DE1908359A1 - Kreislaufverfahren zur Durchfuehrung eines chemischen Prozesses - Google Patents

Kreislaufverfahren zur Durchfuehrung eines chemischen Prozesses

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DE1908359A1 DE19691908359 DE1908359A DE1908359A1 DE 1908359 A1 DE1908359 A1 DE 1908359A1 DE 19691908359 DE19691908359 DE 19691908359 DE 1908359 A DE1908359 A DE 1908359A DE 1908359 A1 DE1908359 A1 DE 1908359A1
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Description

Patentanwalt Dipl.-Ing. 809 Dresden, den 1. Februar 126S Erwin Glanzberg Auf dem Sand 5
A/6 II
Ingenieurbüro für Rationalisierung Chemie, ^y Gottschedstr, 12
"Kreislaufverfahren zur Durchführung eines chemischen Prozesses11
τητητητη^ητηττιττιηιτηΓητηηιτητηίητηπιτητητηη^
Die Erfindung betrifft ein Kreis laufverfahren zur Durchführung eines chemischen Prozesses, wobei in denxKr eis lauf ein Reaktor, ein Kühlsystem, ein Abscheider und ein Umlaufverdichter eingeschaltet und diese Apparate und Maschinen untereinander durch ein Rohrsystem miteinander verbunden sind·
So wird z.B, bei der Ammoniaksynthese verdichtetes Synthesegas dem Kreislauf'zugeführt. In dem Reaktor erfolgt die Umsetzung von Stickstoff und 'Jasserstoff zu Ammoniak. Das aus dem Reaktor kommende Kreislaufgas strömt anschließend durch das Kühlsystem, in dem das Ammoniak verflüssigt wird und hierauf durch einen Abscheider, in dem.das flüssige Ammoniak von dem Kreis laufgas getrennt wird. Das Kreis laufgas v/ird dann dem Umlauf verdichter zugeführt, der die Druckverluste im Kreislaufsystem überwinden muß. Entsprechend dem Umsatz im Reaktor wird anschließend dem Kreislaufgas frisches Synthesegas zugemisoht und der Kreislauf beginnt hierauf von Neuem. JSinem solohen Kreislauf v/ird demzufolge das Synthese-
098931/144$
-'■ -'■■-■ _ 9 — '--:■' - v -■*■ -■.-■"■■■'". ■"'-.-.' -λ- -■■".
gas zugeführt und das gewonnene Produkt ζ%.3. flUusiges^ Ä : "
mmoniak) aus ikii abgeführt* . Tl -_..." ^- "-■■■■".v- ^ ;? ; ^ ^ , Äußer dein Produkt müssen jedooh a,uoh die gasfaraiigen Bestandteile aus "efsui Kreislauf ©ntfarnt werdan,. die mit dem Synthesegas in den Kreislauf' gelangen, aber, nicht an der ;■
Synthese teilnehmen oder die als Κβΐ)βη,ρα?οα-ηΪ£ΐ:ο:-:ΐ3··βί·'-ύ.,83?'-,. •Reaktion gebildet v/-erden. Bis Hntfernung dieser Inertgase ; erfolgt daduroh, daß ein.Teil. des Ii reislauf gas es abgr3lassen wird (Kreislaufentspannungagas) und: daß das flüasige Produkt ' einen Teil der Ihertgase in gsl&star Form abführt (BrbdLikt-ents.X!annungsgas). Bei der .-3r.t5pann.img des flüssigen Produktes v/erden diesa Gase v/iader. frei,
- Ilaohteili^ bei -diesen-,bekannten Kreislaufirerfaliren v/irkt sioh der Umstand aus,- daß mit den Kreislauf- und Irodukt- "·■ öntspannungsgasen swangs lauf ig auoh reals tions fähige Oaokosaponenten'aus dem'Kreislauf entfernt v;erden, dia somit für die Synthese: -verlorengehen. Dadurch liegt der tatsächliche GaSTerbrauch wesentlich üb sr dem stöchioraetrisehen Verbrauch. Dieser zusätzliche Gasverbrauch liegt bei .Äiamoniak- und-.LIe- " ;■■ thanolsynthes:e-Anlagen in der Größenordnung τοπ. 100 bis 500-" ·;
Es ist nun schon bekannt, durch Terringerung des Inertgasgehaltes im !Frischgas und/oder durch Erhöhung des Inertgas geL·. It es im Kreislauf i±e .jynthesegas~Yerlusta aüver-
* "-■-■"■■'
i; rlngern« Öles .hat den Ilachteil, daß durolräie Erhöhung des
Inertgasgehaltes im Kreislauf die speaifisohe Reale torieistung -"absinkt und die Verringerung des Inertgasgehaltes ,im Frischgas höhere Gasreinigungskost'en erfordert.
v/jDas Ziel der vorliegenden Erfindung bestellt, nun' darin, diQSellaGhteile jsu Tßrmeiden und das Kreis lauf verfahren so Eu fuhren! daß eilie Senlcuhg <3es oynthes.egasverbrauqhea und des Rohstoffverbrauöhes erreicht wird#',Darüber -hinaus soll - ■ dievGasreinigung verbilligt werden bei gleichzeitiger oteige- ; rung ä$p spe25ifischen. Anlageleiatung und vrirkeamer lenkung des' Energieauf wand es. Außerdem Sollen 'auch noch roiiie Sdelgase gev/önnen ;?erden.
.Zur. Erreiohung diesec Zieles wird bei einem sol'oLen 'bekannten Kreislaufverfaiiren diesem ICreislauf cuaLtslioh ein Weiterer Ίΐ r sis lauf EUjG3cLa,Itct, .vocoi ±u diesesr. .-aitoren Kreislauf dis au.^ dem erspar. Kreislauf oi.tücr.r-i-i'ien .intc^annungsgase einer "Gastrennungsa::la^;c zugeführt .verden, in der die reaktionsfähigen -Jas::capor-enten'ab£;-3tren.nt v/erden und hierauf fiiit Hilfe des ICor.pressors doiü ..aü^tkreislauf v/i ed er feugeführt werden. , -
• Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung wird nocli ein Bweiter sucätslioher Kraiglauf nugesclialtet, mit dessen Hilfe die bei der Gasserlegung anfallenden RohstoffKomponenten :; über eine -uasorccugungsanlage und eine Gasreinigungsanla^e
009ff3T/f44S
BAD ORIGINAL
dem Hauptkreislauf' als Synthesegas wieder augeführt v/erdeü. Das bei der Zerlegung der Entspannungsgase in einer'Methano!anlage-anfallende CO, lU-Gasgemisoh wird dem Kreislauf
I. *
einer Armnoniakanlage Tor der- CO-Kοnverti©rung augeführt·
Die bei der Zerlegung der Sntspannungsgase in einer Aimno- ■ hiakanlage anfallende Stidkstoff-Fraktiön wirä'naoli DruokerliöliUng in flüssiger Form der Gas Zerlegungsanlage siner Metliano !anlage aur- Gewinnung το η CO-frei ein "Jas s erst off züge-. . führt, der v/iederum in einer Immoniakaiilage als Synthesegas -
-!eingesetzt v/erden kann.
Bei öer Gastrennung anfallendes Methan vrird einer Methanohlorierungsanlage zugeführt, um durch Zerlegung dieser Restgase die im !.!ethan enthaltenen Edelgase. Krypton und Xenon zu
, ~ev/innen. .
Sie Tiefkülilung der Entspannung gase wird durch Kopplung * mit den Gasserle^ungsanlagen bis höchstens an den Festpunkt
.aar Reaktionsprodukte oder der kritischen Yerunreinigungen ^efülirt und der Druck ira ersten Produktentspannungsbehälter v/ird höher r.evrählt als der Druck in der Gaserzeugungsanlage. besonders vorteilhaft ist es, v/enn auch α er Druck in der LIethanabscheidung ier Gastrennungsanlage höher aIc der Druok in. den Gas erz eu^ungsanlagen liegt. . \ -'-; :_ ' -" . ·""""'■.
LIit"-:Iixlx.e 'der ^sigefugten Zoichnuag i^t.das /arfindüngsgefäße Verfahr en so besc2iri.eberi, v/ie es bei dar I-Iers teilung
C0SS31/U45
BAD ORIGINAL
. /τοπ Ammoniak ab läuft. -W :' \. :> "·.;■ . Der Gas eräeugungs anlag el wird- der'Rohstoff ( s>B>* Kohlen--~ . wasserstoff, Pfeil 1a) zugeführt,. _l!/i Tir^asungsmittel dienen Dampf und Luft oder Sauerstoff (Efeile -fb und. io)> Bas in der • Gaseraeugungsanlage 1 anfallende Ptohgas wird in der Gas* "reinijgurigsanläge 2. zu Syntliesegas^ nxit:der gevvünsoliten 2usam-. mensetsung aufgearbeitet und mit Hilfe des Kompressors 3 dem Haüptkreislauf zugeführt. In diesen sind eingeschaltet: der Reaktor 3t das Kühlsystem 6, der'Abscheider 7 und der Umlauf-Terdiohter 4.
Von diesem Kreislauf viird das Produkt aus dem Abscheider 7 ' dem Produktentspannungsbehalter .8 zugeführt. Außerdem wird' aus dem Kreislauf Sntspannungsgas 7a entnommen, und gemeinsam mit dem Produktentspannungsgas 8a in einer Gaszerlegungsanlage 9 in einzelne Komponenten zerlegt. Die *2as s erst of f-S tickstoff-Fralction v/ird über die leitung 10 dem Kompressor 3 und Ton diesem dem Hauptkreislauf zugeführt.
Das aus der Gaszerlegung 9 einer KethanoL-Anlage strömende GO,, IT0~Gemisoh wird über die Leitung 11 der Gas reinigungsanlage 2 zugeführt, aus der es dann weiter in Form von synthesegas über den Kompressor 3 in den Hatiptkr eis lauf der illLzSynthese gelangt.
Die Liethan-Fraktibii wird über die Leitung 1:2 der Gaserzeugungsanlage 1 zugeführt, in dieser in Rohgas verwandelt
0098317
unä nach Uurohlauf der Gasreinigung 2 :nifc Hilfe des Korn-' ' press ors 3 v/i ed er dem Ilauptkr eis lauf augeführt·
Die in der Gaszerlegungsanlage 2 anfallenden. I]delga3e v/erden aus dem Kreislauf abgesondert (Pfeil 13)-» Es ergibt si oh somit, daß nur der Rohstoff und dcis Vergasungsmittel der Anlage augeführt v/erden und 1-ediglioh "CO^ die Produkte und die Edelgase aus ihr abgeführt v/erden. 2s ist somit möglich, bei chemischen Prozessen ohne Nebenreaktionen den öynthesegasverbrauch theoretisch bis auf den stöchiometrisohen V/ert hsrabsusetzpn und dadurch eine v/esentliohe Senkung der Harstellunsskosten au erzielen. - . · ;

Claims (1)

  1. :. :"■ Fat e η■ t a η a ρ r u ο Ii e : · ...-"":; ':>-y - "-■
    1. liisislauxTrerfalirea ε-ur Durchführung eines chemischen ;/ " Pros ess es, wobei in dem Kreislauf 'ein Reaktor, eiü Eülilsystem,. ein Abscheider und ein Umlauf verdichter eilige sofial t ö t und diese Apparate' und Maschinen untereinander Uurch-ein- Eoh:rs- :: ;. sjstem verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,! daß,diesem"■".'■: ' Kreislau£' jsüsätzlich ein weiterer Kreislauf ,-Buges ehaltet ist, «obei diesem weiteren Kreislauf di& aus. dein erstöh iCreiäla^f
    Ent;spannüngsgasQ eiaer Gasäer&gungsanlaga X9) werden^ in der die realttionsfEiilge:ri. Gaskomponenten r . abgetieiuit werden, die hierauf mit Hilfe <Xeei.Eonrpressors ;(5) . ' öteia Häuftkr eis lauf v/ieder Bugeführt werdeiiv .<:':; ; · .
    . ; 2φ : Terfaiiren nach Anspruch. 1, dadurch gekMnseichnet, ^daß, noch ein zweiter r.usätsiicher Kreislauf 2uges:cliaitet /ϊ/ird, mit dessen Hilfe die bei der Gfas Verlegung; a.nf all end sn ivolistoff-lvomjponenten über eine Gaser2eugußgoanla£e"-(1). ;in:u eine 'Gasreinigungsanlage (2) d eui „aup tkr eis lauf als. a^ntlies e >as v;i ed er augeführt werden. , ; "
    3« Terfahrennach Anspruch 1 und" 2S da'fluroli -^dteiiüEeiehnet, daß das bei der Gas zerlegung in: einer iletlianol-iKlage anfallende CO, K9-€as^eisisch dem; Eröislaiif-"einsr Aanioniak-Anlage Tor der GO-IIcmrertierung ,augeführt wird·
    4. Terfaliren nacli Ansprütih i urid 2, dadurch ^ekennseichnet, dal? die bei der Gasaerlegung in siner AiBinoßiak-A.nlage aßfallen-. de otickstoff-j'raktiOn nach nruckcriibhung in flüssiger.-Fora, der Gasserlegungsa.nlage (9) einer He than ο !-Anlage zur GeMntiung. von CO-freieni "uasserstoff sugefülirt v/arden«:
    5. Terfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch, gekennzeichnet, Ü3.2, das bei eier Gastrennung anfallende !!ethan einer Methancrilorierungsanlage nu^eführt wird, im äie im Methan enthaltenenEdelgase 'Krypton und Xenon su gewinnen«
    6. Yerfaliren nach Anspruch. 1 und 2, dadurch, gekennaeich.net, Cs1S öle Tiefkühlung der intspannungsgase durch ICopplung mit den ■2-a:s3-rlegungsaalagen bic höchstens an den Festpunkt der Reaktionsprodukte oder kritischen Verunreinigungen geführt wird.
    7. "/"erfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, £a£ der jrucl: in ersten rroauktentspannungsbehälter höher als der Druck in der Gaserseugungsanlage (1) gewählt wird,
    8. "/"erfahren n^ch .Inopruch 1 und 2, dadurch, gekennzeichnet, αε,Γ: dor !»ruck in α er !..ethanaOscheidung der Ga,sserlegungsanlage höher als der jjruck in den Gaserneugungsanlagen (1) liegt.
    009831/UAS
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