DE3201776A1

DE3201776A1 - Verfahren zur gleichzeitigen erzeugung von methanol- und ammoniak-synthesegas.

Info

Publication number: DE3201776A1
Application number: DE19823201776
Authority: DE
Inventors: Norbert 4300 Essen Deuser; Peter Dip.Ing. Dr. Diemer
Original assignee: Krupp Koppers GmbH
Current assignee: Krupp Koppers GmbH
Priority date: 1982-01-21
Filing date: 1982-01-21
Publication date: 1983-09-08
Also published as: AU1066283A; FR2520002B1; ZA828715B; AU549169B2; JPH0238117B2; DE3201776C2; US4810417A; FR2520002A1; JPS58127790A

Description

Essen, den 18. Januar 1982 N 4861/8 g Dr. Ha/Wi.

KRUPP-KOPPERS GMBH, Moltkestrasse 29, 4300 Essen 1

Verfahren zur gleichzeitigen Erzeugung von Methanol- und Ammoniak-Syntheeegas .

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Erzeugung von Methanol- und Ammoniak-Syntheeegas aus dem Rohgas einer Kohlevergasung durch H S-Wäsche, Konvertierung und CO- Wäsche des Rohgases, bei dem das verdichtete Rohgas im Anschluss an die bei tiefen Temperaturen durchgeführte H S-Wäsche in Teilströme zerlegt wird, die im unterschiedlichen Umfange der weiteren Gasbehandlung unterworfen werden.

Die Erzeugung von Methanol- und/oder Ammoniak-Synthese gas aus sogen. Partialoxidationsgae, das he is st Gas, welches durch Vergasung (Partialoxidation) fester oder flüssiger Brennstoffe gewonnen wurde, ist seit längerer Zeit bekannt. Je nach Art des dabei angewandten Vergaeungeverfahrene wird die Vergasung der eingesetzten Brennstoffe bei unterschiedlichen Drücken durchgeführt. Ein bekanntes im Niederdruckbereich, das he is st in etwa zwischen 1 und 1, 2 bar arbeitendes Vergasungsverfahren ist das Koppers-Totzek-Verfahren. Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrene ist es, dass es die Vergasung jedweder Kohle unabhängig von deren Körnungsgrad und Aschegehalt gestattet. Sofern ein derartiges Kohlevergasungeverfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Methanol- und Ammoniak-Syntheeegas eingesetzt werden soll, war bisher vorgesehen, dass das erzeugte Rohgas (Partialoxidations gas) nach seiner Abkühlung in einem Abhitzekeseel und

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einer direkten Waseerwäsche zunächst im eogen. Rohgaskompressor bis auf einen Druck von ca. 30 bis 40 bar verdichtet und daran anschließend einer H S-Wasehe unterworfen wurde. Für die H S -W äs ehe hat eich hierbei in« be sondere eine sogen. Tieftemperatur wäsche, die mit einem geeigneten polaren organischen Waschmittel, wie beipielsweiee Methanol, im Temperaturbereich zwischen -20 * C und -60 * C arbeitet, bewährt. Im Anschluss an die H S-Wäsche wurde das Gas wie de rauf ge heizt und zwecke Einstellung der optimalen Zusammensetzung des Methanol- und Ammoniak-Synthese gase β in drei Teilströme zerlegt, die im unter -schiedlichen Umfange der weiteren Gasbehandlung unterworfen wurden. Nur der erste Teilst rom wurde dabei sowohl einer Konvertierung als »uch einer CO -Wasche unterworfen, während der zweite Teilstrom lediglich einer Konvertierung unterworfen wurde. Der dritte Teilstrom schliesslich wurde dagegen weder einer Konvertierung noch einer CO -Wäsche untersogen. Die so behandelten Teilströme werden anschliessend wieder vereinigt und der Methanolsynthese zugeführt bzw. nach einer zusätzlichen Flüssigsticketoffwäsche der Ammoniaksynthese zugeleitet.

Beim Methanolsynthesegas zeigte sich hierbei jedoch, dass der Kestschwefelgehalt des Teilstromes des Gases, der lediglich der H-S-Wasche unterworfen wurde, sowie der Reetechwefelgehalt des Teilstromes, der der H S-Wäsche und der Konvertierung unterworfen wurde, noch zu hoch sind. Da jedoch die in der Methanolsynthese verwendeten Katalysatoren aus serordentlich schwefelempfindlich sind, führte dies auf Dauer zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Methanolsynthese. Ee war deshalb erforderlich, die bei-

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den vorstehend genannten Teiletröme des Gases vor der Wiedervereinigung mit dem dritten Teilatrom noch zusätzlich einer Feinente chwefeiung zu unterwerfen, in der ihr Restschwefelgehalt bis auf einen Wert von ca. 0, 1 ppm S herabgedrückt werden kann. Als Feinentschwefelungsmasee wird dabei normalerweise Zinkoxid verwendet. Es liegt jedoch auf der Hand, dass diese Fe ine nt« cn wefeiung sowohl im Hinblick auf die Anlage- ale auch auf die Betriebs -kosten das Verfahren zur Erzeugung von Methanol-Syntheeegas zusätzlich belastet.

Als Ammoniak-Synthese gas wurde dagegen bisher normalerweise jener Teilstrom dee Gases eingesetzt, der alle Gasbehandlungsstufen durchlaufen hat. Deshalb ist eine zusätzliche Feinentschwefelung des Ammoniak-Synthese gase s in der Regel nicht erforderlich.

Das durch Kohlevergasung erzeugte Methanol-Synthese gas enthält inerte Gas be β tandteile, im wesentlichen Stickstoff, Argon und Methan, die aus der Methanolsynthese ausgeschleust werden müssen. Das aus der Methmnolsynthese ausgeschleuste Gas wird dabei normalerweise als Purgegas bezeichnet. Es enthält neben den bereits genannten inerten Gasbestandteilen aber auch noch Kohlendioxid sowie als wertvolle Produkte Wasserstoff, Methanol und Kohlenmonoxid. Bisher wurde dieses Prugegas entweder als Heizgas verwendet, oder ee wurde in zusätzlichen Einrichtungen aus dem Purge -gas Wasserstoff gewonnen. Es liegt jedoch auf der Hand, dass das Purgegas für die Verbrennung zu wertvoll ist und dass die zusätzlichen Einrichtungen für die Gewinnung von Wasserstoff aus dem

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Purgegas sowohl die Anlage- als auch die Betriebskosten dee Gesamtverfahrens zur gleichzeitigen Erzeugung von Methanol- und Ammoniak-Synthesegas zusätzlich belasten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur gleichzeitigen Erzeugung von Methanol- und Ammoniak -Synthesegas aus dem Rohgas einer Kohlevergasung dahingehend zu verbessern, dass auf eine Feinentschwefelung des Methanol-S yn -theeegases verzichtet werden kann und gleichzeitig die Verbrennung des sogen. Purgegases vermieden wird und dieses stattdessen einer Verwertung zugeführt wird, die zusätzliche Anlage- und Betriebskosten vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäes gelöst durch ein Verfahren der eingangs erwähnten Art, das durch die Anwendung der im Patentanspruch 1 genannten Verfahrenemerkmale gekennzeichnet ist.

Das heisst, beim erfindungsgemässen Verfahren sind für das Methanol - und das Ammoniak-Synthesegas zwei voneinander getrennte CO -Wäschen (1 und 2) vorgesehen, die mit unterschied-

liehen G as strömen beaufschlagt werden. Der aus der gemeinsamen H S-Wäsche austretende kalte Gasstrom wird dabei zunächst

in zwei Teilströme zerlegt, von denen der eine Teilstrom unmittelbar in den oberen oder mittleren Teil der CO -Wäsche 1 eingeleitet wird, die für die Behandlung des zur Methanol-Synthe segas -herstellung vorgesehenen Gasstromes zuständig ist. Der andere Teilstrom des ent schwefelten Gases wird konvertiert und im Anschluss daran einer weiteren Aufteilung unterworfen. Hierbei werden normalerweise zwischen 99 und 70 Vol. -% des aus der H S-Wäsche austretenden kalten Gases der Konvertierung züge-

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führt. Daran anschliessend wird ein Teil des konvertierten Gases für die Herstellung von Ammoniak-Synthesegas abgezweigt, während der verbleibende Rest in den unteren Teil der CO -Wasche 1 eingeleitet wird. Die Menge dee für die Herstellung von Ammoniak-Synthesegae abgezweigten Teilstromes des konvertierten Gases richtet sich in der Praxis natürlich nach den Bedarf s verhältnis sen der Syntheeeanlagen. Theoretisch können jedoch zwischen 99 und 1 Vol. -% des konvertierten Gases für die Herstellung von Ammoniak-Synthesegas abgezweigt werden. Das Methanol-Synthesegas kann dabei über Kopf aus der CO -Wäsche 1 abgezogen werden und bedarf keiner zusätzlichen Feinentechwefelung, da durch die erfindungsgemäsee Verfahrensweise eine nahezu vollständige Entschwefelung des Methanol-Synthesegases erreicht wird.

Der für die Herstellung von Ammoniak-Synthesegas vorgesehene Teilstrom des konvertierten Gases wird in den unteren Teil der dafür vorgesehenen CO -Wäsche 2 eingeleitet, in die gleichzeitig im oberen oder mittleren Teil das von der Methanolsynthese kommende Purgegas eingeleitet wird. Durch diese Fahrweise kann fast der gesamte im Purgegas enthaltene Wasserstoff für die Ammoniaksynthese genutzt werden, und das in ihm enthaltene Methanol wird gleichzeitig dem Methanolkreislauf der Gaswäschen züge -führt. Das heißet, das Purgegas wird hier tatsächlich in sinnvoller Weise einer Verwertung zugeführt, ohne dass dabei zusätzliche Anlage- und Betriebskosten entstehen. Der über Kopf aus der CO -Wäsche 2 austretende Gasstrom kann, nachdem er einerFlüs-

sig stickstoff wäsche unterworfen worden ist, als Ammoniak-Synthesegas seiner weiteren Verarbeitung zugeführt werden.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemässen Verfahrens ergeben

•A

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sich aus den vorliegenden Unteransprüchen und eollen nachfolgend an Hand eines Verfahrensbeispiels mit Hilfe des in der Abbildung dargestellten FliessSchemas erläutert werden.

Das Flieesschema zeigt dabei nur die für die Verfahrenserläuterung unbedingt erforderlichen Anlagenteile, während Nebeneinrichtungen sowie die Anlagen zur Kohlevergasung, Methanolsynthese und Ammoniaks yn the se nicht dargestellt sind.

Das Ve rf ahrens beispiel betrifft dabei die Verarbeitung einer Rohgasmenge von ca. 158 000 Nm /h, die bei der Vergasung von 88, 6 t/h asche- und wasserfreier Kohle nach dem Koppers-Totzek-Verfahren bei einem Druck von 1, 1 bar anfällt. Das Rohgas, welches nach Abkühlung und direkter Waseerwäsche in dem in der Abbildung nicht dargestellten Rohgas verdichter bis auf einen Druck von 38 bar verdichtet worden ist, hat folgende Zusammensetzung :

CO₂ 10,6 Vol. -%

CO 62, 5 Vol. -%

H 24. 6 Vol. -%

HS 0, 4 Vol. -%

COS 0. 1 Vol. -%

N , Ar + CH 1. 8 Vol. -%

Das vom Rohgasverdichter kommende Rohgae gelangt dabei über die Leitung 1 in den Wärmeaustauscher 2 sowie daran anechlieesend in den Gaetiefkühler 3. Hierbei wird das Rohgae zunächst im Wärmeaustauscher 2 im indirekten Wärmeaustausch mit dem in der Leitung 4 fliessenden, von der Kolonne 5 kommenden Gas vorgekühlt, worauf daran anschliessend die Tiefkühlung des Rohgases bis auf eine Temperatur von -30 C bis -40 C im Gastiefkühler 3 erfolgt,

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der zu diesem Zweck über die Leitung 6 mit einem Kältemittel beaufschlagt wird, das über die Leitung 7 wieder abgezogen wird. Mit der genannten tiefen Temperatur wird das Rohgas schlieselich in den Unterteil der mit Einbauten (Böden) versehenen Kolonne 5 eingeleitet, die der H S-Wäsche dient. Hierbei werden neben dem HS natürlich auch andere Schwefelverbindungen wie COS und CS aus dem Rohgas entfernt. Die H S-W äs ehe wird mit Methanol durchgeführt, welches mit einer Temperatur von -40 ° C über die Leitung 8 zugeführt und am Kopf auf die Kolonne 5 aufgegeben wird. In der Kolonne 5 wird das Rohgas bis auf einen Schwefelgehalt von ca. 1 ppm entschwefelt und wird mit einer Temperatur von -38 ^c C durch die Leitung 9 über Kopf aus der Kolonne 5 abgezogen.

Der kalte Gasstrom in der Leitung 9 wird sodann in zwei Teilströme zerlegt, von denen der eine Teilstrom über die Leitung 10 unmittelbar in den oberen oder mittleren Teil der ebenfalle mit Einbauten (Böden) versehenen Kolonne 11 eingeleitet wird, die der CO -Wäsche 1 dient. Hierbei beträgt das Volumen des Gasstromes in der Leitung 10 ca. 16 Vol. -% der insgesamt in der Leitung 9 vorhandenen Gasmenge. Die Einleitung dieees Teiletromes in die Kolonne 11 erfolgt hierbei in Höhe dee 13. Bodens von oben.

Der zweite Teilstrom, welcher die restliche Gasmenge aus der Leitung 9 enthält, wird währenddessen über die Leitung 4 abgezogen und gelangt über den Wärmeaustauscher 2 zur Konvertierungsanlage 12. Im Wärmeaustauscher 2 erfährt das Gas eine Wiederaufheizung bis auf 25" C. In der Konvertierungsanlage 12 wird das in; Gas vorhandene CO gemäse der sogen. Konvertie rungs reaktion

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CO + H₂O CO₂ +

umgesetzt.

Auf Einzelheiten der Konvertierungsanlage 12 eoll hier nicht naher eingegangen werden. Es handelt sich hierbei jedoch um eine handelsübliche Anlage, die nach den in der Technik bekannten Prinzipien arbeitet . Die Konvertierung erfolgt im vorliegenden Falle in Gegenwart von Wasserdampf bei einer Temperatur von 300 - 500 ° C an einem Eisen-Chrom-Katalyeator. Da6 konvertierte und entfeuchtete Gas verläset die Konvertierung β anlage 12 über die Leitung 13 und hat dabei folgende Zusammensetzung :

^CO2	43, 1 Vol.-%
CO	3,0 Vol.-%
^H2	52,7 Vol.-%
Ν,, Ar +CH. 2 4	1,2 Vol. -%

Von der Leitung 13 zweigt die Leitung 30 ab, durch die ca. 64Vol-% des konvertierten Gates, die für die Herstellung von Ammoniak-Synthesegas vorgesehen sind, abgezogen werden. Der restliche Teil des konvertierten Gases wird im Wärmetauscher 14 im indirekten Wärmeaustausch mit dem Methanol-Synthesegas in der Leitung 16 bis auf eine Temperatur von ca. -30 ° C abgekühlt. Mit dieser Temperatur wird das Gas über die Leitung 15 in den Unterteil der Kolonne 11 eingeleitet. Die CO -Wäsche 1 in der Kolonne 11 wird ebenfalls mit Methanol bei tiefen Temperaturen durchgeführt. Neben

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Al

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der CO₀-Entfernung wird hierbei gleichzeitig eine praktisch vollständige Entschwefelung des Gasee erreicht, eo dass der über die Leitung 16 am Kopf der Kolonne 11 austretende Gasstrom nur noch einen Restschwefelgehalt aufweist, der unter 0, 1 ppm S liegt. Dieses Gas kann daher ohne weitere Feinentechwefelung als Methanol-Synthesegas eingesetzt werden und gelangt deshalb nach Passieren des Wärmeaustauschers 14 zur nicht dargestellten Methanolsyn-

theeeanlage. Hierbei werden über die Leitung 43 pro Stunde ca. 66 800 Nm³
abgezogen :

66 800 Nm Methanol-Syntheeegas mit folgender Zusammensetzung

CO₂	3.	1 Vol.	*- /ο*
co	26,	7 Vol.	-%
^H2	68.	2 Vol.	-%
N , Ar +CH,	2.	O Vol.	-%

Der über die Leitung 30 abgezogene Teilstrom vx»n ca. 64 Vol. -% dee konvertierten Gases wird unterdessen im Wärmeaustauscher 31 im indirekten Wärmeaustausch mit dem Ammoniak-Synthesegas in der Leitung 36 bis auf eine Temperatur von ca. -40 ° C abgekühlt. Mit dieser Temperatur wird da6 Gae über die Leitung 32 in den unteren Teil der mit Einbauten (Böden) versehenen Kolonne 33 eingeleitet, in der die sogenannte CO -Wäsche 2 durchgeführt wird. Über die Leitung 41 werden nach entsprechender Abkühlung

3
gleichzeitig ca. 22 000 Nm von der nicht dargestellten Methanoleynthese kommendes Purgegas in den mittleren Teil der Kolonne in Höhe des 50. Bodene von oben eingeleitet. Das Purgegas in der

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Lieitung 41 hat einen Druck von ca. 32 bar und folgende Zusammensetzung :

₂ 4, C Vol. -°/o

CO 19, b Vol. -%

H 69,2VoI. -%

N₂, Ar, CH₄ 6,3 Vol.-%

Methanol 1, 0 Vol. -%

Die CO -Wäsche 2 in der Kolonne 33 wird ebenfalls mit Methanol bei tiefen Temperaturen durchgeführt. Neben der CO -Entfernung wird hierbei gleichzeitig eine praktisch vollständige Entschwefelung des konvertierten Gases erreicht. Das Purgegas ist bereits schwefelfrei. Aus diesem werden in der CO -Wäsche2 da6 CO und das Methanol entfernt. Die Aufgabe des für CO -Entfernung und Entschwefelung erforderlichen Methanols erfolgt bei der Kolonne 33 an zwei verschiedenen Stellen, nämlich über die Leitungen und 38.

Hierbei wird über die Leitung 37 am Kopf der Kolonne 33 sogen, regeneriertes Methanol aufgegeben. Dieses Methanol stammt aus der Kolonne 5, aus deren Sumpfes über die Leitung 17 abgezogen und in die Regeneriereinrichtung 18 eingeleitet wird. Hier erfolgt die destillative Regenerierung des Methanols in an sich bekannter Weise durch Wärmebehandlung bei einer Temperatur von ca. 95 ° C, Das regenerierte Methanol, das über die Leitung 37 aus der Regenerier einrichtung 18 abgezogen wird, muss vor der Einleitung in

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die Kolonne 33 natürlich einer entsprechenden Wiederabkühlung ini Wärmeaustauscher 19 unterworfen werden, so dase es durch die Leitung 37 mit einer Temperatur von ca. -54° C in die Kolonne 33 eintreten kann.

Über die Leitung 38 -wird ausserdem ein Teilstrom des in der Leitung 40 flieseenflen geetrippten Methanols auf die Kolonne 33 aufgegeben- Die Eintrittsßtelle der Leitung 38 in die Kolonne 33 liegt dabei ca. 40 Böden unterhalb der Eintrittsstelle der Leitung 37. Da β Methanol in der Leitung 40 stammt aus den Kolonnen 1 1 und 33, aus deren Sumpf es über die Leitungen 21 bzw. 39 abgezogen und in den Stripper 22 eingeleitet wird. Hier wird das Methanol von den aufgenommenen gasförmigen Beetandteilen durch Strippung, d.h. durch Einblasen von Inertgas unter vermindertem Druck, befreit. Das gestrippte Methanol wird au6 dem Stripper 22 über die Leitung 40 abgezogen, die über den Wärmeaustauscher 19 und die Leitung 8 zur Kolonne 5 führt und den Löeungsmittelkreielauf. zwischen den drei Kolonnen 5, 1] und 33 schliesst. Die Strippung des Methanols

ca.
erfolgt bei einer Temperatur von -60 * C, so dass eine zusätzliche

Abkühlung desselben bei seiner Wiedereinleitung in die Kolonnen 11 und 33 nicht erforderlich iet.

Dae für die CO -Entfernung und Entschwefelung in der CO_-Wäsche 1 erforderliche Methanol wird über die Leitung 20 am Kopf der Kolonne 11 abgegeben. Hierbei handelt es sich um gestripptes Methanol aus der Leitung 40, das die Kolonne 11 von oben nach unten durchströmt und am Sumpf derselben durch die Leitung 21 wieder abgezogen wird. Über diese Leitung gelangt das Methanol zurück in den bereite erwähnten Stripper 22 .

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Der über Kopf aus der Kolonne 33 austretende Gasstrom wird über die Leitung 34 abgezogen und gelangt zunächst in die Flüssigstickstoff-Wäsche 35 und daran anschliessend über die Leitung 36 in den Wärmeaustauscher 31. Nach Passieren desselben kann das Gas über die Leitung 42 der nicht dargestellten Ammoniak syntheseanlage zugeführt werden. Hierbei werden über die Leitung 42 pro Stunde ca. 110 900 Nm Ammoniak -Synthesegas mit folgender Zusammensetzung abgezogen :

H₂ 75 Vol.-%

N 25 Vol. -%

Die Zusammensetzung des erzeugten Methanol-Synthesegases wird durch eine in der Leitung 43 installierte Mese station 23 laufend automatisch überwacht. Die Messetation 23 ist hierbei über die Impuls leitungen 24 und 25 mit den Regelventilen 26 und 27 verbunden, die in den Leitungen 10 und 20 installiert sind. Hierbei wird der CO -Gehalt im Methanol-Syntheeegas durch die Menge des gestrippten Methanols geregelt, welches über die Leitung 20 auf die Kolonne 11 aufgegeben wird. Überschreitet hierbei der in der Meesstation 23 ermittelte CO-Gehalt den vorgesehenen Sollwert, so wird ein Impuls ausgelöst, der über die Impuls leitung 24 auf den zum Regelventil 26 gehörenden Stellmotor 28 übertragen wird und der zu einer weiteren Öffnung des Regelventils 26 führt. Dadurch wird natürlich die Menge des über die Leitung 20 auf die Kolonne 11 aufgegebenen gestrippten Methanols vergrössert, was natürlich

ό IU 1 / /ϋ

AC

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zu einer verbesserten CO -Auswaschung in der Kolonne 11 führt. Bei einem Absinken des CO -Gehaltes unter den vorgegebenen Sollwert erfolgt die. Regelung natürlich im umgekehrten Sinne. Das heisst, durch eine entsprechende Betätigung des Regelventiles 26 wird der Zufluss von gestripptem Methanol über die Leitung 20 zu Kolonne 11 gedrosselt. Normalerweise wird man davon außgehen können, dass der über die Leitung 20 abgezogene Methanol-Teilstrom in der Grössenordnung von ca. 1, 9 K Mol CH OH pro K Mol Gas liegt.

Die Regelung des im Methanol-Synthesegas gewünschten Verhältnisses der Ga s komponente η

- ^CO2

CO + CO

erfolgt durch die Beeinflussung der Gaemenge, welche über die Leitung 10 unmittelbar aue der Kolonne 5 (H S-Wasehe) in die Kolonne 11 (CO -Wäsche 1) eingeleitet wird. Ergibt eich aue den in der Me es station 23 erfassten Daten, die durch einen Prozessrechner ausgewertet werden können, für oben stehend genanntes Verhältnis der Ga ε komponenten ein Wert von <C 2, so muss die Zufuhr von unkonvertiertem Gas über die Leitung 10 zur Kolonne 11 gedrosselt werden. Hierbei wird wieder ein entsprechender impuls ausgelöst, der über die ImpulsIeitung 25 auf den zum Regelventil 27 gehörenden Stellmotor 29 übertragen wird, und der zu einer entsprechenden Drosselung des Regelventils 27 führt. Dadurch wird natürlich die Zufuhr von unkonvertiertem Gas zur

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Kolonne 11 verringert, während gleichzeitig der Teilstroni den Gases, der über die Leitung 4 der Konvertierungsanlage 12 zugeführt wird, eine entsprechende Vergrösserung erfährt. Sofern das genannte Verhältnis der Gaskomponenten den Wert 2 jedoch wesentlich übersteigen sollte, eo könnte die Regelung natürlich auch im umgekehrten Sinne erfogen, wobei die Zufuhr von unkonvertiertem Gas zur Kolonne 11 vergröseert und der Teilstrom des konvertierten Gases verringert wird. Normalerweise wird man davon ausgehen können, dass das Verhältnis

- CO₂

CO + CO

^= 2

eingehalten werden kann, wenn der Teilstrom des unkonvertierten Gases, der über die Leitung 10 unmittelbar der CO -Wäsche 1 in der Kolonne 11 zugeführt wird, zwischen 30 und 40 Vol. -% des konvertierten Gases beträgt, welches der Kolonne 11 über die Leitung 15 zugeführt wird.

Im vorliegenden Verfahrenebeiepiel wird für die H S- und die CO -Wäschen Methanol als Waschmittel verwendet. Selbstverständlich können diese Wäschen auch mit einem anderen geeigneten Waschmittel, insbesondere mit polaren organischen Flüssigkeiten, durchgeführt werden. Allerdings stellt das Methanol das bevorzugte Waschmittel dar, weil durch die Einleitung des Purgegases in die Kolonne 33 das in diesem enthaltene Methanol zurückgewonnen und dem Waschmittelkreislauf zugeführt werden kann. Dadurch werden etwaige Waschmittelverluste praktisch ausgeglichen.

υ ι / /ν

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Die Anwendbarkeit des erfindungsgemässen Verfahrens ist natürlich auch dann gegeben, wenn anstelle von Kohle ein ande rer Brennstoff wie z„ B. Pech, Teer, Torf oder Schweröl als Einsatzmaterial für die Vergasung verwendet wird.

Claims

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Patentansprüche :

] .) Verfahren zur gleichzeitigen Erzeugung von Methanol- und Ammoniak-Synthesegas aus dem Rohgas einer Kohlevergasung durch H S-Wasehe, Konvertierung und CO„-Wäsche

L·* Ct

des Rohgases, bei dem dae verdichtete Rohgas im Anschluss an die bei tiefen Temperaturen durchgeführte H S-Wäeche in Teilströme zerlegt wird, die im unterschiedlichen Umfange

^:<|βτ weiteren Gasbehandlung unterworfen werden, gekennzeich· "net durch folgende Merkmale :

a) Der aus der H_S-Wäsche austretende kalte Gasstrom wird zunächst in zwei Teilströme zerlegt, von denen der eine Teilstrom unmittelbar in den oberen oder mittleren Teil einer bei tiefen Temperaturen betriebenen CO -Wäsche eingeleitet wird, die der Behandlung dee

Lt

für die Herstellung von Methanol-Synthese gas vorgesehenen Gas stromes dient (sogen. CO -Wäsche \\ während der andere Teilstrom nach entsprechender Wiederaufheizung konvertiert wird, worauf aus dem konvertierten Gas jener Teilstrom abgezweigt wird, der für die Herstellung von Ammoniak-Synthesegas vorgesehen ist, während der verbleibende Rest des konvertierten Gases nach entsprechender W ie der abkühlung in den unteren Teil der CO- Wäsche 1 eingeleitet wird;

b) der aus der CO -Wäsche 1 austretende Gasstrom wird ohne weitere NacbentSchwefelung der Methanolsynthese zugeführt;

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N 4801/^ g

c) der für die Herstellung von Ammoniak-Syntheses as vorgesehene Teilstrom des konvertierten Gases wird in den unteren Teil einer ebenfalls bei tiefen Temperaturen betriebenen CO -Wäsche (sogen. CO_?-Vv asche 2) eingeleitet, wobei gleichzeitig von der Methanol synthese kommendes Purgegas in den oberen oder mittleren Teil dieser C0_-Wäsche eingeleitet wird ;

d) die H S-Wäsche sowie die CO -Wäschen 1 und 2 sind durch einen gemeinsamen Waschmittelkreislauf derart miteinander verbunden, dass das von der H S-Wäsche

La

kommende regenerierte Waschmittel auf den Oberteil der CO -Wäsche 2 aufgegeben wird, während auf die H S-Wäsche ein Teil des von den CO -Wäschen 1 und kommenden geßtrippten Waschmittels aufgegeben wird, während der andere Teil des gestrippten Waschmittels auf die CO -Waschen 1 und 2 wiederaufgegeben wird,

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und

e) der aus der CO -Wäsche 2 austretende Gasstrom wird einer Flüssigstickstoff -Wäsche unterworfen und danach der Ammoniaksynthese zugeführt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

für die H S-Wäsche sowie die CO -Wäschen 1 und 2 vorzugsweise Methanol bei Temperaturen zwischen -20 C und -60 C verwendet wird.

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.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass von dem aus der H S-Wäsche austretenden kalten Gasstrom zwischen 99 und 7 0 Vol. -% der Konvertierung zugeführt werden, -während der Rest unmittelbar in die CO -Wäsche 1 eingeleitet wird.

4.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, das β die Regelung des CO -Gehaltes im erzeugten Methanol-Synthesegas durch Einetellung der Menge des gestrippten Waschmittels erfolgt, welches auf die CO-Wäsche 1 wiederaufgegeben wird.

£i.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im erzeugten Methanol-Synthesegas das gewünschte Verhältnis der Gaskomponenten

^H2 - ^CO2

CO +

<—~ 2

durch Regelung der Gasmenge eingestellt wird, welche aus der H S-Wäsche unmittelbar in den oberen oder mittleren Teil der CO -Wäsche 1 eingeleitet wird.

6.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederaufheizung des Gases vor der Konvertierung im Wärmeaustausch mit dem verdichteten Rohgas und die Wiederabkühlung des konvertierten Gases im Wärmeaustausch mit dem aus der CO -Wäsche 1 aus -

tretenden Methanol-Synthesegas bzw. dem aus der Flüssig stickstoff-Wäsche austretenden Ammoniak-Synthesegas erfolgt.