DE3206513A1

DE3206513A1 - Verfahren zur erzeugung von ammoniak-synthesegas

Info

Publication number: DE3206513A1
Application number: DE19823206513
Authority: DE
Inventors: Joachim 5628 Heiligenhaus Meckel; Detlef 4300 Essen Messerschmidt
Original assignee: Didier Engineering GmbH
Current assignee: Didier Engineering GmbH
Priority date: 1982-02-24
Filing date: 1982-02-24
Publication date: 1983-09-01

Description

Verfahren zur Erzeugung von
Ammoniak-Synthesegas Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas, bei welchem aus einem gasförmigen und/oder flüssigen und/oder festen Kohlenwasserstoff unter Zugabe des notwendigen Prozeßstickstoffes als Luft oder sauerstoffangereicherte Luft zur Reformierung Spaltgas erzeugt wird und dann das Spaltgas insbesondere von dem Kohlenmonoxid, unter wenigstens teilweiser Konvertierung, zur Erzeugung des Synthesegases gereinigt wird.
Ammoniak-Synthesegas setzt sich aus Wasserstoff und Stickstoff im Verhältnis 3:1 zusammen. Es gibt Anlagen, die sowohl getrennt Wasserstoff als auch Stickstoff erzeugen und in denen die beiden Gase entsprechend dem gewünschten Wasserstoff/ Stickstoff-Verhältnis zu Ammoniak-Synthesegas gemischt werden.
Die Wasserstofferzeugung erfolgt dabei beispielsweise dadurch, daß man ein aus einem gasförmigen, flüssigen oder festen Primärenergiestoff erzeugtes Spaltgas huber eine Konvertierung leitet und anschließend den Wasserstcff im Konvertgas von den sonstigen Gasbestandteilen wie C02 tnd Resten von Methan, Kohlenmonoxid und dergleichen mittels Molekularsieben abtrennt. Die Erzeugung des notwendigen Stickstoffes erfolgt beispielsweise durch Luftzerlegung.
Bei dem klassischen Verfahren zur Ammoniakerzeugung aus Kohlenwasserstoffen (z.B. Erdgas bis Benzin) wird das Spaltgas z.B. in einer Kombination von Röhrenofen und zweitem Reformer hergestellt, wobei der notwendige Stickstoff-Anteil des Synthesegases als Luft iiber den zweiten Reformer zugesetzt wird. Anschließend wird die Reinigung durch Tieftemperatur-Konvertierung, C02-Wäsche und Methanisierung ausgeführt. Dieses bekannte Verfahren ist relativ aufwendig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Verfahren der gattungsgemäßen Art zu vereinfachen und dadurch wirtschaftlicher zu gestalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man zur Reinigung des Spaltgases zunächst alle Verunreinigungen weitestgehend mittels eines für Stickstoff durchlässigen Molekularsiebes entfernt und dann im Produktgas verbliebene Spuren an Kohlenmonoxid methanisiert.
Die Molekularsiebreinigung wurde bisher wegen des ähnlichen Adsorptionsverhaltens von Stickstoff und Kohlenmonoxid bei der Ammoniak-Erzeugung nicht eingesetzt. Durch die erfindungsgemäße Verfahrensfhrung ist dies möglich geworden. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß mit einer Molekularsiebreinigung und mit einer nachgeschalteten Feinstmethanisierung das Konvertgas einer Ammoniaksynthescgas-Erzeugungsanlage auf die neuartige Weise gereinigt werden kann. Dadurch wird der aufwendige übliche Weg der Reinigung mit Tieftemperatur-Konvertierung und C02-Wäsche vermieden.
Die Erfindungsgemäße Molekularsiebreinigung kann so ausgelegt und betrieben werden, daß die im Gas enthaltenen Verunreinigungen wie Kohlendioxid, Methan, Wasserdampf, Schwefelverbindungen, Kohlenmonoxid, Argon, etc. abgetrennt werden und nur noch geringe Mengen an Kohlenmonoxid und Argon im Synthesegas verbleiben. Tn der nachgeschalteten Nethanlsierung wird das NH3-Synthese-Katalysatorgift Kohlenmonoxid zu Methan umgeformt, das in der Ammoniaksynthese ein Inertgas darstellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt somit zu einer erheblichen Vereinfachung des Ausbaus einer Anlage zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas sowie deren Betrieb. Darübeihinaus ist der Inertgasspiegel des Synthesegases bei der erfindungsgemäßen Prozeßführung wesentlich niedriger als bei der Arwendung des üblichen Ammoniak-Erzeugungsverfahrens mit Tieftemperatur-Konvertierung, C02-Wäsche und Methanisierung. Insgesamt wird die Ammoniak-Synthese erheblich wirtschaftlicher.
Die Gaszusammensetzung nach den einzelnen Prozeßstufen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel.
Beispiel 1. Konvertgasanalyse Eintritt Molekularsiebreinigung C°2 9,70 Vol.- Feedanalyse trocken Co 2,80 Vol.-% H2 60,40 Vol.-% CH4 3,82 Yol.-% N2 23,02 Vol.-% Ar 0.26 Vol.-% 100,00 Vol.-% 3 Gasmenge trocken 1000 mn 2. Gasanalyse Produktgas Austritt Molekularsiebreinigung H2 75,14 Vol.-% Feedanalyse trocken N2 24,51 Vol.-% CO 0,13 Vol.-% Ar 0.22 Vol.-% 100,00 Vol.-% 3 Gasmenge trocken 788 mn 3. Synthesegasanayse nach Methanisierung H2 75,(l4 Vol.-% Feedanalyse trocken N2 24,60 Vol.-% CH4 0,13 Vol.-% Ar 0,23 Vol.-b 100,00 Vol.-e0 CO kleiner 5 ppm v/v 3 Synthesegasmenge trocken 784,9 mm 4. Spülgasanalyse der Molekularsiebreinigung CO2 45'1 Vol.-% CO. 12,74 Vol.-% H2 5,66 Vol.-% CH4 18,()2 Vol.-% N2 17,50 Vol.-% Ar 0,37 Vol.-% 100,00 Vol.-t0 3 Spülgasmenge trocken 212,0 mn In der beiliegenden Zeichnung ist schematisch das erfindungsgemäße Verfahrensprintip veranschaulicht. Das aus Kohlenwasserstoff gewonnene Spaltgas A wird zunächst bei 10 einer Konvertierung unterworfen und dann durch eine Molekularsiebreinigung 11 geführt, in welcher die Verunreinigungen aus dem Konvertgas B entfernt werden. Das Molekularsieb ist so beschaffen, daß es Stickstoff hindurchläßt. Die Verunreinigungen werden mit dem Spülgas C abgeführt. Das Produktgas wird nach der Molekularsiebreinigung bei 12 komprimiert, dann einer Feinstmethanisierung 13 unterzogen, bei 14 erneut komprimiert und dann zu Ammoniak synthetisiert. Die Feinstmethanisierung kann auch vor der ersten oder nach der zweiten Kompressionsstufe liegen.
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Claims

Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas Patentanspruch 1. Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas, bei welchem aus einem gasförmigen und/oder flüssigen und/oder festen Kohlenwasserstoff unter Zugabe des notwendigen Prozeßstickstoffes als Luft oder sauerstoffangereicherte Luft zur Reformierung Spaltgas erzeugt wird und dann das Spaltgas insbesondere von dem Kohlenmonoxid, unter wenigstens teilweiser Konvertierung, zur Erzeugung des Synthesegases gereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Reinigung des Spaltgases zunächst alle Verunreinigungen weitestgehend mittels eines für Stickstoff durchlässigen Mclekularsiebes entfernt und dann im Produktgas verbliebene Spuren an Kohlenmonoxid methanisiert.