DE3206514C2 - Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas

Info

Publication number
DE3206514C2
DE3206514C2 DE19823206514 DE3206514A DE3206514C2 DE 3206514 C2 DE3206514 C2 DE 3206514C2 DE 19823206514 DE19823206514 DE 19823206514 DE 3206514 A DE3206514 A DE 3206514A DE 3206514 C2 DE3206514 C2 DE 3206514C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
hydrogen
carbon dioxide
main
ammonia synthesis
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.)
Expired
Application number
DE19823206514
Other languages
English (en)
Other versions
DE3206514A1 (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

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/025—Preparation 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)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas aus kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzgasen, welche katalytisch-autotherm mit einem Sauerstoff enthaltenden Spaltgas reformiert und anschließend einer Konvertierung zu einem Kohlendioxid und Wasserstoff enthaltenden Spaltgas unterworfen wird. Zur Vereinfachung der Anlage, die für ein solches Verfahren erforderlich ist, ist nach der Erfindung vorgesehen, daß man einen Anteil des Gashauptstromes einer im Bypass des Gashauptstromes angeordneten mehrstufigen Druckwechsel-Adsorptionsanlage (PSA-Anlage) unterwirft und den dabei abgetrennten Wasserstoff in den restlichen Gashauptstrom zurückführt, um so das erforderliche H ↓2/N ↓2-Verhältnis einzustellen, und daß man das Spaltgas nach der Konvertierung einer Kohlendioxid-Wäsche und einer Methanisierung unterwirft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas aus Koksofengas, Erdgas, Flüssiggas, Naphtha oder dergleichen kohlenwasserstoffhaltigem Einsatzgas, welches katalytisch-autotherm mit Luft zu einem Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden Spaltgas reformiert, anschließend einer Konvertierung zu einem Kohlendioxid und Wasserstoff enthaltenden Spaltgas unterworfen und danach in einer COr Wäsche und Methanisierung gereinigt wird.
Ein derartiges Verfahren gehört als ältere Patentanmeldung P 30 47 257.2 dem Stand der Technik an.
Dabei wird das EifiSäizgäs, on de» Entschwefelung kommend, in einem autothermen Reaktor unter Sauerstoff- und Dampfzugabe gespaken. Die sich anschließende mehrstufige Druckwechsel-Adsorptionsanlage (pressure Swing Adsorption = PSA-Anlage). wie sie auch in der Vorveröffentlichung 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 Luftzerlegungsanlage.
Aus der Didier-lnformationsschrift Nr. 797, Oktober 1980, ist ein Verfahren der gattungsgemäßen Art bekannt Das gereinigte Kokereigas wird dabei auf 400° C 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 kaiaiyiisch-süioihennen Reaktor an einem NickeJkaialysator bei einer Reaktionstemperatur von etwa 10000C reformiert Zur Reduzierung des Kohlenmonoxid-Gehaltes im Spaltgas erfolgt eine Konvertierung zu Kohlendioxid und Wasserstoff. Danach erfolgt eine Kohlendioxid-Wäsche und eine anschließende Auswaschung des Restgehaltes von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, die ein Katalysatorgift für die nachfolgende Ammoniak-Synthese darstellen. Dieses Verfahren benötigt sauerstoffhochangereieherte 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 Reformie-
rungsreaktor 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 800C 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 Verfahren der gattungsgemä'Jen Art zu vereinfachen und insbesondere so auszugestalten, daß es ohne Röhrenspaltofen, ohne Luftanreicherung mit Sauerstoff auskommt
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß man einen Anteil des Gashauptstromes einer im Bypaß des Gashauptstiomes angeordneten mehrstufigen Druckwechsef-Adsorptions-Anlage (PSA-Anlage) unterwirft und den dabei abgetrennten Wasserstoff in den restlichen Gashauptstrom zurückführt und daß man das Spaltgas nach der Konvertierung einer Kohlendioxid-Wäsche und einer Methanisierung unterwirft
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 Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhai.d der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellter 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 F i g. 1 bis 3 veranschaulichen schematisch verschiedene Verfahrensführungen unter dem erfindungsgemäßen Verfahrensprinzip.
Das Einsatzgas, z. B. Kokereigas. Erdgas, Flüssiggas oder Naphtha, wird gemäß Fig.; über den Strang a zugeführt. Das Einsatzgas gelangt (nach Kompression und Vorwärmung) in einer, autothermen Reaktor!. dem über den Strang b Luft und auch Prozeßdampf zugeführt wird. In dem autothermen Reaktor 1 wird das Einsatzgas gespaken. Anschließend erfolgte ei.ie 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 einen-. 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 6. Das erzeugte Ammoniak wird über den Strang d abgeführt.
Wie sich aus F i g. 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, beisf'^isweise nach der Spaltung als PSA-Anlage 5', lu-ui der Konvertierung als PSA-Anlage 5" oder nach der Kohlendioxid-Wäsche bei 5"'. Auf jeden Fall wird es sich immer bei der Gasmenge nie durch die FSA-Äniage geleitet wird, um eine T-iümenge handeln. Die Rückführung des abgetren.'.en Wasserstoffs in den Gashauptstrom erfolgt gemäß F ι g. 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 F i g. 3 entnehmen ksmn, nicht erforderlich.
Aus F i g. 3 ergibt sich eine Variante, bei welcher die erste PSA-Anlage 5"" in einem Bypaß liegt, der ein oder mehrere Prozeßstufen überbrückt Der jeweilige Anteil des Gashauptstromes mit überschüssigem Stickstoff wird durch einen der Stränge g' bis g"' dem Gashauptstrom entnommen. Über den Strang c wird das Abgas (Spülgas) der PSA-Anlage 5"" abgeführt Der in der PSA-Anlage 5"" abgetrennte Wasserstoff wird wahlweise über Stränge ή'bis ή"" dem Gashauptstrom wiederzugeführt
Nachfolgend werden die Gaszusammensetzungen bei einem speziellen Verfahrensbeispiel anhand von Koksofengas im einzelnen angegeben.
Beispiel
1. KOG (nach Entschwefelung)
Analyse
3. Spaltgas-Analyse
Stoff
CO, 0,62
CO 6,03
H2 63,48
CH4 25,75
CH6 1.00
N2 3,12
100,00 KOG-Menge 100m3 n
Luftzugabe 100,00
2. Analyse
Stoff
O, Vol.-%
N2 20,99
Ar 78,03
CO2 0,94
H2 0,03
0,01
100,00
Luftmenge
Dampfzugabe
120,00 mJ/100 mj KOG
100,00 m-yiOO mi KOG Stoß"
VoL-%
CO2 6,43 aR = 900° C
co 7,69 PR 25 bar
H2 45,21 Vorwärmung auf 4500C
CH4 0,14 Luft
N2 40,06 Dampf
Ar 0,47 Spülgas
100,00
Spaltgasmenge 24U0 m^/100 m* KOG
Dampf im Spaltgas 78,10 mi/lOO m3 KOG
Gas vor PSA-Anlage (nach Konvertierung, CO2-wäsche und Methanisierung) Analyse
Stoff Vol.-%
CO,
CO		 55,73 >10 ppm
H2 0,58
CH4 43,19
N2 0,50
Ar 100,00
Gasmenge 224,00 mj/iöö πκ KOG
5. Gas im Bypass der PSA-Anlage Gasmenge 74,00 m^/100 m* KOO
Analyse ist gleich der vor PSA-Anlage
6. Gas zur PSA-Anlage
Gasmenge 150 m^/100 m3 a KOG
Analyse ist gleich der vor PSA-Anlage
7. Wasserstoff von PSA-Anlage
H2 100,00 Vol.-%
H2-Menge 56,00 mJ/100 m* KOG
8. Aügas der PSA-Anlage Analyse
Stoff
VoI.-0/!
CO2 CO
H2
CH4
N2
Ar
Abgasmenge
> 6 ppm
94,00 mJ/100 m3 n KOG
9. Synthesegas
Analyse
Stoff Vo!.-%
H2 73,80; CH4 0,33
N2 25,58 Ar 0,29
100,00
Synthesegasmenge 130,00 mJ/100 ro J KOG
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas aus Koksofengas, Erdgas, Flüssiggas, Naphtha oder dergleichen kohlenwasserstoffhaltigem Einsatzgas, welches katalytisch-autotherm mit Luft zu einem Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden Spaltgas reformiert, anschließend einer Konvertierung zu einem Kohlendioxid und Wasserstoff enthaltenden Spaltgas unterworfen und danach in einer COrWäsche 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 zurückführt, um so das gewünschte H2/N2-Synthesegasverhäiüiiä einzustellen.
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 DE3206514A1 (de) 1983-09-01
DE3206514C2 true 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)

Families Citing this family (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
DE4092058T (de) * 1989-10-30 1991-11-21

Family Cites Families (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

Also Published As

Publication number Publication date
DE3206514A1 (de) 1983-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1648817B1 (de) Verfahren zur gewinnung von wasserstoff aus einem methanhaltigen gas, insbesondere erdgas und anlage zur durchführung des verfahrens
DE19625093A1 (de) Verfahren zur Gewinnung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff
WO2008101600A1 (de) Erzeugung von gasprodukten aus syntheserohgas
DE102011017300A1 (de) Verfahren und Anlage zur Herstellung vom Methanol aus inertenreichem Synthesegas
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
EP3219697B1 (de) Methanolsynthese aus synthesegasen mit wasserstoffmangel
DE60113457T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von schwerem wasser
DE102017204208A1 (de) Verfahren und Anlage zur Erzeugung und Aufbereitung eines Synthesegasgemisches
DE3206514C2 (de) Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas
DE3047257A1 (de) Verfahren zur erzeugung von ammoniak-synthesegas
DE2911669A1 (de) Verfahren zur erzeugung von wasserstoff
DE3335087A1 (de) Verfahren zur erzeugung von ammoniak-synthesegas
DE3206516C2 (de) Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak-Synthesegas
DE3044478A1 (de) Weiterverarbeitungsverfahren fuer koksofengas und gichtgas
EP3075706A1 (de) Verfahren und eine anlage zur erzeugung von synthesegas
EP4208408B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von stickstoffarmem synthesegas aus stickstoffhaltigem erdgas
EP3935010B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur synthesegaserzeugung mit kohlendioxidrückführung
LU103095B1 (de) Mengenmäßig optimierte Herstellung von Methanol und daraus Formaldehyd-Harnstoff in einer kombinierten Ammoniak-Harnstoff-Anlage
DE3443017A1 (de) Verfahren zur herstellung von ammoniaksynthesegas
WO2024200397A1 (de) MENGENMÄßIG OPTIMIERTE HERSTELLUNG VON METHANOL UND DARAUS FORMALDEHYD-HARNSTOFF IN EINER KOMBINIERTEN AMMONIAK-HARNSTOFF-ANLAGE
DE3101067A1 (de) "verfahren zur erzeugung von ammoniak-synthesegas nach dem steam-reforming-prozess"
DE102023108298A1 (de) Mengenmäßig optimierte Herstellung von Methanol und daraus Formaldehyd-Harnstoff in einer kombinierten Ammoniak-Harnstoff-Anlage

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