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Metallhaltige Katalysatoren

Der Ammoniak-Prozess

Ammoniak stellt heutzutage eines der wichtigsten chemischen Produkte dar. Weltweit werden pro Jahr ca. 100 Millionen Tonnen hergestellt, wobei ca. 80 % in die Düngemittelindustrie fließen. Ammoniak ist ferner ein wichtiger Ausgangsstoff für die Produktion von Farben, Harzen, Kunststoffen, synthetischen Fasern und Sprengstoffen.

Die Herstellung verläuft, abhängig vom genauen Verfahren, über ca. 7 Stufen und es werden etwa acht verschiedene Katalysatoren eingesetzt.

Der Prozess lässt sich in fünf Einheiten aufteilen:

  • Reinigung des eingesetzten Eduktes (u.a. Entschwefelung)
  • Synthese des Wasserstoffs und Einstellung des optimalen Wasserstoff/Stickstoff-Verhältnisses
  • Konvertierung von CO zu CO2
  • Abtrennung von CO2 und des verblieben CO
  • Umsetzung zum Ammoniak
Abb.1

Als Edukte kommen verschiedene Kohlenwasserstoffgemische in Frage, u.a. Erdgas, LPG und Naphtha. Nach der Entschwefelung am Cobalt- bzw. Molybdän-Katalysator folgt das zwei- bis dreistufige Steamreforming zur Synthesegaserzeugung. Dem Produktstrom aus Wasserstoff, CO und CO2 wird der notwendige Stickstoff zugesetzt. CO und CO2 werden anschließend durch Shift-Reaktion

H 2 O + C O C O 2 + H 2

und Druckwechseladsorption abgetrennt. Verbliebene Spuren von COX werden anschließend in einer Methanisierungsreaktion zu CH4 umgesetzt:

C O + 3 H 2 C H 4 + H 2 O C O 2 + 4 H 2 C H 4 + 2 H 2 O

Abschließend werden Wasserstoff und Stickstoff katalytisch zu Ammoniak umgesetzt.

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