so weitgehend wie möglich wiederzugewinnen. In modernen Anlagen wird diese Wärme, wie in F i g. 1 wiedergegeben ist, zur Regenerierung der Lösungen, wie wäßrige Monoäthanolaminlösung, Kaliumcarbonatlösung und ammoniakalische Kupferlösungen, verwendet, die zur Entfernung von Kohlendioxyd und Kohlenmonoxyd aus dem rohen Synthesegas bei 14 benötigt werden. In der Reinigungsanlage 15 wird aus dem Gas das CO und CO2 ausgewaschen. Nach der Reinigung wird das Synthesegas durch den Kompressor 16 auf den vollen Synthesedruck der Ammoniak-Synthesen-Anlage 17, für gewöhnlich 300at oder höher, komprimiert.
F i g. 1 zeigt eine Wärmerückgewinnungseinrichtung in Form eines Niederdruckdampf generators 12, zusätzlich zu der thermochemischen Wärmerückgewinnung 13, die bei der Entfernung von CO und CO2 stattfindet. Aus Gründen, die weiter unten beschrieben werden, wurde diese Art der zusätzlichen Wärmerückgewinnung bis jetzt noch nicht angewandt.
Um die Zusammenhänge zwischen Abdampfrückgewinnung, Brennstoffeinsatz und Kraftbedarf zu demonstrieren, ist es notwendig, eine große Anzahl von Arbeitsbedingungen konstant zu halten. In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse von Berechnungen für eine nach dem Verfahren von F i g. 1 arbeitende Anlage mit einer Tagesproduktion von 203,2 t wasserfreiem Ammoniak zusammengestellt, um die günstige Wirkung einer Steigerung des Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnisses im ersten Konverters (F i g. 1) bei Konstanthaltung der übrigen Arbeitsbedingungen aufzuzeigen.
Bei diesen Berechnungen wurde von den folgenden Voraussetzungen ausgegangen:
1. Die Zusammensetzung des Synthesegases und das Ausmaß der thermochemischen Wärmerückgewinnung sind konstant.
2. Der erste Konverter 5 ist für einen Gesamtwirkungsgrad von 80% ausgelegt (bezogen auf den geringeren Heizwert des verwendeten Brennstoffs) bei einem Wirkungsgrad von 40% in der Strahlungswärmezone.
3. Die Mischung von Gas und Wasserdampf, mit welcher der erste Konverter beschickt wird, ist auf ungefähr 316° C vorerhitzt.
4. Die Temperatur der den zweiten Konverter 8 verlassenden Gase ist ungefähr 954° C, und der Arbeitsdruck ist so einreguliert, daß stets eine gleichmäßige Umsetzung der Kohlenwasserstoffe erfolgt.
5. Die Gase, die den zweiten Konverter verlassen, werden auf ungefähr 6210C abgeschreckt.
6. Das Mengenverhältnis von Wasserdampf zu trockenem Gas in dem Gasstrom, der den dritten Konverter 11 verläßt, bleibt konstant, und das Kontaktvolumen ist ausreichend, um eine Gaszusammensetzung zu erreichen, wie sie dem Gleichgewicht bei ungefähr 371° C entspricht.
55
7. Die gesamte Wärmemenge, die der Gasstrom, der den dritten Konverter 11 verläßt, bei der Abkühlung auf ungefähr 132° C abgibt, wird wiedergewonnen.
8. Das Kohlendioxyd wird aus dem Gasstrom mit einer Monoäthanolaminlösung herausgewaschen.
9. Restliches Kohlenmonoxyd wird durch Überführung in Methan entfernt.
10. Der Druck des erzeugten Hochdruckdampfes ist um ungefähr 7,5 at höher als der Druck der Gase, die den zweiten Konverter verlassen.
11. Die Luft wird auf einen Druck komprimiert, der um ungefähr 1,76 at höher ist als der Druck der Gase, die den zweiten Konverter verlassen.
12. Das Naturgas wird auf einen Druck komprimiert, der um ungefähr 2,46 at höher ist als der Druck der Gase, die den zweiten Konverter verlassen.
13. Der gesamte Druckabfall in der Anlage zwischen dem Auslaß des zweiten Konverters 8 und der ersten Ansaugstufe des Kompressors für das Synthesegas 16 beträgt ungefähr 2,46 at.
14. Der Druckabfall zwischen dem Auslaßstutzen des zweiten Konverters 8 und der thermochemischen Wärmerückgewinnungsanlage 13 beträgt ungefähr 1,05 at.
15. Die Temperatur des im Niederdruck-Abwärme-Dampfkessel 12 entwickelten Wasserdampfes liegt ungefähr 8,3° C unter der Temperatur der Reaktionsgäse, die in die thermochemische Abwärme-Rückgewinnungsanlage gelangen.
Nachdem die Arbeitsbedingungen entsprechend den obenstehenden Angaben festgelegt sind, ist es möglich, die Wirkung der primären Variablen, nämlich des Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnisses im Ausgangsgas, auf die abhängigen Variablen zu ermitteln; diese abhängigen Variablen sind:
1. Brennstoffverbrauch,
2. Kraftbedarf für die vom Verfahren benötigten Antriebsmaschinen,
3. Arbeitsdruck am Auslaß des zweiten Konverters und
4. die jeweiligen Mengen von Wasserdampf und Wasser für das Abschrecken des Gasstroms.
Die Ergebnisse der Berechnungen sind zahlenmäßig in der Tabelle zusammengestellt und außerdem in F i g. 2 graphisch wiedergegeben. Die untere Kurve in F i g. 2 läßt erkennen, daß der Brennstoffverbrauch bei einem Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnis von ungefähr 6,5 durch ein Minimum geht. Die scharfe Umkehrung erfolgt an dem Punkt, wo kein zusätzlicher Brennstoff erforderlich ist, um das Gleichgewicht zwischen Entwicklung und Verbrauch von Hochdruckdampf für die Umsetzung aufrechtzuerhalten.
Die mittlere Kurve zeigt, daß die in Anspruch genommene Energie der Antriebsmaschinen bei einem Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnis von ungefähr 7,5 durch ein Minimum geht. Bei höheren Werten überwiegt der zusätzliche Kraftbedarf der Pumpen die Einsparungen an Kraftbedarf für die Kompressoren.
Die obere Kurve zeigt, daß die Produktion von Dampf als Nebenprodukt im Abwärmedampfkessel 12, welche die Abwärmerückgewinnung über den thermo-
chemischen Bedarf hinaus zum Ausdruck bringt, bei einem Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnis im Bereich von 4,0 bis 5,0 durch ein Maximum geht.
Es läßt sich kein bestimmtes Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnis des Gases vor dem ersten Konverter angeben, das als absolut bestes gelten könnte, da die drei Optima bei etwas voneinander verschiedenen Werten des Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnisses liegen. Alle Optima erscheinen jedoch in einem Bereich dieser Verhältniszahl zwischen 4,0 und 8,0 und einem Druck der den zweiten Konverter verlassenden Gase zwischen 19 und 46 ata. Die Auswahl des besten Arbeitspunktes setzt eine Wirtschaftlichkeitsberechnung an Hand der Brennstoffkosten, der Dampfbewertung und der Installationskosten für die mechanischen Vorrichtungen voraus.
F i g. 1 zeigt einen wahlweise anzuwendenden Luftvorerhitzer 7. Die Anwendung dieses Vorerhitzers, um die zuzuführende Luft auf eine Temperatur zwischen ungefähr 149 und ungefähr 649 ° C zu erhitzen, ist in bestimmten Fällen von Vorteil, um die extremen Temperaturbedingungen und Beanspruchungen der Röhren im Konverterofen zu vermindern. Dies ist ein zusätzliches Merkmal des vorliegenden verbesserten Verfahrens. .
Bei den im vorliegenden Verfahren empfohlenen hohen Wasserdampfanteilen kann der Temperaturanstieg im dritten Konverter 11 (F i g. 1) weniger als ungefähr 56°C betragen; unter solchen Umständen kann der dritte Konverter adiabatisch betrieben werden, ohne daß zur Temperaturkontrolle intermediär abgeschreckt werden muß. Dies ist ein weiterer Vorzug des vorliegenden Verfahrens. Bei einer solchen Arbeitsweise soll die Temperatur der in den dritten Konverter einströmenden Gase im Bereich zwischen ungefähr 288 und ungefähr 3710C liegen.
Unter bestimmten Umständen kann es zweckmäßig sein, den Abwärme-Dampfkessel 10 wegzulassen und den Gasstrom direkt auf die Temperatur abzuschrecken, mit welcher er in den dritten Konverter 11 eintreten soll, und unter anderen Umständen kann es zweckmäßig sein, die dem zweiten Konverter 8 zugeführte Luft mit zusätzlichem Sauerstoff anzureichern. Die vorliegende Erfindung umfaßt auch diese Variationen.
Das vorliegende Verfahren arbeitet erstmals darauf hin, im Strom der den dritten Konverter verlassenden Gase eine beträchtliche Wärmemenge zur Rückgewinnung vorzusehen, welche diejenige übersteigt, die thermochemisch zur Entfernung von CO2 und von CO erforderlich ist. In der vorliegenden Beschreibung ist vorgesehen, diese überschüssige Wärmemenge zur Erzeugung von Niederdruckdampf zu verwenden, doch ist deren Wiederverwendung keineswegs darauf beschränkt. Eine andere Anwendung dieser Wärme ist etwa, sie zum Betrieb einer mit Ammoniak betriebenen Absorptions-Kälteanlage zu verwenden. Eine solche Kälteanlage wird häufig in Verbindung mit der Gewinnung von wasserfreiem Ammoniak aus dem Synthesesystem verwendet.
Einfluß des Wasserdampf-Kohlenstoff-Atomverhältnisses
im ersten Konverter auf die Wirtschaftlichkeit der Ammoniaksynthese.
Berechnet für eine Tagesproduktion von 203,21 wasserfreien Ammoniaks
Beispiel
D
Primäre Variable
Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnis
Abhängige Variablen
Druck in der Ableitung des zweiten Konverters, ata
Hochdruckdampf, ata
Niederdruckdampf, ata
Abschreckdampf, kg/h
Abschreckwasser, kg/h
Abschreckwasser, Temperatur, 0C
Hochdruckdampf von 3, kg/h ... Hochdruckdampf von 10, kg/h ...
Gesamterzeugung an Hochdruckdampf, kg/h
Gesamtverbrauch an Hochdruckdampf, kg/h
Hochdruckdampf-Überschuß, kg/h Erzeugung an Niederdruckdampf, kg/h
3,00
11,6 15,1 5,3 34 610
132
36 200 9 930
46130
46 130
16150
3,50
15,1
18,6
7,0
32 610 132
34 10 4,50
20,3
23,9
9,1
24180
4 730
132
5,50
25,9
29,5
11,9
17190
7 870
132
31 430 28 300
9 840 I 9 890
45
45 41270
41270
17 17 870
38 190
38 190
17 780
6,50
32,6
36,1
15,3
10 800
10 210
132
25 130
10 480
35 610
35 610
17 240
7,50
39,8
43,3
18,8
5 130
12 290
132
26 760
11610
38 370
33 750
4 620
16 830
45,3
48,9
20,8
1450
13 470
132
28 350
12 380
40 730
32 570
8 160
15 970
(Fortsetzung)
10
A B C Beispiel
D [ E		 39,6
0,1		 F G
Brennstoff (niedriger Heizwert) für
die Strahlungswärmezone,
Millionen kcal/h 		28,9
13,0		 30,6
11,2		 34,0
7,6		 36,4
4,1		 39,7
1541
1065
3 315
264
77
6		 42,0 44,2
Zusätzlicher Brennstoff (niedriger
Heizwert), Millionen kcal/h 		41,9
1125
796
4 978
96
41		 41,8
1247
872
4 522
125
50		 41,6
1328
940
3 995
167
59
3		 40,5
1430
999
3 599
211
67
5		 6 268
+101
61,70
17,80
0,37
0,18
1,96
13,4		 42,0
1626
1 120
2 991
323
98
7		 44S2
1710
1172
2 798
367
116
8
Kraftbedarf der Antriebsmaschinen
Luftkompressor, PS
Naturgaskompressor, PS
Synthesegaskompressor, PS
Kreislaufpumpe für das Amin, PS
Beschickungspumpen für die
Dampfkessel, PS 		7 036
+870
61,70
17,80
0,37
0,18
1,96
13,4		 6 816
+650
61,70
17,80
0,37
0,18
1,96
13,4		 6491
+325
61,70
17,80
0,37
0,18
1,96
13,4		 6 311
+144
61,70
17,80
0,37
0,18
1,96
13,4		 6165
0
61,70
17,80
0,37
0,18
1,96
13,4 j		 6171
+5
61,70
17,80
0,37
0,18
1,96
13,4
Pumpe für das Abschreckwasser, PS
Summe
Betrag, um den die Summe das Mini
mum übersteigt, PS
Primäre konstante Faktoren
Rohes Synthesegas, % H2
Rohes Synthesegas, % CO2
Rohes Synthesegas, % CO
Rohes Synthesegas, % CH4
Verhältnis Wasserdampf zu Gas
(trocken) im Auslaß des dritten
Konverters
Thermochemische Wärmerückgewin
nung, Millionen kcal/h

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak-Synthese-Gas aus Kohlenwasserstoffen durch eine erste Umsetzung der Kohlenwasserstoffe mit Wasserdampf, eine zweite Umsetzung der den ersten .Konverter verlassenden Gase mit Luft und durch eine dritte Konvertierung der den zweiten Konverter verlassenden Gase, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gasen, die der ersten Umsetzung zugeführt werden, ein Wasserdampf-Kohlenstoff-Verhältnis von 4,0 bis 8,0 und daß bei der zweiten Konvertierung ein Druck zwischen 19 und 46 ata aufrechterhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Gasen, die den dritten Konverter verlassen, enthärtende Wärme zurückgewonnen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft, die in den zweiten Konverter eingeführt wird, auf eine Temperatur von ungefähr 149 bis ungefähr 649 0C vorerhitzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der in den dritten Konverter gelangenden Gase zwischen ungefähr 288 und ungefähr 3710C gehalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den zweiten Konverter eingeführte Luft mit zusätzlichem Sauerstoff angereichert wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Chemical Eng. Progr., 50 (4), S. 177 bis 181 (1954); C, 1955, S. 1815 (B. J. M a y 1 a η d u. a.).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
509 579/348 6.65 © Bundesdruckerei Berlin
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