DE1592356A1 - Process for the production of ammonia synthesis gas - Google Patents

Process for the production of ammonia synthesis gas

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DE1592356A1
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methane
synthesis
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Ernst Dipl-Ing Kapp
Paul Dipl-Ing Rudolph
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/025Preparation or purification of gas mixtures for ammonia synthesis

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Industrial Gases (AREA)

Description

1 5 9 ? 3 5 R1 5 9? 3 5 R

METALLGESELLSCHAFT ι vi ^ *. ν/ο-J Frankfurt (Main), 2. Dez. 1966METALLGESELLSCHAFT ι vi ^ *. ν / ο-J Frankfurt (Main), December 2, 1966

Aktiengesellschaft DrWer/GMAktiengesellschaft DrWer / GM

Patent - Abteilung
Pro v. Nr .5162
Patent Department
Pro v. No. 5162

Verfahren zur Herstellung von Ammoniak-SynthesegasProcess for the production of ammonia synthesis gas

Es ist bekannt, Koksofengas dadurch für die Ammoniaksynthese nutzbar zu machen, daß der im . G,as enthaltene Wasserstoff durch eine Gas zerlegung sanlage mit Anwendung tiefer Temperaturen von den anderen Bestandteilen isoliert wird. Das geschieht durch Abkühlung des Gases, wobei verschiedene Bestandteile bereits kondensieren, und durch Waschung des kalten, von Eoidensat getrennten Gases mit Flüssigst*-ickstoff. Auf diese Weise wird ein sehr reines Synthesegas mit etwa 75.VoI. % H0 und 25 Vol. % N0 erzeugt. Der hierfür erforderliche reine Stickstoff wird durch die bekannte Luftzerlegung gewonnen. Der gleichzeitig in der Luftzerlegung anfallende Sauerstoff kann dabei nicht immer eine Verwendung finden und muß dann in die Luft abgeblasen werden. Der Kraftverbrauch des Verfahrens liegt recht hoch. Außerdem muß das Koksofengas für die Tieftemperatur-Gaszerlegung sehr gut gereinigt seil. Insbesondere müssen CO0, H0O und NO möglichst vollständig entfernt werden, da diese den Betrieb der Gaszerlegung beeinträchtigen.It is known to make coke oven gas usable for the ammonia synthesis that the im. The hydrogen contained in the gas is isolated from the other components by a gas separation plant using low temperatures. This is done by cooling the gas, whereby various components are already condensing, and by washing the cold gas, which has been separated from eoidensate, with liquid nitrogen. In this way, a very pure synthesis gas with about 75.VoI. % H 0 and 25 vol.% N 0 generated. The pure nitrogen required for this is obtained by the well-known air separation. The oxygen produced at the same time in the air separation cannot always be used and must then be blown off into the air. The power consumption of the process is quite high. In addition, the coke oven gas must be cleaned very well for the low-temperature gas decomposition. In particular, CO 0 , H 0 O and NO must be removed as completely as possible, since these impair the operation of the gas separation.

In neuerer Zeit ist ein Gaszerlegungsverfahren bekannt geworden, in dem die Kühlung des Gases durch Kälteregeneration bewirkt wird, (E. Karwat, Erdöl trad Kohle, Erdgas und Petrochemie 17. 439-447; (1964)).Recently, a gas separation process has become known in which the cooling of the gas is effected by cold regeneration (E. Karwat, Erdöl trad coal, natural gas and petrochemical 17.439-447; (1964)).

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Dabei stehen 3 Kältespeicher im Wechselbetrieb. Im ersten Kältespeicher erfolgt die Abkühlung des ankommenden Gases durch Abgabe der fühlbaren Wärme an die kalte Speichermasse, wobei verschiedene Bestandteile ausfrieren und an der Oberfläche der Speichermassen haften bleiben.There are 3 cold storage tanks in alternation. In the first cold storage takes place the cooling of the incoming gas by releasing the sensible heat to the cold storage mass, whereby various components freeze out and stick to the surface of the storage masses.

Im zweiten Kältespeicher erfolgt durch Entspannung und evtl. Spülung und Ab- ψ saugung bei niedrigem Druck die Wiederverdampfung der kondensierten Bestandteile. In the second cold storage unit, the condensed components are re- evaporated through expansion and possibly flushing and ψ suction at low pressure.

Im dritten Kältespeicher erfolgt die Wiederabkühlung der Speichermasse durch gereinigtes Gas, das vorher durch eine arbeitsleistende Entspannung auf einen mittleren Druck in seiner Temperatur weiter erniedrigt worden ist.The storage mass is cooled down again in the third cold store Purified gas, the temperature of which has previously been further reduced by a work-performing expansion to a medium pressure.

Hierbei können gewisse Mengen an CO0, H0O und anderen Verunreinigungen ohne Schwierigkeiten mit abgeschieden werden, so daß eine vorhergehende intensive Reinigung des Koksofengases entfällt. Der so erzeugte Rohwasserstoff kann schon direkt für verschiedene Zwecke verwendet werden. Für die Erzeugung von NH -Synthesegas wurde aber bisher auch noch eine nachfolgende Flüssig-Stickstoffwäsche vorgesehen. Bei diesem Verfahren ist eine Luftzerlegungsanlage erforderlich, um den reinen Stickstoff als Synthesegaskomponente bereiteuBtellen und die Feinreinigung des Synthesegases vornehmen zu können.Certain amounts of CO 0 , H 0 O and other impurities can be separated out without difficulty, so that prior intensive cleaning of the coke oven gas is not necessary. The raw hydrogen produced in this way can already be used directly for various purposes. For the production of NH synthesis gas, however, a subsequent liquid nitrogen scrubbing has also been provided so far. This process requires an air separation plant in order to prepare the pure nitrogen as a synthesis gas component and to be able to carry out the fine cleaning of the synthesis gas.

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Es wurde nun gefunden, daß man die Luftzerlegungsanlage entbehren kann,. wenn der Stickstoff mittels Rauchgas in das Rohgas eingebcacht wird. Infolge Wegfalls der Feinreinigung und durch die Wäsche mit flüssigem Stickstoff muß das Rohgas nach der Tiefkühlung in den Wärmespeichern vo-r Einführung in die Ammoniaksynthese in anderer Weise gereinigt werden. Diese Reinigung besteht erfindungsgemäß darin, daß der Sauerstoffgehalt durch katalytische Verbrennung von Wasserstoff eleminiert wird, daß das CO in einer Konvertierung zu H0 umgewandelt wird, daß das labei entstehende CO0 ausgewaschen wird, und daß die Reste von CO und CO0 in bekannter Weise methanisiert werden. Auf diese Weise wird ein Synthesegas mit etwa 1 bis 1, 3 % Inerten erzeugt, wie es bei anderen Verfahren auch üblich ist.It has now been found that the air separation unit can be dispensed with. if the nitrogen is cached into the raw gas by means of flue gas. As a result of the elimination of fine cleaning and washing with liquid nitrogen, the raw gas must be cleaned in another way after deep-freezing in the heat accumulators before it is introduced into the ammonia synthesis. According to the invention, this purification consists in eliminating the oxygen content by catalytic combustion of hydrogen, converting the CO in a conversion to H 0 , washing out the resulting CO 0 and washing out the residues of CO and CO 0 in a known manner be methanated. In this way, a synthesis gas with about 1 to 1, 3% inert is generated, as is also common in other processes.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß auch das CO des Ausgangsgases für das Synthesegas nutzbar gemacht wird. Der technische Fortschritt besteht darin, daß man den für das Synthesegas erforderlichen Stickstoff in Form von Rauchgasen dem Gas zufügt. Zweckmäßigerweise geschieht das bereits vor der Tiefkühlzerlegung, in der CO0, CH. und andere Verunreinigungen ausgefcoren werden, kann aber zum Teil auch nach der Tiefkühlzerlegung erfolgen. Die aufwendige Luftzerlegung mit ihrem hohen Kraftbedarf wird ganz vermieden.One advantage of the process according to the invention is that the CO in the starting gas can also be used for the synthesis gas. Technical progress consists in adding the nitrogen required for the synthesis gas to the gas in the form of flue gases. This is expediently done before the deep-freeze decomposition, in the CO 0 , CH. and other impurities can be frozen out, but can in part also take place after deep-freeze disassembly. The costly air separation with its high power requirement is completely avoided.

Das Rauchgas wird vor der Zumischung^zum Kokereigas abgekühlt, zwecfemäflgerweise durch direkte Kühlung und Waschung mit Wasser, wobei Ver-The flue gas is cooled down before it is mixed with the coke oven gas, in two different ways through direct cooling and washing with water, whereby

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unreinigungen, wie SO0 und Staub, mit ausgewaschen werden. Der O0-Gehaltimpurities such as SO 0 and dust are also washed out. The O 0 content

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des Rauchgases bedeutet swar in der katalytischen Verbrennung einen gewissen Wasserstoffverlust, doch ist bei Verwendung von Koksofengas die mit dem Rauchgas eii/efo-rachfe O0-Menge meist kleiner als die bereits im Koksofengas vor-of the flue gas means a certain loss of hydrogen in the catalytic combustion, but when using coke oven gas the amount of O 0 with the flue gas is usually smaller than that already in the coke oven gas.

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handene. Bei stickstoffhaltigen Rohgasen kann derRauchgaszusatz kleiner gehalten werden, weil der Stickstoff im Ausgangsgas, im Gegensatz zu den bisherigen Gas zerlegungsverfahren mit Flüssigstickstoffwäsche, im Synthesegas erhalten bleibt. Anstelle von Rauchgas können natürlich auch andere hoch N0-haltige Gase verwendet werden.handene. In the case of nitrogen-containing raw gases, the flue gas addition can be kept smaller because the nitrogen in the starting gas, in contrast to the previous gas separation processes with liquid nitrogen scrubbing, is retained in the synthesis gas. Instead of flue gas, other gases with a high N 0 content can of course also be used.

Anstelle von Koksofengas lassen sich auf diese Weise ähnliche Gase, die CO und H0 und außerdem höher siedende Bestandteile z. B. Methan enthalten, wieInstead of coke oven gas, similar gases, the CO and H 0 and also higher-boiling components such. B. contain methane, such as

beispielsweise Raffinerieabgase, für die NH„-Synthese verwerten.for example refinery waste gases, for the NH "-synthesis.

Eine in manchen Fällen besonders vorteilhafte Anordnung ergibt sich dann, wenn als N0-haltiges Gas ein Spaltgas verwendet wird, das durch SpaltungAn arrangement which is particularly advantageous in some cases is obtained when a cracked gas is used as the N 0 -containing gas, which is produced by splitting

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von Restgas, Koksofengas oder einem anderen kohlenwasserstoffhaltigem Gas mit Hilfe von L,uft erzeugt wurde. Bei einer derartigen Anordnung ist es auch möglich, einen Teil der im Koksofengas enthaltenen Kohlenwasserstoffe für die Synthesegasjierzeugung nutzbar zujiaachen. Vorteilhafterweise wird dieses Spaltgas bereits unter einem solchenDruck erzeugt, daß es dem verdichteten Koksofengas vor Eintritt in die Tiefkühlung zugemischt werden kann.of residual gas, coke oven gas or another gas containing hydrocarbons with the help of L, uft. With such an arrangement it is It is possible to make some of the hydrocarbons contained in the coke oven gas usable for the generation of synthesis gas. Advantageously, this Fission gas is already generated under such a pressure that it can be mixed with the compressed coke oven gas before it enters the deep-freeze.

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Die Erfindung sei anhand des Fließ-Schemas und des folgenden Beispiels eingehender erläutert^Let the invention be described in more detail with reference to the flow sheet and the following example explained ^

Dem durch die Leitung 1 strömenden nur grob vorgereinigten Koksofengas wird durch Leitung 2 gekühltes und gewaschenes Rauchgas zugeführt. Das Gemisch tritt durch Leitung 3 in die Tiefkühlzerlegung 4 ein, die mit Wärmespeichern 4a, 4b, 4c arbeitet. In dieser Anlage wird das Gas auf den erforderlichen Druck verdichtet, im Speicher 4a gekühlt und gereinigt und kühlt nach Herabsetzung des Druckes und der Temperatur in der Turbine 4d-die Speichermasse im Speicher 4c ab.The only roughly pre-cleaned coke oven gas flowing through line 1 is fed through line 2 with cooled and scrubbed flue gas. The mixture enters the deep-freeze section 4 through line 3, which works with heat storage devices 4a, 4b, 4c. In this plant, the gas is compressed to the required pressure ■, cooled in a memory 4a and purified and cooled by reducing the pressure and the temperature in the turbine 4d the storage mass in the memory 4c from.

Die auf der Speichermasse ausgefrorenen Bestandteile werden durch Entspannung und Absaugung und evtl. Spülung mit einem CO0- und HoO-freien Gas, beispielsweise mit einem kleinen Teil des vorgereinigten Gases, vom Wärmespeicher in der Position 4b wieder entfernt und verlassen als Restgas durch Leitung 5 die Anlage. Das vorgereinigte Gas (Synthese-Rohgas) tritt durch Leitung 6 aus und wird, gegebenenfalls nach Zugabe von weiterem Rauchgas durch Leitung 2 b im Verdichter 7 auf den für die Gasweiterbehandlung zweckmäßigen Druck gebracht.The frozen out on the storage mass ingredients are by expansion and exhaust, and possibly rinsing with a CO 0 - and left and H o O-free gas, for example, with a small portion of the prepurified gas, 4b removed from the heat storage in the position as residual gas by Line 5 the plant. The pre-cleaned gas (synthesis raw gas) exits through line 6 and, if necessary after the addition of further flue gas, is brought to the appropriate pressure for further gas treatment through line 2 b in the compressor 7.

Im Wärmeaustauscher 8 wird das Gas durch heißes konvertiertes Gas erwärmt, und dann in die katalytische Verbrennung 9 geführt, wo sich die Temperatur durch Umsetzung des O2 mit H« soweit erhöht, wie für die KonvertierungIn the heat exchanger 8, the gas is heated by hot converted gas, and then passed into the catalytic combustion 9, where the temperature increases by reacting the O 2 with H «as much as for the conversion

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erforderlich ist. Die nachfolgende Konve-rtierung des Kohlenmonoxyds mit · Wasserdampf wird je nach dem CO-Gehalt ein- oder zweistufig, vorzugsweise zweistufig, ausgeführt.is required. The subsequent conversion of the carbon monoxide with Depending on the CO content, steam is preferably in one or two stages two-stage, executed.

Dazu wird durch Leitung 10 dem erhitzten Gas Dampf zugesetzt, bevor es in die erste Konvertierungsstufe 11 mit einem Eisenoxydkatalysator gelangt. Das ^ heiße Konvertgas strömt durch Leitung 12 zum Erhitzer 21 und weiter durch Leitung 13 zum Wärmeaustauscher _8 und durch Leitung 14 in die 2. Kanvertieungsstufe 15, die zweckmäßig als Tieftemperatur-Konvertierung mit einem Kupferoxydkatalysator ausgebildet ist und in der der CO-Gehalt auf 0,1 - 0, 5% reduziert wird..For this purpose, steam is added to the heated gas through line 10 before it enters the first conversion stage 11 arrives with an iron oxide catalyst. That ^ hot convert gas flows through line 12 to heater 21 and on Line 13 to the heat exchanger _8 and through line 14 into the 2nd Kanvertieungsstufe 15, which is useful as a low temperature conversion with a copper oxide catalyst is formed and in which the CO content is reduced to 0.1-0.5% will..

Da CO-arme Gas gelangt dann nach weiterer Ausnutzung seiner fühlbaren Wärme zur CO0-Wäsche 16. Diese kann "vorzugsweise als Heißpottaschewäsche ausgeführt werden, die einen Teil der fühlbaren Wärme des konvertierten Gases zur Regenerierung der Waschflüssigkeit verwendet. Die ausgewaschene Kohlensäure verläßt durch Leitung 17 die Anlage. Der CO„ Enggehalt des gewaschenen Gases liegt nun etwa zwischen 0,1 - 0, 3 %.Since the low-CO gas then reaches the CO 0 scrubbing 16 after further utilization of its sensible heat. This can "preferably be carried out as hot potash washing, which uses part of the sensible heat of the converted gas to regenerate the scrubbing liquid. The scrubbed carbonic acid leaves through conduit 17 the plant. The narrow CO content of the scrubbed gas is now between 0.1 - 0.3%.

DiesesGas gelangt durch Leitung 18 zum Wärmeaustauscher 19 und durch Leitung 20 zum Gaserhitzer 21, wo es auf die für die Methanisierung erforderliche Temperatur von etwa 250° gebracht wird und durch Leitung 22 in die Methanisierung 23, in der der restliche Gehalt an CO und CO2an einem Nickelkatalysator mit H2 zu Methan hydriert wird. This gas passes through line 18 to the heat exchanger 19 and through line 20 to the gas heater 21, where it is brought to the temperature of about 250 ° required for the methanation and through line 22 into the methanation 23, in which the remaining CO and CO 2 content is hydrogenated on a nickel catalyst with H 2 to methane.

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Durch Leitung 24, Wärmeaustauscher 19, Leitung 25 und nach Kühlung des Gases gelangt das so erzeugte Synthesegas zum Verdichter 26, in dem das Gas auf den für die NH„-Synthese 27 ^forderlichen Druck gebracht wird. Das erzeugte Ammoniak verläßt durch Leitung 28 die Anlage, während das Sy.itheserestgas durch 29 abgeführt wird.Through line 24, heat exchanger 19, line 25 and after cooling the Gas, the synthesis gas generated in this way reaches the compressor 26, in which the gas is brought to the pressure required for the NH "synthesis 27 ^. That generated ammonia leaves the plant through line 28, while the Sy.itheserestgas is discharged through 29.

Anstelle der beschriebenen Gaszerlegung mit Regeneration kann auch ein anderes bekanntes Gaszerlegungsverfahren , das beispielsweise mit umschaltbaren Wärmeaustauschern arbeitet, angewandt werden.Instead of the described gas separation with regeneration, another known gas separation process, which works for example with switchable heat exchangers, can be used.

Beispielexample

3 Für die Erzeugung von 1200 t NHQ werden 180 500 Koksofengas benötigt, dem 27 650 NM Rauhgas zuzumischen sind. In derTiefkühlzerlegung 4, in der dieses3 For the generation of 1200 t NH Q , 180 500 coke oven gas are required, to which 27 650 NM of raw gas are to be added. In the deep-freeze decomposition 4, in which this

Gemisch auf ca. 5-10 ata verdichtet wird, werden daraus 147 290 Nm Rohwasserstoff mit einem Druck von etwa 2, 5 - 5 ata gewonnep, die anschließendMixture is compressed to approx. 5-10 ata, 147 290 Nm raw hydrogen from it with a pressure of about 2, 5 - 5 ata gewonnep, which subsequently

3 weiter zu reinem Synthesegas verarbeitet werden. Dabei fallen 60 860 Nm Restgas an, die aus dem Wärmespeicher 4c des Regenerativkühlers abgesaugt und als Heizgas abgegeben werden.3 can be further processed into pure synthesis gas. Thereby 60 860 Nm fall Residual gas, which is sucked out of the heat accumulator 4c of the regenerative cooler and given off as heating gas.

Die Gase haben folgende Analysen:The gases have the following analyzes:

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KoksofengasCoke oven gas RauchgasFlue gas -- Synthese-RohgasSynthesis raw gas RestgasResidual gas co % co % j 2,5j 2.5 11,311.3 -- -- 12,6012.60 °2° 2 0,50.5 2,12.1 -- 0,970.97 0,070.07 COCO 6,06.0 -- 7, 107, 10 0,620.62 H2 H 2 52,052.0 85,685.6 67,4067.40 5,825.82 CH4 CH 4 25, 525, 5 1,0 *1.0 * 0, 570.57 74,4074.40 CnHnCnHn 1,51.5 -- 4,454.45 N2 N 2 6, 966, 96 23, 7223, 72 2,022.02 ArAr 0.040.04 0,240.24 0,020.02

Für die Tiefkühlzerlegung ist eine bekannte Anlage mit 3 Regeneratoren vorgesehen, Das Koksofengas/Rauchgas-Gemischtritt beispielsweise mit 10 ata und 35 C in den bereits abgekühlten wird, wobei CO0, HO und Eöhere Kohlenwasserstoff praktisch vollständig und CH. zum größten Teil in fester Form an der Oberfläche der Regenrat ormasse haften bleiben. Der Dampfdruck des CH. bei -187°C beträgt 0,057 ata, was bei 10 ata einem CH.-Restgehalt von 0, 57 % entspricht. Der Teildruck von N2 im Gas, wie es aus dem Regenerator 4a austritt, beträgt 2, 372 ata. Er liegt damit niedriger als der Dampfdruck von N0 = 2, 5 ata bei -187°C, so daß also kein N0 kondensiert.A well-known system with 3 regenerators is provided for deep-freeze decomposition. The coke oven gas / flue gas mixture enters the already cooled one at 10 ata and 35 C, with CO 0 , HO and higher hydrocarbons practically completely and CH. for the most part remain in solid form on the surface of the Regenrat or Masse. The vapor pressure of the CH. at -187 ° C is 0.057 ata, which at 10 ata corresponds to a residual CH content of 0.57%. The partial pressure of N 2 in the gas as it emerges from the regenerator 4a is 2,372 ata. It is thus lower than the vapor pressure of N 0 = 2.5 ata at -187 ° C., so that no N 0 is condensed.

In Turbine 4d wird das Gas arbeitsleistend auf 5 ata entspannt, wobei die Temperatur auf- 191 C heruntergeht. Der Umgang 4e dient zur genauen Einstellung der gewünschten Temperatur. Bei -191 C beträgt der Dampfdruck des CH. 0,037 ata. Der CH.-Teildruck im Gas beträgt hinter der Turbine Q,iO285 ata,In turbine 4d, the gas is expanded to 5 ata while performing work, with the temperature goes down to 191 C. The handling 4e is used for the exact setting the desired temperature. At -191 C the vapor pressure of the CH is. 0.037 ata. The CH partial pressure in the gas behind the turbine is Q, iO285 ata,

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woraus hervorgeht, daß keine weitere Abscheidung von festem CH4 eintritt. Mit dieser erniedrigten Temperatur strömt das Gas durch den Regenerator 3, kühlt ihn dabei ab und erwärmt sich selbst auf ca. 31.° C.from which it can be seen that no further deposition of solid CH 4 occurs. At this lower temperature, the gas flows through the regenerator 3, cools it down and heats itself up to approx. 31 ° C.

DerRegenerator 4 b, in dem vorher gerade die Abkühlung des Gas gemisches mit Auskondensierung der höheren Bestandteile stattgefunden hat, wird durch Entspannen und Absaugen bis auf einen Druck von ca. 0, 3 ata regeneriert, ä The regenerator 4b, in which the gas mixture has just been cooled with the condensation of the higher constituents, is regenerated to a pressure of about 0.3 ata by decompression and suction, the like

wobei COgi H?O, CNHm und CH4 verdampfen und ihre Verdampfungswärme aus der Regeneratormasse entnehmen, wotoei sich diese abkühlt. Nach dieser Regenerierung wird der Regenerator anschließend mit dem kalten Gas aus der Turbine weiter abgekühlt, wobei für eine kurze Dauer das Gas, das noch die letzten Bestandteile an CH. und anderen höher siedenden Stoffen aus dem Regenerator aufnimmt, ins Restgas gegeben wird, bis es für die Waterverarbeitung in der NH3-Synthese rein genug ist.where COgi H ? O, CNHm and CH 4 evaporate and take their heat of evaporation from the regenerator mass as it cools down. After this regeneration, the regenerator is then cooled further with the cold gas from the turbine, whereby the gas, which still contains the last CH. and other higher-boiling substances from the regenerator, is added to the residual gas until it is pure enough for water processing in the NH 3 synthesis.

Da im Synthese-Rohgas bereits der für das Synthesegas erforderliche Stickstoff enthalten ist, erübrigt sich eine weitere 2,ugabe vonRauchgas. Nach Verdichtung auf 27 ata undVorwärmung im Wärmeaustauscher 8 auf 207 C wird der im Gas enthaltene Sauerstoff im katalytic chen Verbrennungsreaktor 9 mit Wasserstoff umgesetzt, wobei die Temperatur auf 362 C anstfeigt. Dann werden dem Gas 47 t Dampf (30 ata, 340°C) zugemischt, so daß das Gemisch mit 355 C inSince the synthesis raw gas already contains the nitrogen required for the synthesis gas is contained, there is no need to add 2 more smoke gas. After compaction to 27 ata and preheating in the heat exchanger 8 to 207 C, the oxygen contained in the gas is converted into hydrogen in the catalytic combustion reactor 9 implemented, the temperature increasing to 362 C. Then be the Gas 47 t of steam (30 ata, 340 ° C) mixed in, so that the mixture with 355 C in

es die erste Konvertierungsetufe 11 eintritt, in der/sich durch die Reaktion auf the first conversion stage 11 occurs, in which / by the reaction to

380° C erwärmt,380 ° C heated,

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Nach Abgabe von fühlbarer. Wärme im Erhitzer 21, dem Wärmeaustauscher 8 und einem nicht gewidmeten Speisewassererhitzer tritt das Gas mit 218°C in die Tieftemperatur-Konvertierungsstufe 15 ein. Das fertige konvertierte Gas hat nur noen 0,18% CO (bezogen auf trockenes Gas). Nach Ausnutzung seiner Wannt für Speisewassererhitzer l.md für die Regenerierung der Waschflüssigkeit der nachfolgenden COgWäscne tritt es mit 100 C in die CO2-Wäsche 16 ein, in der fc durch Waschung mit heißer Pottaschelösung die Kohlensäure bis auf einen Restgehalt von 0,15% entfernt wird. Das gewaschene Gas wird im Wärmeaustauscher 19 und dem Erhitzer 21 erhitzt und tritt mit 300 C in die Methanisierung ein, in der die Reste anCO und CO9 bits auf max. 10 ppm mit Wasserstoff umgesetzt werden. Die Analyse des so bereiteten Synthesegases istAfter submitting palpable. Heat in the heater 21, the heat exchanger 8 and a non-dedicated feed water heater, the gas enters the low-temperature conversion stage 15 at 218 ° C. The finished converted gas has only 0.18% CO (based on dry gas). After using its tub for feed water heater 1.md for the regeneration of the washing liquid of the subsequent COgWäscne, it enters the CO 2 wash 16 at 100 C, in which the carbon dioxide is reduced to a residual content of 0.15% by washing with hot potash solution Will get removed. The scrubbed gas is heated in the heat exchanger 19 and the heater 21 and enters the methanation at 300 C, in which the residues of CO and CO 9 bits are converted to a maximum of 10 ppm with hydrogen. The analysis of the synthesis gas prepared in this way is

H2 % 74,10H 2 % 74.10

N2 24,70N 2 24.70

CH4 o, 95CH 4 o.95

Ar pO, 25Ar pO, 25

Die Synthesegasmenge bettägt 141, 500 Nm /h.The amount of synthesis gas is 141.500 Nm / h.

Nach Ausnutzung seiner Wärme im Wärmeaustauscher 19 und nach weiterer Kühlung und Trocknung wird das Gas im Synlliesegasverdihhter 26 von 24 ata auf 3r'- ata verdichtet und tritt so in die NHL Synthese 27, in der sich H2 By exploiting its heat in the heat exchanger 19 and, after further cooling and drying of the gas in the Synlliesegasverdihhter 26 is 24 ata 3 r '- compacted ata and so enters the NHL synthesis 27, in which H 2

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und N„ zu NH„ umsetzen. Das Syntheserestgas, das zur Entfernung der inerten Bestandteile CH. und Ar abgegeben werden muß, kann als Brenngas, z.B. für die Dampferzeugung, ausgenutzt und z.B. mit dem Abgas aus dem Kältespeicher 4 b vereinigt werden.and convert N "to NH". The synthesis residual gas, which is used to remove the inert Components CH. and Ar must be released, can be used as fuel gas, e.g. for steam generation, and e.g. with the exhaust gas from the Cold storage 4 b are combined.

- 12 Patentansprüche - 12 claims

BAD ORIGINAL 109809/1593BAD ORIGINAL 109809/1593

Claims (4)

PatentansprücheClaims 1.) Verfahren zur Umwandlung von Kohlenmonoxyd Wasserstoff und Methan " enthaltenenGasen wie Kokereigas, Raffinerieabgas, Spaltgas oder dergl. zui einem Ammoniak synthese gas, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rohgas nach Maßgabe des erforderlichen N2 : H2 Verhältnisses S«M 3£ehgats % eil Np-reiches Rauchgas oder Spaltgas zugemischt wird, und daß das1.) A method for converting carbon monoxide hydrogen and methane "contained gases such as coke oven gas, refinery gas, cracked gas or the like. Zui an ammonia synthesis gas, characterized in that the raw gas according to the required N 2 : H 2 ratio S« M 3 £ ehgats % eil Np-rich flue gas or cracked gas is added, and that the Gemisch in einem an sich bekannten (Regenerativsystem von Kältespeicherr bis zur weitgehenden Kondensation von Methan gekühlt, danach durch kätalytisehe "\erbrennung mit Wasserstoff von Sauerstoff befreit, anschließend durch Konvertierung des darin enthaltenen Kohlenmonoxyds mit Wasserdampf im Wasser stoff gehalt angereichert und nach Auswaschen des größten Teils des Kohlendioxyds durch Hydrierung der Reste von CO0 und CO zu Methan feingereinigt wird.Mixture in a known (regenerative system from cold storage to extensive condensation of methane, then freed of oxygen by catalytic combustion with hydrogen, then enriched in the hydrogen content by converting the carbon monoxide it contains with water vapor and after washing out most of it of the carbon dioxide is finely purified by hydrogenation of the residues of CO 0 and CO to methane. CtCt 2.) Verfahren nach Anspruch 1, daß als N2-reiches Rauchgas ein durch Spalten von Kokereigas, Restgas, Raffinerieabgas oder anderer Kohlenwasserstoffe enthaltender Gase mit Luft erzeugtes Gas verwendet wird.2.) The method according to claim 1, that a gas generated by splitting coke oven gas, residual gas, refinery off-gas or other hydrocarbon-containing gases with air is used as the N 2 -rich flue gas. 3.) Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltung unter einem, solchen Druck erfolgt, daß das Spaltgas dem vor der Tiefkühlung verdichteten Rohgasgemisch noch zugeführt werden kann. 3.) The method according to claim 2, characterized in that the cleavage takes place under such a pressure that the cracked gas can still be fed to the crude gas mixture compressed before the freezing. 109809/1593 -13-109809/1593 -13- 4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadirch gekennzeichnet, daß ein Teil des Rauch- oder Spaltgases nach der Tiefkühlung in das Rohgasgemisch eingeführt wird.4.) The method according to claim 1 to 3, characterized in that a part of the flue or fission gas is introduced into the raw gas mixture after deep freezing. BADBATH 109809/1593109809/1593 Lee r sei t eLee r be e
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