DE1231222B - Process for the production of synthesis gas for the production of ammonia - Google Patents

Process for the production of synthesis gas for the production of ammonia

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DE1231222B
DE1231222B DEM62582A DEM0062582A DE1231222B DE 1231222 B DE1231222 B DE 1231222B DE M62582 A DEM62582 A DE M62582A DE M0062582 A DEM0062582 A DE M0062582A DE 1231222 B DE1231222 B DE 1231222B
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Dipl-Ing Hellmut Heidl
Dipl-Ing Reinhold Seipenbusch
Dipl-Ing Ernst Kapp
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    • C10K1/165Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with non-aqueous liquids at temperatures below zero degrees Celsius

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.: Int. Cl .:

COIcCOIc

Deutsche Kl.: 12 k-1/06German class: 12 k-1/06

Nummer: 1231222Number: 1231222

Aktenzeichen: M 62582IV a/12 kFile number: M 62582IV a / 12 k

Anmeldetag: 26. September 1964Filing date: September 26, 1964

Auslegetag: 29. Dezember 1966Opening day: December 29, 1966

Zur synthetischen Herstellung von Ammoniak wird bekanntlich ein Gemisch von Wasserstoff und Stickstoff verwendet, das frei von Schwefelverbindungen und Kohlenmonoxyd sein soll, weil diese Verbindungen den Katalysator unwirksam machen. Dieses Gemisch soll auch frei von Sauerstoff sein, weil dieser mit dem Wasserstoff Wasser bildet. Schließlich soll das Synthesegas möglichst wenig Inertgas enthalten, weil sich dieses in dem Kreislauf des in die Synthese zurückgeführten, nicht umgesetzten Restgases anreichert. Bezüglich der Stickstoffhydrierung inerte Gase sind die Edelgase und das Median.It is known that a mixture of hydrogen and nitrogen is used for the synthetic production of ammonia used, which should be free of sulfur compounds and carbon monoxide, because these compounds render the catalyst ineffective. This mixture should also be free of oxygen, because this with the Hydrogen forms water. Finally, the synthesis gas should contain as little inert gas as possible, because this accumulates in the cycle of the unconverted residual gas returned to the synthesis. With regard to nitrogen hydrogenation, inert gases are the noble gases and the median.

Synthesegas für die Ammoniaksynthese wird zum größten Teil durch Vergasung fester oder flüssiger Brennstoffe mit Sauerstoff und Wasserdampf enthaltenden Vergasungsmitteln hergestellt, wobei zunächst ein vorwiegend aus Kohlendioxyd, Kohlenmonoxyd und Wasserstoff bestehendes Rohgas erzeugt wird, das dann durch Reinigung und Zumischung von Stickstoff auf die geeignete Zusammensetzung gebracht wird. Der Kohlenmonoxydanteil dieser Gase wird durch katalytische Umsetzung mit Wasserdampf zu Kohlendioxyd und Wasserstoff umgewandelt. Ausgangsbrennstoffe sind zur Vergasung geeignete oder vorbereitete Steinkohlen oder Braunkohlen, Mineralölfraktionen, insbesondere hochsiedende Destillationsund Krackrückstände und auch Raffinerieabgase.Synthesis gas for ammonia synthesis is mostly made solid or liquid through gasification Fuels produced with gasifying agents containing oxygen and water vapor, with initially a raw gas consisting mainly of carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen is generated that is then done by purifying and adding nitrogen to the appropriate composition is brought. The carbon monoxide content of these gases is catalytically converted with water vapor converted to carbon dioxide and hydrogen. Starting fuels are suitable for gasification or prepared hard coal or lignite, mineral oil fractions, especially high-boiling distillation and Crack residues and also refinery fumes.

Es ist bekannt, daß man das Synthesegas für die Ammoniaksynthese, das Stickstoff und Wasserstoff im Verhältnis von 1: 3 enthalten soll, durch Vergasung fester Brennstoffe oder durch Spaltung flüssiger oder gasförmiger Kohlenwasserstoffe mit so viel Luft und Wasserdampf herstellen kann, daß bei Berücksichtigung des im Brennstoff enthaltenen Wasserstoffes und Sauerstoffes und des in der Luft enthaltenen Stickstoffes ein Rohgas entsteht, in welchem nach Konvertierung des darin enthaltenen Kohlenmonoxyds mit Wasserdampf zu Kohlendioxyd und Wasserstoff dieses Verhältnis von Stickstoff zu Wasserstoff erreicht wird. Vorzugsweise wird jedoch der Ausgangsbrennstoff mit technisch reinem Sauerstoff und gegebenenfalls Wasserdampf zu einem an Kohlenmonoxyd reichen Gas umgesetzt, in welchem das Kohlenmonoxyd durch Konvertierung in Wasserstoff umgewandelt wird. Dem gereinigten Wasserstoff wird dann reiner Stickstoff aus der Sauerstoffgewinnungsanlage zugemischt.It is known that the synthesis gas for ammonia synthesis, the nitrogen and hydrogen in the Ratio of 1: 3 should contain, by gasification of solid fuels or by splitting liquid or can produce gaseous hydrocarbons with so much air and water vapor that with Consideration of the hydrogen and oxygen contained in the fuel and that in the air Contained nitrogen a raw gas is created in which after conversion of the contained therein Carbon monoxide with water vapor to carbon dioxide and hydrogen this ratio of nitrogen to Hydrogen is achieved. However, the starting fuel is preferably made with technically pure oxygen and optionally water vapor converted into a carbon monoxide-rich gas in which the carbon monoxide is converted into hydrogen by conversion. The purified hydrogen pure nitrogen from the oxygen recovery system is then mixed in.

Bei der Reinigung des rohen Synthesegases auf Synthesereinheit sind Kohlendioxyd, Schwefelwasserstoff, organische Schwefelverbindungen einschließlich Kohlenoxysuffid und das bei der Konvertierung nicht umgesetzte Kohlenmonoxyd zu entfernen.When cleaning the raw synthesis gas on the synthesis unit, carbon dioxide, hydrogen sulfide, organic sulfur compounds including carbon oxysuffide and that which is not converted during conversion Remove carbon monoxide.

Verfahren zur Herstellung von Synthesegas für
die Ammoniakerzeugung
Process for the production of synthesis gas for
the production of ammonia

Anmelder:Applicant:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,

Frankfurt/M., Reuterweg 14Frankfurt / M., Reuterweg 14

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Hellmut Heidi,
Bad Homburg v. d. Höhe;
Dipl.-Ing. Reinhold Seipenbusch,
Dipl.-Ing. Ernst Kapp, Frankfurt/M.
Named as inventor:
Dipl.-Ing. Hellmut Heidi,
Bad Homburg vd Höhe;
Dipl.-Ing. Reinhold Seipenbusch,
Dipl.-Ing. Ernst Kapp, Frankfurt / M.

Aus dem durch Vergasung von Kohle oder durch Spaltung flüssiger oder gasförmiger Kohlenwasserstoffe erzeugten Rohgas werden zunächst Schwefelwasserstoff und — falls erforderlich — Kohlendioxyd ausgewaschen. Dazu können die bekannten, alkalisch reagierenden regenerierbaren Absorptionslösungen, z. B. wäßrige Lösungen von Alkalisalzen schwacher anorganischer oder organischer Säuren, verwendet werden. Schwefelwasserstoff und Kohlendioxyd können in einer oder mehreren Stufen gemeinsam oder getrennt ausgewaschen werden.From the gasification of coal or the splitting of liquid or gaseous hydrocarbons The raw gas produced is initially hydrogen sulfide and - if necessary - carbon dioxide washed out. For this purpose, the known, alkaline reacting regenerable absorption solutions, z. B. aqueous solutions of alkali salts of weak inorganic or organic acids are used will. Hydrogen sulfide and carbon dioxide can be used together or in one or more stages be washed separately.

Die organischen Schwefelverbindungen, die von diesen Lösungen nur zu einem kleinen Teil aufgenommen werden, werden katalytisch zu Schwefelwasserstoff umgesetzt, worauf dieser ebenfalls aus dem Gas entfernt wird, beispielsweise mit Trockenreinigungsmasse oder mit den obengenannten flüssigen Absorptionsmitteln. Diese Reinigungsstufen zur Abscheidung der organischen Schwefelverbindungen können entfallen, wenn man die Fähigkeit der für die Kohlenmonoxydkonvertierung mit Wasserdampf verwendeten, z. B. Eisenoxyde oder Molybdän enthaltenden Katalysatoren, organische Schwefelverbindungen zu Schwefelwasserstoff zu hydrieren, ausnutzt. Da nach der Kohlenmonoxydkonvertierung aus dem nunmehr wasserstoffreichen Gas ohnehin beträchtliche Mengen Kohlendioxyd auszuwaschen sind, wird mit diesem auch der durch die Hydrierung der organischen Schwefelverbindungen gebildete Schwefelwasserstoff ausgewaschen.The organic sulfur compounds absorbed by these solutions only to a small extent are converted catalytically to hydrogen sulfide, whereupon this is also removed from the gas is, for example with dry cleaning compound or with the above-mentioned liquid absorbents. These purification stages for the separation of the organic sulfur compounds can be omitted if one has the ability to convert carbon monoxide used with steam, e.g. B. iron oxides or molybdenum containing catalysts, organic sulfur compounds to hydrogen sulfide to hydrate, exploits. Since after the carbon monoxide conversion from the now hydrogen-rich gas already considerable amounts Carbon dioxide are washed out, this also becomes the result of the hydrogenation of the organic Hydrogen sulfide formed from sulfur compounds is washed out.

Anschließend wird aus dem Gas das nicht umgesetzte Kohlenmonoxyd mit einer ammoniakalischen Kupferoxydlösung ausgewaschen. Eine andere Möglichkeit der Entfernung des Kohlenmonoxyds aus dem Syn-The unreacted carbon monoxide is then converted from the gas with an ammoniacal copper oxide solution washed out. Another way of removing the carbon monoxide from the syn-

609 749/356609 749/356

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thesegas besteht darin, daß das Gas bei etwa —180° C Es ist bekannt, Synthesegase, die überwiegend aus mit flüssigem Stickstoff gewaschen wird. Kohlenmonoxyd und Wasserstoff bestehen, dadurch Bei der Konvertierung des Kohlenmonoxyds mit auf Synthesereinheit zu bringen, daß man die im Roh-Wasserdampf zu Kohlendioxyd und Wasserstoff an gas enthaltenen Verunreinigungen wie Kohlendioxyd, Eisenoxyde oder Molybdän oder Wolfram und Nickel 5 Schwefelwasserstoff, organische Schwefelverbindungen oder Kobalt in oxydischer oder sulfidischer Form ent- und COS, harzbildende ungesättigte und gesättigte haltenden Katalysatoren bei Temperaturen zwischen Kohlenwasserstoffe bis hinab zum Äthan gemeinsam 350 und 450° C kann im behandelten Gas bei Drücken unter Druck und bei Temperaturen unter 0 bis etwa von etwa 30 at eine Restkonzentration an Kohlen- —80° C mit geeigneten organischen neutralen LÖsungsmonoxyd von etwa 4 Volumprozent erreicht werden. io mitteln auswäscht. Da der Feuchtigkeitsgehalt des Es ist bekannt, daß Kohlenmonoxyd bei Tempe- Gases bei Unterschreitung von 00C zur Eisbildung raturen um 200° C an Kupferoxydkatalysatoren mit führt, werden organische wasserlösliche Lösungsmittel, Wasserdampf zu Kohlendioxyd und Wasserstoff um- wie Methanol oder Aceton, bevorzugt. Diese Arbeitsgesetzt werden kann, wobei im Gas Restkonzentra- weise wird aber auch mehrstufig ausgeführt, wobei in tionen an Kohlenmonoxyd von weniger als 0,4 Volum- 15 der zweiten Stufe Kohlenwasserstoffe oder Gemische prozent erreichbar sind. In Anbetracht des günstigen derselben verwendet werden können.
Gleichgewichts bei der niedrigen Reaktionstemperatur Es ist bekannt, Schwefelwasserstoff und Kohlenist dabei kein hoher Dampfzusatz zum Gas erforder- dioxyd aus Gasen durch Waschen mit aromatischen Hch. Andererseits ist die im Gas durch Sättigung bei Kohlenwasserstoffen zu entfernen. Es ist auch bekannt, dieser Temperatur erreichbare Dampfkonzentration 20 daß Toluol und Xylol eine Selektivität für Schwefelgering. Diese Arbeitsweise wird deshalb vorzugsweise wasserstoff vor Kohlendioxyd haben. Bis jetzt unfür Gase mit geringer Anfangskonzentration an bemerkt gebheben ist, daß das Xylol für Kohlenoxy-Kohlenmonoxyd angewendet. Die Katalysatoren ver- sulfid den besseren Absorptionskoeffizienten gegenüber langen ein absolut schwefeldfreies Gas. Schwefelwasserstoff hat. Das bedeutet, daß bei voll-• Es wurde gefunden, daß sich die Herstellung von 25 ständiger Auswaschung des Schwefelwasserstoffes alle Synthesegas für die Ammoniaksynthese wesentlich anderen Schwefelverbindungen einschließlich COS vereinfachen läßt, wenn die Umwandlung des im vom Xylol aufgenommen werden. Andere physika-Rohgas enthaltenen Kohlenmonoxyds mit Wasser- lische Absorptionsmittel mit der gleichen Eigenschaft dampf zu Kohlendioxyd und Wasserstoff in zwei wurden bisher weder in der Literatur noch experimen-Schritten erfolgt, wobei zunächst die_ Hauptmenge des 30 teil ermittelt.
thesegas consists in that the gas is at about -180 ° C. It is known, synthesis gases, which are predominantly washed off with liquid nitrogen. Carbon monoxide and hydrogen exist, in that when converting the carbon monoxide to the synthesis unit, the impurities such as carbon dioxide, iron oxides or molybdenum or tungsten and nickel 5 hydrogen sulphide, organic sulfur compounds or cobalt contained in the raw water vapor to form carbon dioxide and hydrogen in gas oxidic or sulphidic form and COS, resin-forming unsaturated and saturated holding catalysts at temperatures between hydrocarbons down to ethane together 350 and 450 ° C can have a residual concentration in the treated gas at pressures under pressure and at temperatures below 0 to about 30 at at carbon -80 ° C with suitable organic neutral solution monoxide of about 4 percent by volume. io washes out agents. Since the moisture content of the It is known that carbon monoxide with tempe gas when falling below 0 0 C for ice formation ratures around 200 ° C leads to copper oxide catalysts, organic water-soluble solvents, steam to carbon dioxide and hydrogen, such as methanol or acetone, are preferred . This work can be carried out, with residual concentration in the gas but also being carried out in several stages, with carbon monoxide concentrations of less than 0.4 percent by volume in the second stage, hydrocarbons or mixtures being achievable. In view of the cheapness of the same can be used.
Equilibrium at the low reaction temperature It is known that hydrogen sulfide and carbon are not required to add a large amount of steam to the gas. On the other hand, that in the gas can be removed by saturation in the case of hydrocarbons. It is also known that at this temperature attainable vapor concentration 20 that toluene and xylene have a low selectivity for sulfur. This way of working will therefore preferably have hydrogen over carbon dioxide. Up to now it has been noted for gases with a low initial concentration that xylene is used for carbon oxy-carbon monoxide. The catalysts sulphide the better absorption coefficient compared to long an absolutely sulfur-free gas. Has hydrogen sulfide. This means that at full • It has been found that the production of constant scrubbing of the hydrogen sulfide can simplify all synthesis gas for the ammonia synthesis, essentially other sulfur compounds including COS, if the conversion of the xylene is taken up. Other physika raw gas containing carbon monoxide with water-lish absorbent with the same property vapor to carbon dioxide and hydrogen in two have so far neither in the literature nor in experimental steps, whereby the main amount of the 30 part was determined first.

Kohlenmonoxyds an Eisenoxyd oder Molybdän ent- Es wurde gefunden, daß eine physikalische Gashaltenden Katalysatoren bei 350 bis 400° C bis zu wäsche mit Xylol bei Temperaturen von —10 bis einer Restkonzentration von etwa 5 Volumprozent —20°C, vorzugsweise von —15° C, und bei 30 ata umgesetzt wird und wobei diese Restkonzentration Druck die Gasreinheit ergibt, welche erforderlich ist, durch weitere Umsetzung an einem Kupferoxyd- 35 um die Umwandlung des Kohlenmonoxyds zu Wasserkatalysator bis auf weniger als 0,4 Volumprozent stoff in einer unmittelbaren Hintereinanderschaltung herabgesetzt wird. von Heißkonvertierung und Kaltkonvertierung aus-Carbon monoxide is formed from iron oxide or molybdenum. It has been found that a physical gas retardant Catalysts at 350 to 400 ° C up to washing with xylene at temperatures from -10 to a residual concentration of about 5 percent by volume -20 ° C, preferably -15 ° C, and at 30 ata is implemented and this residual concentration pressure gives the gas purity, which is required, by further conversion of a copper oxide to the conversion of the carbon monoxide to water catalyst up to less than 0.4 percent by volume of material in a direct series connection is reduced. from hot conversion and cold conversion

Dieser Restgehalt an CO kann durch Hydrierung zuführen.This residual CO content can be supplied by hydrogenation.

in Methan umgewandelt werden, das in dieser geringen Da für die erfindungsgemäße Gasfeinreinigung mit Menge die Ammoniaksynthese nicht stört, solange der 40 Xylol vor der Konvertierung eine Kältemaschine be-Gehalt an Inertgasen insgesamt, der im Ammoniak- reits vorhanden ist, ist es zweckmäßig, auch die Aus-Synthese-Gas höchstens 1,2 Volumprozent betragen Waschung des Kohlendioxyds aus dem konvertierten soll, nicht überschritten wird. Gas bei tiefen Temperaturen unter —15°C mit Xylolbe converted into methane, which in this low Da for the fine gas purification according to the invention with Amount does not interfere with the ammonia synthesis, as long as the 40 xylene content is a refrigeration machine before the conversion In terms of total inert gases, which is already present in the ammonia, it is expedient to also use the synthesis gas at most 1.2 percent by volume are washing of the carbon dioxide from the converted should not be exceeded. Gas at temperatures below -15 ° C with xylene

Das aus dem Synthesegas nach der Kohlenmonoxyd- vorzunehmen.That made from the synthesis gas after the carbon monoxide.

konvertierung ausgewaschene Kohlendioxyd ist schwe- 45 Es wurde gefunden, daß bei dieser COa-Ausfelfrei und kann zur Herstellung von Harnstoff ver- waschung mit Xylol die im konvertierten Gas verwendet werden, der nicht nur als Düngemittel, sondern bliebenen Reste des Kohlenmonoxyds, des Methans als chemischer Grundstoff an Bedeutung gewinnt. und auch des Argons ganz beträchtlich vermindert Dieses reine Kohlendioxyd kann auch in der Lebens- werden. Bei der Tieftemperaturzerlegung der Luft zur mittelindustrie, z. B. zur Herstellung von Trockeneis, 50 Herstellung des reinen Stickstoffes und des als VerVerwendung finden und erfüllt beim Abblasen in die gasungsmittel dienenden Sauerstoffes verbleibt das Atmosphäre die gewerbehygienische Vorschrift, keine Argon beim Sauerstoff und erscheint dadurch als an-Schwefelverbindungen zu enthalten. gereicherte Komponente in dem wasserstoffreichen Um die für sich bekannten Verfahren zur Konver- Gas nach der Konvertierung, wenn die Auswaschung tierung des Kohlenmonoxyds mit Wasserdampf an 55 des Kohlendioxyds mittels der bekannten wäßrigen, oxydischen oder sulfidischen Katalysatoren bei etwa alkalischen Absorptionslösungen vorgenommen wird. 400° C und an Kupferoxydkatalysatoren unmittelbar Es ist ein besonderer Vorteil des Xylols, daß die zur hintereinanderschalten zu können, muß bereits das Absorption des Kohlendioxyds erforderliche verhält-Rohgas vollständig schwefelfrei sein und insbesondere nismäßig große Waschmittelmenge aus dem nicht auf von organischen Schwefelverbindungen gereinigt wer- 60 Wasserstoff entfallenden Anteil des Gases beachtliche den, damit in der Heißkonvertierung kein Schwefel- Mengen aufzunehmen vermag. Vom CO werden etwa wasserstoff nachgebildet wird. Die vollständige Ent- 9%> vom CH4 etwa 26% und vom Argon etwa 7% Schwefelung von Synthesegasen mit chemisch wir- absorbiert. Da das Kohlenoxyd schließlich in Methan kenden Absorbentien verlangt vielstufige Anlagen mit umgewandelt wird, bedeutet das eine Verminderung einer Stufe, in welcher die organischen Schwefel- 65 des Inertgasanteils um rund 40 °/0. Die Löslichkeit des verbindungen vollständig ausgeschieden oder hydriert Argons in Xylol ist um fast 2 Zehnerpotenzen besser werden. Die letzte Stufe ist in jedem Fall eine hoch- als in wäßrigen Lösungsmitteln. Daraus ergibt sich wirksame Schwefelfeinreinigung. die Möglichkeit, die im Gas noch enthaltenen Spuren45 It has been found that this CO a is free of sulphate and can be used for the production of urea leaching with xylene is gaining in importance as a basic chemical material. and also of argon very considerably diminished. This pure carbon dioxide can also be found in life. In the low-temperature decomposition of the air for medium-sized industries, z. B. for the production of dry ice, 50 production of the pure nitrogen and the found as VerVergabe and fulfills when blowing into the gassing agent serving oxygen, the atmosphere remains the industrial hygiene regulation, no argon for oxygen and thus appears to contain an-sulfur compounds. enriched component in the hydrogen-rich order to the process known per se for the conversion of gas after the conversion when the leaching of the carbon monoxide with steam to 55 of the carbon dioxide by means of the known aqueous, oxidic or sulfidic catalysts is carried out with approximately alkaline absorption solutions. 400 ° C and directly on copper oxide catalysts.It is a particular advantage of xylene that the raw gas required to be able to be connected in series, the absorption of carbon dioxide must already be completely sulfur-free and, in particular, a large amount of detergent that is not purified from organic sulfur compounds. The proportion of the gas that is omitted from hydrogen is considerable, so that no amounts of sulfur can be absorbed in the hot conversion. About hydrogen is reproduced from the CO. The complete desulphurisation of synthesis gases with chemically absorbed 9%> of CH 4 approx. 26% and of argon approx. 7%. Since the carbon monoxide into methane finally kenden absorbents requires multistage systems with is converted, this means a reduction in one step, in which the organic sulfur 65 of the inert gas content of around 40 ° / 0th The solubility of the compounds completely excreted or hydrogenated by argon in xylene has improved by almost 2 powers of ten. The last stage is in any case a higher one than in aqueous solvents. This results in effective sulfur refinement. the possibility of the traces still contained in the gas

COS ....COS .... .. 0,03.. 0.03 VolumprozentVolume percentage CH4 ....CH 4 .... .. 0,2.. 0.2 VolumprozentVolume percentage N2 N 2 .. 0,4.. 0.4 VolumprozentVolume percentage Ar Ar .. 0,4.. 0.4 Volumprozent 400 Nm3ZhVolume percentage 400 Nm 3 Zh

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von etwa 0,2 Volumprozent CO durch katalytisch^ Hydrierung zu Methan zu beseitigen, wobei auch letzte Spuren von CO2 mit erfaßt werden.of about 0.2 percent by volume of CO through catalytic hydrogenation to methane, with the last traces of CO 2 also being recorded.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung
von Ammoniak-Synthese-Gas durch Vergasung flüs- 5
siger oder fester Brennstoffe mit sauerstoffhaltigen
Gasen und Wasserdampf, Reinigung des Rohgases
und katalytische Umwandlung seines Kohlenoxyd- Die 100 000 Nm3/h dieses Gases werden aus gehaltes in Wasserstoff und Kohlendioxyd, welch 34 500 kg/h Vakuum Rückstandsöl mit einem Schwefelletzteres ausgewaschen wird, Vermischen des wasser- io gehalt von 3 Gewichtsprozent durch Vergasung mit stoffreichen Gases mit Stickstoff und anschließender 26 000 Nm3 Sauerstoff und 141 Hochdruckdampf bei Verdichtung besteht darin, daß aus dem Rohgas nach 16000C erzeugt. Das Gas wird durch Direktkühlung der üblichen Abscheidung kondensierbarer Stoffe ein- mit Wasser unter Ausscheidung von Ruß und kondenschließlich Wasserdampf die Schwefelverbindungen in sierbaren Bestandteilen gekühlt und tritt unter einem bekannter Weise bei —10 bis —20°C mit Xylol voll- 15 Druck von 30 ata und mit +350C in die Gasreinigung ständig ausgewaschen werden, danach das behandelte ein. Für die nachfolgende Entschwefelung durch eine Gas mit Wasserdampf gemischt und auf etwa 3500C Xylolwäsche bei —15° C wird das Gas in einem Wärmeerhitzt, zunächst in bekannter Weise an einem Braun- austauscher indirekt mit kaltem schwefelfreiem Gas oxydkatalysator bei Temperaturen von 4000C und gekühlt und gleichzeitig zur Verhinderung einer Eisnach erneutem Wasserdampfzusatz in ebenfalls be- 20 bildung und zur leichteren Abtrennung kondensierenkannter Weise bei 200 bis 220° C an einem Kupfer- der Stoffe mit kaltem Methanol berieselt. Dann erfolgt oxydkatalysator bis auf einen CO-Gehalt von etwa die Auswaschung von H2S und COS mittels Xylol in 0,4 Volumprozent konvertiert wird, daß in dem nun- der an Hand der A b b. 2 erläuterten Anlage,
mehr wasserstoffreichen Gas das CO2 in bekannter
The inventive method for production
of ammonia synthesis gas flows through gasification 5
liquid or solid fuels containing oxygen
Gases and steam, cleaning of the raw gas
and catalytic conversion of its carbon dioxide The 100,000 Nm 3 / h of this gas are made of hydrogen and carbon dioxide, which 34,500 kg / h vacuum residue oil is washed out with a sulfur compound, mixing the water content of 3 percent by weight by gasification with substance-rich Gas with nitrogen and subsequent 26,000 Nm 3 of oxygen and 141 high-pressure steam with compression consists in that after 1600 0 C generated from the raw gas. The gas is cooled by direct cooling of the usual separation of condensable substances with water with the separation of soot and, finally, water vapor, the sulfur compounds in sizable constituents and occurs under a known manner at -10 to -20 ° C with xylene full pressure of 30 ata and are constantly washed out with +35 0 C in the gas cleaning, then the treated one. Mixed for subsequent desulfurization through a gas with steam and heated to about 350 0 C Xylolwäsche at -15 ° C the gas in a heat heated exchanger initially in a known manner to a brown indirectly sulfur-free with cold gas is oxydkatalysator at temperatures of 400 0 C and cooled and at the same time sprinkled with cold methanol on a copper of the substances at 200 to 220 ° C to prevent ice after renewed addition of water vapor in a manner which also condenses and for easier separation. Oxide catalyst then takes place except for a CO content of approximately the leaching of H 2 S and COS by means of xylene is converted to 0.4 percent by volume, so that now with reference to A b b. 2 explained annex,
more hydrogen-rich gas the CO 2 in known

Weise durch Waschung mit Xylol bei etwa-15° C zu- a5 Das entschwefelte Gas (98 200Nm3/h) hat dieWay by washing with xylene at about -15 ° C to a 5 The desulphurized gas (98 200 Nm 3 / h) has the

sammln mit Anteilen von CO, CH4 und Argon aus- folgende Analyse:collect with proportions of CO, CH 4 and argon from the following analysis:

gewaschen wird, und daß das danach im Gas ver- CO2 3,8 Volumprozentis washed, and that the CO 2 3.8 percent by volume is then consumed in the gas

bliebene CO in bekannter Weise zu Methan hydriert ^,~ .n ~ ΛΤ ,remaining CO hydrogenated to methane in a known manner ^, ~ . n ~ ΛΤ ,

wird, worauf das CO-freie Gas durch Zugabe von C0 49'3 VolumProzent is, whereupon the CO-free gas by adding C0 49 ' 3 volume percent

reinem N2 auf ein H2: N2-Verhältnis von 3 :1 ein- 30 H2 45,9 Volumprozentpure N 2 to an H 2 : N 2 ratio of 3: 1 one-30 H 2 45.9 percent by volume

gestellt und auf den Druck der NH3-Synthese ver- CH 0 2 Volumprozentand put to the pressure of the NH 3 synthesis CH 0 2 percent by volume

dichtet wird.is sealed.

Diese für Anlage- und Betriebskosten einer Anlage Na 0,4 VolumprozentThis for plant and operating costs of a plant N a 0.4 percent by volume

zur Erzeugung von Ammoniak-Synthese-Gas sehr be- Ar 0,4 Volumprozent 396 Nm3/hfor the production of ammonia synthesis gas very difficult Ar 0.4 percent by volume 396 Nm 3 / h

achtlichen Vorteile beruhen einerseits auf der bisher 35eight advantages are based on the one hand on the 35

nicht ausgenutzten Eigenschaft des Xylols, Kohlen- Der Gehalt des Gases an H2S und COS ist kleinerunused property of xylene, carbon. The H 2 S and COS content of the gas is lower

oxysulfid besser zu lösen als Schwefelwasserstoff, und al 1 ppm. Der Absolutgehalt des Gases an Argon istOxysulphide dissolves better than hydrogen sulphide, and al 1 ppm. The absolute argon content of the gas is

andererseits auf der Möglichkeit, mittels Xylol außer um 4 Nm3/h verringert.on the other hand, reduced by means of xylene except by 4 Nm 3 / h.

Kohlendioxyd auch nennenswerte Mengen des Inert- Dieses Gas wird im direkten und inidrekten Wärmegasanteils, nämlich Methan und Argon auszuwaschen. 40 austausch mit heißem Wasser und mit dem teilweise Daraus wiederum resultiert die Möglichkeit, eine konvertierten Gas auf etwa 3500C erhitzt und mit Heißkonvertierung und eine Kaltkonvertierung des Wasserdampf gesättigt und dann in die erste Stufe der Kohlenmonoxyds unmittelbar hintereinanderschalten CO-Konvertierung geleitet.Carbon dioxide also significant amounts of the inert gas. This gas is washed out in the direct and indirect heat gas component, namely methane and argon. 40 exchange with hot water and with the partial from this in turn results in the possibility of a converted gas heated to about 350 0 C and saturated with hot conversion and a cold conversion of the water vapor and then passed into the first stage of carbon monoxide directly in series with CO conversion.

und die geringen Kohlenmonoxydreste durch eine ein- Bei einem Druck von 28,8 ata und bei einer Tempe-and the small carbon monoxide residues due to a pressure of 28.8 ata and a temperature

fache Methanisierung unschädlich machen zu kön- 45 ratur von 350 bis 4200C wird hier in einem z. B. mitmultiple methanation to be able to render harmless 45 rature from 350 to 420 0 C is here in a z. B. with

nen. Braunoxydkatalysator gefüllten Reaktor der CO-nen. Brown oxide catalyst filled reactor of the CO

An Hand der Abbildungen sei das erfindungsgemäße Gehalt des Gases von 49 auf etwa 5 VolumprozentOn the basis of the figures, let the content of the gas according to the invention go from 49 to about 5 percent by volume

Verfahren eingehender erläutert: reduziert.Procedure explained in more detail: reduced.

A b b. 1 ist das Fließschema des erfindungsgemäßen Dieses Gas wird nach Abkühlung in dem indirekten Verfahrens mit den stündlich durchgesetzten Stoff- 50 Wärmeaustausch mit dem schwefelfreien, in die Konmengen sowie den jeweiligen Drücken und Tempe- vertierung eintretenden Gas durch Einspritzen von raturen; Wasser auf die Temperatur der zweiten Konvertierungs-A b b. 1 is the flow diagram of the invention. This gas is after cooling in the indirect Process with the hourly mass 50 heat exchange with the sulfur-free, in the con amounts as well as the respective pressures and temperature control entering gas by injecting ratures; Water to the temperature of the second conversion

A b b. 2 ist das Fließschema der Entschwefelungs- stufe, etwa 200 bis 220° C, gebracht und zugleich erneutA b b. 2 is the flow diagram of the desulphurisation stage, around 200 to 220 ° C, and at the same time again

anlage vor der Konvertierung; mit Wasserdampf gesättigt.plant before conversion; saturated with water vapor.

Abb. 3 ist das Fließschema der auf die Konver- 55 An dieser Stelle zwischen den beiden Konvertierungstierung folgenden Xylolwäsche zur weitgehenden Ab- stufen kann eine Teilauswaschung von Kohlendioxyd scheidung von Kohlendioxyd und zur teilweisen Aus- in der Weise erfolgen, daß ein Teilstrom des Gases gewaschung von Methan und Argon, kühlt, durch eine Druckwasserwäsche geführt undFig. 3 is the flow diagram of the converter on the 55 At this point between the two converters The subsequent xylene wash to the greatest possible extent can result in a partial washout of carbon dioxide separation of carbon dioxide and the partial elimination take place in such a way that a partial flow of the gas is scrubbed of methane and argon, cools, passed through a pressurized water wash and

danach dem Hauptstrom wieder zugefügt wird. Dieseis then added to the main stream again. These

τλ T?r η u ™ t,+ 1mmnM s/u r^ 6o Maßnahme kann nützlich sein, um die Beschaffenheitτλ T? r η u ™ t, + 1mmnM s / ur ^ 6o measure can be useful to the texture

f«Sun« 7i,ϊϋΓΑ,,ηΐ ' des Gases nach der erste* Konvertiemngsstufe an dief «Sun« 7i , ϊϋΓΑ ,, ηΐ 'of the gas after the first * conversion stage to the

folgender Zusammensetzung. Aktiyität deg Kupferoxydkatalysators £ der zweiten the following composition. Activity of the copper oxide catalyst of the second

Stufe anzupassen.Adjust level.

c°2 4>2 Volumprozent In der zweiten Stufe der CO-Konvertierung wird c ° 2 4 > 2 percent by volume I n of the second stage of the CO conversion

CO 48,87 Volumprozent 65 bei einem Druck von 27,8 ata und bei einer TemperaturCO 48.87 percent by volume 65 at a pressure of 27.8 ata and at a temperature

u /ic ο Λ7- 1 von e^wa 2200C in einem mit Kupferoxydkatalysator u / ic ο Λ7- 1 of e ^ wa 220 0 C in a with copper oxide catalyst

H2 45'2 Volumprozent gefüllten Reaktor der CO-Gehalt des Gases von 5 auf H 2 45 ' 2 percent by volume of the reactor filled the CO content of the gas of 5

H8S 0,7 Volumprozent etwa 0,4 Volumprozent vermindert. Nach der Kon-H 8 S 0.7 percent by volume reduced by about 0.4 percent by volume. After the con-

7 87 8

vertierung des Kohlenmonoxyds liegen etwa 118 000 als 1 ppm COS und H2S) gewaschen wird. Die bei Nm3/h mit folgender Zusammensetzung vor: der Absorption auftretende Absorptionswärme wirdcarbon monoxide is about 118,000 when 1 ppm COS and H 2 S) is washed. The heat of absorption occurring at Nm 3 / h with the following composition: the absorption heat

durch indirekten Wärmeaustausch des Gases undby indirect heat exchange of the gas and

CO2 35,3 Volumprozent des Waschmittels mit dein im Verdampfer 7 einerCO 2 35.3 percent by volume of the detergent with your in the evaporator 7 one

CO... 04 Volumprozent 5 Kältemaschine verdampfenden Ammoniak abgeführt.CO ... 04 volume percent 5 refrigerating machine evaporating ammonia discharged.

H2 '.'.'.'.'.'.'. 63,464Volumprozent ?as gewaschene schwefelfreie Gas strömt in derH 2 '.'. '.'. '.'. '. 63,464 volume percent? The scrubbed sulfur-free gas flows in the

* - ..,,,,., . Leitung 8 durch den Wärmeaustauscher 2 und strömt * - .. ,,,,.,. Line 8 through the heat exchanger 2 and flows

CH* 0,166 Volumprozent mit+250C zu CO-Konvertierung. CH * 0.166 percent by volume with + 25 0 C to CO conversion.

N2 0,34 Volumprozent Das vom Waschturm 6 ablaufende beladene XylolN 2 0.34 percent by volume The laden xylene running off from the washing tower 6

Ar 0,33 Volumprozent 396 Nm3/h io wird im Wärmeaustauscher 9 erwärmt und in dieAr 0.33 percent by volume 396 Nm 3 / h io is heated in the heat exchanger 9 and into the

Regenerierkolonne 10 geleitet. Die Beheizung derRegeneration column 10 passed. The heating of the

Dieses Gas wird in einer Anlage gemäß A b b. 3 Kolonne 10 erfolgt im Aufheizer 11 durch Heizdampf, mit Xylol bei —15° C und 26,8 ata gewaschen, wobei Die Regenerierung wird bei 2 ata und bei einer Sumpf außer dem Kohlendioxyd auch beträchthche Anteile temperatur von etwa 165° C durchgeführt,
von Methan, Kohlenoxyd und Argon mit ausge- 15 Das abgetriebene, an H2S und COS reiche Gaswaschen werden. Danach beträgt die Gasmenge gemisch, etwa 1800Nm3/h, verläßt den Rücklaufetwa 75 820 Nms/h. Das Gas hat dann folgende kondensator 12 durch die Leitung 13. Es enthält etwa Zusammensetzung: 38 Volumprozent H2S und ist für die Gewinnung
This gas is in a plant according to A b b. 3 Column 10 takes place in the heater 11 by heating steam, washed with xylene at -15 ° C and 26.8 ata, whereby the regeneration is carried out at 2 ata and in the case of a sump in addition to the carbon dioxide also considerable proportions of about 165 ° C,
of methane, carbon dioxide and argon with 15 The expelled gas scrubbing rich in H 2 S and COS. Then the amount of gas mixture is about 1800 Nm 3 / h, leaving the return about 75 820 Nm s / h. The gas then has the following condenser 12 through line 13. It contains approximately the following composition: 38 percent by volume H 2 S and is for extraction

rr> η ι Λ/ν^π™™·/,™«+ elementaren Schwefels in einem Claus-Ofen geeignet.rr> η ι Λ / ν ^ π ™ bitten · /, ™ «+ elemental sulfur in a Claus furnace.

^w2 u,± ν oiumproicnL . . · , · -, τ ·± - * ^ w 2 u, ± ν oiumproicnL. . ·, · -, τ · ± - *

20 Das regenerierte Waschmittel wird m der Leitung 1420 The regenerated detergent is m the line 14

CU U'b6 Volumprozent durch den Wärmeaustauscher 9 und durch den NH3- CU U ' b6 volume percent through the heat exchanger 9 and through the NH 3 -

H2 98,02 Volumprozent Verdampfer 15 geführt und gelangt tiefgekühlt auf denH 2 98.02 volume percent vaporizer 15 out and gets deep-frozen on the

CH4 0,198 Volumprozent Waschturm 6. Durch die Methanoleinspritzung imCH 4 0.198 volume percent washing tower 6. By the methanol injection in the

N2 0,512 Volumprozent Wärmeaustauscher 2 gelangen Methanoldämpfe inN 2 0.512 percent by volume of heat exchanger 2 gets methanol vapors into

Ar '.'.'.'.'.'.'. 0,48 Volumprozent 368 Nm3/h 2S den Waschmittelkreislauf der Xylolwäsche. Um denAr '.'. '.'. '.'. '. 0.48 percent by volume 368 Nm 3 / h 2 S the detergent circuit of the xylene wash. To the

Methanolgehalt des Xylols auf etwa 2°/0 zu halten,To keep the methanol content of the xylene at about 2 ° / 0,

Bei der Ausgestaltung der Xylolwäsche ist darauf wird durch die Leitung 16 ein Waschmittelzweigstrom,In the configuration of the xylene wash, a branch stream of detergent is then passed through line 16,

Bedacht genommen, daß keine Xyloldämpfe im Rein- welcher Xylol, Methanol und etwas Wasser enthält,Taken care that no xylene vapors in pure form - which contains xylene, methanol and some water,

gas verbleiben. zur destillativen Trennung in die Destillierkolonne 17gas remain. for separation by distillation in the distillation column 17

Die danach noch im Gas verbliebenen Reste an 30 geleitet. Die Beheizung der Kolonne 17 erfolgt imThe residues still remaining in the gas then passed to 30. The column 17 is heated in

CO und CO2 werden bei 25,5 ata und 250° C an einem Aufheizer 18 indirekt durch Heizdampf. Bei etwaCO and CO 2 are at 25.5 ata and 250 ° C on a heater 18 indirectly by heating steam. At about

Nickel enthaltenden Katalysator zu Methan umge- 1,5 ata und bei einer Sumpftemperatur von etwaNickel-containing catalyst to methane about 1.5 ata and at a sump temperature of about

setzt, so daß das Gas vor der Kompression folgende +150° C werden Methanol, Wasser und ein Anteilsets so that the gas before the compression following + 150 ° C are methanol, water and a portion

Zusammensetzung hat: Xylol über Kopf getrieben, im Kondensator 19 ver-Composition has: xylene blown overhead, in the condenser 19

35 flüssigt und im Behälter 20, welcher als Abscheider35 liquid and in the container 20, which acts as a separator

H2 98,11 Volumprozent ausgebildet ist, gesammelt. Das im Behälter durchH 2 is formed 98.11 percent by volume, collected. That in the container through

CH4 0,88 Volumprozent Schichtentrennung abgeschiedene Xylol wird durchCH 4 0.88 percent by volume of xylene separated by volume

N2 o,52 Volumprozent die Leitung 21 in den Waschkreislauf zum Wasch-N 2 o, 52 percent by volume the line 21 in the washing circuit to the washing

Ar o'49 Volumprozent turm 6 zurückgeführt. Das Methanol-Wasser-GemischAr o'49 volume percent tower 6 returned. The methanol-water mixture

40 wird aus dem Behälter 20 durch die Leitung 22 über-40 is transferred from the container 20 through the line 22

Die Gasmenge ist etwa 74 150 Nm3/h. Der Inert- wiegend als Rücklauf auf die Kolonne 17 zurückgasanteil, CH4 und Ar, beträgt 1,37 Volumprozent. gegeben, zum Teil wird es zusammen mit dem Me-Da der für die NH3-Synthese erforderliche Stick- thanol-Wasser-Gemisch aus dem Wärmeaustauscher 2 stoff, etwa 23 850 Nm3/h, noch geringe Mengen Sauer- durch die Leitung 23 und den dampf beheizten Vorstoff enthalten kann, welcher der Synthese ferngehalten 45 erhitzer 24 in eine mittels des Aufheizers 26 indirekt werden muß, wird der Stickstoff zweckmäßig schon mit Dampf geheizte Kolonne 25 geleitet. Bei 1,5 ata vor der Methanisierung dem Gas beigemischt, damit und bei einer Sumpftemperatur von etwa +1100C der Sauerstoff zu Wasser umgesetzt wird. Bei der wird das Methanol vom Wasser abdestilliert, im Kompression des Gemisches (etwa 98 000 Nm3/h) auf Kondensator 27 verflüssigt, im Behälter 28 gesammelt etwa 325 ata erfolgt in der üblichen Weise eine 50 und teils durch die Leitung 29 als Rücklauf auf die Trocknung durch Kondensation. Der Inertgasgehalt Kolonne 25 zurückgegeben, teils durch die Leitung 3 des komprimierten Synthesegases beträgt schließlich in den Wärmeaustauscher 2 zurückgeführt. Aus dem nur 1,04 Volumprozent. Sumpf der Kolonne 25 fließt über den Kühler 30 undThe amount of gas is about 74 150 Nm 3 / h. The inert gas content, mainly as reflux to the column 17, CH 4 and Ar, is 1.37 percent by volume. given, partly together with the Me-Da the nitrogen-water mixture required for the NH 3 synthesis from the heat exchanger 2, about 23 850 Nm 3 / h, still small amounts of acid through the line 23 and may contain the steam-heated precursor, which must be kept away from the synthesis 45 heater 24 in an indirect by means of the heater 26, the nitrogen is expediently already passed to the steam-heated column 25. 1.5 ata the gas admixed prior to the methanation, it and is reacted at a bottom temperature of about +110 0 C the oxygen to water. In the the methanol is distilled off from the water, liquefied in the compression of the mixture (about 98,000 Nm 3 / h) on condenser 27, collected in container 28 about 325 ata takes place in the usual way and partly through line 29 as reflux drying by condensation. The inert gas content returned to column 25, partly through line 3 of the compressed synthesis gas, is finally returned to heat exchanger 2. From just 1.04 percent by volume. The bottom of the column 25 flows over the cooler 30 and

Die Entschwefelung des Rohgases erfolgt in der die Leitung 31 Wasser ab.The desulfurization of the raw gas takes place in the line 31 from water.

Anlage gemäß A b b. 2. Das in der Gasleitung 1 55 Die Auswaschung des Kohlendioxyds aus dem zuströmende Gas (100 000 Nm3/h) ist bei+350C und Gas nach der Konvertierung des Kohlenmonoxyds 30 ata mit Wasserdampf gesättigt. Es wird in dem erfolgt in der Anlage gemäß A b b. 3. Das Gas Wärmeaustauscher 2 unter Berieselung mit Methanol (etwa 118 000 Nm3/h) tritt durch die Leitung 32 mit durch indirekten Wärmeaustausch mit dem kalten einem Druck von etwa 26,8 ata in den Wärmeausgewaschenen Gas auf —15° C gekühlt. Durch das 60 tauscher 33 ein und wird in diesem indirekt durch Einspritzen von Methanol aus der Leitung 3 wird die kaltes gereinigtes Gas auf etwa -150C gekühlt und Eisbildung im Wärmeaustauscher 2 verhindert. Das gleichzeitig mit Methanol aus der Leitung 34 berieselt, Methanol-Wasser-Gemisch wird in der Leitung 4 zur um den Wasserdampfgehalt auszuscheiden und eine destillativen Trennung geführt. Eisbildung zu verhindern. Das gekühlte Gas strömt Das auf —15° C gekühlte Gas strömt durch die 65 sodann in den Waschturm 35, in welchem das CO2 Leitung 5 in den Waschturm 6, in dem es bei 26 ata und bis auf 0,1 Volumprozent mit etwa 1250 m3/h Xylol —15°C mit 125m3/h technischem Xylol auf die für bei -150C und etwa 26 ata aus dem Gas ausgedie CO-Konvertierung erforderliche Reinheit (weniger waschen wird, wobei gleichzeitig außer dem Kohlen-Annex according to A b b. 2. The leaching of carbon dioxide from the inflowing gas (100,000 Nm 3 / h) in gas line 1 55 is saturated with water vapor at + 35 0 C and gas after the conversion of carbon monoxide 30 ata. It is carried out in the annex according to A b b. 3. The gas heat exchanger 2 sprinkled with methanol (about 118,000 Nm 3 / h) passes through the line 32 with the heat-washed gas cooled to -15 ° C. by indirect heat exchange with the cold at a pressure of about 26.8 ata in the heat-washed gas. 60 by the exchanger 33 and is in this indirectly by injecting methanol from the line 3, the cold purified gas is cooled to about -15 0 C and prevents the formation of ice in the heat exchanger. 2 The methanol-water mixture, which is simultaneously sprinkled with methanol from line 34, is passed in line 4 to separate out the water vapor content and perform a distillative separation. To prevent ice formation. The cooled gas flows The gas cooled to -15 ° C then flows through the 65 into the scrubbing tower 35, in which the CO 2 line 5 enters the scrubbing tower 6, in which it is at 26 ata and up to 0.1 percent by volume with about 1250 m 3 / h xylene -15 ° C and 125m 3 / h of technical grade xylene to by Ca for at -15 0 C and about 26 ata from the gas CO conversion required purity (wash is less, at the same time in addition to the carbon

dioxyd auch Anteile von Methan, Argon und CO absorbiert werden. Das Waschmittel ist ein handelsübliches Gemisch von m-Xylol, o-Xylol und enthält etwa 2 Gewichtsprozent Methanol. Der Kältebedarf zur Kühlung des Gases von —15°C auf die tieferer Temperatur von etwa —25° C am Kopf des Waschturmes 35 und die gesamten Kälteverluste werden im NH3-Verdampfer 36 einer Kältemaschine gedeckt. Diese ist für die Entschwefelungsanlage gemäß A b b. 2 und für die Waschanlage gemäß A b b. 3 gemeinsam vorgesehen und wird zweckmäßig als Absorptionskälteanlage ausgebildet, welche mit der Abwärme aus dem konvertierten Gas betrieben wird. Das CO2-freie Gas wird durch Leitung 62 der Synthesenanlage zugeführt. Das beladene Waschmittel strömt durch die Leitung 37 in die erste Stufe eines aus Turbinen und Pumpen bestehenden Entspannungssystems 38. Hier erfolgt eine Entspannung des Waschmittels auf etwa 9 ata unter Energieabgabe. Die Entgasung des Waschmittels erfolgt anschließend im Unterteil des Entspannungsturmes 39 bei etwa 9 ata und —16° C. In der Leitung 40 strömt das Entspannungsgas in eine Abgasleitung 46. Das auf 9 ata entspannte Waschmittel fließt durch die Leitung 41 in die zweite Stufe des Aggregates 38. Hier erfolgt die Entspannung des Waschmittels auf etwa 2 ata unter weiterer Energieabgabe. Das Waschmittel gelangt durch die Leitung 42 auf den Oberteil des Entspannungsturmes 39 und wird bei etwa 1,4 ata und -250C entgast. Durch die Leitung 43 fällt als Entspannungsgas ein sehr reines CO2 an (etwa 35 000 Nm8/h), das zur Harnstorrerzeugung verwendet werden kann. Das auf 1,4 ata entspannte Waschmittel fließt durch den Siphon 44 in den Mittelteil des Entspannungsturmes 39 und wird in diesem bei 1,3 ata und —26° C durch Ausblasen (Strippen) mit kalter trockener Luft entgast. Das Stripgas strömt durch die Leitung 45 und einen Wärmeaustauscher 54 in die Abgasleitung 46.Dioxyd also shares of methane, argon and CO are absorbed. The detergent is a commercially available mixture of m-xylene and o-xylene and contains about 2 percent by weight of methanol. The refrigeration requirement for cooling the gas from −15 ° C. to the lower temperature of approximately −25 ° C. at the head of the washing tower 35 and all the cold losses are covered in the NH 3 evaporator 36 of a refrigerating machine. This is for the desulphurisation system according to A b b. 2 and for the car wash according to A b b. 3 jointly provided and is expediently designed as an absorption refrigeration system, which is operated with the waste heat from the converted gas. The CO 2 -free gas is fed through line 62 to the synthesis plant. The loaded detergent flows through the line 37 into the first stage of an expansion system 38 consisting of turbines and pumps. Here, the detergent is expanded to about 9 ata with the release of energy. The detergent is then degassed in the lower part of the expansion tower 39 at about 9 ata and -16 ° C. In line 40 the expansion gas flows into an exhaust pipe 46. The detergent, which has been expanded to 9 ata, flows through line 41 into the second stage of the unit 38. Here the detergent is relaxed to about 2 ata with further energy release. The detergent arrives through the conduit 42 to the upper part of the flash tower 39 and is degassed at about 1.4 ata and -25 0 C. A very pure CO 2 (approx. 35,000 Nm 8 / h), which can be used to generate urinary storr, is produced as a relaxation gas through line 43. The detergent relaxed to 1.4 ata flows through the siphon 44 into the middle part of the expansion tower 39 and is degassed in this at 1.3 ata and -26 ° C. by blowing out (stripping) with cold dry air. The stripping gas flows through line 45 and a heat exchanger 54 into exhaust line 46.

Zum Ausblasen des Waschmittels im mittleren Abschnitt des Turmes 39 sind etwa 16 000 Nm3/h Luft erforderlich. Diese Luft wird durch die Leitung 47 angesaugt, vom Gebläse 48 auf etwa 1,6 ata komprimiert und im Kühler 49 auf etwa —35° C gekühlt. Die weitere Kühlung der Luft erfolgt im Wärmeaustauscher 50 und im Kühlturm 51. Zur Vermeidung der Eisbildung im Wärmeaustauscher 50 wird aus der Leitung 52 Methanol eingespritzt. Im Kühlturm 51 wird die Luft durch Berieselung mit einem kalten Methanol-Wasser-Gemisch direkt auf —18°C gekühlt. Das in der Leitung 53 durch den Kühlturm umlaufende Methanol-Wasser-Gemisch wird im Wärmeaustauscher 54 indirekt durch kaltes Stripgas gekühlt. In den Kühlturm 51 wird von der Stripluft ständig etwas Wasser eingebracht. Um im umlaufenden Kühlmittel den Wassergehalt auf höchstens 5 Gewichtsprozent zu begrenzen, wird ein Teilstrom durch die Leitung 55 abgezogen und zusammen mit dem Methanol-Wasser-Gemisch aus den Leitungen 56 und 57 in der Leitung 58 gesammelt. Dieses Methanol-Wasser-Gemisch wird gemeinsam mit dem in der Entschwefelungsanlage anfallenden Methanol-Wasser-Gemisch in der Destillierkolonne 25 (A b b. 2) aufgearbeitet. Das destillierte Methanol kehrt durch die Leitung 59 in die Anlage zurück. Das in Gegenwart von Methanol im Wärmeaustauscher 33 gekühlte Gas nimmt in den Waschturm 35 kleine Mengen von Methanol und Wasser mit. Um im Waschmittel einen Methanolgehalt von etwa 2 Gewichtsprozent zu halten, wird ein entsprechender Teilstrom ständig in der Leitung 60 aus dem Waschkreislauf abgezweigt und in die beiden Waschanlagen gemeinsame Destillierkolonne 17 (Abb. 2) geleitet. Das von Methanol und Wasser befreite XylolTo blow out the detergent in the middle section of the tower 39, about 16,000 Nm 3 / h of air are required. This air is sucked in through the line 47, compressed to about 1.6 ata by the fan 48 and cooled to about -35 ° C. in the cooler 49. The air is further cooled in the heat exchanger 50 and in the cooling tower 51. To avoid ice formation in the heat exchanger 50, methanol is injected from the line 52. In the cooling tower 51, the air is cooled directly to -18 ° C. by sprinkling with a cold methanol-water mixture. The methanol-water mixture circulating in line 53 through the cooling tower is cooled indirectly in heat exchanger 54 by cold stripping gas. Some water is constantly introduced into the cooling tower 51 by the strip air. In order to limit the water content in the circulating coolant to a maximum of 5 percent by weight, a partial flow is withdrawn through line 55 and collected in line 58 together with the methanol-water mixture from lines 56 and 57. This methanol-water mixture is worked up together with the methanol-water mixture obtained in the desulfurization system in the distillation column 25 (A b b. 2). The distilled methanol returns to the plant through line 59. The gas cooled in the presence of methanol in the heat exchanger 33 entrains small amounts of methanol and water into the scrubbing tower 35. In order to maintain a methanol content of about 2 percent by weight in the detergent, a corresponding substream is constantly branched off from the washing circuit in line 60 and passed into the common distillation column 17 (Fig. 2) in the two washing plants. The xylene freed from methanol and water

.5 kehrt durch die Leitung 61 in die zweite Gaswaschanlage zurück..5 returns through line 61 to the second gas scrubbing system.

Die Anlagekosten und der Betriebsmittelbedarf des Erfindungsgemäßen Verfahrens sind gegenüber den herkömmlichen Verfahren beträchtlich kleiner.The investment costs and the resource requirements of the method according to the invention are compared to the conventional process considerably smaller.

ίο Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus der Inertgasbilanz zwischen Rohgas und Synthesegas, wobei sowohl die Schwefelverbindungen vor der Konvertierung des Kohlenmonoxyds als auch das Kohlendioxyd und Teile der Inerten nach der Konvertierung des Kohlenmonoxyds mit Xylol bei —15° C ausgewaschen werden.ίο Another advantage of the method according to the invention results from the inert gas balance between raw gas and synthesis gas, with both the sulfur compounds before the conversion of the carbon monoxide as well as the carbon dioxide and parts of the Inerts can be washed out with xylene at -15 ° C after the carbon monoxide has been converted.

CH1 CH 1 Argonargon 20
Es sind enthalten
im Rohgas
im entschwefelten Gas
und nach der Konver-
25 tierung
im Reingas
20th
There are included
in the raw gas
in the desulphurized gas
and after the conversion
25 tation
in the clean gas
200Nm3/h
196Nm3/h
150 Nm3/h
200Nm 3 / h
196Nm 3 / h
150 Nm 3 / h
400Nm3/h
396 Nm3/h
358 Nm3/h
400Nm 3 / h
396 Nm 3 / h
358 Nm 3 / h
Verminderung der InertenReduction of the inerts 25%25% 8°/o8 ° / o

In der zweiten Xylolwäsche werden von dem noch vorhandenen Kohlenmonoxyd etwa 9 °/0 ausgewaschen und damit der Methanisierung entzogen. Da 1 Mol Kohlenmonoxyd 1 Mol Methan ergibt, wird der Inertgasanteil zu fast 40°/0 von der Xylolwäsche erfaßt.In the second Xylolwäsche of the remaining carbon monoxide about 9 ° / 0 washed and the methanation be withdrawn. Since 1 mole of carbon monoxide 1 mole of methane yields of inert gas for about 40 ° / 0 is detected by the Xylolwäsche.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1.' Verfahren zur Herstellung von Ammoniak-Synthese-Gas durch Vergasung fester oder flüssiger Brennstoffe mit Sauerstoff und Wasserdampf, Reinigung des Rohgases, katalytische Umwandlung des im Gas enthaltenen Kohlenmonoxyds mit Wasserdampf zu Kohlendioxyd und Wasserstoff, Auswaschung des Kohlendioxyds, Vermischen des nunmehr wasserstoffreichen Gases mit Stickstoff in einem Verhältnis N2: 3 H2 und Verdichtung des Gemisches auf den Druck der Ammoniaksynthese, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Rohgas nach der üblichen Abscheidung kondensierbarer Stoffe einschließlich Wasserdampf die Schwefelverbindungen in bekannter Weise bei —10 bis —20° C mit Xylol vollständig ausgewaschen werden, daß das schwefelfreie Gas auf etwa 350° C erhitzt und mit Wasserdampf gemischt zur Umwandlung des darin enthaltenen Kohlenmonoxyds durch zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Katalysatorstufen geleitet wird, deren erste in bekannter Weise mit einem bei Temperaturen um 400° C wirksamen Katalysator betrieben wird, deren zweite nach erneutem Wasserdampfzusatz in ebenfalls an sich bekannterr Weise bei 200 bis 220°C mit einem Kupferoxydkatalysator arbeitet, daß aus dem Gas in bekannter Weise mittels Xylol bei Temperaturen unter —15° C das Kohlendioxyd mitsamt den Anteilen an Methan und Argon ausgewaschen werden, und daß das Gas zur Entfernung letzter Spuren von Kohlen-1.' Process for the production of ammonia synthesis gas by gasifying solid or liquid fuels with oxygen and water vapor, cleaning the raw gas, catalytic conversion of the carbon monoxide contained in the gas with water vapor to carbon dioxide and hydrogen, washing out the carbon dioxide, mixing the now hydrogen-rich gas with nitrogen in a ratio of N 2 : 3 H 2 and compression of the mixture to the pressure of ammonia synthesis, characterized in that the sulfur compounds are completely washed out of the raw gas after the usual separation of condensable substances including water vapor in a known manner at -10 to -20 ° C with xylene that the sulfur-free gas is heated to about 350 ° C and mixed with steam to convert the carbon monoxide contained therein is passed through two immediately successive catalyst stages, the first of which is operated in a known manner with a catalyst effective at temperatures around 400 ° C d, the second, after renewed addition of steam, also works in a manner known per se at 200 to 220 ° C with a copper oxide catalyst that is washed out of the gas in a known manner by means of xylene at temperatures below -15 ° C, the carbon dioxide together with the proportions of methane and argon and that the gas to remove the last traces of carbon 609 749/356609 749/356 monoxyd und Kohlendioxyd in bekannter Weise über einen methanbildenden Nickelkatalysator bei 200 bis 220° C geleitet wird.monoxide and carbon dioxide in a known manner via a methane-forming nickel catalyst is passed at 200 to 220 ° C. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoff dem wasserstoffreichen Gas vor der Methanisierung zugefügt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the nitrogen is the hydrogen-rich Gas is added before methanation. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Stufen zur Umwandlung des Kohlenmonoxyds in Wasserstoff aus einem Teilstrom des Gases mittels einer an sich bekannten Druckwasserwäsche das gebildete Kohlendioxyd ausgewaschen wird.3. The method according to claim 1, characterized in that between the two stages for Conversion of the carbon monoxide into hydrogen from a partial flow of the gas by means of a known per se pressurized water washing, the carbon dioxide formed is washed out. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 609 749/356 12.66 © Bundesdruckerei Berlin609 749/356 12.66 © Bundesdruckerei Berlin
DEM62582A 1964-09-26 1964-09-26 Process for the production of synthesis gas for the production of ammonia Pending DE1231222B (en)

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