DE3206514A1 - Verfahren zur erzeugung von ammoniak-synthesegas - Google Patents

Verfahren zur erzeugung von ammoniak-synthesegas

Info

Publication number
DE3206514A1
DE3206514A1 DE19823206514 DE3206514A DE3206514A1 DE 3206514 A1 DE3206514 A1 DE 3206514A1 DE 19823206514 DE19823206514 DE 19823206514 DE 3206514 A DE3206514 A DE 3206514A DE 3206514 A1 DE3206514 A1 DE 3206514A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
carbon dioxide
conversion
hydrogen
gas flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19823206514
Other languages
English (en)
Other versions
DE3206514C2 (de
Inventor
Joachim F. 5628 Heiligenhaus Meckel
Detlef Messerschmidt
Dietrich Prof. Dr. 4300 Essen Wagener
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Didier Engineering GmbH
Original Assignee
Didier Engineering GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Didier Engineering GmbH filed Critical Didier Engineering GmbH
Priority to DE19823206514 priority Critical patent/DE3206514C2/de
Publication of DE3206514A1 publication Critical patent/DE3206514A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3206514C2 publication Critical patent/DE3206514C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/025Preparation or purification of gas mixtures for ammonia synthesis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

  • Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas aus Koksofengas, Erdgas, Flüssiggas, Naphtha oder dergleichen kohlenasserstoffhaltigem Einsatzgas, welches katalytisch-autotherm mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas, z.B. Luft, zu einem Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden Spaltgas reformiert, anschließend einer Konvertierung zu einem Kohlendioxid und Wasserstoff enthaltenden Spaltgas unterworfen und danach in einer C02-Wäsche und Methanisierung gereinigt wird.
  • Ein derartiges Verfahren gehört als ältere Patentanmeldung P 30 47 257.2 dem Stande der Technik an.
  • Dabei wird das Einsatzgas, von der Entschwefelung kommend, in einem autothermen Reaktor unter Sauerstoff- und Dampfzugabe gespalten. Die sich anschließende mehrstufige Druckwechsel-Adsorptionsanlage (Pressure Swing Adsorption = PSA-Anlage), wie sie auch in der Veröffentlichung van Weenen W.F. und Tielrooy J. "Ammonia Production with higher efficiency", Nitrogen Nr. 127, September-Oktober 1980, bei einem Verfahren für die Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas (dem sogenannten PARC-Verfahren) vorgeschlagen wurde, wird der Wasserstoff vom restlichen Gas getrennt. In einer Luftzerlegungsanlage werden Stickstoff und Sauerstoff separiert. Den Sauerstoff gibt man als Oxidationsmedium in den autothermen Reaktor, einen Teil des Stickstoffs als Prozeßgas zum Wasserstoff, um so ein Ammoniak-Synthesegas zu erzeugen. Dieses bereits vorgeschlagene Verfahren benötigt eine vergleichsweise aufwendige Lwftzerlegungsanlage.
  • Aus der Didier-Informationsschrift Nr. 797, Oktober 1980, ist ein Verfahren der gattungsgemäßen Art benannt. Das gerenigte Kokereigas wird dabei auf 400 OC vorgewärmt, ebenso die Reaktionsmedien Sauerstoff, Luft und Wasserdampf. Dem Reaktionsmedium Sauerstoff wird Luft zugeführt, um das erforderliche Wasserstoff/Stickstoff-Verhältnis im Synthesegas einzustellen.
  • Die Reaktionsmedien werden in einem katalytisch-autothermen Reaktor an einem Nickelkatalysator bei einer Reaktionstemperatur von etwa 1000 OC reformiert. Zur Reduzierung des Kohlenmonoxid-Gehaltes im Spaltgas erfolgt eine Konvertierung zu Kohlendioxid und Wasserstoff. Danach erfolgt eine Kohlendioxid-Wäsche unine anschließende Auswaschung des Restgehaltes von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, die ein Katalysatorgift für die nachfolgende Ammoniak-Synthese darstellen. Dieses Verfahren benötigt sauerstoffhochangereicherte Luft. Aus dem Vortrag von Meckel J.F. und Flockenhaus C., "Möglichkeiten der künftigen Verwertung von Koksofengas", Tagung Kokereitechnik, Mai 1980, Haus der Technik, Essen, ist ferner ein Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas aus Koksofengas bekannt, bei welchem das gereinigte Einsatzgas zunächst in einem Steamreforming-Prozeß in einem Röhrenofen gespalten und anschließend in einem zweiten Reformierungsreaktor mit Luft weitergespalten wird. Ober den Stickstoff der Luft wird das erforderliche Wasserstoff/Stickstoff-Verhältnis eingestellt. Während in einem Röhrenofen bei einem Druck von etwa 20 bis 30 bar und eine Reaktionstemperatur von etwa 80 OC ein endothermer Reformierungsprozeß abläuft, arbeitet der nachfolgende Sekundär-Reformer autotherm. In anschließenden Prozeßstufen werden Kohlenmonoxid und Wasserdampf zu Wasserstoff und Kohlendioxid konvertiert, Kohlendioxid ausgewaschen und die Spuren von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, die Gifte für die nachfolgende Ammoniaksynthese darstellen, ausgewaschen und zu Methan umgeformt. Dieses Verfahren benötigt demnach einen Röhrenofen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein erfahren der gattungsgemäßen Art zu vereinfachen und insbesondere so ausugestalten, daß es ohne Röhrenspaltofen, ohne Luftanreicherung mit Sauerstoff auskommt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man einen Anteil des Gashauptstromes einer im ByDass des Gashauptst-omes angeordneten mehrstufigen Druckwechsel-Adsorptionsanlage (PSA-Anlage) unterwirft und den dabei augetrennten Wasserstoff in den restlichen Gashauptstrom zurückführt, und daß man das Spaltgas nach der Konvertierung einer Kohlendioxid-Wäsche und einer Methanisierung unterwirft.
  • Dabei ist es möglich, daß man den Anteil des Gashauptstromes, der durch die PSA-Anlage geführt wird, zwischen Reformierung und Konvertierung, zwischen Konvertierung und Kohlendioxid-Wäsche, zwischen Kohlendioxid-Wäsche und Methanisierung oder nach der Methanisierung aus dem Gashauptstrom abzweigt.
  • Entsprechend ist es möglich, daß man den in der PSA-Anlage aus dem Anteil des Gashauptstromes abgetrennten Wasserstoff zwischen Reformierung und Konvertierung, zwischen Konvertierung und Kohlendioxid-Wäsche, zwischen Kohlendioxid-Wäsche und tethanisierung oder nach der Methanisierung in den Gashauptstrom zurückführt.
  • Mit der Erfindung wird also ein Ammoniak-Synthesegas-Erzeugungsverfahren vorgeschlagen, bei welchem als Oxidationsmedium (einfache) Luft verwendet wird und der zwangsläufig zu hohe Stickstoffanteil im Synthesegas durch eine PSA-Anlage abgetrennt wird, um das erforderliche Wasserstoff/Stickstoff-Verhältnis einzustellen. Der PSA-Anlage wird dabei (lediglich) ein Anteil des Gashauptstromes zugeführt.
  • Weitere ziele, Merkmale, Vorteile und An.endungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausffihrungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Die Figuren 1 bis 3 veranschaulichen schematisch verschiedene Verfahrens führungen unter dem erfindungsgemäßen Verfahrensprinzip.
  • Das Einsatzgas, z.B. Kokereigas, Erdgas, Flüssiggas oder Naphtha, wird gemäß Figur 1 iiber den Strang a zugeführt.
  • Das Einsatzgas gelangt (nach Kompression und Vorwärmung) in einen autothermen Reaktor 1, dem über den Strang b Luft und auch Prozeßdampf zugeführt wird. In dem autothermen Reaktor 1 wird das Einsatzgas gespalten. Anschließend erfolgt eine Normal- und Tieftemperaturkonvertierung 2, eine Kohlendioxid-Wäsche 3 und eine Feinstmethanisierung 4. Das Kohlendioxid-Abgas wird über den Strang e abgeführt. In einer sich an die Methanisierung anschließenden PSA-Anlage 5, die in einem Bypass des Gashauptstromes liegt, wird aus einem Anteil des Gashauptstromes Wasserstoff abgespalten und dem Gashauptstrom zur Einstellung des für die Ammoniak-Synthese erforderlichen Wasserstoff/Stickstoff-Verhältnis zugeführt. Das Restgas aus der PSA-Anlage 5 wird über den Strang c abgeführt.
  • Der Gashauptstrom gelangt nach der Wasserstoffzuführung und einer Komprimierung in die Ammoniak-Synthesestufe u. Das erzeugte Ammoniak wird über den Strang d abgeführt.
  • Wie sich aus Figur 2 ergibt, gibt es für die Anordnung der PSA-Anlage 5 in einem Bypass mehrere Möglichkeiten. Sie muß nicht nach der Methanisierung vorgesehen sein. Schon vorher kann das erforderliche Wasserstoff/Stickstoff-Verhältnis eingestellt werden, beispielsweise nach der Spaltung als PSA-Anlage 5', nach der Konvertierung als PSA-Anlage 5'' oder nach der Kohlendioxid-Wäschebei 5"!Auf jeden Fall wird es sich immer bei der Gasmenge, die durch die PSA-Anlage geleitet wird, um eine Teilmenge handeln. Die Rückführung des abgetrennten Wasserstoffs in den Gashauptstrom erfolgt gemäß Figur 2 immer zwischen den gleichen Prozeßstufen, zwischen welchen auch der Anteil des der jeweiligen PSA-Anlage zugeführten Spaltgases abgezweigt wird. Dies ist aber, wie man aus Figur 3 entnehmen kann, nicht erforderlich.
  • Aus Figur 3 ergibt sich eine Variante, bei welcher die erste PSA-Anlage 5' ' ' ' in einem Bypass liegt, der ein oder mehrere Prozeßstufen iiberbrückt. Der jeweilige Anteil des Gashauptstromes mit überschüssigem Stickstoff wird durch einen der Stränge g' bis g''' dem Gashauptstrom entnommen. ber den Strang c wird das Abgas (Spülgas) der PSA-Anlage 5'''' abgeführt. Der in der PSA-Anlage 5'''' abgetrennte Wasserstoff wird wahlweise über Stränge h' bis h" ' dem Gashauptstrom wiederzugeführt.
  • Nachfolgend werden die Gaszusammensetzungen bei einem speziellen Verfahrensbeispiel anhand von Koksofengas im einzelnen angegeben.
  • Beispiel 1. KOG (nach Entschwefelung) Analyse Stoff Vol.-% CO2 0,62 CO 6,03 H2 63,48 CH4 25,75 C2H6 1,00 N2 3,12 100,00 KOG-Menge 100 mn3 2. Luftzugabc Analyse Stoff Vol.-% 02 20,99 N2 78,03 Ar 0,94 CO2 0,03 H2 0,01 100,00 Luftmenge 120,00 mn3/100 mn3 KOG Dampfzugabe 100,00 mn3/lOO mn3 KOG 3. Spaltgas-Analyse Stoff Vol.-% CO2 6,43 AR = 900 °C CO 7,69 PR 25 bar H2 45,21 Vorwärmung auf 450 °C CH4 0,14 Luft N2 40,06 Dampf Ar 0,47 Spülgas 100,00 Spaltgasmenge 241,50 mn3/lOO mn3 KOG Dampf im Spaltgas 78,10 mn3/100 mn3 KOG 4. Gas vor PSA-Anlage 5 (nach Konvertierung, C02-1Väsche und Methanisierung) Analyse Stoff Vol.-% CO2 )10 ppm CO ) H2 55,73 CH4 0,58 N2 43,19 Ar 0,50 100,00 Gasmenge 224,00 mn3/IOO mn3 KOG 5. Gas im Bypass der PSA-Anlage 5 Gasmenge 74,00 mn3/100 mn3 KOG Analyse ist gleich der vor PSA-Anlage 5.
  • 6. Gas zur PSA-Anlage 5 Gasmenge 150 mn3/100 mn3 KOG Analyse ist gleich der vor PSA-Anlage 5.
  • 7. Wasserstoff von PSA-Anlage 5 H2 100,00 Vol.-% H2-Menge 56,00 mn3/100 mn3 KOG 8. Abgas der PSA-Anlage 5 Analyse Stoff Vol.-9 CO2 )6 ppm CO ) H2 29,36 CH4 0,92 N2 68,92 Ar 0,80 100,00 Abgasmenge 94,00 mn3/100 mn3 KOG 9. Synthesegas Analyse Stoff Vol.-% CO2 ) 6 ppm CO ) H2 73,80 CH4 0,33 N2 25,58 Ar 0,29 100,00 Synthesegasmenge 130,00 mn3/100 mn3 KOG

Claims (3)

  1. Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas Patent a n s p r ü c h e: 1. Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas aus Koksofengas, Erdgas, Flüssiggas, Naphtha oder dergleichen kohlenwasserstoffhaltigem Einsatzgas, welches katalytischautotherm mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas, z.B.
    Luft, zu einem Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden Spaltgas reformiert, anschließend einer Konvertierung zu einem Kohlendioxid und Wasserstoff enthaltenden Spaltgas unterworfen und danach in einer CO2-Wäsche und Methanisierung gereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Anteil des Gashauptstromes einer im Bypass des Gashauptstromes angeordneten nachgeschalteten mehrstufigen Druckwechsel-Adsorptionsanlage (PSA-Anlage) unterwirft und den dabei abgetrennten Wasserstoff in den restlichen Gashauptstrom zurtickfiihrt, um so das gewünschte H2lN2-Synthesegasverhältnis einzustellen.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Anteil des Gashauptstromes, der durch die PSA-Anlage geführt wird, zwischen Reformierung und Konvertierung, zwischen Konvertierung und Kohlendioxid-Wäsche, zwischen Kohlendioxid-Wäsche und Methanisierung oder nach der Methanisierung aus dem Gashauptstrom abzweigt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnest, daß man den in der PSA-Anlage aus dem Anteil des Gashauptstromes abgetrennten Wasserstoff zwischen Reformierung und Konvertierung, zwischen Konvertierung und Kohlendioxid-Wäsche, zwischen Kohlendioxid-Wäsche und Methanisierung oder nach der Methanisierung in den Gashauptstrom zurückführt.
DE19823206514 1982-02-24 1982-02-24 Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas Expired DE3206514C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823206514 DE3206514C2 (de) 1982-02-24 1982-02-24 Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823206514 DE3206514C2 (de) 1982-02-24 1982-02-24 Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3206514A1 true DE3206514A1 (de) 1983-09-01
DE3206514C2 DE3206514C2 (de) 1984-01-12

Family

ID=6156510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823206514 Expired DE3206514C2 (de) 1982-02-24 1982-02-24 Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3206514C2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3927729A1 (de) * 1989-08-23 1991-02-28 Uhde Gmbh Verfahren und anlage zur erzeugung von nh(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts) oder methanol aus kohlenwasserstoffhaltigen gasen
WO1991006504A1 (en) * 1989-10-30 1991-05-16 Gosudarstvenny Nauchno-Issledovatelsky I Proektny Institut Azotnoi Promyshlennosti I Produktov Organicheskogo Sinteza Method for obtaining nitrogen-hydrogen gas mixture for production of ammonia

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3047257A1 (de) * 1980-12-16 1982-07-08 Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen Verfahren zur erzeugung von ammoniak-synthesegas

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3047257A1 (de) * 1980-12-16 1982-07-08 Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen Verfahren zur erzeugung von ammoniak-synthesegas

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3927729A1 (de) * 1989-08-23 1991-02-28 Uhde Gmbh Verfahren und anlage zur erzeugung von nh(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts) oder methanol aus kohlenwasserstoffhaltigen gasen
WO1991006504A1 (en) * 1989-10-30 1991-05-16 Gosudarstvenny Nauchno-Issledovatelsky I Proektny Institut Azotnoi Promyshlennosti I Produktov Organicheskogo Sinteza Method for obtaining nitrogen-hydrogen gas mixture for production of ammonia
GB2244484A (en) * 1989-10-30 1991-12-04 Gnii Pi Azotnoj Method for obtaining nitrogen-hydrogen gas mixture for production of ammonia
FR2671338A1 (fr) * 1989-10-30 1992-07-10 Gni Procede d'obtention d'un melange gazeux azote-hydrogene pour la synthese de l'ammoniac.
GB2244484B (en) * 1989-10-30 1993-09-08 Gni I Pi Azotnoi Promy Process for production of nitrogen-hydrogen gaseous mixture for ammonia manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
DE3206514C2 (de) 1984-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10334590B4 (de) Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff aus einem methanhaltigen Gas, insbesondere Erdgas und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
EP1337466B1 (de) Verfahren zum herstellen von ammoniak aus einem stickstoff-wasserstoff-gemisch aus erdgas
EP0816290B1 (de) Verfahren zur Gewinnung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff
DE60122452T2 (de) Kohlenmonoxid/Wasserentfernung aus einem Einsatzgas für eine Brennstoffzelle
WO2008101600A1 (de) Erzeugung von gasprodukten aus syntheserohgas
DE3515250A1 (de) Verfahren zur herstellung von chemierohstoffen aus koksofengas und huettengasen
EP3176152B1 (de) Verfahren zur erzeugung von harnstoff
EP3323786B1 (de) Verfahren zur kombinierten herstellung von methanol und ammoniak
DE102019214812A1 (de) Verfahren und Anlage zur Erzeugung von Synthesegas
DE19934649A1 (de) Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff, insbesondere zum Einsatz in Brennstoffzellen, mittels Reformierung von Kohlenwasserstoffen
DE3047257A1 (de) Verfahren zur erzeugung von ammoniak-synthesegas
DE3335087A1 (de) Verfahren zur erzeugung von ammoniak-synthesegas
DE3206514A1 (de) Verfahren zur erzeugung von ammoniak-synthesegas
DE1920001A1 (de) Verfahren zur Erzeugung eines Synthesegases fuer die Herstellung von Ammoniak
DE3206516C2 (de) Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas
EP3075706A1 (de) Verfahren und eine anlage zur erzeugung von synthesegas
DE3308305A1 (de) Verfahren zur erzeugung von wasserstoff
DE3336649A1 (de) Verfahren zur gemeinsamen herstellung von methanol und ammoniak
DE3206515A1 (de) Verfahren zur erzeugung von ammoniak-synthesegas
DE3101067A1 (de) "verfahren zur erzeugung von ammoniak-synthesegas nach dem steam-reforming-prozess"
EP4066921A1 (de) Verfahren und anlage zum herstellen von methanol und ammoniak
DE3443017A1 (de) Verfahren zur herstellung von ammoniaksynthesegas
DE3501459A1 (de) Verfahren zur erzeugung von h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)/co-synthesegas und co
DE4010603A1 (de) Verfahren zur stofflichen nutzung von produktentspannungsgas
DE102015004214A1 (de) Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas aus einem CO2-reichen, kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzgas

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee