AdWinCombined™ ist eine Weiterentwicklung der AdWinMethanol®-Technologie und der Uhde Ammonia-Technologie. Es ermöglicht die Produktion der beiden Produkte Methanol und Ammoniak in einem hochintegrierten Anlagenkonzept, was letztendlich zu Einsparungen von bis zu 10 % der Betriebskosten und von bis zu 30 % der Investitionskosten im Vergleich zu zwei separaten herkömmlichen Prozessanlagen führt.
Das Prozesskonzept zeichnet sich durch den gleichzeitigen Betrieb beider Produktanlagen bei nominaler Kapazität aus, bietet aber auch die Freiheit des Betriebs bei Teillast. Ferner sind Einzelproduktbetriebsarten möglich, d. h. eine Produktlinie (Methanol) kann weiterarbeiten, während die andere Produktlinie (Ammoniak) abgeschaltet ist und umgekehrt.
AdWinCombined™, eine gemeinsame Prozessentwicklung von thyssenkrupp und GasConTec, basiert auf bewährter Ausrüstung, verwendet jedoch eine fortschrittliche und hochintegrierte Prozessanordnung (siehe vereinfachtes Prozessflussdiagramm unten) mit einer einzigen Syngasproduktionsinsel, deren Kern ein sauerstoffbetriebener katalytischer Partialoxidationsreaktor (autothermer Reaktor) ist. Der Aufbau der Methanolsynthese entspricht dem von AdWinMethanol® mit zwei aufeinander folgenden isothermen Reaktorstufen und einer Zwischenkondensation. Das Spülgas aus der Methanolsynthese wird als Ausgangsmaterial für die Ammoniakanlage auf Basis der Uhde Ammonia-Technologie verwendet.
Hauptvorteile der AdWinCombined®-Technologie für den Eigentümer/Betreiber:
Höhere Zuverlässigkeit
Reduzierte EPC-Kosten um bis zu 30 %, was im Vergleich zu zwei separaten Einheiten auch zu geringeren Gesamtinstallationskosten (TIC) führt
Geringerer Erdgasverbrauch um bis zu 10 %
Hohe Flexibilität beim Betrieb des Komplexes
Geringere Umweltbelastung
Reduzierte Wartungskosten
Prozess-Highlights
AdWinCombinedTM verwendet für die Syngasproduktion nur einen katalytischen POX (ATR), und es ist kein Dampfreformer erforderlich. Ohne Dampfreformer sind die Investitionskosten geringer und der Anlagenbetrieb zuverlässiger und einfacher. Außerdem fällt die Druckbegrenzung der Reformierung weg, so dass die Syngasproduktion bei erhöhtem Druck erfolgen kann, was zu kleineren Ausrüstungen und Rohrleitungen führt.
Darüber hinaus führt der höhere Druck im Syngasproduktionsabschnitt zu wesentlich geringeren Druckunterschieden zwischen den beiden Syngaskompressoren, dem Methanol- und Ammoniak-Syngaskompressor. Das Ergebnis sind geringere Investitionskosten und eine deutlich höhere Zuverlässigkeit der Anlage.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Ammoniakanlagen genügt eine Hochtemperatur-Shiftstufe, um den Wasserstoffgehalt zu erhöhen. Eine Niedertemperatur-Shiftstufe mit einem kostspieligen und empfindlichen Katalysator ist nicht erforderlich. Durch Variieren der Flussrate durch die HT-Shiftstufe kann das Produktionsverhältnis von Methanol zu Ammoniak eingestellt werden.
Eine einfache und energieeffiziente Entfernung der CO2-Hauptmenge ist ausreichend. Eine vollständige CO2-Entfernung wie bei herkömmlichen Ammoniakanlagen ist nicht erforderlich. Da die CO2-Entfernung der Methanolsynthese vorgeschaltet ist, sorgt sie für ein CO2-armes Syngas, was zu einem reduzierten Wasserstoffbedarf für die gewünschte Methanolproduktion führt.
Zur Vorbereitung eines geeigneten Syngases für die Ammoniaksynthese ist im Gegensatz zu herkömmlichen Ammoniakanlagen keine Methanisierung erforderlich. AdWinCombinedTM verwendet ein robustes und flexibles Druckwechseladsorptionssystem (PSA), das die Erzeugung von hochreinem Wasserstoff aus dem Spülgas der Methanolsynthese gewährleistet.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Methanoltechnologien verwendet AdWinMethanol® in beiden Reaktorstufen modernste isotherme Reaktortypen. Dies vereinfacht nicht nur die Konstruktion und den Betrieb der Reaktoren, sondern reduziert auch das in der zweiten Stufe erforderliche Katalysatorvolumen.
Außerdem wird durch eine Zwischenkondensation das Produkt Methanol abgeschieden, dabei können zwei positive Effekte erzielt werden: Erstens lässt sich der Rücklaufstrom und damit der Strom zur zweiten Reaktorstufe reduzieren. Zweitens erhöht die Methanolentfernung die treibende Kraft (Gleichgewicht) für die Methanolsynthese, was zu höheren COx-Umwandlungsraten und einer größeren Methanolproduktion führt.
Reiner Stickstoff aus der Luftzerlegungsanlage wird vor dem Ammoniak-Syngaskompressor mit reinem Wasserstoff gemischt. Aufgrund der Abwesenheit inerter Komponenten im Syngas ist die Ammoniakanlage gegenüber herkömmlichen Anordnungen erheblich vereinfacht.
Integrierte Lösung gegenüber Einzellösung
Aufgrund des überlegenen neuen Konzepts eines hochintegrierten Komplexes zur gemeinsamen Ammoniak-/Methanolproduktion können erhebliche Vorteile erzielt werden, die in folgender Tabelle aufgeführt sind.
