DE1963297C3 - Verfahren zum Erzeugen von Kälte - Google Patents
Verfahren zum Erzeugen von KälteInfo
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Description
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-
zeichnet, daß der Druck des «inen Gasstromes den *5
Drude des Gemisches um nicht mehr ds 10% über-
■* 3. Verfahren nach Anspruch f oder 2. dadurch Die bisher bekannten . -
g gekennzeichnet daß einer der Gasströme vorwie- bedienen sich der Tatsache, daß ein verdichtetes Gas.
1 gend aus Wasserstoff oder Helium, der zweite vor- » dessen Temperatur unter der Inversionstemperatur
% wiegend aus Stickstoff. Argon. Kohlenmonoxvd. Hegt bei der Entspannung eine Abkühlung erfähr . Die-
ί! Methan. Äthan oder Äthylen bestem. * se Entspannung wird entweder in einem Drosselventil
l" «um Gewinnen von Ammoniaksynthesegas durch führt. Es ist also erforderlich, das zu kühlende Gas auf
, Abkühlen von Rohwasserstoff und Stickstoff im 95 einen Druck zu verdichten, der erheblich über demjeni-
% Wärmeaustausch mit Zerlegungsprodukten. Behan- gen Druck liegt bei dem das Gas bzw. seine Zerle-
% «rom mit nüssigem Stickstoff und Zumischen von der arbeitsleistenden Entspannung kommt hinzu, daß
t abgekühltem Stickstoff zu dem die Säule verlassen- eine Expansionsmaschine benötigt wird die wegen ih-
t Wasserstoff-Stickstoff-Verhäiinisses von 3 :1 erfor- temperaturteil nur schwer zugänglich ist. Diese Nach-
derlichen Menge, dadurch gekennzeichnet daß der teile fallen vor allem dann ins Gewicht, wenn nur eine
;. Rohwasserstoff dem Tieftemperaturteil mit einem geringe Kälteleistung benötigt wird, wenn also z. B. bei
^ Druck von mindestens 35 at vorzugsweise etwa 45 einem Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung lediglich
bis 85 at zugeführt wird und daß der Stickstoff vor 35 die Isolationsverluste der Anlage und die Austauscher-
f Druck verdichtet wird, der nicht wesentlich größer Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfah-
i zeichnet daß es bei einem Druck von nicht mehr ais löst, daß zwei Gasströme, deren Hauptkomponenten
1 durchgeführt wird. unter im wesentlichen dem gleichen Druck, der größer
! b. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der 43 ist als der höchste der kritischen Drücke der Haupt-
ί Stickstoff aus einer Luftzerlegungsanlage stammt, komponenten, auf eine Temperatur, die tiefer liegt als
ί in der in flüssigem Zustand verdichteter Sauerstoff die höchste der kritischen Temperaturen der Haupt-
j stickstoff angewärmt wird, dadurch gekennzeichnet, werden.
j tche und zur Einstellung des gewünschten H2: N2- zur Überwindung des Druckabfalls dieses Ventils nöti-
i Verhältnisses benötigte Stickstoff vom Kreislauf- gen Druck höher zu liegen als der Druck nach dem
: kompressor der Luftzerlegungsanlage verdichtet Mischen. Zweckmäßigerweise übersteigt daher der
\ und daß als Kreislaufkompressor ein Turboverdich- Druck des einen Gasstromes den Druck des Gemisches
' ter eingesetzt wird. 55 um nicht mehr als 10%.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis b. Die Erfindung beruht auf der durch Auswerten von
dadurch gekennzeichnet daß der zum Anfahren der Messungen des Joule-Thomson-Effekts an Gemischen
Flüssigstickstoffwäsche benötigte flüssige Stickstoff gewonnenen Erkenntnis, daß Kälte nicht aliein durch
der Luftzerlegungsanlage entnommen wird. Drosselentspannung eines Gases auf einen wesentlich
8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens 60 niedrigeren Druck erzeugt werden kann, sondern auch
nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch Lei- dadurch, daß ein Gas bei genügend hohem Druck mit
tungen für verdichteten Rohwasserstoff, etwas hö- einem anderen gemischt, d. h, bei gleichbleibendem Syher verdichteten Stickstoff, Synthesegas und Rest- stemdruck auf seinen Partialdrück, im Gemisch entgas (1; 2; 13; 16), durch Wärmeaustauscher (3; 4; 6; spannt wird. Voraussetzung dafür, daß dieser Effekt in
7; 8) zum Abkühlen von Rohwasserstoff und Stick- «3 nennenswertem Maß auftritt, ist lediglich, daß die —
stoff im Gegenstrom zu Synthesegas und Restgas, auf gleichen Druck bezogenen — Siedepunkte der
durch eine Stickstoffwaschsäule (10) mit einer An- Hauptkomponenten eines jeden der zu mischenden
schlußstelle (U) für das kalte Ende der Rohwasser- Gasströme genügend weit auseinanderliegen, d. h., daß
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3 Γ 4
^,jenjge Bestandteil der in dem einen Gasstrom in löst, daß der Rohwasserstoff dem Tieftemper*turtei!
de, größten Konzen^on vorbjt, wesentlich tiefer mit einem Dwck von mindestens 3S at, vorzugsweise
stedet als deqn«B Bestandteil der m der, anderen etwa 45 bis 85 at. zugeführt wird und daß der Stickstoff
gugsw«seibesteht daher der emeGasstr jm hauptsäch- 5 Druck verdichtet wird, der nieht wesentiidh größer ist
lieh aas W^emoroderHeBum,der andere Gasstrom als der Druck des gereinigten Gases, der-aber ausreicht
. ^.w«_u ^ Stickstoff, Argon, Kohlenmonoxyd, um diesem den abgekühlten Stickstoff zuzuirasclien.
φχ eine verwiegend eine oder mehrere der genannten *o Im Vergleich zu den bekannten Verfahren mit ar-
jtöaersiedenden, der andere vorwiegend eine oder beitsleistender Entspannung des Synmesegases oder
,aehfer* der genannten tiefersiedenden Komponenten des Stickstoffs liegt der Vorteä darin, daß im Tieftem-
enthält- ... peratnrteä mit Ausnahme von Regelventilen keine be~
sieht darm, daß keiner der beiden Gasströme einen we- 15 Rohwasserstoff noch der Stickstoff einen wesentlichen
sentfichen Druckverlust erleidet and daß man im Tief- Druckverlust erleiden. Ein Vergleich mit den mit Hoch-
temperawrteil der Anlage außer Regehren*Hen keine drudcsöckstoff arbeitenden Verfahren, bei denen der
Ein besonders bevorzugtes Anwendungsgebiet der Kälteverluste herangezogen wird, ergibt daß es nun
Erfindung stellt die Herstellung eines Wasserstoff- »q nicht mehr nötig ist den Stickstoff auf ein?n wesentlich
Stickstoff-Gemisches für die Ammoniaksynthese im höheren Druck als den Waschdruck zu verdichten, daß
Anschluß an die Flüssigstickstoffwäsche dar. Da die die produzierten Gasgemische also, abgesehen vom
Ammoniaksynthese bei Drücken in der Größenord- Druckverlust des Tieftemperaturteils, mit dem gleichen
nung von 200 at durchgeführt wird, ist man bestrebt Druck zur Verfügung stehen, mit dem der Rohwasserden Druck, unter dem der Wasserstoff erzeugt wird, in as stoff und der Stickstoff in die Anlage eingeführt worden nachfolgenden Reinigungsschritten so weitgehend den sind.
wie möglich aufrechtzuerhalten. Aus diesem Grunde Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Herstellen
wird auch die Flüssigstickstoffwäsche in zunehmendem von Ammoniaksynthesegas wird vorzugsweise bei
Maß unter erhöhtem Druck durchgeführt. Je nachdem, einem Druck von nicht mehr als 250 at insbesondere
welchem der eingangs erwähnten Verfahren zur Kai- 30 von nicht mehr als 180 at durchgeführt Bei Drücken
teerzeugung der Vorzug gegeben wird, stehen dabei im von mehr als 180 at ist nämlich über der flüssigen Phase
wesentlichen zwei Verfahren zur Wahl: Bei dem einen eine Gasphase mit 75% Hz und 25% N2 nur dann exiwird der Waschstickstoff unter niedrigem Druck ver- stent wenn die Temperatur am Kopf der Waschkolonflüssigt und dann mit einer Pumpe auf den Waschdruck ne unter der Siedetemperatur des Stickstoffs bei Atmogefördert; die Kälteverluste werden durch arbeitslei- 35 Sphärendruck liegt, d. h., die benötigte tiefe Temperatur
stende Entspannung des Synthesegases oder eines am Kopf der Waschsäule könnte nur z. B. durch unter
Stickstoffteilstroms gedeckt (vgl. zum Beispiel die Vakuum verdampfenden Stickstoff erreicht werden.
US-PS 3 312 075). Die zweite Möglichkeit besteht dar- Soll die Waschsäule unter noch höheren Drücken bein, daß man den Stickstoff auf etwa 200 at verdichtet, trieben werden, so muß deren Kopftemperatur noch
abkühlt und auf den erheblich niedrigeren Waschdruck 40 weiter abgesenkt werden. Die obere Druckgrenze liegt
entspannt wobei der Stickstoff in den flüssigen Zustand dort, wo die gewünschte Zusammensetzung der Gasübergeht (vgl. zum Beispiel Linde-Berichte aus Technik phase erst bei Temperaturen zu erreichen wäre, die unu. Wissenschaft Nr. 4,1958, S. 27 und 28). ter dem Festpunkt des Stickstoffs liegen.
der Kälteerzeugung typischen Nachteile: Dus erste er- 45 durch partielle Verbrennung von Kohlenwasserstoffen
fordert Flüssigkeitspumpen und Expansionsmaschinen erzeugt werden. Der hierzu benötigte Sauerstoff wird
im Tieftemperaturteil. Beim zweiten ist der Druckver- in einer Luftzerlegungsanlage gewonnen, die auch den
tust des Stickstoffs beträchtlich; dies bedingt nicht nur für die Flüssigstickstoffwäsche und für die Einstellung
einen erhöhten Aufwand für Anlage und Betrieb des des gewünschten H2 ·. N2-Verhältnisses erforderlichen
dene Wärmeaustauscherstraßen vorgesehen werden, ist, den Druck der Wasserstofferzeugung anzuheben,
nämlich eine für den Wärmeaustausch mit dem Hoch- muß auch der Sauerstoff unter erhöhtem Druck bereit-
druckstickstoff und eine für den Wärmeaustausch mit gestellt werden. Um gasförmigen Sauerstoff zu ver-
dem unter niedrigerem Druck stehenden Rohwasser- dichten, werden aber aufwendige Maschinen mit einer
stoff. 55 Kolbenverdichterendstufe benötigt, die zudem stark
ein Verfahren zum Gewinnen von Ammoniaksynthese- vorgezogen, den in der Luftrektifikation gewonnenen
gas durch Abkühlen von Rohwassefstoff und Stickstoff flüssigen Sauerstoff durch eine Pumpe auf den ge-
im Wärmeaustausch mit ZerleguttgSprödukten, Behän- wünschten Enddruck zu bringen und erst dann anzü-
deln des Roh Wasserstoffs in einer Säule im Gegen- So wärmen.
strom mit flüssigem Stickstoff und Zumischen von ab- Der verdichtete Sauerstoff kann seinen Kälteinhalt
gekühltem Stickstoff zu dem die Säule verlassenden ge- aber nur an ein Gas abgeben, dessen Wärmekapazität
reinigten Gas in der für das Einstellen eines Wasser' einen vergleichbaren Wert besitzt; die auf nur 5 bis 6 at
stdff-Stickstoff-Verhältnisses von 3 :1 erforderlichen verdichtete Luft kommt hierfür nicht in Frage. Aus die-Menge zu schaffen, das in einer besonders einfachen 85 «em Grund muß die Luftzerlegungsanlage mit einem
Apparatur bei gleichzeitig Vermindertem Energieauf- Stickstoffkreislauf ausgerüstet werden; dessen Endwand durchgeführt werden kann. druck so hoch zu wählen ist, daß def komprimierte
ten verdichteten' Sauerstoff dessen Kälte aufnehmen kanni Der Kreislaufdruck muß also etwa ebenso hoch
sein .Wie der Abgabedruck des Sauerstoffs. Durch die nachfolgende ,Entspannung Hefen der Kreislaufstickstoff außerdem mindestens einen Teil der für die Luftzerlegung
notwendigen Kälte. .,
Üblicherweise,Ast die für den, Betrieb der Stickstoff
.wasche nötige Stickstoff menge, nicht so groß, daß es
sinnvoll wäre, einen Turboverdichter einzusetzen. Bei denjenigen Verfahren der Flüssigstickstoffwäsche, bei
denen Stickstoff in gasförmigem Zustand verdichtet, abgekühlt und dann auf den Waschdruck entspannt
wird, liegt der erforderliche Enddruck des Stickstoffkompressors außerdem erheblich über dem Enddruck
des Stickstoffkreislaufkompressors der Luftzerlegungsanlage, so daß der Stickstoff für die Flüssigstickstoffwäsche
bisher zumindest in den letzten Stufen in Hochdruckkolbenverdichtern komprimiert werden mußte.
- Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, bei einem Verfahren zum Gewinnen von Ammoniaksynthesegas aus Rohwasserstoff, bei dem der Stickstoff für die Flüssigstickstoffwäsche und für das Einstellen des gewünschten H2: N2-Verhältnisses einer Luftzerlegungsanlage entnommen wird, in der in flüssigem Zustand verdichteter Sauerstoff durch Wärmeaustausch mit verdichtetem Kreislaufstickstoff angewärmt wird, den apparativen und energetischen Aufwand für die Stickstoffkompression zu vermindern.
- Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, bei einem Verfahren zum Gewinnen von Ammoniaksynthesegas aus Rohwasserstoff, bei dem der Stickstoff für die Flüssigstickstoffwäsche und für das Einstellen des gewünschten H2: N2-Verhältnisses einer Luftzerlegungsanlage entnommen wird, in der in flüssigem Zustand verdichteter Sauerstoff durch Wärmeaustausch mit verdichtetem Kreislaufstickstoff angewärmt wird, den apparativen und energetischen Aufwand für die Stickstoffkompression zu vermindern.
Dies geschieht in besonders vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgedankens dadurch, daß der zur
Durchführung der Flüssigstickstoffwäsche und zur Einstellung
des gewünschten Wasserstoff-Stickstoff-Verhältnisses benötigte Stickstoff vom Kreislaufkomprcssor
der Luftzerlegungsanlage verdichtet und daß als Kreislaufkompressor ein Turboverdichter eingesetzt
wird.
Der Kreislaufstickstoff der Luftzerlegungsanlage und der für die Synthesegasherstellung erforderliche Stickstoff
werden also in der gleichen Maschine verdichtet wodurch die Baubarkeitsbedingungen für Turboverdichter
leicht zu erfüllen sind. Dies ist möglich auf Grund der Tatsache, daß der Stickstoff für die Synthesegasherstellung
in gasförmigem Zustand erfindungsgemäß nicht mehr auf Drücke von etwa 200 at, sondern
nur mehr auf den Druck der Wasserstofferzeugung, sofern dieser 55 at überschreitet, verdichtet werden muß,
auf einen Druck also, der in dem gleichen Bereich liegt wie der Abgabedruck des vom Luftzerleger produzierten
Sauerstoffs.
Das Verfahren gemäß der Erfindung bietet noch eine
zweite Möglichkeit, die Synthesegasgewmnangsanlage
in vorteilhafter Weise ent der Luftzerlegnngsanlage zu
verbinden: Die zum Anfahren der Flüssigstickstoffwäsche benötigte Spitzenkälte wird durch flSssigen Stickstoff aas der Laftzeiiegungsamage geliefert Flüssiger
Stickstoff wird dabei aus der Drucksätde des Luftzeriegers abgezogen, auf wenig mehr als Atmosphärendruck
entspannt und dem letzten Wärmeaustauscher zugeführt den der Rohwasserstoff and der Stickstoff auf
ihrem Weg zn* Flüssigstickstoffwaschsäule durchströmen. Der verdampfte Stickstoff wird zusammen mit
äeta aas dem Kopf der Njederdrucksäule des Doppdrektifikators abziehenden Stickstoff aber die Wärmeaustauscher der Luftzerlegungsarriage nach außen geehrt
Die Vorrichtung zum Durchfuhren des Verfahrens zum Herstellen von Ammoniaksynthesegas gemäß der
Erfindung ist gekennzeichnet durch Lehmigen für verdichteten Rohwasserstoff, etwas höher- verdichteten
Stickstoff, Synthesegas und Restgas, durch Wärmeaustauscher zum Abkühlen von Rohwasserstoff und Stickstoff
im Gegenstrom zu Synthesegas' und Restgas, durch eine Stickstoffwaschsäule mit einer Anschlußstelle
für .das kalte Ende der Rohwasserstoffleitung, mit einer Entnahmestelle für Restgas im Sumpf, die über
mindestens ein Entspannungsventil mit dem kalten Ende der Restgasleitung verbunden ist, mit einer Anschlußstelle
für das kalte Ende der Synthesegasleitung im Kopf sowie mit einer öffnung zum Einspeisen von
Stickstoff in den Kopf und durch zwei vom kalten Ende der Stickstoffleitung ausgehende Leitungen, die über je
ein Entspannungsventil mit der öffnung zum Einspeisen von Stickstoff bzw. mit der die Stickstoffwaschsäule
verlassenden Synthesegasleitung verbunden sind
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird nunmehr an Hand dreier schematischer Darstellungen beispielsweise
erläutert
ao Der Rohwasserstoff gelangt gemäß F i g. 1 mit einem Druck von etwa 73 ata und Umgebungstemperatur
durch Leitung 1 in die Anlage und wird zusammen mit einem Teilstrom des durch Leitung 2 ankommenden,
auf 80 at verdichteten Stickstoffs in den Wärmeaustau-
«5 schern 3 und 4 im Gegenstrom zu Synthesegas gekühlt
während der restliche Stickstoff in den Wärmeaustauschern 5 rand 6 im Gegenstrom zu entspanntem Restgas
geführt wird. Die beiden Stickstoffströme werden vereinigt und passieren zusammen mit dem Rohwasserstoff
die Wärmeaustauscher 7, 8 und 9. Im Wärmeaustauscher 7 ist Synthesegas das kälteabgebende Medium,
im Wärmeaustauscher 8 entspanntes Restgas aus dem Sumpf der Stickstoffwaschsäule 10. Der Wärme
austauscher 9 wird nur während des Anfahrens der An-'age
gekühlt und zwar mit flüssigem Stickstoff aus einer anlagefremden Quelle.
Der Rohwasserstoff wird bei 11 mit einer Temperatur
von 83° K in die bei etwa 73 ata arbeitende Waschsäule 10 eingespeist Ein Teil des abgekühlten Stick-
Stoffs wird über das Entspannungsventil 12 auf den Kopf der Säule 10 aufgegeben. Da der kritische Druck
des Wasserstoff-Stickstoff-Gemisches wesentlich höher
liegt als die kritischen Drücke der Hauptkomponenten und als der Säulendruck, geht der Stickstoff beim Vermischen
mit H2 in den flüssigen Zustand über und bildet so die zum Entfernen des CO und CHa nötige Waschflüssigkeit
Der restliche Stickstoff, nämlich die zum Einstellen des Verhältnisses von 3H2: IN2 nötige Menge,
wird durch das Mischventil 13 dem den Kopf der
So Säule 10 mit etwa 83°K verlassenden gereinigten Geniisch aus Wasserstoff mit 103 Molprozent Stickstoff
zugesetzt Es wird also Stickstoff von etwa 80 at mit dem ans der Stickstoffwaschsaide abziehenden gereinigten Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch, dessen Haupt-SS
komponente Wasserstoff ist und das unter dem nur wenig niedrigeren Druck von etwa 73 at steht, vereinigt
and auf diese Weise der Stickstoff bei im wesentlichen unverändertem Gesamtdrack aaf einen Partialdnick
von etwa 18 at entspannt Diese Maßnahme Kefert die
en stationären Betrieb zur Deckung der Austauschend IsoJanonsverluste nötige Käftemenge. so daß auf
Ftössigkeitspumpen and Eansiaaascfaiwen ebenso
wie aef eine Verdichtug auf einen wesentfch aber
dem Abgabedruck lieenn Druck verzichtet werden kamt
Das Synthesegas vertäft die Anlage, nachdem es in
den Wärmeaustauschern 7.4 und 3 angewärmt worden
ist. durch Leitung 14. FaIs das Wasserstoff-Sticfcstofr-
Yerhältnjs im warmen Synthesegas.-,noch nicht genau Fjüssigstickstoffwäsiche erforderlichen Siickstoff zu ge·:
dem ,geTöjfderten, Wert entspricht, wird die fehlende winnen, werden 505.000 N mVh;,Luft aufii at verdichtet,
.'l^^n^eiSfi^^tp^u^lWitun^iS;zugesetzt,. , durch Leitung 50 in der gezeichneten Schaltphase dem
£3as Sumpfpro$|.ul<t der Wascjisjiule 10, das im we- Strömungsweg einei) ReVersingsExchanger-AnlagetZusentlichln
aus §jffiekstplf, (jH^und^jEC) besteht, wird im 5 geführte in; djes,em.,jm Gegenstrom zu:!,]ZerJegungsprot
Ventil 16 aut den Abgabedruck entspannt, in den War- dukten abgekühlt und dabei getrocknet) und von GO2
r ' meaustauschern 8, 6 und 5 angewärmt und über Lei- befreit Ein Teil der aus dem Strömungsweg 51 kom-
tuhg 17 abgezogen. menden^Luft gelangt nun durch Leitung 52 zur Turbine
Bei dem Verfahren gemäß Fig.2 wird der Erfin- J53, wird Hört auf etwa 1,5at entspannt und dann über
dungsgedanke im Rahmen der Aufbereitung des Abga- 10 den Wärmeaustauscher 54 in die obere Säule des Luftses
einer Ammoniaksyntheseanlage angewandt. rektifikators 55 eingespeist. Eine weitere Luftmenge
Das zu zerlegende Gas, bestehend aus Wasserstoff, durchströmt von der Leitung 52 aus zunächst den Wär-Stickstoff,
Argon und Methan, strömt der Anlage durch meaustauscher 56 und wird dann zum Teil direkt über
Leitung 20 mit einem Druck von 50 bis 80 at zu. Es wird die Leitung 57, zum Teil nach Passieren des Wärmeausin
den Wärmeaustauschern 21 und 22 im Gegensirom 15 tauschers 58 durch Leitung 59 der unteren, bei etwa
zu Zerlegungsprodukten so weit gekühlt, daß alle Be- 6 at arbeitenden Säule des Luftrektifikators 55 zugestandteile
mit Ausnahme des Wasserstoffs kondensie- führt. Die restliche Luftmenge wird im Strömungsweg
ren. Die Flüssigkeit wird im Abscheider 23 abgetrennt, 60 der Reversing-Exchanger-Anlage etwa auf Verflüsin
die Säule 24 entspannt und dort rektifiziert. Das flüs- sigungstemperatur gebracht und gelangt durch Leitung
sig im Sumpf sich sammelnde Methan wird über Lei- ao 61 ebenfalls in die untere Säule des Luftrektifikators 55.
tung 25 dem Wärmeaustauscher 21 zugeführt; das Sauerstoffreiche Flüssigkeit aus dem Sumpf der unte-Kopfprodukt,
ein Gemisch aus Stickstoff und Argon. ren Säule wird über Leitung 62, Unterkühlungsgegenwird
in einer weiteren Säule 26 zerlegt in gasförmigen strömer 63 und Entspannungsventil 64 der oberen Säu-Stickstoff
als Kopfprodukt und flüssiges Argon als Ie zugeführt um dort in reinen Sauerstoff und unreinen
Sumpfprodukt, welches in den Wärmeaustauschern 22 »5 Stickstoff zerlegt zu werden. Die hierzu erforderliche
und 21 angewärmt und durch Leitung 27 abgegeben Rückflüssigkeit wird der unteren Säule bei 65 entnomwird.
men und über den Wärmeaustauscher 63 und das Ent-
Der Stickstoff aus dem Kopf der Säule 26 wird in den spannungsventil 66 auf die obere Säule aufgegeben.
Kältekreislauf des Systems eingespeist: Er wird in den Der vom Kopf der oberen Säule durch Leitung 67 abWärmeaustauschern
28, 29 und 30 angewärmt, im 30 ziehende unreine Stickstoff, 136 676NmVh, wird in den
Kompressor 31 verdichtet und im Wärmeaustauscher Wärmeaustauschern 63 und 58 und dann in der Rever-30
wieder abgekühlt. Ein Teil des Stickstoffs wird nun sing-Exchanger-Anlage, in der dargestellten Schaltphain
der Expansionsmaschine 32 arbeitsleistend ent- se in den Strömungswegen 68 und 69, auf Umgebungsspannt.
gibt in der Schlange 33 Wärme an den Sumpf temperatur angewärmt; er führt dabei das in der vorder
Säule 26 ab und wird schließlich in den Flüssigstick- 35 hergehenden Schaltphase aus der Luft niedergeschlastoffbehälter
34 entspannt Der restliche Stickstoff wird gene Wasser und Kohlendioxyd mit sich fort,
im Wärmeaustauscher 29 abgekühlt, beheizt in der Der im Sumpf der oberen Säule produzierte flüssige
Schlange 35 den Sumpf der Säule 24, wird dabei ver- Sauerstoff wird über Leitung 70 entnommen und in der
flüssigt im Wärmeaustauscher 28 weiter abgekühlt und Pumpe 71 auf einen Druck von 95 at gebracht. Um dieebenfalls
in den Flüssigstickstoffbehälter 34 entspannt 40 sen verdichteten Sauerstoff anwärmen zu können, ist
Aus diesem wird Flüssigstickstoff zum Teil als Wasch- ein Stickstoffkreislauf vorgesehen: 112 800 NmVh gasflüssigkeit
auf die Säule 26 aufgegeben und zum ande- förmigen Stickstoffs werden aus der unteren Säule
ren Teil in der Schlange 36 verdampft um den Kopf durch Leitung 82 abgezogen, im Wärmeaustauscher 54
der Säule 24 zu kühlen. Der nunmehr gasförmige Stick- gegen turbinenentspannte Luft erwärmt und dann gestoff
wird zusammen mit dem im Behälter 34 ver- 45 teilt Der eine Teil wird in den ungewechselten Querdampften
Stickstoff und dem Kopf produkt der Säule 26 schnitten 72 und 73 der Reversing-Exchanger-Anlage;
Über die Wärmeaustauscher 28, 29 und 30 wieder dem der andere in den Wärmeaustauschern 74 und 75 ange-Kompressor
31 zugeführt wärmt Beide Stickstoff teilströme werden dann zusam-
Dem aus dem Abscheider 23 entweichenden Wasser- men im Kompressor 76 auf etwa 80 at verdichtet
stoff hmjB mm noch Stickstoff in dem für Ammoniak- 50 75 476 NmVh werden im Wärmeaustauscher 75 gegen
synthesegas erforderlichen Verhältnis beigemischt wer- Stickstoff aus der enteren SMe and gegen kompnden. Zu diesem Zweck wird ein entsprechender Teil des näerten Sauerstoff abgekühlt end dam geteilt: Der er
im Kompressor 31 verdichteten und abgekehlten Stick ste Teilstrom passiert den Wärmeaustaescher S6. der
Stoffs vor dem Ensis in den Behälter 34 abge- zweite Teistrora wed im Wärmeaustauscher 77 durch
zweigt end derch Leiteng 37 end Mischventil 38 dem 55 komprimierten Sauerstoff end der dritte Teistrom im
Wasserstoff zugesetzt. Auf diese Weise wird der Stick- Wärmeaustauscher 74 durch den Kreistaefstickstoff aus
stoff ohne wesel Änderung des Gesamtdruckes der enteren Säule bgekehl. Die drei Teflströme wer
auf semen Ftiahhck m end durch die dabei den dann gemeinsam im Ventil 78 auf den Druck dei
erzeugte Kälte ein Te» des Kältebedarfs des Verfah- enteren Säiee entspannt end aef diese aufgegeben,
rens gedeckt. Das Synthesegas verläßt die Anlage 60 Der restliche Antefl des vom Kompressor 76 ver
durch Leiteng 39. dichteten Stickstoffs von 37 324 NmVh wed der Lei
F i g. 3 zeigt die Kombination der FlüssJgsiickstoff- tung 2 der Ftessigstickstoffwaschawage zugeführt am
wäsche nach F i g. 1 mit einer Laftzertegungsamage. dort in der im Zusammenhang mit F i g. 1 geschidertei
Gleiche TeMe sind mit gleichen Be/egszifferi versehen. Art und Weise weiterbehaedeb. Die durch Lefceng
Der Rohwasserstoff wird derch partiefte Verbren· «5 ankommende Rsseniiwgl· betrag
mmg eines Kohlenwasserstoffs bei etwa 95 at erzeugt H» 252 NmVh; derch Leitung M werde
Der merze nötige Sauerstoff ist also ebenfalls mit 95 at 136400Nm1Zh Sysegabo, dessen Drec<
zer Verfügeng tu steten. Um diesen end den für die sich durch den DrackabfaP der FBsagstickstoffwäsch
1 96S&97
ίο
nuimnweserttlieh vermindert hat. Das Restgas wird der
Leitung 17 in einer Menge von 1*0 176 NmVh mit einem
Drück von wenig über f at entnommen;
•Die aim Anfahren der Flüssigstickstoffwäsche nötige^Krälte
wird dem Wärmeaustauscher 9 dadurch zugeführt, daß der unteren Säule des Luftrektifikators 55 bei
79 flüssiger Stickstoff entnommen; im Ventil 80 auf den Dttick der obgrefi Säule entspannt und im Wärmeaustauscher
9 verdampft wird. Der gasförmige Stickstoff
wird über Leitung 81 mit dem aus dem kopf der oberen Säule durch Leitung 67 abziehenden Stickstoff vereinigt.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- ■ψ —stoffleituog ffl, B& einer Eotnatoesteöe for Rest-* "' ehe SiedetemperaGireD aufweisen, unter iiD wesent- — .r ~ Beben dem gleichen Djuck. der größer ist als der E&de der StickstofftotungBeben denTg&m Drack. der größer ist als deHöchste der kritischen Drücke der Hauptfcompo- gen. die ober je ein«emeiuaof eine Temperatur, die tiefer üe^t als die » ^Ο*^*>η&^^höchste der kriiiscb^TeinjjeratureB der Haupt- der die Stickstoff^chsäule (Wissenden Sya-komponenfee. abgekpÄt Ä anschließend ge- *esegasleßang{14) verbunden sind.mischt werden.
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