DE2005258B2 - Verfahren zum Abtrennen von Kohlendioxid aus Synthesegas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Kohlendioxid aus Synthesegas durch Waschen des rohen Synthesegases mit überschüssigem Ammoniak und einem die Lösung von Ammoniumcarbamat unterstützenden bzw. fördernden Medium unter Druck bei einem mit einem Harnstoffsyntheseverfahren gekoppelten Vertahren zur Ammoniaksynthese, wobei der Waschprozeß noch keine konuanten Betriebsbedingungen erreicht hat

Verfahren zur Herstellung von K jnstoff, wobei eine Ammoniaksyntheseanlage mit einer Harnstoffsyntheseanlage kombiniert wird, sind aus den JP-PS 4 61 396 und 4 99 095 bekannt Weiterhin ist das eingangs genannte Verfahren aus der DE-PS14 68 732 bekannt.

Bei diesem bekannten Verfahren kann das Waschen des rohen Synthesegases mit einem alkalischen Waschmedium und das Regenerieren des verbrauchten alkalischen Waschmediums im Gegensatz zum herkömmlichen Ammoniaksyntheseverfahren weggelassen werden, wenn im Zuge der Harnstoffsynthese eine Stufe zur Abtrennung des im rohen (Ammoniak-Synthesegas enthaltenen Kohlendioxids vorgesehen wird, wodurch sich die Herstellungskosten beträchtlich senken lassen.

Eine kritische Untersuchung der vorstehend erwähnten bekannten Verfahren ergab, daß dabei einige technische Probleme, und zwar Probleme beim Waschen des rohen Synthesegases und auch in der nachfolgenden Verfahrensstufe, ungelöst bleiben.

So wurde festgestellt, daß die Temperatur der Waschlösung in der Waschzone zweckmäßigerweise so niedrig wie möglich gehalten werden soll, um die Absorption von CO₂ beim Waschen des rohen Synthesegases zu erhöhen und gleichzeitig auch die in dem die Waschzone bzw. -stufe verlassenden Synthesegas enthaltene Menge an gasförmigem Ammoniak so gering wie möglich zu halfen, und daß das die Waschzone verlassende Synthesegas in jedem Fall durch indirekten Wärmeaustausch gekühlt werden muß.

Weiterhin wurde festgestellt, daß das Kühlen des Synthesegases durch indirekten Wärmeaustausch ein besonders schwieriges Problem darstellt. Zum Kühlen durch indirekten Wärmeaustausch wurden bereits mehrere Verfahren empfohlen, nämlich ein Verfahren.

bei dem in der zum Waschen des rohen Synthesegases dienenden Waschzone ein Wärmeaustauscher vorgesehen ist, durch den die Waschzone gekühlt wird, ein weiteres Verfahren, bei dem ein Teil des in der

s Waschzone verwendeten Waschmediums aus der Waschzone abgezogen, zur Abkühlung durch einen Wärmeaustauscher geführt und dann in die Waschzone zurückgeführt wird, sowie schließlich ein Verfahren, bei dem das die Waschzone verlassende Synthesegas durch

ίο einen Wärmeaustauscher geführt und dadurch gekühlt wird, wobei eine große Menge des vom Synthesegas mitgeführten gasförmigen Ammoniaks auskondensiert, so daß flüssiger Ammoniak vom Synthesegas abgetrennt und in die Wasdizone zurückgeführt werden

is kann, um diese zu kühlen. Bei den beiden ersten der genannten Verfahren sind die Wärmeaustauscher jedoch jeweils der Einwirkung einer Flüssigkeit ausgesetzt, die stark korrosives Ammoniurncarbamat enthält, und müssen daher aus ziemlich teurem Material, wie korrosionsbeständigem Stahl, der spezielle Legierungsbestandteile, wie Titan oder Zirkon enthält hergestellt werden.

Weiterhin kann man auch unter Verwendung solch teurer Wärmeaustauscher das Waschmedium infolge seines Gehaltes an Ammoniumcarbamat, das bei niederen Temperaturen im Waschmedium leicht koaguliert bzw. daraus ,ausfällt nicht ohne die ernsthafte Gefahr von Betriebsstörungen kühlen, da, wenn die Temperatur des Kühlmittels im Wärmeaustauscher verhältnismäßig niedrig ist die Gefahr besteht, daß im Wärmeaustauscher eine große Menge Ammoniumcarbamat koaguliert und den Wärmeaustauscher verstopft In solchen Wärmeaustauschern bzw. bei diesen Verfahren kann man daher nicht mit niederen Kühlmitteltemperaturen arbeiten, so daß die im Wärmeaustauscher zurückgewonnene Wärmemenge nicht hoch sein kann.

Beim letzten der drei genannten Verfahren wird gekohlt, indem man aus der WascMone abströmendes gasförmiges Ammoniak kondensiert und das dabei erhaltene flüssige Ammoniak in die Waschzone zurückführt Die dabei in den Wärmeaustauscher gelangende Menge an Kohlendioxid ist dabei im Vergleich zu den beiden vorstehend erörterten Verfahren gering, jedoch gelangt eine beträchtlich hohe Kohlendioxidmenge in den Wärmeaustauscher, wenn die Waschstufe nicht unter konstanten Betriebsbedingungen betrieben wird, z. B. während des Anfahrens der Anlage. Somit sind die vorstehend erwähnten Probleme

so auch bei diesem Verfahren nicht in völlig befriedigender Weise gelöst

Die vorstehend erwähnten Probleme ergeben sich daraus, daß die Abtrennung von CO₂ unter speziellen Bedingungen durchgeführt wird, um die Menge an zusammen mit dem gereinigten Synthesegas die Waschzone verlassendem Ammoniakgas so gering wie möglich zu halten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß CO₂ aus dem rohen Synthesegas auch dann vollständig entfernt werden kann, wenn der Waschprozeß noch keine konstanten Betriebsbedingungen erreicht hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem

Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß man in der Waschlösung in der Nähe des gasauslaßseitigen Endes der Waschzone ein Mol-Verhältnis NH) zu CO2 von mindestens 3,0 :1 aufrechter-

hält, nach dem Austritt des Gases aus der Waschzone noch vorhandene Reste an CO₂ durch Methanisierung, Wasserwäsche oder Wäsche mit einer wäßrigen Lösung abtrennt und das CO₂-freie Synthesegas anschließend durch indirekten Wärmeaustausch kühlt

Erfindungsgemäß wird somit auch bei nicht konstanten Betriebsbedingungen, z.B. beim Anfahren oder Umstellen der Anlage, da* CO₂ mit der erforderlichen Konstanz abgetrennt Daher ist es möglich, Wärmeaustauscher aus gewöhnlichem, billigem Flußstahl zu ι ο verwenden. Ferner besteht keine Gefahr, daß der Wärmeaustauscher durch Ammoniumcarbamat verstopft wird, urr! die Menge der am Wärmeaustauscher wiedergewonnenen Wärme ist sehr hoch.

Wie bereits erwähnt, wird das rohe Synthesegas gewaschen, ohne daß es durch indirekten Wärmeaustausch in einem Wärmeaustauscher gekühlt wird, der an einer Stelle in der Waschzone oder einer darauf folgenden Verfahrensstufe angeordnet ist, an der noch CO₂ im Synthesegas vorhanden ist oder sein könnte.

Wenn man das Synthesegas nicht mittels eines Wärmeaustauschers an einer Stelle im Verfaihfensablauf kühlt an der Ammoniak und CO₂ nebeneinander vorliegen und die Gefahr besteht daß sich Ammoniumcarbamat bildet so steigt die Temperatur in der Waschzone an, wodurch leicht CO₂ aus der Waschzone entweichen kann.

Das Entweichen von CO₂ aus der Waschzone kann dadurch verhindert werden, daß man die Ammoniakzufuhr so regelt daß das NHj/COi-Molverhältnis in der Waschzone hoch ist, z. B. 4 :1 bis 20:1 beträgt jedoch ist eine entsprechende Einregulierung des NHj/COr Molverhältnisses während der »Anfahrperiode« der Anlage oder wenn die zum Fördern der Waschlösung dienende Pumpe nicht in Ordnung ist schwierig, so daß unter diesen Umständen CO₂ aus der Waschzone entweichen kann. CO₂, das unter nicht konstanten Verfahrensbedingungen aus der Waschzone entweicht, muß aus dem Synthesegas abgetrennt werden, wobei gasförmiges Ammoniak zweckmäßig erst nach der Entfernung des Kohlendioxids abgetrennt wird.

Nach dem Verfahren der Erfindung wird aus dem aus der Waschzone kommenden, eine große Menge Ammoniakgas enthaltenden Synthesegas ein Teil des Ammoniaks in Form einer wäßrigen Ammoniaklösung mit hoher Konzentration abgetrennt indem man das Synthesegas mit einer kleinen Menge Wasser in Berührung bringt die wenig oder gar kein CO₂ enthält und das CO₂ wird mit Hilfe der wäßrigen Ammoniaklösung oder auf andere Weise entfernt Das Synthesegas aus der Waschzone kann auch direkt in einen Methanenrsuger eingespeist werden, in dem das vorhandene Kohlendioxid sowie gleichzeitig auch vorhandenes Kohlenmonoxid in Methan umgewandelt werden.

Die Abtrennung von CO₂ wird in der vorstehend beschriebenen Weise vervollständigt Hierauf wird das Synthesegas gekühlt um einen großen Teil des aus der Waschzone kommenden gasförmigen Ammoniaks zu kondensieren und dadurch in Form von flüssigem Ammoniak wiederzugewinnen.

Bei dieser Kühlung kann der dafür erforderliche Wärmeaustauscher nicht durch Ammoniumcarbamat verstopft werden, und man kann hierfür einen Wärmeaustauscher aus gewöhnlichem Flußstahl ver- M wenden.

Bei der Abtrennung von Ammoniak nach der Methanbildungsreaktion kann man die in der Waschzone erzeugte Wärme zusammen mit der bei der Methanbildungsreaktion erzeugten Wärme, wiedergewinnen uiid gewünschtenfalls kann man auch die in der Waschzone erzeugte Wärme, die bei der Methanbüdungsreaktion frei werdende Wärme und die bei der Ammoniaksynthese erzeugte Wärme gemeinsam wiedergewinnen, indem man das Synthesegas nach dem Passieren des Methanerzeugerreaktors direkt: in den Synthesegaskreislauf der Ammoniaksynthese «inspeist Demgemäß kann man die Anzahl der im gesamten Reaktionssystem erforderlichen Wärmeaustauscher verringern, so daß das Verfahren der Erfindung bezüglich der Anlagekosten und der Betriebskosten für die Instandhaltung der Wärmeaustauscher besonders vorteilhaft ist

Falls das die Waschzone verlassende Synthesegas direkt in einen Methanerzeugungsreaktor eingespeist wird, so muß sein A mmoniakgehalt klein genug sein, daß sich das im Synthesegas enthaltene Ammoniak unter den im Methanbildungsreaktor herrschenden Bedingungen, d. h. bei 275 bis 350⁰C und unU;^r einem Druck von 150 bis 400 Atmosphären, nicht in Stickstoff und Wasserstoff zersetzen kann. Die Ammoniakkonzentration kann hinlänglich durch die Wahl eines geeigneten Arbeitsdruckes in der Waschzone gesteuert werden.

Zur umwandlung von Kohlenstoffoxiden in Methan wird als Katalysator in der Regel ein fester Katalysator verwendet der Nickel als Hauptbestandteil enthält Bei Versuchen wurde festgestellt daß ein solcher Katalysator ohne Schwierigkeiten bezüglich seiner Aktivität und Lebensdauer auch in einer Ammoniak enthaltenden Atmosphäre verwendet werden kann.

F i g. 1 ist ein schematisches Fließbild einer Anlage zur Durchführung einer Ausführungsform des. Verfahrens der Erfindung.

Fig.2 ist ein schematisches Fließbild einer etwas abgewandelten Ausführungsform des in F i g. 1 dargestellten Verfahrens.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 wird durch eine Leitung 1 ein Kohlendioxid enthaltendes Gasgemisch, daf als Ausgangsmaterial für die Ammoniaksynthese verwendet werden soll (Synthesegas), am unterer Ende in einen Waschturm 2 eingespeist In dem Waschturm 2 wird durch eine Leitung 3 eine wäßrige Amniorahimcarbamatlösung eingespeist mit der des Synthesegas ausgewaschen werden soll. Der Druck im Waschturm 2 liegt zwischen 150 und 400 Atmosphären. Das Molverhältnis von Ammoniak zu CO₂ in der Waschlösung am Kopf des Waschturms 2 wird so eingeregelt daß es über 3,0 und vorzugsweise zwischen 4,0 und 20 liegt indem man durch eine Leitung 4 wäßrige Ammoniaklösung einleitet Im Waschturm 2 'wird ün wesentlichen die gesamte im rohen Synthesegas einhaltende CO_rMenge in die flüssige Phase überführt

Die sich beim Überführen des Kohlendioxids in die flüssige Phase bildende Ammoniumcarbamatlösung wird durch eine Leitung 6 in einen (nicht dargestellten) Harnstoffsynthesereaktor eingespeist

Das im Waschturm erzeugte, eine große Menge Ammoniak enthaltende gereinigte Synthesegas wird durch eine Leitung S aus dem Waschturm 2 abgezogen, in der es mit einer kleinen, durch she Leitung 7 zugeführten Menge Wasser vermischt wird, das einen Teil des im Synthesegas enthaltenen Ammoniaks unter Bildung einer wäSri^n Ammoniaklösung absorbiert

Durch die bei der Bildung der wäßrigen Ammoniaklösung frei werdende Absorptionswärme steigt die Temperatur des Synthesegases um 0 bis 50° C.

Anstatt Wasser kann man durch die Leitung 7 auch ein anderes wäßriges Medium, wie wäßrige Ammoniaklösung, einspeisen. Die wäßrige Lösung soll in diesem Fall Oberhaupt kein oder nur eine sehr geringe Menge CO2 enthalten. Die in der Leitung S gebildete wäßrige ■> Ammoniaklösung nimmt im Synthesegas enthaltenes restliches Kohlendioxid vollständig auf, worauf die flflssige Phase von der Gasphase in einem Scheider 8 abgetrennt wird. Die flüssige Phase wird durch eine Leitung; 10 dem (nicht da rgestellten) Harnstoffsynthese- ι ο reaktor zugeführt.

Durch die vorstehend beschriebenen Verfahrensstufen wird das CO? vollständig entfernt, auch wenn noch keine konstanten Betriebsbedingungen vorliegen.

Wenn sich konstante Betriebsbedingungen eingestellt i> und aus dem Waschturm 2 mit dem Synthesegas kein CO2 abströmt, so kann die Zufuhr von Wasser bzw. einer wäßrigen Lösung durch die Leitung 7 abgestellt werden.

Das den Scheider 8 verlassende Synthesegas fließt durch eine Leitung 9 und wird in einen Methanbildungs· reaktor 11 eingespeist:, in dem im Synthesegas enthaltenes Kohlenmonoxid mit ebenfalls im Synthesegas enthaltenem Wasserstoff bei etwa 300⁰C in Anwesenheit eines üblichen, Nickel enthaltenden Methanerzeugungskatalysators in Methan umgewandelt wird, das gegenüber dem bei der nachfolgenden Ammoniaksynthese verwendeten Katalysator inert ist.

Auf Grund der bei der exothermen Methanbildungsreaktion frei werdenden Wärme erhöht sich die Temperatur des Synthesegases, so daß das aus dem Methanbildungsreaktor 11 durch eine Leitung 12 in einen Wärmeaustauscher 13 fließende Synthesegas um etwa 15 bis 3O⁰C heißer ist als beim Eintritt in den Methanbildungsreaktor 11. Im Wärmeaustauscher 13 tauscht das Synthesegas mit einem durch eine Leitung !5

14 zugeführten Wärmeübertragungsmedium, wie Kesselspeisewasser, Wärme aus, wodurch es auf etwa 60°C abgekühlt wird. Dann speist man es durch eine Leitung

15 in die nicht dargestellte Ammoniaksyntheseanlage ein.

Das im Gemisch mit dem Synthesegas durch die Leitung 5 aus dem Waschturm 2 austretende Ammoniak wird iusammen mit dem in der Ammoniaksyntheseanlage aus Wasserstoff und Stickstoff erzeugten Ammoniak in Form einer wäßrigen Ammoniaklösung wiedergewonnen.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann an einer geeigneten Stelle der Leitung 9 zwischen dem Scheider 8 und dem Methanbildungsreaktor 11 ein weiterer Wärmeaustauscher vorgesehen so werden, durch den das Synthesegas geführt wird, um es darin abzukühlen und darin enthaltenes gasförmiges Ammoniak in Form von flüssigem Ammoniak wiederzugewinnen. Der Zweck der vorliegenden Erfindung kann auch auf diese Weise erreicht werden.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird durch eine Leitung 1 rohes, CO2 enthaltendes Synthesegas am Boden in einen Waschturm 2 eingespeist und wird, während es durch den Waschturm aufsteigt mit einer wäßrigen Ammoniumcarfoamatlösung, die durch eine Leitung 3 eingespeist wird, und flüssigem Ammoniak, das durch eine Leitung 4 zugeführt wird, gewaschen, um den größeren Teil des darin enthaltenen Kohlendioxids abzutrennen, das in die flüssige Phase geht Dabei wird die Zufuhrgeschwindigkeit des durch die Leitung 4 eingespeisten flössigen Ammoniaks so gewählt daß das NH^COrMolverhältnis in der Waschlösung am Kopf des Waschturms 2 in einem Bereich von 4,0 bis 20 gehalten wird. Die in Waschturm 2 gebildete Ammoniumcarbamatlösun( wird am Boden des Waschturms durch eine Leitung ( abgezogen und einem (nicht dargestellten) Harnstoff synthesereaMor zugeführt

Gewünschten- bzw. erforderlichenfalls kann man an Kopf des Waschturms 2 durch eine Leitung 7 Wassei einspritzen, durch das Ammoniak absorbiert wird.

Das im Waschturm 2 von CO₂ gereinigte Synthesega: wird durch eine Leitung 9 in einen Methanbildungsreak tor 11 eingespeist in dem Kohlenmonoxid Itatalytiscl mit Wasserstoff in Methan umgewandelt wird

Wenn unter nicht konstanten bzw. noch nich stabilisierten Betriebsbedingungen, z. B. beim Anfahrer der Anlage bzw. des Verfahrens, Kohlendioxid durch di< Leitung 9 austritt, so wird es im Methanbildurigsreaktoi U ebenfalls mit dem im Synthesegas enthaltend Wasserstoff in Methan umgewandelt.

Das aus dem Methanbildungsreaktor 11 austretend! Synthesegas wird durch eine Leitung l2 in einen ai: Vorerhitzer 1 für das im Ammoniaksynthesesysten umlaufende Synthesegas dienenden Wärmeaustausche! 13 eingespeist

Der Hauptteil der vom Synthesegas im Waschturm ; aufgenommenen und bei der Methanbildungsreaktior frei gewordenen Wärmemenge wird im Wärrneaustau scher 1.3 auf das im Ammoniaksynthesesystem umlau fende Synthesegas übertragen, das. nachdem es au diese Weise aufgeheizt ist in einen Ammoniaksynthe seofen 14 eintritt

Das im Wärmeaustauscher 13 gekühlte Synthesega: wird in das Ammoniaksynthesesystem durch eine Leitung 15 eingespeist

Das im Gaskreislauf des Ammoniaksynthesesystem: umlaufende Synthesegas wird, wie bereits erwähnt nachdem es im Wärmeaustauscher 13 aufgeheizt wurde durch eine Leitung 16 zum Ammoniaksyntheseofen V geführt, in dem es in herkömmlicher V/eise zi Ammoniak umgesetzt wird. Da die Ammoniakbildungs reaktion exotherm ist liegt die Temperatur des in Ammoniaksynthesesystem umlaufenden Gasstrom! beim Austritt aus dem Ammoniaksyntheseofen 14 un 100 bis 200⁰C höher als am Einlaß. Das der Ammoniaksyntheseofen 14 verlassende Gas wird dahei durch eine Leitung 17 zu einem Wärmerekuperator H geführt in dem die im Waschturm 2, im Methanbil dungsreaktor U und im Ammoniaksyntheseofen U erzeugte Wärme weitgehend wiedergewonnen und zun Aufheizen von Kesselspeisewasser für die Erzeugung von Wasserdampf ausgenutzt wird.

Aus dem Wärmerekuperator 18 fließt das abgekPhlte im Ammoniaksynthesesystem umlaufende Gas durch eine Leitung 20, in der es mit dem durch die Leitung 1! zugeführten frischen Synthesegas vereinigt wird, zt einem Kühler bzw. Kondensator 21, in dem man es mi einem durch eine Leitung 22 in den Kondensator 21 eintretenden Kühlmittels kühlt so daß der größere Tei des in dem durch den Kondensator 21 fließendet Gasstrom enthaltenen Ammoniaks auskondensier wird, worauf man das Gemisch in einen Scheider T. einspeist in dem flüssiges Ammoniak abgetrennt wird.

Das den Scheider 23 verlassende Kreislaufgas wire durch eine Leitung 24 zu einem Kompressor 25 geführt in dem es zum Ausgleich des Druckverlustes wahrem der Ammoniaksynthese verdichtet und dann durch dei Wärmeaustauscher 13 zum Ammoniaksyntheseofen V geführt wird.

Ein Teil des im Scheider 23 abgetrennten flüssiger

Ammoniaks wird durch eine Leitung 26 und über eine Förderpumpe 27 durcfi die Leitung 4 unter erhöhtem Druck in den Waschturm 2 eingespeist.
Das Beispie¹ erläutert die Erfindung.

Beispiel

I" den Waschturm 2 wird rohes Synthesegas mit folgender Zusammensetzung (in Vol.-%) eingespeist:

CO₂ 11.28; CO 0,38; CH₄ 0,21;
H₂ 66.30; N₂ 21,57; A 0,27.

Das rohe Synthesegas, das eine Temperatur von 100 bis 180⁰C aufweist, wird in den Waschturm mit einer Geschwindigkeit von 695 NmVStunde eingespeist und mit 276,5 kg Ammoniumcarbamatlösung und 385 kg flüssigem Ammoniak pro Stunde unter einem Druck von 250 kp/cm² gewaschen, wobei man ein Synthesegas mit folgender Zusammensetzung (in Vol.■%) erhält:

H₂O 1,00; NHj 27,00; CO₂ Spuren;
Co 0,30; CH₄ 0,29; H₂ 53,68;
N₂ 17,48; A 0,24.

Das Molverhältnis von NHj/CO₂ in der Waschlösung beträgt am gasauslaßseitigen Ende des Waschturms 2. d. h. am Kopf des Waschturms, etwa 8,0. Unter konstanten Betriebsbedingungen weist das den Waschturm 2 verlassende Synthesegas die vorstehend angegebene Zusammensetzung auf, jedoch kann sein Kohlendioxidgehalt bei nicht konstanten Betriebsbedingungen auf etwa 0,1 bis 0,5 Vol.-°/o ansteigen.

Zur restlosen Abtrennung von in dem Waschturm 2 verlassenden Synthesegas enthaltenem Kohlendioxid spritzt man unter Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Anlage pro Stunde 6,5 bis 2,5 kg Wasser durch die Leitung 7 in das Synthesegas ein. um eine wäßrige Ammoniaklösung mit einer Konzentration von etwa 45 Gew.-% im Synthesegas zu erzeugen.

Arbeitet man nach der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung, so wird restliches Kohlendioxid aus dem Synthesegas durch Umwandlung in Methan im Metnanbildungsreaktor U entfernt. Da auf diese Weise beim Arbeiten nach beiden der geschilderten Ausführungsformen der Erfindung Kohlendioxid aus dem Synthesegas im wesentlichen vollständig entfernt wird, kann sowohl bei der in F i g. 1 als auch bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform der Wärmeaustauscher 13 aus gewöhnlichem Flußstahl hergestel't werden, ohne daß Schwierigkeiten zu befürchten sind.

Überdies kann man unter Verwendung dieser '. Wärmeaustauscher die im Verfahren erzeugte bzw. frei werdende Wärme mit hohem Wirkungsgrad wiedergewinnen.

Wird bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung und der vorstehend geschilderten

in Arbeitsweise im Vorerhitzer bzw. Wärmeaustauscher 13 als Kühlmittel 45°C warmes Kesselspeisewasser als Kühlmittel zum Kühlen des den Methanbildungsresktor 11 verlassenden Synthesegases verwendet, bzw. durch Wärmeaustausch mit diesem Synthesegas vorerhitzt, so

r> beträgt die dabei pro Stunde wiedergewonnene Wärmemenge 52,3 χ 10¹ Kcal/Std.

Ordnet man einen Wärmeaustauscher an einer geeigneten Stelle der Leitung 9 an, so beträgt die pro Stunde wiedergewonnene Wärmemenge etwa 45 xlOJ Kcal.

Arbeitet man bei den vorstehend im Ausführungsbeispiel genannten Bedingungen unter Anwendung der in Fi g. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung,so wird das im Ammoniaksynthesesystem umlaufende Gas

r> im Vorerhitzer bzw. Wärmeaustauscher 13 durch das mit einer Temperatur von I43°C zugeführte, frische, gereinigte Synthesegas von Normaltemperatur auf etwa 90°C vorerhitzt, worauf es in den Ammoniaksyntheseofen 14 eintritt, in dem seine Temperatur infolge der bei

in der Ammoniakbildung frei werdenden Reaktionswärme auf 24O⁰C steigt. Nutzt man den Wärmeinhalt des den Ammoniaksyntheseofen 14 verlassenden Gases aus, um damit im Wärmerekuperator 18 Kesselspeisewasser vorzuwärmen, so beträgt die dadurch pro Stunde

)"i wiedergewonnene Wärmemenge etwa 189,6 χ 10³ Kcal. Die auf diese Weise gewonnene bzw. ausgenutzte Wärmemenge verteilt sich dabei wie folgt:

Im Waschturm 2 erzeugte Wärmemenge: ⁴⁽¹ 46,7 χ IO³ Kcal/Std.

im Methanbildungsreaktor 11 erzeugte Wärmemenge: 7,0 xiO³ Kcal/Std.

is Im Ammoniaksyntheseofen 14 erzeugte Wärmemenge: 135,9 xlO³ Kcal/Std.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Abtrennen von CO₂ aus Synthesegas durch Waschen des rohen Synthesegases mit überschüssigem Ammoniak und einem die Lösung von Ammoniumcarbamat unterstützenden bzw. fördernden Medium unter Druck bei einem mit einem Harnstoffsyntheseverfahren gekoppelten Verfahren zur Ammoniaksynthese, wobei der Waschprozeß noch keine konstanten Betriebsbedingungen erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Waschlösung in der Nähe des gasauslaßseitigen Endes der Waschzone ein Mo!- Verhältnis NH₃ zu CO₂ von mindestens 3,0: l aufrechterhält, nach dem Austritt des Gases aus der Waschzone noch vorhandene Reste an CO₂ durch Methanisierung, Wasserwäsche oder Wäsche mit einer wäßrigen Lösung abtrennt und das CO2-freie Synthesegas anschließend durch indirekten Wärmeaustausch kohlt