DE2235323A1 - Ammonia synthesis gas prodn - comprising gasifying coal with steam and air, reacting carbon monoxide with steam, and scrubbing the gas mixt with liq nitrogen - Google Patents
Ammonia synthesis gas prodn - comprising gasifying coal with steam and air, reacting carbon monoxide with steam, and scrubbing the gas mixt with liq nitrogenInfo
- Publication number
- DE2235323A1 DE2235323A1 DE19722235323 DE2235323A DE2235323A1 DE 2235323 A1 DE2235323 A1 DE 2235323A1 DE 19722235323 DE19722235323 DE 19722235323 DE 2235323 A DE2235323 A DE 2235323A DE 2235323 A1 DE2235323 A1 DE 2235323A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gas
- nitrogen
- steam
- methane
- fraction
- 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.)
- Pending
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 28
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 89
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 68
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 35
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 title claims description 13
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims description 11
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 10
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 title claims description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 24
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 9
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 8
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 4
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 claims description 3
- JVFDADFMKQKAHW-UHFFFAOYSA-N C.[N] Chemical compound C.[N] JVFDADFMKQKAHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- MEUAVGJWGDPTLF-UHFFFAOYSA-N 4-(5-benzenesulfonylamino-1-methyl-1h-benzoimidazol-2-ylmethyl)-benzamidine Chemical compound N=1C2=CC(NS(=O)(=O)C=3C=CC=CC=3)=CC=C2N(C)C=1CC1=CC=C(C(N)=N)C=C1 MEUAVGJWGDPTLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 alkyl sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 1
- 239000002641 tar oil Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
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)
- Industrial Gases (AREA)
Abstract
Description
Verfahren zur Herstellung von Synthesegas für die Ammoniaksynthese Das Synthesegas für die Herstellung von Ammoniak besteht aus Wasserstoff und Stickstoff im Verhältnis 3 H2 : N2. Dieses Gas darf weder Schwefelverbindungen wie H2S und COS noch Oxyde des Kohlenstoffs, CO2 und CO, enthalten und soll möglichst arm an bezüglich der Ammoniakbildung inerten Bestandteilen wie CH4 und Ar sein. Process for the production of synthesis gas for ammonia synthesis The synthesis gas for the production of ammonia consists of hydrogen and nitrogen in the ratio 3 H2: N2. This gas must not contain sulfur compounds such as H2S and COS still contain oxides of carbon, CO2 and CO, and should be as low as possible be inert constituents such as CH4 and Ar with regard to the formation of ammonia.
Es ist bekannt, das Synthesegas für die Herstellung von Ammoniak aus festen, flüssigen oder gasförmigen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen durch Paertialoxydation mit freiem Sauerstoff und Wasserdampf eu erzeugen, wobei der freie Sauerstoff in Form von reinem Sauerstoff oder Luft oder einem Gemisch beider, also als mit Sauerstoff angereicherter Luft angewendet wira.It is known that synthesis gas is used for the production of ammonia from solid, liquid or gaseous carbonaceous fuels through partial oxidation generate eu with free oxygen and water vapor, with the free oxygen in Form of pure oxygen or air or a mixture of both, i.e. as with oxygen enriched air is used.
Das bei der Partialoxydation entstehende Kohlenmonoxyd im primären Produktgas wird durch katalytische Konvertierung mit Wasserdampf zu Wasserstoff und Kohlendioxyd umgesetzt, so daß nach Auswaschen des Kohlendioxyds aus dem primärgas der Partialoxydation ein wasserstoffreiches Gas übrig bleibt; das als verunreinigende Komponeneten restliche Anteile von CO und C02 sowie argon und Methan und auch Stickstoff enthält. Die Größe des Stickstoffanteils hängt von der Kleinheit des angewendeten Sauerstoffs und vom Stickstoffgehalt des zu vergasenden Brennstoffs ab. Wenn Luft als sauerstoffhaltiges Vergasungsmittel verwendet wird, erreicht der Stickstoffgehalt einen so hohen Wert, daß in den kontinuierlichen Vergasungsprozessen ein Gas mit großem Stickstoffüberschuß entsteht. Diescs Gas kann für die Synthese ohne Abscheidung des Stickstoffüberschusses nicht wirtschaftlich eingesetzt werden.The primary carbon monoxide produced during partial oxidation Product gas is converted into hydrogen by catalytic conversion with steam and carbon dioxide reacted so that after washing out the carbon dioxide from the primary gas a hydrogen-rich gas remains after the partial oxidation; that as polluting Components remaining shares of CO and C02 as well as argon and methane and also nitrogen contains. The size of the nitrogen content depends on the small size of the applied Oxygen and the nitrogen content of the fuel to be gasified. If air is used as an oxygen-containing gasifying agent, the nitrogen content reaches such a high one Worth that in the continuous gasification processes a gas with a large excess of nitrogen is produced. This gas can be used for synthesis cannot be used economically without separation of the excess nitrogen.
Die Erzeugung von Brenngas oder Synthesegasen aus kohlenstoffhaltigen Brennstoffen durch Partialoxydation unter Mitwirkung von Wasserdampf wird hauptschlich zur Druckergasung von Kohlen oder hochsiedenden Mineralölfraktionen, ie e z. B.The generation of fuel gas or synthesis gases from carbonaceous Fuels by partial oxidation with the participation of water vapor is mainly for pressurized gasification of coals or high-boiling mineral oil fractions, ie e z. B.
Rückstandsölen, schweren Heizölen und dergl. angewandt, weil sie ohne Mitwirkung von Katalysatoren autotherm in einfachen Schachtreaktoren ausgeführt werden kann, ohne daß der Schwefelgehalt der eingesetzten Brennstoffe dabei stört.Residue oils, heavy fuel oils and the like. Applied because they are without The use of catalysts carried out autothermally in simple shaft reactors can be without the sulfur content of the fuels used interfering.
Die Druckvergasung von Sohle mit Sauerstoff und Wasserdampf zur Erzeugung von Brenngas oder von CO und H2 enthaltenden Synthesegasen wiril vorzugsweise mit reinem Sauerstoff ausgeführt, um den aus Stickstoff bestehenden Inertgasanteil möglichst gering zu#halten. Deshalb erfordert jede Druckvergasungsanlage eine Luftzerlegungsanlage zur Erzeugung des reichen Sauerstoffs.The pressurized gasification of the sole with oxygen and water vapor for generation of fuel gas or of synthesis gases containing CO and H2 are preferably included run pure oxygen in order to minimize the amount of inert gas consisting of nitrogen to be kept low. Therefore every pressurized gasification plant requires an air separation plant to generate the rich oxygen.
Es ist bekannt, den aus der Luftverflüssigung verfügbaren kalten Stickstoff in einer der Ammoniaksynthese unmittelbar vorausgehenden Synthesegas-Feinreinigung mittels flüssigen Stickstoffs zu verwenden.It is known that the cold nitrogen available from air liquefaction in one of the synthesis gas fine cleaning immediately preceding the ammonia synthesis using liquid nitrogen.
Die Erzeugung des fUr die Amoniaksynthese geeigneten Synthesegases durch Druckvergasung von Kohle mit Luft als sauerstoffhaltigem Vergasungsmittel und Wasserdampf ist bisher nicht realisiert worden, weil in dem primär erzeugten Druckvergasungsgas ein übermäßig hoher Stickstoffanteil durch die Anlage zur Konvertierung des Kohlenmonoxyds und die dieser Anlage vor-und/oder nachgeschalteten Gasreinigungsstufen zur Entfernung der Schwefelverbindungen und des Kohlendioxyds mitgeschleppt werden muß, und weil der Methananteil im primären Druckvergasungsgas, der bei Verwendung von reinem Sauerstoff als Vergasungsmittel bis über 10 Vol.% betragen kann, als weitere Inertkomponente vorhanden ist.The production of the synthesis gas suitable for ammonia synthesis by gasifying coal under pressure with air as the gasifying agent containing oxygen and water vapor has not yet been realized because it is primarily generated Pressurized gasification gas causes an excessively high nitrogen content to convert through the plant of the carbon monoxide and the gas cleaning stages upstream and / or downstream of this system be dragged along to remove the sulfur compounds and carbon dioxide must, and because the methane content in the primary pressurized gasification gas that is used when of pure oxygen as a gasification agent can be up to over 10% by volume than further inert component is present.
Es wurde gefunden, daß ein durch Druckvergasung von Kohle mit Wasserdampf und Luft erzeugtes Rohgas in einfacher Weise in ein für die NH3-Synthese geeignetes Gemisch von 3H2 und N2 umgewandelt werden kann, wenn aus dem gereinigten Gas nach der Co-Konvertierung und Auswaschung des CO2 der mit der Luft eingebrachte überschüssige Stickstoff zusammen mit dem Methananteil auskondensiert wird. Dieses Kondensat ergibt nach Wiederverdampfung ein brennbares Gas, dessen Heizwert ausreicht, um den Dampfbedarf der Druckvergasung zu decken. Die bisher für den Betrieb des Druckvergasers übliche Sauerstofferzeugung durch Luftzerlegqng wird dadurch überflüssig.It has been found that a pressure gasification of coal with water vapor and air generated raw gas in a simple manner for the NH3 synthesis Mixture of 3H2 and N2 can be converted when after from the purified gas the co-conversion and leaching of the CO2 from the excess introduced with the air Nitrogen is condensed out together with the methane content. This condensate results after re-evaporation, a flammable gas with a calorific value sufficient to meet the demand for steam to cover the pressure gasification. The previously usual for the operation of the pressure gasifier Oxygen generation through air separation is thus superfluous.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung eines für die Ammoniaksynthese geeigneten Wasserstoff-Stickstoff-Gemisches durch Druckvergasung von Kohle mit Wasserdampf und eines freien Sauerstoff enthaltenden Vergasungsmittel, Umwandeln des im Druckvergasungsgas enthaltenen Kohlenmonoiyds durch Konvertieren mit-Wasserdampf zu tohlendioxyd und Wasserstoff, Auswaschen des Kohlendioxyds und Einstellen der Synhesegaszusammensetzung 3 H2 + N2 in einer Tieftemperaturgaszerlegung, in welcher durch Behandeln mit flüssigem Stickstoff noch vorhandene Gasverunreinigungen ausgewaschen werden (Flüssig-Stickstoff-Wäsche).The invention relates to a method for producing a for the ammonia synthesis suitable hydrogen-nitrogen mixture by pressure gasification of coal with water vapor and a gasifying agent containing free oxygen, Converting the carbon monoxide contained in the pressurized gasification gas by converting with steam to carbon dioxide and hydrogen, washing out of carbon dioxide and Adjustment of the synthesis gas composition 3 H2 + N2 in a cryogenic gas separation, in which gas impurities still present by treatment with liquid nitrogen be washed out (liquid nitrogen washing).
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die sohle mit Wasserdampf und Luft vergast wird und aaP..The inventive method is characterized in that the sole is gasified with water vapor and air and aaP ..
aus dem Druckvergasungsgas nach der Reinigung, Konvertierung des CO-Anteils und Auswaschen des Kohlemdioxyds des Methan und der überschüssige Stickstoff durch Abkühlung auskondensiert werden. Naturgemäß läßt sich dieses Verfahren auch mit an Sauerstoff angereicherter Luft durchführen, solange ein Stickstoffüberschuß im Gas, das in der Flüssig-Stickstoff-Wäsche gereinigt werden soll, vorhanden ist.from the pressure gasification gas after cleaning, conversion of the CO component and scrubbing the carbon dioxide of the methane and the excess nitrogen through Cooling are condensed out. Of course, this process can also be used carry out oxygen-enriched air as long as there is an excess of nitrogen in the Gas that is to be cleaned in the liquid nitrogen scrubbing is present.
Vorzugsweise wird die Abktllilung bis zur Kondensation des Stickstoffes so geleitet, daß eine methanreiche Fraktion gewonnen wird, die durch Dampfreformieren an einem indirekt geheizten Katalysator im Röhrenofen zu einem an CO und H2 reichen Gas gespalten wird, welches dem Druckvergasungsgas vor der CO-Konvertierung zugefügt wird. Da auf diese Weise @auch der Methangehalt des Druckvergasungsgases zur Wasserstofferzeugung ausgenutzt werden kann, wird der abzustoßende Stickstoffanteil entsprechend kleiner. Der Unterfeuerungsbedarf des Röhrenofens kann z. 3. durch bei der Druckvergasung anfallende flüssige Kohlenwasserstoffe und andere Restgase, die bei dem Verfahren anfallen, gedeckt werden.The cooling is preferably carried out until the nitrogen condenses directed so that a methane-rich fraction is obtained by steam reforming on an indirectly heated catalyst in the tube furnace to one in CO and H2 Gas is split, which is added to the pressurized gas before the CO conversion will. Because in this way @ also the methane content of the pressurized gas for hydrogen generation can be exploited, the proportion of nitrogen to be rejected is correspondingly smaller. The need for underfiring of the tube furnace can be, for. 3. by the pressure gasification accruing liquid hydrocarbons and other residual gases produced in the process incurred, are covered.
Die in der Tieftemperaturzerlegung anfallende, methanarme, aber stickstoffreiche Fraktion, mit welcher der überschüssige Stickstoff aus den Prozeß ausscheidQt, kann als Abstreifmittel bei der Regenerierung der in den Gasreinigungsstufen verwendeten Absorptionsmittel dienten und wird danach verbrannt.The low-methane, but high-nitrogen that occurs in the low-temperature decomposition Fraction with which the excess nitrogen is eliminated from the process as a stripping agent in the regeneration of those used in the gas cleaning stages Absorbents were used and are then incinerated.
Die dominierenden Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich die Druckvergasung, die Kohlenmonoxydkonvertierung mit der CO2-Auswaschung und die Tieftemperaturgaszerlegung können in unterschiedlicher Weise aufeinander abgestimm werden, wobei in jedem Fall zu berücksichtigen ist, daß das rohe Druckvergasungsgas durch Schwefelverbindungen verunreinigt ist und außerdem noch Teerstoffe enthält, die mindestens teilweise vor der KohlelImonoxydkonverçierung durch Abkühlung und Kondensation aus dem Rohgas entfernt werden müssen.The dominant process steps of the process according to the invention, namely the pressure gasification, the carbon monoxide conversion with the CO2 leaching and cryogenic gas separation can be related to one another in different ways be coordinated, it must be taken into account in each case that the crude pressure gasification gas is contaminated by sulfur compounds and also contains tar materials, at least partially before the carbon dioxide conversion by cooling and Condensation must be removed from the raw gas.
Die Konvertierung des Kohlenmonoxyds kann katalytisch bei Temperaturen von 350 bis 450° C erfolgen. Hierzu darf das Gas noch schwefelhaitig satin. Die in Kohlendestillationsgasen stets enthaltenen organischen Schwefelverbindungen, Merkaptane und Alkylsulfide und auch COS werden bei der CO-Konvertierung hydrierend zu Schwefelwasserstoff abgebaut, der in der nach sigenden CO2-Auswaschung mit absorbiert wird. Wenn die Konvertierung des Kohlenmonoxyds in der i: den deutschen Patentschriften 1 094 395 und 1 260 666 beschriebenen, in Verbindung mit der Kohledruckvergasung entwickelten und als Rohgas konvertierung bekannt gewordenen Weise ausgeführt wird, dann sind zwischen der CO-Konverierung sind der Auswaschung von H2S und C02 der überschüssige Wasserdampf und auch noch Teeröle aus dem Gas durc Abkühlung auszuscheiden.The conversion of the carbon monoxide can be catalytic at temperatures from 350 to 450 ° C. For this purpose, the gas may still contain sulphurous satin. the organic sulfur compounds always contained in coal distillation gases, Mercaptans and alkyl sulfides as well as COS become hydrogenating during the CO conversion degraded to hydrogen sulfide, which is also absorbed in the subsequent CO2 leaching process will. When the conversion of carbon monoxide in the i: the German Patents 1,094,395 and 1,260,666 in connection with the pressurized coal gasification developed and known as raw gas conversion is carried out, then between the CO conversion are the leaching of H2S and C02 Excrete excess water vapor and also tar oils from the gas by cooling.
In der Heißkonvertierung wird bekanntlich eine Umwandlung des Kohlenmonoxyds bis zu einer Restkonzentration von etwa 4 bis 3 Vol.% erreicht.As is well known, the hot conversion involves a conversion of carbon monoxide Reached up to a residual concentration of about 4 to 3% by volume.
Dieser CO-Anteil kann in dem nach der Gaswäsche schwefelfreien Gas durch Konvertierung mit weiterem Wasserdampf an einem kupferhaltigen Katalysator bei temperaturen von 200 bis 280° C zu Wasserstoff und Kohlendioxyd umgesetzt werden, wobei CQ-Restkonzentrationen unter 0,1 Vol.% erreichbar sind.This CO component can be found in the sulfur-free gas after the gas scrubbing by conversion with further steam on a copper-containing catalyst are converted to hydrogen and carbon dioxide at temperatures of 200 to 280 ° C, where residual CQ concentrations below 0.1% by volume can be achieved.
Wenn das rohe Druckvergasungsgas vor der CO-Konvertierung durch Abkühlen auf Umgebungstemperatur oder darunter von allen kondensierbaren Stoffen befreit und durch eine geeignete Gasreinigung vollständig entschwefelt wird, können die beiden Stufen der Kohlenmonoxydkonvertierung unmittelbar aufeinander folgen.When the crude pressurized gasification gas before the CO conversion by cooling freed from all condensable substances at ambient temperature or below and is completely desulfurized by suitable gas cleaning, the two stages of carbon monoxide conversion follow one another immediately.
Das in der CO-Konvertierung nicht umgesetzte CO kann in einer als Methanislerung bekannten Feinreinigung mit dem rorhandenen Wasserstoff hydriert werden. Das dabei entstehende Methan wird dann zusammen mit dem überschüssigen Stickstoff auskondensiert.The CO not converted in the CO conversion can be saved as a Methanislerung known fine cleaning with the raw hydrogen hydrogenated will. The resulting methane is then used together with the excess nitrogen condensed out.
Nach dieser feinreinigung verbleibt ein-Gas, das nur noch aus H2, N2, CH4 und Ar besteht, und aus dem in der Tieftemperaturzerlegung bei der Abtrennung des überschüssigen Stickstoffs auch der Methananteil und ein Teil des Ar ausgeschieden werden.After this fine cleaning, a gas remains that only consists of H2, N2, CH4 and Ar, and that in the cryogenic decomposition in the separation of the excess nitrogen, the methane content and part of the Ar are also excreted will.
Als Gasreinigungsverfahren zum Auswaschen der Schwefelverbindungen und des Kohlendioxyds vor und/oder nach de CO-Konvertierung eignet sich vorzugsweise ein physikalisches Absorptionsverfahren mit einer einfachen organischen polaren flüssigen Verbindung, insbesondere Methanol als Absorptionsmittel, das bei Temperaturen unter -20° C erfolgt.As a gas cleaning process to wash out the sulfur compounds and the carbon dioxide before and / or after the CO conversion is preferably suitable a physical absorption process with a simple organic polar liquid compound, especially methanol as an absorbent, which at temperatures takes place below -20 ° C.
Dieses im Prinzip aus der DAS 935 ist benannte Verfahren erlaubt, mehreren, an verschiedenen ellen des Verfahrens angeordneten Absorptionsstufen eine gemeinsame Regeneration zuzuordnen und die Waschmittelströme so zu führen, daß eine selektive und daher anreichernde Auswaschung der Schwefelverbindungen erfolgt, so daß in einer besonderen Stufe der Absorptionsmittelregeneration ein schwefeireiches Abgas entsteht, ds in bekannter Weise zu Schwefel oder Schwefelsäure aufgearbeitet werden kann.This procedure, named in principle from DAS 935, is permitted, several absorption stages arranged at different points in the process to assign common regeneration and to lead the detergent flows so that a selective and therefore enriching leaching of the sulfur compounds takes place, so that in a special stage of the absorption agent regeneration a sulfur-rich Exhaust gas is produced, ie worked up in a known manner to form sulfur or sulfuric acid can be.
Das Verfahren soll an einem Bespiel mit Hilfe des Fließschemas erläutert werden.The process is explained using an example with the aid of the flow chart will.
Pro Stunde werden 44,8 Tonnen Kohle nit 68,2 Gew.% C, 5,2 Gew.% H, 25,1 Gew.% 0, 1,0 Gew.% N und 0,5 Gew.% S in die Kohledruckvergasung eingeschleust und mit 27,8 t/h überhitztem Dampf und 58 000 Nm³/h Luft bei 30 ata vergast. Das im Kohledruckvergaser erzeugte Gas von 127 000 Nm³/h mit der Zusammensetzung von - alle nachfolgenden Prozentangaben sind Vol.,C, falls nichts anderes angegeben - 14;3 % CO2, 18,2 % CO, 23,4 % H2, 5,0 X CH4, 0,1 % C2, 3876 % N2 + Ar, 0,4 % H2S und COS wird über die Iieitung 9 der Gaswäsche 2 zugeführt, in der mittels Methanol alle schwefelhaltigen Bestandteile ausgewaschen werden. In der nachfolgenden CO-Konvertierung 3 wird dem über die Leitung 10 herangeführten schwefelfreien Gas (113 300 Nm³/h) durch die Leitung 16 noch 27 900 Nm³/h Reformergas zugemischt, dessen Herkunft weiter unten erläutert wird. Der CO-Gehalt dieses Gasgemisches wird mit deri iL Reformergas enthaltenen Wasserdampf katalytisch zu H2 und @ konvertiert, anschließend wird das Gemisch im Zwischenverdichter auf einen Druck von 52 ata verdichtet, 164 500 Nm³/h konvertiertes und verdichtetes Gas mit einer Zusammensetzung von 20,6 % CO2, 0,2 % CO, 42,4 % H2, 4,4 % CH4, 0,1 % C2, 32,3 % N2+ Ar werden über die Leitung 12 in eine weitere Wasche 5 mit Methanol geleitet, in der das CO2 bis auf Spuren aus dem Gas ausgewaschen wird. Dieses Gas mit einer Zusammensetzung von 0,1 % CO2, 0,3 % CO, 53,4 % H2, 5,6 % CH4, 0,1 % C2, 40,5 % N2 + Ar wird zunächst methanisiert und von Wasserdampf befreit, bevor ihin in der Flüssig-Stickstoff-Wäsche 6 das Methan mit dem im Gas enthaltenen überschüssigen Stickstoff ausgewaschen wird. Der im Gas enthaltene Stickstoff wird soweit entfernt, daß sich NH3-Synthesegas egibt (89 000 Nm³/h). Auch ein Teil des im Gas'enthaltenen Argon wird entsprechend den Gleichgewichtsbedingungen in dieser Gastrennanlage aus dem Gas entfernt. Das Gas aus der Wäsche 6 wird nach Verdichtung durch die Leitung 14 in. die NH3-Synthese7 geleitet und dort umgesetzt. Das in der Synthese erzeugte NH3 verläßt die Anlage durch die Leitung 18. In der Synthese 7 fällt noch Purgegas an, welches über die Leitung 17 in die CO-Wäsche 5 zurückgeführt wird.44.8 tons of coal with 68.2 wt.% C, 5.2 wt.% H, 25.1% by weight of 0, 1.0% by weight of N and 0.5% by weight of S are introduced into the compressed coal gasification system and gasified with 27.8 t / h of superheated steam and 58,000 Nm³ / h of air at 30 ata. That in the coal pressure gasifier generated gas of 127,000 Nm³ / h with the composition of - All of the following percentages are Vol., C, unless otherwise stated - 14; 3% CO2, 18.2% CO, 23.4% H2, 5.0 X CH4, 0.1% C2, 3876% N2 + Ar, 0.4% H2S and COS is fed to the gas scrubber 2 via the line 9, in which methanol is used all sulfur-containing components are washed out. In the subsequent CO conversion 3 is the sulfur-free gas brought in via line 10 (113 300 Nm³ / h) 27,900 Nm³ / h of reformer gas was added through line 16, the origin of which continues is explained below. The CO content of this gas mixture is determined with the iL reformer gas contained water vapor is catalytically converted to H2 and @, then the Mixture compressed in the intermediate compressor to a pressure of 52 ata, 164 500 Nm³ / h converted and compressed gas with a composition of 20.6 % CO2, 0.2% CO, 42.4% H2, 4.4% CH4, 0.1% C2, 32.3% N2 + Ar are over the line 12 passed into a further wash 5 with methanol, in which the CO2 except for traces from which gas is scrubbed. This gas with a composition of 0.1% CO2, 0.3% CO, 53.4% H2, 5.6% CH4, 0.1% C2, 40.5% N2 + Ar is first methanated and freed from water vapor before ihin the methane in the liquid nitrogen scrubber 6 is washed out with the excess nitrogen contained in the gas. The one in the gas The nitrogen contained is removed to the extent that NH3 synthesis gas is emitted (89,000 Nm³ / h). Some of the argon contained in the gas is also produced in accordance with the equilibrium conditions removed from the gas in this gas separation plant. The gas from the laundry 6 is after Compression passed through line 14 in. The NH3 synthesis7 and implemented there. The NH3 produced in the synthesis leaves the plant through line 18. In the Synthesis 7 still accrues purge gas, which via line 17 into the CO scrubbing 5 is returned.
Das Restgas, das in der Flüssig-Stickstoff-$Wäsche 6 in einer Menge von 39 200 Nm³/h vom Synthesegasgemisch abgetrennt wurde, kann in zwei verschiedenen Versionen gewonnen werden. Entsprechend einer ersten Möglichkeit wird in der Wäsche 6 eine methanreiche Fraktion von 10 000 Nm³/h für die Reformierung 8 und dazu eine methanarme Fraktion von ca. 29 200 Nm3/h fü..r die Stripregenerierung des Methanols für die Wäschen 2 + 5 und/oder für Heizzwecke gewonnen. Die methanrelche Fraktion wird über die Leitung 15 geleitet, auf einen Druck von ca. 30 ata verdichtet und im Reformer 8 mit Wasserdampf reformiert.The residual gas that is in the liquid nitrogen wash $ 6 in an amount of 39 200 Nm³ / h was separated from the synthesis gas mixture, can be in two different Versions are obtained. According to a first possibility, it is in the wash 6 a methane-rich fraction of 10,000 Nm³ / h for the reforming 8 and one in addition Low methane fraction of approx. 29,200 Nm3 / h for the strip regeneration of the methanol obtained for washes 2 + 5 and / or for heating purposes. The methane faction is passed through line 15, compressed to a pressure of approx. 30 ata and reformed in the reformer 8 with steam.
27 900 Nm³/h so gewonnenes Reformergas werden über die Leitung 46, wie schon vorher beschrieben, dem Hauptgasstrom vor der CO-Konvertierung wieder zugeführt.27 900 Nm³ / h of reformer gas obtained in this way are passed through line 46, as already described, the main gas flow before the CO conversion again fed.
Gemäß einer zweiten Möglichkeit der Gewinnung des Restgases fällt die gesamte Restgasmenge aus der Flüssig-Stickstoff Wäsche 6-in einer Zusammensetzung von 3,3 % H2, 19,3 5' CIi4, 0,3 % C2, 77,1 % N2 + Ar an und wird je nach Bedarf zur Stripregenerierung des Waschmittels der Methanolwäsche 5 verwendet oder nach Verdichtung im Reformer 8 mit Wasserdamp umgesetzt. Das Gas, das für die Stripregenerierung ir. der Methanolwäsche eingesetzt wird, kann nach dem Strippen noch als Heizgas verwendet werden.According to a second possibility of recovering the residual gas falls the total amount of residual gas from the liquid nitrogen scrubbing 6-in one composition of 3.3% H2, 19.3 5 'CIi4, 0.3% C2, 77.1% N2 + Ar and is used as required used for strip regeneration of the detergent of the methanol wash 5 or after Compression implemented in the reformer 8 with steam. The gas used for strip regeneration ir. the methanol wash is used, can still be used as heating gas after stripping be used.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722235323 DE2235323B2 (en) | 1972-07-19 | 1972-07-19 | Process for the production of synthesis gas for ammonia synthesis by pressure gasification of coal with water vapor and air |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722235323 DE2235323B2 (en) | 1972-07-19 | 1972-07-19 | Process for the production of synthesis gas for ammonia synthesis by pressure gasification of coal with water vapor and air |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2235323A1 true DE2235323A1 (en) | 1974-02-28 |
| DE2235323B2 DE2235323B2 (en) | 1974-11-28 |
Family
ID=5851015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19722235323 Pending DE2235323B2 (en) | 1972-07-19 | 1972-07-19 | Process for the production of synthesis gas for ammonia synthesis by pressure gasification of coal with water vapor and air |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2235323B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3015640A1 (en) * | 1979-04-24 | 1980-11-06 | Foster Wheeler Franc | METHOD FOR GENERATING A GAS FLOW FOR THE AMMONIA SYNTHESIS |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011008931B4 (en) * | 2011-01-20 | 2016-08-18 | Hans Walter Kirchner | Water vapor-air over-pressure gasification with cryogenic gas separation |
-
1972
- 1972-07-19 DE DE19722235323 patent/DE2235323B2/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3015640A1 (en) * | 1979-04-24 | 1980-11-06 | Foster Wheeler Franc | METHOD FOR GENERATING A GAS FLOW FOR THE AMMONIA SYNTHESIS |
| FR2454998A1 (en) * | 1979-04-24 | 1980-11-21 | Foster Wheeler France | PROCESS FOR THE PREPARATION OF A GAS CONTAINING HYDROGEN AND NITROGEN AND SUITABLE FOR THE PRODUCTION OF AMMONIA |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2235323B2 (en) | 1974-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3111030C2 (en) | ||
| DE10334590B4 (en) | Process for the production of hydrogen from a methane-containing gas, in particular natural gas and plant for carrying out the process | |
| DE3873793T2 (en) | FLAMMABLE GAS PRODUCTION. | |
| DE69415728T2 (en) | Partial oxidation process for the production of a stream of hot purified gas | |
| US3540867A (en) | Production of carbon monoxide and hydrogen | |
| DE69104461T2 (en) | Process for the production of high-purity hydrogen. | |
| DE2024301C3 (en) | Process for the production of methanol | |
| DE2212700A1 (en) | PROCESS FOR GENERATING A METHANE-RICH GAS EXCHANGEABLE WITH NATURAL GAS | |
| DE3008448C2 (en) | ||
| EP3176152A1 (en) | Method for generating urea | |
| DE4321542C1 (en) | Process for the separate removal of sulphur compounds and CO2 from gas | |
| DE1958033A1 (en) | Production of hydrogen or ammonia synthesis gas at medium pressure | |
| DE4318444C2 (en) | Process for high-temperature conversion | |
| DE4131309A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING HYDROGEN FROM A RAW GAS FROM THE GASIFICATION OF SOLID, LIQUID OR GASEOUS FUELS | |
| DE1920001A1 (en) | Process for the production of a synthesis gas for the production of ammonia | |
| DE2235323A1 (en) | Ammonia synthesis gas prodn - comprising gasifying coal with steam and air, reacting carbon monoxide with steam, and scrubbing the gas mixt with liq nitrogen | |
| EP2872440A2 (en) | Method and system for purifying synthesis gas, in particular for ammonia synthesis | |
| DE69308273T2 (en) | Process for the production of organic liquids | |
| DE4235957C2 (en) | Process for the separate removal of sulfur compounds and CO¶2¶ from gas | |
| DE3044478A1 (en) | PROCESSING PROCESS FOR COOKING OVEN GAS AND GASKEY GAS | |
| DE2201278C2 (en) | Process for generating a gas that is exchangeable with natural gas | |
| DE1924642A1 (en) | Ammonia synthesis gas by hydrocarbon hydro- - cracking | |
| DE3017998C2 (en) | Process for the catalytic treatment of partial oxidation raw gas | |
| DE753234C (en) | Process for generating hydrocarbons from methane-containing synthesis gases | |
| DE19507098A1 (en) | Prodn. of city gas contg. methane |