DE2550171A1

DE2550171A1 - Verfahren zur herstellung eines im wesentlichen aus kohlenmonoxid und wasserstoff bestehenden synthesegases

Info

Publication number: DE2550171A1
Application number: DE19752550171
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Ranke; Wolfgang Dipl Ing Schmid
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1975-11-07
Filing date: 1975-11-07
Publication date: 1977-05-18

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

(H 838) . η 75/8^550171

« Ke/fl

6. November 1975

Verfahren zur Herstellung eines im wesentlichen aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff bestehenden S ynthe se gase s

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines im wesentlichen aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff bestehenden Synthesegases aus einem kohlenmonoxidhaltigen verunreinigten wasserstoffreichen Gas, das durch eine Wäsche mit flüssigem Stickstoff gereinigt wird, wobei eine kohlenmonoxidreiche Fraktion im Sumpf der Stickstoffwaschsäule anfällt und die die Stickstoffwaschsäule verlassenden Produkte durch Wärmetausch mit den in die Stickstoffwaschwäule eintretenden Produkten angewärmt werden.

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Aus der DT-PS 947 711 ist ein derartiges Verfahren bekannt. Es weist jedoch den Nachteil auf, daß die kohlenmonoxidhaltige Fraktion, die aus dem Sumpf der Stickstoffwaschsäule gewonnen wird, entspannt werden muß, bevor sie im Wärmetausch gegen Stickstoff oder Kohlenmonoxid verdampf werden kann. Die Entspannung ist notwendig, um zu erreichen, daß die Verdampfungstemperatur des anzuwärmenden Kohlenmonoxids höher liegt, als die Kondensationstemperatur des abzukühlenden Kohlenmonoxids oder Stickstoffs. Nur in diesem Fall kann die Verdampfungswärme des verdampfenden Kohlenmonoxids auf eine energetisch günstige Weise wieder gewonnen werden. Das bekannte Verfahren weist demnach den Nachteil auf, daß die kohlenmonoxidreiche Fraktion nur unter

niedrigem Druck gewonnen werden kann. Soll das Kohlenmonoxid zu Synthesezwecken .verwendet werden, so muß es häufig unter Energieaufwand in Kompressoren verdichtet werden. Dies bringt außer zusätzlichen Kosten noch sicherheitstechnische Probleme, da ein stark giftiges Gas verdichtet werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, das es gestattet aus dem Kohlenmonoxid ein Synthesegas unter hohem Druck zu erhalten, und das sich durch geringen Energieaufwand und große Betriebssicherheit auszeichnet.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die kohlenmonoxidreiche Fraktion vor ihrer Anwärmung und Verdampfung durch Hinzumischen eines wasserstoffreichen Gases in das Synthesegas umgewandelt wird.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird der Partialdruck des Kohlenmonoxids und somit auch seine Verdampfungstemperatur gesenkt. Es kann folglich ohne vorherige Entspannung seine Verdampfungskälte an das zu kondensierende Kohlenmonoxid abgeben. Somit kann das Gas ohne Weiterverdichtung für verschiedene Synthesezwecke verwandt werden. Die Nachteile, die zusätzliche Kompressoren mit sich bringen würden, werden vermieden.

Nach einer vorteilhaften Ausfiihrungsform des Anmeldungsgegenstandes kann reiner Wasserstoff in der erfindungsgemäßen Weise zugemischt werden.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, einen Teil des wasserstoffreichen kohlenmonoxidhaltigen Gases für die erfindungsgemäße Vermischung zu verwenden, da ein solches Gas ohnehin zur Verfügung steht.

Ferner ist es von Vorteil, wenn das durch die Mischung entstandene Synthesegas zur Herstellung von Methanol verwendet wird.

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Da bei Verfahren zur Herstellung von wasserstoffreichen Gasen durch Konvertierung von Kohlenmonoxid hSuflg physikalische Wäschen mit Methanol vorgesehen sind, können Waschmittelverluste durch das erfindungsgemäß hergestellte !Methanol gedeckt werden. Dies ist vor allem in Entwicklungs-

jländern von Bedeutung, da dort Methanol häufig nicht zur Ver-

jfUgung steht.

Das erfindungsgemäß hergestellte Synthesegas kann auch mit Vorteil zur Fischer-Tropsch-Synthese verwendet werden.

Anhand eines schematisch dargestellten AusfUhrungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine Anlage zur Reinigung eines aus einer Konvertierungsstufe kommenden wasserstoffreichen Gases dargestellt.

Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Methanolwaschanlage. Zwei Wärmetauscher tragen die Bezugszeichen 2 und j5 . Eine Stickstoffwaschsäule ist mit dem Bezugszeichen 4 versehen. Durch die Leitung 5 kommt wasserstoffhaltiges Gas von einem Konvertierungsreaktor. Das Gas enthält Verunreinigungen wie Methan, Argon, Sauerstoff und Kohlenmonoxid und - falls keine Methanolwäsche vor die Konvertierungsstufe geschaltet ist - außerdem Schwefelverbin-

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düngen. Das Gas wird durch die Methanolwäsche 1 vorgereinigt, anschließend im Wärmetauscher 3 bis auf die Temperatur des flüssigen Stickstoffs unter teilweise Verflüssigung abgekühlt und bei 6 in die Stickstoffwaschsäule 4 eingeführt. Hochdruckstickstoff gelangt über Leitung 7 unter Abkühlung in den Wärmetauschern 2 und 3 über Ventil 8 in die Stickstoffwaschsäule h. Das gereinigte, nur noch aus Wasserstoff und Stickstoff bestehende Gas wird über Leitung 9 aus dar Säule abgezogen, über Leitung 10 mit der für eine Ammoniak-Synthese notwendigen Menge Stickstoffs versetzt und über die Wärmetauscher 2 und 3 aus der Anlage geführt (11). Mit einem Sammelgefäß 12 wird der in der Waschsäule 4 herabrieselnde Waschstickstoff aufgefangen und mit Leitung 13 über die Wärmetauscher 2 und 3 aus der Anlage geführt. Durch dieses seitliche Abziehen des Waschstickstoffs wird erreicht, daß sich das ausgewaschene Kohlenmonoxid in sehr konzentrierter Form im Sumpf der Stickstoffwaschsäule ansammelt.

Die kohlenmonoxidreiche Sumpffratkon wird über das Regulierventil 14 abgezogen und in erfindungsgemäßer Weise mit dem zu reinigenden wasserstoffhaltigen Gas 15 zu einem Methanol-Synthesegas gemischt. Das Gemisch, das unter dem Druck der Stickstof fwaschsäule steht, wird ohne vorherige Entspannung in den Wärmetauschern 3 und 2 angewärmt und verdampft und strömt über Leitung l6 zu einer Methanolsyntheseanlage.

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Leerseite

Claims

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

(H 8}8) - H 75/85

Ke/fl 6. November 1975

Patentansprüche 2550171

1. Verfahren zur Herstellung eines im wesentlichen aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff bestehenden Synthesegases aus einem mit Kohlenmonoxid verunreinigten wasserstoffreichen Gas, das durch eine Wäsche mit flüssigem Stickstoff gereinigt wird, wobei eine kohlenmonoxidreiche Fraktion im Sumpf der Stickstoffwaschsäule anfällt und die die Stickstoffwaschsäule verlassenden Produkte durch Wärmetausch mit den in die Stickstoffwaschsäule eintretenden Produkte angewärmt und zumindest teilweise verdampft werden, dadurch gekennzeichnet, daß die kohlenmonoxidreiche Fraktion vor ihrer Anwärmung und Verdampfung (2, 3) durch Hinzumischen eines wasserstoffreichen Gases (15) in das Synthesegas umgewandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kohlenmonoxidreichen Fraktion Wasserstoff zugemischt wird.

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. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kohlenmonoxidreichen Fraktion kohlenmonoxidhaltiges Gas
mit Wasserstoff als Hauptbestandteil zugemischt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3j dadurch gekennzeichnet,
daß das Synthesegas zur Herstellung von Methanol verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das hergestellte Methanol zur Deckung von Waschmittelverlusten bei der Reinigung des wasserstoffreichen Gases durch eine
Methanolvorwäsche (]) verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2 oder J>, dadurch gekennzeichnet, daß das Synthesegas zur Fischer-Tropsch Synthese verwendet wird.

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