BE1029986B1 - Method for operating an ammonia plant and plant for the production of ammonia - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ammoniakanlage (1), wobei ein Gasgemisch aufweisend Stickstoff (N2) Wasserstoff (H2) und Ammoniak (NH3) mit einer Fördereinrichtung (2) in einem Synthesekreislauf (3) zyklisch gefördert wird, wobei Stickstoff (N2) und Wasserstoff (H2) in einem Konverter (4) zumindest teilweise zu Ammoniak (NH3) umgesetzt werden und wobei das Gasgemisch in einer Abkühleinrichtung (5) derart abgekühlt wird, dass Ammoniak (NH3) aus dem Gasgemisch auskondensiert, und wobei Wasserstoff zumindest teilweise durch Elektrolyse (6) bereitgestellt wird. Bei einem Verfahren, bei dem die Nutzung fluktuierender erneuerbarer Energien für die Bereitstellung von Wasserstoff in bestehende Anlagenkonzepte integriert werden kann, ist vorgesehen, dass ein Master-Controller (7) vorgesehen ist und dass durch den Master-Controller (7), ausgehend von der zu erwartenden Wasserstoffmenge, über mindestens einen Regelkreislauf mindestens der Druck im Synthesekreislauf (3) annähernd konstant gehalten wird.The invention relates to a method for operating an ammonia plant (1), wherein a gas mixture comprising nitrogen (N2), hydrogen (H2) and ammonia (NH3) is cyclically conveyed with a conveying device (2) in a synthesis circuit (3), wherein nitrogen (N2 ) and hydrogen (H2) are at least partially converted into ammonia (NH3) in a converter (4) and the gas mixture is cooled in a cooling device (5) in such a way that ammonia (NH3) condenses out of the gas mixture, and hydrogen is at least partially converted is provided by electrolysis (6). In a method in which the use of fluctuating renewable energies for the provision of hydrogen can be integrated into existing plant concepts, it is provided that a master controller (7) is provided and that by the master controller (7), starting from the expected amount of hydrogen, at least the pressure in the synthesis circuit (3) is kept approximately constant via at least one control circuit.

Description

1 BE2021/59401 BE2021/5940

Verfahren zum Betreiben einer Ammoniakanlage und Anlage zur Herstellung vonProcess for operating an ammonia plant and plant for the production of

Ammoniakammonia

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ammoniakanlage, wobei einThe invention relates to a method for operating an ammonia plant, wherein a

Gasgemisch aufweisend Stickstoff Wasserstoff und Ammoniak mit einer Fördereinrichtung in einem Synthesekreislauf zyklisch gefördert wird, wobei Stickstoff und Wasserstoff in einemGas mixture comprising nitrogen, hydrogen and ammonia is promoted cyclically with a conveyor in a synthesis cycle, with nitrogen and hydrogen in one

Konverter zumindest teilweise zu Ammoniak umgesetzt werden und wobei das Gasgemisch in einer Abkühleinrichtung derart abgekühlt wird, dass Ammoniak aus dem Gasgemisch auskondensiert, und wobei Wasserstoff zumindest teilweise durch Elektrolyse bereitgestellt wird.Converter are at least partially converted to ammonia and the gas mixture is cooled in a cooling device such that ammonia condenses out of the gas mixture, and hydrogen is at least partially provided by electrolysis.

Daneben betrifft die Erfindung eine Anlage zur Herstellung von Ammoniak in einemIn addition, the invention relates to a plant for the production of ammonia in one

Synthesekreislauf, mit mindestens einer Fördereinrichtung zum zyklischen Fördern einesSynthesis cycle, with at least one conveyor for cyclically conveying a

Gasgemisches aufweisend Stickstoff, Wasserstoff und Ammoniak mit mindestens einemGas mixture comprising nitrogen, hydrogen and ammonia with at least one

Konverter, wobei Stickstoff und Wasserstoff im Konverter zumindest teilweise zu Ammoniak umsetzbar sind und mit mindestens einer Abkühleinrichtung in der das Gasgemisch derart abkühlbar ist, dass Ammoniak aus dem Gasgemisch auskondensiert, wobei Wasserstoff zumindest teilweise durch einen Elektrolyseur bereitstellbar ist und wobei mindestens eineConverter, wherein nitrogen and hydrogen can be at least partially converted into ammonia in the converter and with at least one cooling device in which the gas mixture can be cooled in such a way that ammonia condenses out of the gas mixture, wherein hydrogen can be provided at least partially by an electrolyzer and wherein at least one

Bypassleitung vorgesehen ist, um mindestens eine Einheit des Synthesekreislaufes zu umgehen, wobei der Durchfluss der Bypassleitung durch mindestens ein Durchflussregelventil einstellbar ist, wobei ein Master-Controller vorgesehen ist, wobei der Master-Controller durch den Master-Controller das mindestens eine Durchflussregelventil steuerbar ist.bypass line is provided in order to bypass at least one unit of the synthesis circuit, wherein the flow of the bypass line can be adjusted by at least one flow control valve, wherein a master controller is provided, wherein the master controller can control the at least one flow control valve by the master controller.

Ammoniak ist einer der wichtigsten Grundstoffe. Die Weltjahresproduktion beträgt derzeit etwa 170 Millionen Tonnen. Der größte Teil des Ammoniaks wird zur Herstellung von Düngemitteln verwendet. Die großtechnische Herstellung verwendet heute weitgehend die von Haber undAmmonia is one of the most important raw materials. Annual world production is currently around 170 million tons. Most of the ammonia is used to make fertilizers. Large-scale production today largely uses that of Haber and

Bosch zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelte Hochdrucksynthese in Festbettreaktoren mit Eisen als katalytisch aktiver Hauptkomponente, basierend auf einem stöchiometrisch zusammengesetzten Synthesegas mit den Hauptkomponenten Wasserstoff und Stickstoff. DieAt the beginning of the 20th century, Bosch developed high-pressure synthesis in fixed-bed reactors with iron as the main catalytic component, based on a stoichiometrically composed synthesis gas with the main components hydrogen and nitrogen. The

Erzeugung des Synthesegases erfolgt vorwiegend über die Erdgasroute. Nachteilig sind hierbei die großen Mengen an anfallendem Kohlendioxid.Synthesis gas is mainly generated via the natural gas route. The large amounts of carbon dioxide produced are disadvantageous here.

Durch den exothermen Charakter der Ammoniak-Bildungsreaktion entstehen imDue to the exothermic character of the ammonia formation reaction arise in the

Prozessverlauf verhältnismäßig große Wärmemengen. Für einen guten spezifischenProcess course relatively large amounts of heat. For a good specific

Energieverbrauch des Gesamtprozesses müssen sie möglichst effizient genutzt werden.energy consumption of the overall process, they must be used as efficiently as possible.

Generell ist die Abwärmenutzung mit thermodynamisch unvermeidbaren Verlusten verbunden. Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, Alternativen zum Haber-Bosch-In general, the use of waste heat is associated with thermodynamically unavoidable losses. There has therefore been no lack of attempts to find alternatives to the Haber-Bosch

2 BE2021/59402 BE2021/5940

Verfahren zu entwickeln, die ohne die hohen Temperaturen und Drücke arbeiten. Im Haber-To develop processes that work without the high temperatures and pressures. in the haber

Bosch-Verfahren wird die fundamentale Schwierigkeit der Aktivierung des sehr reaktionsträgen Stickstoff-Moleküls durch den Einsatz spezifisch sehr aktiver Katalysatoren inBosch process, the fundamental difficulty of activating the very inert nitrogen molecule through the use of specifically very active catalysts in

Kombination mit verhältnismäßig hohen Temperaturen überwunden. Eine Alternative für diecombination with relatively high temperatures. An alternative for the

Bereitstellung der erforderlichen Aktivierungsenergie ist der Einsatz elektrischer Energie.Providing the required activation energy is the use of electrical energy.

Zur Einsparung von Kohlendioxid gibt es Überlegungen, die Rohstoffe, insbesondereTo save carbon dioxide there are considerations, the raw materials, in particular

Wasserstoff, nicht bzw. nicht komplett über die Erdgasroute zu erhalten. Die EP 2 589 426 A1 offenbart beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniak, bei dem Wasserstoff aus der Elektrolyse von Wasser gewonnen wird. Stickstoff kann beispielsweise aus einer kryogenen Luftzerlegungsanlage gewonnen werden. Die Stoffe werden miteinander vermischt und auf einen Druck im Bereich von 80 bis 300 bar verdichtet.Hydrogen cannot be obtained, or not completely, via the natural gas route. For example, EP 2 589 426 A1 discloses a method for producing ammonia in which hydrogen is obtained from the electrolysis of water. For example, nitrogen can be obtained from a cryogenic air separation plant. The substances are mixed together and compressed to a pressure in the range from 80 to 300 bar.

Das Problem dabei ist, dass erneuerbare Energien wie Wind oder Solar stark schwanken können. Der Elektrolyseur kann diesen Schwankungen schnell und auch in einem weitenThe problem with this is that renewable energies such as wind or solar can fluctuate greatly. The electrolyser can absorb these fluctuations quickly and to a large extent

Lastbereich bis zu einer Teillast von 10 % folgen. Die Ammoniakanlage bekommt dann einen verringerten Wasserstoffstrom, was einen komplexen Regeleingriff erfordert, um dieFollow the load range up to a partial load of 10%. The ammonia plant then gets a reduced hydrogen flow, which requires a complex control intervention to

Ammoniakanlage in einen Teillastbetrieb zu überführen, ohne Maschinen und Apparate zu beschädigen, und eine ununterbrochene Produktion von Ammoniak zu gewährleisten.Converting the ammonia plant to partial load operation without damaging machines and equipment and ensuring uninterrupted production of ammonia.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einerThe invention is therefore based on the object of providing a method for operating a

Ammoniakanlage sowie eine Anlage zur Herstellung von Ammoniak anzugeben, bei denen die Nutzung fluktuierender erneuerbarer Energien für die Bereitstellung von Wasserstoff in bestehende Anlagenkonzepte integriert werden kann.Specify ammonia plant and a plant for the production of ammonia, in which the use of fluctuating renewable energies for the provision of hydrogen can be integrated into existing plant concepts.

Diese Aufgabe ist zunächst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass ein Master-Controller vorgesehen ist und dass durch den Master-Controller, ausgehend von der zu erwartenden Wasserstoffmenge, über mindestens einen Regelkreislauf der Druck imThis object is initially achieved by the features of claim 1 in that a master controller is provided and that by the master controller, based on the expected amount of hydrogen, via at least one control circuit of the pressure in the

Synthesekreislauf annähernd konstant gehalten wird.Synthesis cycle is kept approximately constant.

Wenn infolge fluktuierender, regenerativer Energien in der alkalischen Wasserelektrolyse weniger Wasserstoff produziert wird, so wird die erwartete Menge an Wasserstoff demIf less hydrogen is produced in the alkaline water electrolysis as a result of fluctuating, regenerative energies, the expected amount of hydrogen will be reduced

Mastercontroller als EingangsgröBe vorgegeben. Es reicht nicht aus, die aktuelle Menge anMaster controller specified as an input variable. It's not enough to show the current amount

Wasserstoff zu messen und dies als EingangsgrôBe für den Mastercontroller zu verwenden.Measure hydrogen and use this as an input for the master controller.

Bei Laständerungen des Elektrolyseurs kann es zu Schwingungsrückkopplungen in das versorgende Stromnetz kommen. Um dies zu vermeiden, ist der Einsatz von ungeregeltenIf the load of the electrolyser changes, vibration feedback can occur in the supplying power grid. To avoid this, the use of unregulated

Filtern notwendig. Hierdurch kann aber durch den Elektrolyseur das Leistungsspektrum vonfilter necessary. This can, however, by the electrolyzer the power range of

° BE2021/5940 10-100 % nicht kontinuierlich abgedeckt werden, es gibt vielmehr diskrete Werte für die° BE2021/5940 10-100% cannot be covered continuously, rather there are discrete values for the

Leistung. Auch kann der Elektrolyseur seine Last von 100 auf 10 % in weniger als einer Minute ändern, während die Ammoniakanlage für eine Laständerung von 25 %, aufgrund der abzukühlenden oder aufzuheizenden Massen von Katalysator und Apparaten, ca. eine Stunde benötigt.Perfomance. The electrolyser can also change its load from 100 to 10% in less than a minute, while the ammonia plant needs about an hour for a load change of 25% due to the masses of catalyst and apparatus to be cooled or heated.

Der Master-Controller berechnet aus der zu erwartenden Wasserstoffmenge, welches Turn-The master controller uses the expected amount of hydrogen to calculate which turn

Down- Ratio für die Ammoniakanlage einzustellen ist. Hierbei ist die Aufgabe desdown ratio for the ammonia plant is to be set. Here the task of

Mastercontrollers zu gewährleisten, dass der Druck im Synthesegaskreislauf konstant gehalten wird, um eine Ermüdung des Materials durch Druckwechselbeanspruchung zu vermeiden. Des Weiteren kann der Master-Controller das Temperaturprofil im Konverter so einstellen, dass, bei Vorliegen von mehreren Katalysatorbetten, in allen Katalysatorbetten dieMaster controller to ensure that the pressure in the synthesis gas circuit is kept constant in order to avoid fatigue of the material due to pressure cycling. Furthermore, the master controller can set the temperature profile in the converter in such a way that, if there are several catalyst beds, the

Reaktion aufrechterhalten wird und keine zu hohe Bettaustrittstemperatur auftritt, die zu einerReaction is maintained and no too high bed outlet temperature occurs, which leads to a

Nitrierung des drucktragenden Stahlmantels im Reaktor führte. Schließlich gewährleistet derNitration of the pressure-bearing steel jacket in the reactor. Finally, the

Mastercontroller, dass die Kreislaufgasmenge nicht unter einen bestimmten Wert sinkt, beispielsweise 50 Prozent der Menge im Vergleich zum normalen Betrieb.Master controller that the amount of circulating gas does not drop below a certain value, for example 50 percent of the amount compared to normal operation.

Bei einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass die von der Elektrolyse erzeugte Wasserstoffmenge am Eintritt in die Ammoniakanlage gemessen wird und dass durch den Master-Controller die Kapazität der Ammoniakanlage unterIn a first embodiment of the method according to the invention, it is provided that the amount of hydrogen generated by the electrolysis is measured at the entry into the ammonia plant and that the capacity of the ammonia plant is reduced by the master controller

Berücksichtigung der gemessenen Wasserstoffmenge angepasst wird. Die tatsächlich erzeugte Wasserstoffmenge wird am Eintritt in die Ammoniakanlage gemessen. Weicht dieseIs adjusted taking into account the measured amount of hydrogen. The amount of hydrogen actually produced is measured at the entrance to the ammonia plant. Give way to this one

Menge von der von der Elektrolyse vorgemeldeten Wasserstoffmenge ab, so passt deramount from the amount of hydrogen reported by the electrolysis, the fits

Mastercontroller die Kapazität der Ammoniakanlage der gemessenen Menge an.master controller the capacity of the ammonia plant of the measured amount.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass durch den Master-Controller Regelelementen des mindestens einen RegelkreislaufesIn a further embodiment of the method according to the invention, it is provided that the master controller controls the control elements of the at least one control circuit

Sollwerte vorgegeben werden, wenn die einzustellende Laständerung unter einem zuvor bestimmten Grenzwert liegt und dass durch den Master-Controller der Öffnungsgrad einesTarget values are specified when the load change to be set is below a previously determined limit value and that the master controller adjusts the degree of opening of a

Regelventils des Regelkreislaufes direkt vorgegeben wird, wenn die einzustellendeControl valve of the control circuit is specified directly when the adjusted

Laständerung über einem zuvor bestimmten Grenzwert liegt. Hierbei gilt generell, dass bei kleineren Laständerungen der Master-Controller den einzelnen Reglern nur den Sollwert vorgibt. Bei größeren Laständerungen, oder wenn die Leistung der Anlage innerhalb einer gewissen Zeit erhöht beziehungsweise erniedrigt werden soll, gibt der Master-Controller auch direkt den Öffnungsgrad für Regelventile vor.Load change is above a previously determined limit. The general rule here is that in the case of smaller load changes, the master controller only specifies the setpoint for the individual controllers. In the event of major load changes, or if the system output is to be increased or decreased within a certain period of time, the master controller also directly specifies the degree of opening for the control valves.

° BE2021/5940° BE2021/5940

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäGBen Verfahrens ist vorgesehen, dass Wasserstoff mit mindestens einen ersten Kompressor mit einer ersten Saugseite und einer ersten Druckseite verdichtet wird, dass eine erste Bypassleitung von der erstenIn an advantageous embodiment of the inventive method, it is provided that hydrogen is compressed with at least one first compressor having a first suction side and a first pressure side, that a first bypass line from the first

Druckseite zur ersten Saugseite vorgesehen ist und dass durch den Master-Controller inPressure side is provided to the first suction side and that by the master controller in

Abhängigkeit eines zu erwartenden ersten Saugstroms an der ersten Saugseite des erstenDependence of an expected first suction flow on the first suction side of the first

Kompressors die Mindestöffnung eines ersten Durchflussregelventils vorgegeben wird, wobei durch das erste Durchflussregelventil mindestens der Durchfluss der ersten Bypassleitung eingestellt wird.Compressor, the minimum opening of a first flow control valve is specified, wherein at least the flow of the first bypass line is adjusted by the first flow control valve.

Der erste Kompressor ist für eine bestimmte Durchflussmenge ausgelegt. Fällt dieThe first compressor is designed for a specific flow rate. falls

Ansaugmenge unter eine Mindestdurchflussmenge, beginnt der Kompressor zu „surgen“ („pumpen“), was zu schwankenden Förderraten und Förderdrücken führt und die Maschine beschädigen kann. Um dies zu verhindern, sind Kompressoren in der Regel mit einerIf the intake volume falls below a minimum flow rate, the compressor will begin to "surge" ("pumping"), which leads to fluctuating delivery rates and delivery pressures and can damage the machine. To prevent this, compressors are usually equipped with a

Antisurgeregelung ausgeführt. Im Wesentlichen ist dies eine mit einem Regelventil verseheneAntisurge control implemented. Essentially, this is one fitted with a control valve

Bypassleitung von der Druck- zur Saugseite des Kompressors. Die Regelung stellt hierüber dann bei einem Zentrifugalverdichter die Saugmenge, oder im Fall eines Kolbenkompressors, den Saugdruck ein. Um eine Veränderung des Förderdruckes zu vermeiden, kann der Master-Bypass line from the pressure to the suction side of the compressor. In the case of a centrifugal compressor, the controller then adjusts the suction volume or, in the case of a piston compressor, the suction pressure. In order to avoid a change in the delivery pressure, the master

Controller, der den zu erwartenden Saugstrom kennt, direkt auf die Antisurgeregelung zugreifen und kann dem Durchflussregelventil die Mindestöffnung vorgeben, bis dieController, who knows the suction flow to be expected, has direct access to the antisurge control and can specify the minimum opening for the flow control valve until the

Antisurgeregelung den geringeren Saugstrom ausregeln kann.Antisurge control can compensate for the lower suction flow.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäGBen Verfahrens ist vorgesehen, dass es sich bei der Fördereinrichtung um mindestens einen zweiten Kompressor mit einer zweiten Saugseite und einer zweiten Druckseite handelt, dass eine zweiteIn a further advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the conveying device is at least one second compressor with a second suction side and a second pressure side, that a second

Bypassleitung von der zweiten Druckseite zur zweiten Saugseite vorgesehen ist und dass durch den Master-Controller in Abhängigkeit eines zu erwartenden zweiten Saugstroms an der zweiten Saugseite des zweiten Kompressors die Mindestöffnung eines zweitenBypass line is provided from the second pressure side to the second suction side and that the minimum opening of a second by the master controller depending on an expected second suction flow on the second suction side of the second compressor

Durchflussregelventils vorgegeben wird, wobei durch das zweite Durchflussregelventil mindestens der Durchfluss der zweiten Bypassleitung eingestellt wird.Flow control valve is specified, wherein at least the flow of the second bypass line is adjusted by the second flow control valve.

Wenn die Make-Up Gasmenge verändert wird, würden sich ohne Regeleingriff der Druck imIf the amount of make-up gas is changed, the pressure in the

Synthesegaskreislauf und die Kreislaufgasmenge verändern. Die Aufgabe des Master-Synthesis gas circuit and change the amount of circuit gas. The task of the master

Controllers ist es, den Druck im Synthesegaskreislauf konstant zu halten, indem er den Umsatz im Konverter so anpasst, dass im Konverter nur die Menge an Wasserstoff und Stickstoff verbraucht wird, die mit dem Make-Up Gas in den Synthesekreislauf eingespeist werden kann.The controller is to keep the pressure in the synthesis gas circuit constant by adjusting the conversion in the converter so that only the amount of hydrogen and nitrogen that can be fed into the synthesis circuit with the make-up gas is consumed in the converter.

Hierbei stellt der Master-Controller eine für jeden Lastfall definierte Kreislaufgasmenge so ein, dass ein Mindestdurchsatz durch den Reaktor gesichert ist und die Fördereinrichtung nicht inHere, the master controller sets a cycle gas volume defined for each load case in such a way that a minimum throughput through the reactor is ensured and the conveying device does not

> BE2021/5940 den Bereich des Surgens kommt. Die Fördereinrichtung ist ebenfalls mit einer> BE2021/5940 enters the area of Surgen. The conveyor is also with a

Antisurgeregelung und einer Bypassleitung mit Durchflussregelventil ausgestattet. Um eineAntisurge control and a bypass line with flow control valve. To one

Veränderung des Synthesedrucks zu vermeiden, kann der Master-Controller, der die zu erwartende Kreislaufgasmenge kennt, auf die Antisurgeregelung zugreifen und gibt demTo avoid changing the synthesis pressure, the master controller, which knows the cycle gas volume to be expected, can access the antisurge control and gives the

Durchflussregelventil die Mindestöffnung vor, bis dann die Antisurgeregelung desFlow control valve the minimum opening, until then the antisurge control of the

Kreislaufgasverdichters den geringeren Kreislaufstrom ausregeln kann.Cycle gas compressor can compensate for the lower cycle flow.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäBen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Gasgemisch vor der Abkühleinrichtung in einen ersten Teilstrom und einen zweitenIn a further embodiment of the inventive method it is provided that the gas mixture before the cooling device in a first partial flow and a second

Teilstrom aufgeteilt wird, dass der erste Teilstrom durch die Abkühleinrichtung geleitet wird, dass der zweite Teilstrom in einen Bereich in Strômungsrichtung vor der Saugseite derPartial flow is divided, that the first partial flow is passed through the cooling device, that the second partial flow into an area upstream of the suction side of the

Fördereinrichtung wieder in den Synthesekreislauf eingebracht wird und dass der zweiteConveyor is reintroduced into the synthesis circuit and that the second

Teilstrom vor Einbringung in den Synthesekreislauf abgekühlt wird, wobei durch den Master-Partial flow is cooled before being introduced into the synthesis circuit, with the master

Controller die Mindestöffnung eines dritten Durchflussregelnventils vorgegeben wird, wobei durch das dritte Durchflussregelventil mindestens der Durchfluss des zweiten Teilstroms eingestellt wird.Controller, the minimum opening of a third flow control valve is specified, wherein at least the flow of the second partial flow is adjusted by the third flow control valve.

Bei kleinerer Einsatzgas- oder Wasserstoffmenge besteht das Risiko, dass bei geringererWith smaller amounts of feed gas or hydrogen, there is a risk that with smaller

Umlaufmenge die Reaktion in einem Konverter mit mehreren Katalysatorbetten im erstenCirculate the reaction in a converter with multiple catalyst beds in the first

Katalysatorbett weiter fortschreitet. Das birgt das, dass bereits Einsatzgas verbraucht wird, das normalerweise erst im zweiten Katalysatorbett reagiert. Dadurch würde das zweiteCatalyst bed continues to progress. This means that feed gas is already being consumed, which normally only reacts in the second catalyst bed. This would make the second

Katalysatorbett abkühlen. Durch eine längere Verweilzeit kühlt das Gas auch in etwaigen internen Wärmetauschern unter die Anspringtemperatur für ein mögliches drittesCool catalyst bed. Due to a longer residence time, the gas also cools in any internal heat exchangers below the light-off temperature for a possible third

Katalysatorbett.catalyst bed.

Eine zu hohe Austrittstemperatur aus dem ersten Katalysatorbett lässt sich dadurch vermeiden, dass die Eintrittskonzentration an Ammoniak in den Konverter angehoben wird.Too high an exit temperature from the first catalyst bed can be avoided by increasing the concentration of ammonia entering the converter.

Normalerweise ergibt sich die Eintrittskonzentration in den Konverter aus der Temperatur, bei der das Ammoniak abgeschieden wird. Man könnte also die Ammoniakeintrittskonzentration dadurch erhöhen, dass das Kreislaufgas durch die Abkühleinrichtung weniger abgekühlt wird.Normally, the concentration at the inlet to the converter results from the temperature at which the ammonia is removed. It would therefore be possible to increase the ammonia inlet concentration by cooling the circulating gas less by the cooling device.

Dies hätte jedoch den Nachteil, dass sich das Temperaturniveau in allen Apparaten derHowever, this would have the disadvantage that the temperature level in all the devices

Abkühleinrichtung verändern würde, so dass — wenn die volle Menge an Wasserstoff wieder verfügbar ist — die Ankühleinrichtung erst wieder heruntergekühlt werden müsste und eine gewisse Zeit vergeht, bis die Anlage wieder auf 100 % laufen kann. Um im Falle einer erforderlichen Laständerung die Konzentration schnell ändern zu können, wird daher einCooling device would change so that - when the full amount of hydrogen is available again - the cooling device would first have to be cooled down again and a certain time elapses before the system can run at 100% again. In order to be able to change the concentration quickly in the event of a required load change, a

Bypass um die Abkühleinrichtung ermöglicht. So wird erreicht, dass nur aus einem Teil desAllows bypass around the cooling device. This ensures that only part of the

Kreislaufgases Ammoniak auskondensiert wird, während ein Ammoniak reicher Strom an derCycle gas ammonia is condensed out, while an ammonia-rich stream at the

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Abkühleinrichtung vorbeigeleitet wird. Die gewünschte Ammoniakkonzentration ergibt sich dann aus der Mischung des abgekühlten Stroms und des Bypassstroms auf der Saugseite derCooling device is passed. The desired ammonia concentration then results from the mixture of the cooled stream and the bypass stream on the suction side

Fördereinrichtung.conveyor.

Die Eintrittstemperatur in die Fördereinrichtung darf jedoch nicht zu hoch sein, da sonst dieHowever, the inlet temperature in the conveyor must not be too high, otherwise the

Fördereinrichtung durch zu hohe Austrittstemperaturen beschädigt werden könnte. Hierzu kann ein Teil des warmen Bypass-Stromes über einen Wasserkühler geleitet werden, so dass die Temperatur an der Saugseite der Fördereinrichtung als Mischungstemperatur von kaltemConveying device could be damaged by excessively high outlet temperatures. For this purpose, a part of the warm bypass stream can be passed through a water cooler, so that the temperature on the suction side of the conveyor as a mixing temperature of cold

Kreislaufgas und teilweise gekühltem Bypass-Gas geregelt werden kann.Cycle gas and partially cooled bypass gas can be regulated.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die freiwerdende Wärme der Ammoniakreaktion zur Dampferzeugung in mindestens einem ersten Wärmetauscher genutzt wird, dass eine dritte Bypassleitung um den ersten Wärmetauscher vorgesehen ist und dass durch den Master-Controller dieIn a further advantageous embodiment of the method according to the invention it is provided that the heat released from the ammonia reaction is used to generate steam in at least one first heat exchanger, that a third bypass line is provided around the first heat exchanger and that the master controller

Mindestöffnung eines vierten Durchflussregelventils vorgegeben wird, wobei durch das vierteMinimum opening of a fourth flow control valve is specified, with the fourth

Durchflussregelventil mindestens der Durchfluss der dritten Bypassleitung eingestellt wird.Flow control valve at least the flow of the third bypass line is adjusted.

Die bei der Ammoniakreaktion freiwerdende Wärme wird genutzt, um Dampf zu erzeugen und um kaltes Kreislaufgas in einem Gas/Gas-Wärmetauscher vorzuwärmen. Wird jedoch zu vielThe heat released during the ammonia reaction is used to generate steam and to preheat cold cycle gas in a gas/gas heat exchanger. However, it becomes too much

Wärme mit der Enthalpie des Dampfes aus dem Kreislauf abgeführt, reicht die verbleibendeHeat removed from the circuit with the enthalpy of the steam, the remaining is sufficient

Wärme nicht mehr aus, um das Kreislaufgas auf Anspringtemperatur des Katalysators vorzuwärmen. Die erzeugbare Dampfmenge im Teillastfall wird durch einen Bypass um dieNo more heating to preheat the cycle gas to the light-off temperature of the catalyst. The amount of steam that can be generated in the partial load case is bypassed by the

Dampferzeugung geregelt und damit auch die notwendige Eintrittstemperatur des heißenSteam generation regulated and thus also the necessary inlet temperature of the hot

Kreislaufgases in den Gas/Gas-Wärmetauscher, dem ersten Wärmetauscher. Dies geschieht, indem der Master Controller einen Sollwert an das entsprechende vierte Durchflussregelventil vorgibt.Cycle gas in the gas/gas heat exchanger, the first heat exchanger. This is done by the master controller giving a setpoint to the corresponding fourth flow control valve.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Vorwärmen desIn a further embodiment of the invention it is provided that for preheating the

Gasgemisches im Synthesekreislauf mindestens ein zweiter Wärmetauscher genutzt wird, dass eine vierte Bypassleitung um den um den zweiten Wärmetauscher vorgesehen ist und dass durch den Master-Controller die Mindestöffnung eines fünften Durchflussregelventils vorgegeben wird in Abhängigkeit der einzustellenden Eintrittstemperatur des Gasgemisches in den Konverter, wobei durch das fünfte Durchflussregelventil mindestens der Durchfluss der dritten Bypassleitung eingestellt wird.gas mixture in the synthesis circuit, at least one second heat exchanger is used, that a fourth bypass line is provided around the second heat exchanger, and that the minimum opening of a fifth flow control valve is specified by the master controller depending on the inlet temperature to be set for the gas mixture in the converter, with the fifth flow control valve at least the flow of the third bypass line is adjusted.

Es muss sichergestellt sein, dass auch im Teillastfall die Eintrittstemperatur in dasIt must be ensured that the inlet temperature in the

Katalysatorbett über der Anspringtemperatur des Katalysators liegt, aber auch nicht zu hochCatalyst bed is above the light-off temperature of the catalyst, but not too high

/ BE2021/5940 ist, damit die Austrittstemperatur aus dem ersten Katalysatorbett die zulässige Temperatur nicht überschreitet. Die Eintrittstemperatur ergibt sich aus der Eintrittstemperatur in den/ BE2021/5940 so that the outlet temperature from the first catalyst bed does not exceed the permissible temperature. The inlet temperature results from the inlet temperature in the

Reaktor und durch die Wärmemengen, die in möglichen internen Wärmetauschern nach möglichen weiteren Katalysatorbetten, also einem ersten und zweiten Katalysatorbett auf dasReactor and by the amounts of heat that in possible internal heat exchangers after possible further catalyst beds, i.e. a first and second catalyst bed on the

Reaktionsgas übertragen werden. Da die freigesetzten Wärmemengen im ersten und zweitenReaction gas are transferred. Since the amounts of heat released in the first and second

Katalysatorbett einer direkten Kontrolle nicht zugänglich sind, kann die Eintrittstemperatur in das erste Bett über die Eintrittstemperatur in den Konverter geregelt werden. Hierzu wird einCatalyst bed are not accessible to direct control, the inlet temperature in the first bed can be controlled via the inlet temperature in the converter. For this purpose, a

Teil des kalten Kreislaufgases über einen geregelten Bypass um die Mantelseite, die kaltePart of the cold cycle gas via a controlled bypass around the shell side, the cold

Seite, eines Gas/Gas-Wärmetauschers, dem zweiten Wärmetauscher, herumgeleitet, so dass sich die Eintrittstemperatur in den Konverter als Mischtemperatur aus kaltem, by-gepassten und vorgewärmten Kreislaufgas ergibt.Side, a gas / gas heat exchanger, the second heat exchanger, so that the inlet temperature into the converter results as a mixed temperature of cold, by-passed and preheated cycle gas.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäBen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Konverter ein erstes radial durchströmbares Katalysatorbett, ein zweites radial durchstrômbares Katalysatorbett und ein drittes radial durchströmbares Katalysatorbett aufweist, dass der Konverter mindestens zwei innere Wärmetauscher aufweist und dass der erste innere Wärmetauscher zwischen dem ersten und dem zweiten Katalysatorbett angeordnet ist und dass der zweite innere Wärmetauscher zwischen dem zweiten und dem dritten Katalysatorbett angeordnet ist, dass eine fünfte Bypassleitung um den ersten innerenIn a further embodiment of the method according to the invention, it is provided that the converter has a first catalyst bed through which flow can occur radially, a second catalyst bed through which flow can occur radially and a third catalyst bed through which flow can occur radially, that the converter has at least two internal heat exchangers and that the first internal heat exchanger is located between the first and the second catalyst bed is arranged and that the second inner heat exchanger is arranged between the second and the third catalyst bed, that a fifth bypass line around the first inner

Wärmetauscher vorgesehen ist und dass durch den Master-Controller die Mindestöffnung eines sechsten Durchflussregelventils vorgegeben wird, wobei durch das sechsteHeat exchanger is provided and that the minimum opening of a sixth flow control valve is specified by the master controller, with the sixth

Durchflussregelventil mindestens der Durchfluss der fünften Bypassleitung eingestellt wird.Flow control valve at least the flow of the fifth bypass line is adjusted.

Es muss sichergestellt sein, dass auch im Teillastfall die Eintrittstemperatur in das zweiteIt must be ensured that the inlet temperature in the second

Katalysatorbett über der Anspringtemperatur des Katalysators liegt, aber auch nicht zu hoch ist, damit die Austrittstemperatur aus dem zweiten Katalysatorbett die zulässige Temperatur nicht überschreitet. Die Eintrittstemperatur in das zweite Bett wird sehr stark durch die im ersten inneren Wärmetauscher an das Kreislaufgas abgegebene Reaktionswärme des erstenCatalyst bed is above the light-off temperature of the catalyst, but is not too high, so that the exit temperature from the second catalyst bed does not exceed the permissible temperature. The inlet temperature in the second bed is very high due to the heat of reaction of the first internal heat exchanger given off to the circulating gas

Katalysatorbettes bestimmt. Der für die Fläche des Wärmetauschers maßgebliche Fahrfall ist der 100 % Fahrfall, da hier die zu übertragende Wärmemenge sechsmal so groß ist wie dieCatalyst bed determined. The driving case relevant for the area of the heat exchanger is the 100% driving case, as here the amount of heat to be transferred is six times as large as the

Wärmemenge im minimalen Lastfall bei 25%. Für diesen Fall gibt es einen Bypass um den ersten inneren Wärmetauscher, wo ein Teil des nur vorgewärmten Kreislaufgases direkt auf das erste Katalysatorbett gegeben wird. Ist der Bypass weiter auf, strômt weniger nur vorgewärmtes Kreislaufgas durch die Rohrseite des ersten inneren Wärmetauschers und es wird weniger Wärme von dem heißen, das erste Katalysatorbett verlassende Reaktionsgas auf das kältere Kreislaufgas übertragen, so dass die Eintrittstemperatur in das zweiteAmount of heat in the minimum load case at 25%. In this case there is a bypass around the first internal heat exchanger, where part of the only preheated cycle gas is fed directly to the first catalyst bed. If the bypass is wider, less only preheated cycle gas flows through the tube side of the first internal heat exchanger and less heat is transferred from the hot reaction gas leaving the first catalyst bed to the colder cycle gas, so that the inlet temperature in the second

Katalysatorbett ansteigt. Ist der Bypass hingegen weiter geschlossen, so strömt mehr nurCatalyst bed increases. If, on the other hand, the bypass is further closed, more flows only

8 BE2021/5940 vorgewärmtes Kreislaufgas durch die Rohrseite des ersten inneren Wärmetauschers und es wird mehr Wärme von dem heißen, das erste Katalysatorbett verlassende Reaktionsgas auf das kältere Kreislaufgas übertragen, so dass die Eintrittstemperatur in das zweite Bett sinkt.8 BE2021/5940 preheated cycle gas through the tube side of the first internal heat exchanger and more heat is transferred from the hot reaction gas leaving the first catalyst bed to the colder cycle gas, so that the inlet temperature into the second bed drops.

Hierbei muss jedoch durch den Mastercontroller verhindert werden, dass das Bypass-Ventil zu weit geöffnet wird und die Eintrittstemperatur ins erste Bett unter 370 °C sinkt.However, the master controller must prevent the bypass valve from being opened too far and the inlet temperature to the first bed falling below 370 °C.

Zusätzlich ist bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass eine sechste Bypassleitung um den zweiten inneren Wärmetauscher vorgesehen ist und dass durch den Master-Controller die Mindestöffnung eines siebteIn addition, a further embodiment of the method according to the invention provides that a sixth bypass line is provided around the second internal heat exchanger and that the minimum opening of a seventh line is controlled by the master controller

Durchflussregelventils vorgegeben wird, wobei durch das siebte Durchflussregelventil mindestens der Durchfluss der sechsten Bypassleitung eingestellt wird.Flow control valve is specified, wherein at least the flow of the sixth bypass line is set by the seventh flow control valve.

Es muss sichergestellt sein, dass auch im Teillastfall die Eintrittstemperatur in das dritteIt must be ensured that the inlet temperature in the third

Katalysatorbett über der Anspringtemperatur des Katalysators liegt, aber auch nicht zu hoch ist, damit die Austrittstemperatur aus dem dritten Katalysatorbett die zulässige Temperatur nicht überschreitet. Die Eintrittstemperatur in das dritte Bett wird sehr stark durch die im zweiten inneren Wärmetauscher an das Kreislaufgas abgegebene Reaktionswärme des zweiten Katalysatorbettes bestimmt. Der für die Fläche des zweiten inneren Wärmetauschers maßgebliche Fahrfall ist der minimale Fahrfall, da hier die Eintrittstemperatur desCatalyst bed is above the light-off temperature of the catalyst, but is not too high, so that the exit temperature from the third catalyst bed does not exceed the permissible temperature. The inlet temperature into the third bed is very strongly determined by the heat of reaction of the second catalyst bed given off to the circulating gas in the second internal heat exchanger. The driving case relevant for the surface of the second inner heat exchanger is the minimum driving case, since the inlet temperature of the

Kreislaufgases in den Reaktor am höchsten und somit die mittlere logarithmischeCycle gas in the reactor highest and thus the mean logarithmic

Temperaturdifferenz über den zweiten inneren Wärmetauscher am kleinsten ist. Für diesenTemperature difference across the second internal heat exchanger is smallest. For this

Fall gibt es einen Bypass um den zweiten inneren Wärmetauscher, wo ein Teil des nur vorgewärmten Kreislaufgases direkt zum ersten inneren Wärmetauscher geleitet wird. Ist derIn this case there is a bypass around the second internal heat exchanger, where part of the only preheated cycle gas is routed directly to the first internal heat exchanger. Is the

Bypass weiter auf, strömt weniger nur vorgewärmtes Kreislaufgas durch die Rohrseite des zweiten inneren Wärmetauschers und es wird weniger Wärme von dem heißen, das zweiteBypass further up, less only preheated cycle gas flows through the tube side of the second internal heat exchanger and there will be less heat from the hot, the second

Katalysatorbett verlassende Reaktionsgas auf das kältere Kreislaufgas übertragen, so dass die Eintrittstemperatur in das dritte Katalysatorbett ansteigt. Ist der Bypass hingegen weiter geschlossen, strömt mehr nur vorgewärmtes Kreislaufgas durch die Rohrseite des zweiten inneren Wärmetauschers und es wird mehr Wärme von dem heißen, das zweiteCatalyst bed leaving reaction gas transferred to the colder cycle gas, so that the inlet temperature increases in the third catalyst bed. If, on the other hand, the bypass is further closed, only preheated circulating gas flows through the pipe side of the second internal heat exchanger and more heat will be emitted from the second internal heat exchanger

Katalysatorbett verlassende Reaktionsgas auf das kältere Kreislaufgas übertragen, so dass die Eintrittstemperatur in das dritte Katalysatorbett sinkt. Hierbei muss jedoch durch denCatalyst bed leaving reaction gas transferred to the colder cycle gas, so that the inlet temperature drops in the third catalyst bed. However, this must be done by the

Master-Controller verhindert werden, dass das Bypass-Ventil zu weit geöffnet wird und dieMaster controller prevents the bypass valve from being opened too far and the

Eintrittstemperatur ins zweite Bett unter 370 °C sinkt.Entry temperature to the second bed falls below 370 °C.

Der oben beschriebene Prozess enthält ein Beispiel für einen Synthesegaskreislauf mit einemThe process described above includes an example of a syngas cycle with a

Ammoniakkonverter, drei radial durchströmten Betten und zwei inneren Wärmetauscher. Es sind aber auch andere Möglichkeite denkbar. Darunter fällt ein Synthesekreislauf, bestehendAmmonia converter, three radial beds and two internal heat exchangers. However, other possibilities are also conceivable. This includes a synthesis circuit consisting of

9 BE2021/5940 aus einem radial durchströmten Konverter mit zwei Betten und einem inneren Wärmetauscher, einem Abhitzekessel, einem radial durchströmten Einbettkonverter ohne inneren9 BE2021/5940 consists of a radial flow converter with two beds and an internal heat exchanger, a waste heat boiler, a radial flow single bed converter without internal

Wärmetauscher und einem Abhitzekessel mit innerer Kesselspeisewasservorwärmung.Heat exchanger and a waste heat boiler with internal boiler feed water preheating.

Ebenfalls denkbar ist ein Synthesekreislauf, bestehend aus einem ersten radial durchströmtenAlso conceivable is a synthesis cycle consisting of a first through-flow radially

Konverter mit zwei Betten und einem inneren Wärmetauscher, einem Dampfüberhitzer, einemConverter with two beds and an internal heat exchanger, a steam superheater, a

Abhitzekessel, einem zweiten radial durchströmten Konverter mit zwei Betten und einem inneren Wärmetauscher und einem Abhitzekessel mit innererwaste heat boiler, a second radial flow converter with two beds and an inner heat exchanger and a waste heat boiler with inner

Kesselspeisewasservorwärmung. Ein weiterer Anwendungsfall besteht in einem einemBoiler feed water preheating. Another use case is a one

Synthesekreislauf vorgeschalteten sogenannten „Once-through-reactor“, dies ist ein radial durchströmter Drei-Bett-Konverter mit zwei Inneren Wärmetauschern, einemSynthesis cycle upstream so-called "once-through reactor", this is a radial flow three-bed converter with two internal heat exchangers, one

Kesselspeisewasservorwärmer mit Teilverdampfung, angeordnet im Gasweg bevor das Gas dem Synthesekreislauf zugeführt wird, der aus einem radial durchströmten Konverter mit zweiBoiler feedwater preheater with partial evaporation, arranged in the gas path before the gas is fed to the synthesis circuit, consisting of a radial-flow converter with two

Betten und einem inneren Wärmetauscher, einem Abhitzekessel , einem radial durchströmtenBeds and an internal heat exchanger, a waste heat boiler, a radial flow

Einbettkonverter ohne inneren Wärmetauscher und einem Abhitzekessel mit innererSingle bed converter without internal heat exchanger and a waste heat boiler with internal

Kesselspeisewasservorwärmung besteht. Hierbei kann der Once-through-reactor bei einem niedrigeren Druckniveau betrieben werden als die anderen beiden Reaktoren.Boiler feed water preheating exists. Here, the once-through reactor can be operated at a lower pressure level than the other two reactors.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäGBen Verfahrens ist einIn a further embodiment of the inventive method is a

Wasserstoffspeicher vorgesehen, der strömungstechnisch mit dem Synthesekreislauf verbunden ist, dass durch den Master-Controller in Abhängigkeit der Menge des durch dieHydrogen storage provided, which is fluidly connected to the synthesis cycle that by the master controller depending on the amount of the

Elektrolyse bereitgestellten Wasserstoffs die Mindestöffnung eines siebtenElectrolysis provided hydrogen the minimum opening of a seventh

Durchflussregelventils vorgegeben wird, wobei durch das siebte Durchflussregelventil derFlow control valve is specified, with the seventh flow control valve

Durchfluss des Wasserstoffs aus dem Wasserstoffspeicher in den Synthesekreislauf eingestellt wird.Flow of the hydrogen from the hydrogen storage tank is set in the synthesis circuit.

Durch die oben beschriebenen Regelkreise kann erreicht werden, dass die Kapazität derThe control circuits described above can be used to ensure that the capacity of the

Ammoniakanlage auf 25 % der nominalen Produktionsmenge abgesenkt werden kann, wobei die Kreislaufgasmenge nur auf 50 % der Kreislaufgasmenge bei voller Produktion absinkt. Dies setzt aber voraus, dass mit dem Make-Up Gas 25 % des für volle Produktion benötigtenAmmonia plant can be lowered to 25% of the nominal production volume, the circulating gas volume drops only to 50% of the circulating gas volume at full production. However, this assumes that with the make-up gas 25% of that required for full production

Wasserstoffes in den Synthesegaskreislauf eingespeist werden. Sinkt dieHydrogen are fed into the synthesis gas cycle. sinks the

Wasserstofferzeugung im Elektrolyseur unter 25 %, muss die Differenz aus demHydrogen generation in the electrolyser below 25%, the difference from the

Wasserstoffspeicher entnommen werden, um den Minimalbetrieb der Anlage aufrecht zu erhalten. Hierzu ist ein siebtes Durchflussregelventil in der Entnahmeleitung desHydrogen storage can be removed in order to maintain the minimum operation of the system. For this purpose, a seventh flow control valve is in the sampling line of the

Wasserstoffspeichers eingesetzt, das den notwendigen Wasserstoffstrom einregelt.Hydrogen storage used, which regulates the necessary hydrogen flow.

Diese Regelung muss aber nicht nur auf den 25% Fahrfall der Ammoniakanlage beschränkt sein. Auch bei höherer Wasserstoffproduktion des Elektrolyseurs als 25 %, aber geringer alsHowever, this regulation does not have to be limited to the 25% operating case of the ammonia plant. Even with electrolyser hydrogen production higher than 25%, but lower than

10 BE2021/5940 100 %, kann sie dazu genutzt werden, die Ammoniakanlage für eine begrenzte Zeit bei einer höheren Kapazität als der des Elektrolyseurs zu betreiben und dabei den zur Verfügung stehenden Wasserstoffspeicher optimal auszunutzen. Hierzu ist eine zuverlässige Vorhersage des zeitlichen Verlaufes der zur Verfügung stehenden erneuerbaren, fluktuierenden Energie notwendig, aus der der Master-Controller ein Entnahmeprofil aus dem Wasserstoffspeicher bestimmt.10 BE2021/5940 100%, it can be used to operate the ammonia plant for a limited time at a higher capacity than that of the electrolyser, making optimal use of the available hydrogen storage. This requires a reliable prediction of the time course of the available renewable, fluctuating energy, from which the master controller determines a withdrawal profile from the hydrogen storage.

Die zuvor genannte Aufgabe wird außerdem gelöst von einer Anlage zur Herstellung vonThe aforementioned object is also achieved by a system for the production of

Ammoniak in einem Synthesekreislauf, mit mindestens einer Fördereinrichtung zum zyklischen Fördern eines Gasgemisches aufweisend Stickstoff, Wasserstoff und Ammoniak mit mindestens einem Konverter, wobei Stickstoff und Wasserstoff im Konverter zumindest teilweise zu Ammoniak umsetzbar sind und mit mindestens einer Abkühleinrichtung in der dasAmmonia in a synthesis circuit, with at least one conveyor device for cyclically conveying a gas mixture comprising nitrogen, hydrogen and ammonia, with at least one converter, with nitrogen and hydrogen being at least partially convertible into ammonia in the converter, and with at least one cooling device in which the

Gasgemisch derart abkühlbar ist, dass Ammoniak aus dem Gasgemisch auskondensiert, wobei Wasserstoff zumindest teilweise durch einen Elektrolyseur bereitstellbar ist und wobei mindestens eine Bypassleitung vorgesehen ist, um mindestens eine Einheit desGas mixture can be cooled in such a way that ammonia condenses out of the gas mixture, hydrogen being at least partially available through an electrolyzer and at least one bypass line being provided in order to bypass at least one unit of the

Synthesekreislaufes zu umgehen, wobei der Durchfluss der Bypassleitung durch mindestens ein Durchflussregelventil einstellbar ist, wobei ein Master-Controller vorgesehen ist, wobei derTo bypass synthesis circuit, the flow of the bypass line can be adjusted by at least one flow control valve, wherein a master controller is provided, wherein the

Master-Controller durch den Master-Controller das mindestens eine Durchflussregelventil steuerbar ist. Es ist vorgesehen, dass durch die Anlage ein erfindungsgemäBes Verfahren durchführbar ist.Master controller by the master controller at least one flow control valve is controllable. It is provided that a method according to the invention can be carried out by the system.

Die obigen Ausführungen betreffend das erfindungsgemäße Verfahren gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung von Ammoniak.The above statements relating to the method according to the invention also apply correspondingly to the plant according to the invention for the production of ammonia.

Unter einer Einheit des Synthesekreislaufs sind die einzelnen Unit Operations und Teile der einzelnen Unit Operations zu verstehen. Eine Bypassleitung kann beispielsweise, aber nicht abschließend, um die Fördereinrichtung, den Konverter, die Abkühleinrichtung, diverseA unit of the synthesis cycle is to be understood as meaning the individual unit operations and parts of the individual unit operations. A bypass line can, for example, but not exclusively, to the conveyor, the converter, the cooling device, various

Kompressoren und/oder Wärmetauscher angeordnet sein.Be arranged compressors and / or heat exchangers.

Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anlage auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die den Patentansprüchen 1 und 11 nachgeordneten Patentansprüche, als auch auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigenIn particular, there are a number of possibilities for embodying and developing the method according to the invention and the system according to the invention. For this purpose, reference is made both to the patent claims subordinate to patent claims 1 and 11 and to the following description of preferred exemplary embodiments in conjunction with the drawing. Show in the drawing

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Herstellung von Ammoniak mit verschiedenen Regelkreisen.1 shows a schematic representation of a plant for the production of ammonia with various control loops.

11 BE2021/594011 BE2021/5940

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils einer Ammoniakanlage 1 mit verschiedenen Regelkreisen. Beim Betreiben der Ammoniakanlage 1 wird ein Gasgemisch aufweisend Stickstoff (N2) Wasserstoff (H2) und Ammoniak (NH3) mit einer Fördereinrichtung 2in einem Synthesekreislauf 3 zyklisch gefördert. Stickstoff (N2) und Wasserstoff (H2) werden in einem Konverter 4 zumindest teilweise zu Ammoniak (NH3) umgesetzt. Das Gasgemisch wird anschließend in einer Abkühleinrichtung 5 derart abgekühlt, dass Ammoniak (NH3) aus dem Gasgemisch auskondensiert. Wasserstoff wird dabei zumindest teilweise durch1 shows a schematic representation of part of an ammonia plant 1 with various control loops. When the ammonia plant 1 is operated, a gas mixture comprising nitrogen (N2), hydrogen (H2) and ammonia (NH3) is cyclically conveyed with a conveying device 2 in a synthesis circuit 3 . Nitrogen (N2) and hydrogen (H2) are at least partially converted into ammonia (NH3) in a converter 4 . The gas mixture is then cooled in a cooling device 5 in such a way that ammonia (NH3) condenses out of the gas mixture. Hydrogen is thereby at least partially through

Elektrolyse 6 bereitgestellt. Zusätzlich ist ein Master-Controller 7 vorgesehen. Durch denElectrolysis 6 provided. In addition, a master controller 7 is provided. through the

Master-Controller 7 wird, ausgehend von der zu erwartenden Wasserstoffmenge, über mindestens einen Regelkreislauf mindestens der Druck im Synthesekreislauf 3 annähernd konstant gehalten.Master controller 7, based on the expected amount of hydrogen, at least the pressure in the synthesis circuit 3 is kept approximately constant via at least one control circuit.

Die Elektrolyse 6 wird mittels erneuerbaren Energien betrieben. Durch die fluktuierenden erneuerbaren Energien ist es teilweise notwendig, dass die Kapazität der Elektrolyse 6 angepasst werden muss, je nachdem, wieviel Energie gerade zur Verfügung steht. Daraus ergibt sich, dass die Ammoniakanlage zwischenzeitlich nur im Teillastbetrieb gefahren werden kann. Dazu wird die von der Elektrolyse 6 erzeugte Wasserstoffmenge am Eintritt in dieThe electrolysis 6 is operated using renewable energy. Due to the fluctuating renewable energies, it is sometimes necessary that the capacity of the electrolysis 6 has to be adjusted, depending on how much energy is currently available. This means that the ammonia plant can now only be operated under partial load. For this purpose, the amount of hydrogen generated by the electrolysis 6 at the entrance to the

Ammoniakanlage 1 gemessen. Der Master-Controller 7 passt die Kapazität derAmmonia plant 1 measured. The master controller 7 adjusts the capacity of

Ammoniakanlage 1 unter Berücksichtigung der gemessenen Wasserstoffmenge an. Daneben werden durch den Master-Controller 7 in verschiedenen Regelkreisläufen Sollwerte vorgegeben, wenn die einzustellende Laständerung der Ammoniakanlage 1 unter einem zuvor bestimmten Grenzwert liegt. Wenn die einzustellende Laständerung über einem zuvor bestimmten Grenzwert liegt wird durch den Master-Controller 7 der Öffnungsgrad einesAmmonia plant 1 taking into account the measured amount of hydrogen. In addition, setpoint values are specified by the master controller 7 in various control circuits if the change in load of the ammonia plant 1 to be set is below a previously determined limit value. If the load change to be set is above a previously determined limit value, the master controller 7 sets the degree of opening

Regelventils des Regelkreislaufes direkt vorgegeben.Control valve of the control circuit specified directly.

Dem Master-Controller 7 stehen verschiedene Regelkreise zur Verfügung. Zum einen ist vorgesehen, dass der Wasserstoff mit mindestens einem ersten Kompressor 8 mit einer erstenVarious control circuits are available to the master controller 7 . Firstly, it is provided that the hydrogen with at least a first compressor 8 with a first

Saugseite 9 und einer ersten Druckseite 10 verdichtet wird. Von der ersten Druckseite 10 zur ersten Saugseite 10 ist eine erste Bypassleitung 11 vorgesehen. In Abhängigkeit des zu erwartenden Saugstroms an der ersten Saugseite 9 des ersten Kompressors 8 wird durch denSuction side 9 and a first pressure side 10 is compressed. A first bypass line 11 is provided from the first pressure side 10 to the first suction side 10 . Depending on the suction flow to be expected on the first suction side 9 of the first compressor 8, the

Master-Controller 7 die Mindestöffnung eines ersten Durchflussregelventils 12 vorgegeben.Master controller 7 the minimum opening of a first flow control valve 12 specified.

Durch das erste Durchflussregelventil 12 wird der Durchfluss der ersten Bypassleitung 11 eingestellt.The flow through the first bypass line 11 is adjusted by the first flow control valve 12 .

Darüber hinaus umfasst die zweite Fördereinrichtung 2 einen zweiten Kompressor 13 mit einer zweiten Saugseite 14 und einer zweiten Druckseite 15. Von der zweiten Druckseite 15 zurIn addition, the second conveyor 2 comprises a second compressor 13 with a second suction side 14 and a second pressure side 15. From the second pressure side 15 to

12 BE2021/5940 zweiten Saugseite 14 ist eine zweite Bypassleitung 16 vorgesehen. Der Master-Controller 7 kann auch hier, in Abhängigkeit des zu erwartenden zweiten Saugstroms an der zweitenA second bypass line 16 is provided on the second suction side 14 BE2021/5940. The master controller 7 can also here, depending on the expected second suction flow at the second

Saugseite 14 des zweiten Kompressors 13, die Mindestöffnung eines zweitenSuction side 14 of the second compressor 13, the minimum opening of a second

Durchflussregelventils 16 vorgeben. Durch das zweite Durchflussregelventil 16 kann derFlow control valve 16 specify. Through the second flow control valve 16, the

Durchfluss der zweiten Bypassleitung eingestellt werden.Flow of the second bypass line can be adjusted.

In einem weiteren Regelkreis wird das Gasgemisch vor der Abkühleinrichtung 5 in einen erstenIn a further control circuit, the gas mixture before the cooling device 5 in a first

Teilstrom 17 und einen zweiten Teilstrom 18 aufgeteilt. Der erste Teilstrom 17 wird durch diePartial flow 17 and a second partial flow 18 divided. The first partial flow 17 is through the

Abkühleinrichtung 5 geleitet, in der Ammoniak kondensieren kann. Der zweite Teilstrom 18 wird als Bypass der Abkühleinrichtung 5 in einen Bereich in Strömungsrichtung vor der zweitenCooling device 5 passed, can condense in the ammonia. The second partial flow 18 is used as a bypass of the cooling device 5 in an area upstream of the second in the direction of flow

Saugseite 14 des zweiten Kompressors 13 der Fördereinrichtung 2 wieder in denSuction side 14 of the second compressor 13 of the conveyor 2 back into the

Synthesekreislauf 3 eingebracht. Der zweite Teilstrom 18 wird zusätzlich vor Einbringung in den Synthesekreislauf 3 abgekühlt. Der Master-Controller 7 gibt dabei die Mindestöffnung eines dritten Durchflussregelventils 19 vor. Mit dem dritten Durchflussregelventil 19 wird derSynthesis circuit 3 introduced. The second partial stream 18 is additionally cooled before it is introduced into the synthesis circuit 3 . The master controller 7 specifies the minimum opening of a third flow control valve 19 . With the third flow control valve 19 is the

Durchfluss des zweiten Teilstroms 18 eingestellt.Flow rate of the second partial flow 18 set.

Die freiwerdende Wärme der Ammoniakreaktion wird zur Dampferzeugung in einem erstenThe heat released from the ammonia reaction is used to generate steam in a first

Wärmetauscher 20 genutzt. Dabei ist eine dritte Bypassleitung 21 um den erstenHeat exchanger 20 used. There is a third bypass line 21 around the first

Wärmetauscher 20 vorgesehen. Durch den Master-Controller 7 wird die Mindestöffnung eines vierten Durchflussregelventils 22 vorgegeben, wobei durch das vierte Durchflussregelventil 22 der Durchfluss der dritten Bypassleitung 21 eingestellt wird.Heat exchanger 20 provided. The minimum opening of a fourth flow control valve 22 is specified by the master controller 7 , the flow of the third bypass line 21 being set by the fourth flow control valve 22 .

Zum Vorwärmen des Gasgemisches im Synthesekreislauf 3 wird ein zweiter Wärmetauscher 23 genutzt. Dabei ist eine vierte Bypassleitung 24 um den zweiten Wärmetauscher 23 vorgesehen. Durch den Master-Controller 7 wird die Mindestöffnung eines fünftenA second heat exchanger 23 is used to preheat the gas mixture in the synthesis circuit 3 . A fourth bypass line 24 is provided around the second heat exchanger 23 . By the master controller 7, the minimum opening is a fifth

Durchflussregelventils 24, in Abhängigkeit der einzustellenden Eintrittstemperatur desFlow control valve 24, depending on the inlet temperature to be set

Gasgemisches in den Konverter 4, vorgegeben, wobei durch das fünfte Durchflussregelventil 24 der Durchfluss der vierten Bypassleitung 24 eingestellt wird.Gas mixture in the converter 4, specified, wherein the fifth flow control valve 24, the flow of the fourth bypass line 24 is adjusted.

Der Konverter 4 weist drei radial durchströmbare Katalysatorbetten auf, ein erstesThe converter 4 has three radially flow-through catalyst beds, a first

Katalysatorbett 25, ein zweites Katalysatorbett 26 und ein drittes Katalysatorbett 27. Daneben umfasst der Konverter einen ersten inneren Wärmetauscher 28 und einen zweiten innerenCatalyst bed 25, a second catalyst bed 26 and a third catalyst bed 27. In addition, the converter comprises a first inner heat exchanger 28 and a second inner

Wärmetauscher 29. Der erste innere Wärmetauscher 28 ist zwischen dem erstenHeat exchanger 29. The first internal heat exchanger 28 is between the first

Katalysatorbett 25 und dem zweiten Katalysatorbett 26 angeordnet. Der zweite innereCatalyst bed 25 and the second catalyst bed 26 are arranged. The second inner

Wärmetauscher 29 ist zwischen dem zweiten Katalysatorbett 26 und dem drittenHeat exchanger 29 is between the second catalyst bed 26 and the third

Katalysatorbett 27 angeordnet. In zwei weiteren Regelkreisen ist zum einen eine fünfteCatalyst bed 27 arranged. In two other control loops, there is a fifth

Bypassleitung 30 um den ersten inneren Wärmetauscher 28 vorgesehen, wobei durch denBypass line 30 is provided around the first internal heat exchanger 28, through which

13 BE2021/594013 BE2021/5940

Master-Controller 7 die Mindestöffnung eines sechsten Durchflussregelventils 41 vorgegeben wird, wobei durch das sechste Durchflussregelventil 31 der Durchfluss der fünftenMaster controller 7, the minimum opening of a sixth flow control valve 41 is specified, with the sixth flow control valve 31, the flow of the fifth

Bypassleitung 30 eingestellt wird. Zum anderen ist eine sechste Bypassleitung 32 um den zweiten inneren Wärmetauscher 29 vorgesehen. Durch den Master-Controller 7 wird dieBypass line 30 is set. On the other hand, a sixth bypass line 32 is provided around the second internal heat exchanger 29 . By the master controller 7 is the

Mindestöffnung eines siebten Durchflussregelventils 33 vorgegeben. Durch das siebteMinimum opening of a seventh flow control valve 33 specified. through the seventh

Durchflussregelventil 33 wird der Durchfluss der sechsten Bypassleitung 32 eingestellt.Flow control valve 33, the flow of the sixth bypass line 32 is adjusted.

Zusätzlich, um mögliche Leistungsschwankungen zu puffern, ist ein Wasserstoffspeicher 34 vorgesehen. Der Wasserstoffspeicher 34 ist strömungstechnisch mit dem Synthesekreislauf 3 verbunden. Durch den Master-Controller 7 wird, in Abhängigkeit der Menge des durch dieA hydrogen accumulator 34 is also provided in order to buffer possible power fluctuations. The hydrogen storage device 34 is fluidically connected to the synthesis circuit 3 . By the master controller 7, depending on the amount of the

Elektrolyse 6 bereitgestellten Wasserstoffs die Mindestöffnung eines achtenElectrolysis 6 hydrogen provided the minimum opening of an eighth

Durchflussregelventils 35 vorgegeben. Durch das achte Durchflussregelventil 35 wird derFlow control valve 35 specified. By the eighth flow control valve 35 is the

Durchfluss des Wasserstoffs aus dem Wasserstoffspeicher 34 in den Synthesekreislauf 3 eingestellt.Flow rate of the hydrogen from the hydrogen storage 34 in the synthesis circuit 3 set.

Aus der Elektrolyse 6, bei der es sich um eine alkalische Wasserelektrolyse handelt, wirdFrom the electrolysis 6, which is an alkaline water electrolysis is

Wasserstoff bereitgestellt, der in einem ersten Kompressor 8 vorverdichtet wird. Stickstoff wird in einer Luftzerlegungsanlage 36 aus Luft abgetrennt und mit dem verdichteten Wasserstoff gemischt. Das Synthesegas wird in einem Synthesegasverdichter 37 weiter auf den Druck desHydrogen provided, which is precompressed in a first compressor 8. Nitrogen is separated from air in an air separation plant 36 and mixed with the compressed hydrogen. The synthesis gas is further pressurized in a synthesis gas compressor 37

Synthesekreislaufs 3 verdichtet und mit dem Kreislaufgas auf der ersten Saugseite 9 des ersten Kompressors 8 der Fördereinrichtung 2 vermischt, bevor es vom ersten Kompressor 8 auf Reaktionsdruck komprimiert wird.Synthesis cycle 3 compressed and mixed with the cycle gas on the first suction side 9 of the first compressor 8 of the conveyor 2 before it is compressed by the first compressor 8 to reaction pressure.

Das mit Wasserstoff und Stickstoff angereicherte Kreislaufgas wird im ersten Wärmetauscher 20, in Form eines Gas/Gas Wärmetauschers, vom heißen Kreislaufgas vorgewärmt, bevor es in den Konverter 4 eintritt. Der Konverter 4 umfasst die drei Katalysatorbetten 25, 26, 27 und die beiden Wärmetauscher 28, 29. Das vorgewärmte Kreislaufgas gelangt durch ein inneresThe cycle gas enriched with hydrogen and nitrogen is preheated by the hot cycle gas in the first heat exchanger 20 in the form of a gas/gas heat exchanger before it enters the converter 4 . The converter 4 comprises the three catalyst beds 25, 26, 27 and the two heat exchangers 28, 29. The preheated cycle gas passes through an inner

Rohr zum zweiten inneren Wärmetauscher 29, wo es rohrseitig durch das mantelseitig strömende heiße Austrittsgas aus dem zweiten Katalysatorbett 26 weiter vorgewärmt wird. Es strömt dann weiter zum ersten inneren Wärmetauscher 28, wo es durch das heiße Austrittsgas aus dem ersten Katalysatorbett 26 auf Anspringtemperatur des Katalysators vorgewärmt wird.Tube to the second inner heat exchanger 29 where it is further preheated on the tube side by the hot exit gas flowing from the second catalyst bed 26 on the shell side. It then flows on to the first internal heat exchanger 28 where it is preheated by the hot exit gas from the first catalyst bed 26 to the light-off temperature of the catalyst.

Das Gas gelangt dann in das erste Katalysatorbett 26, wo die exotherme Reaktion vonThe gas then enters the first catalyst bed 26 where the exothermic reaction of

Wasserstoff und Stickstoff zu Ammoniak bis nahe dem chemischen Gleichgewicht stattfindet.Hydrogen and nitrogen to ammonia to near chemical equilibrium takes place.

Danach strömt das heiße Reaktionsgas mantelseitig durch den ersten inneren Wärmetauscher 28, wo es durch das aufzuwärmende Kreislaufgas abgekühlt wird, so dass die Reaktion weiter fortschreiten kann. Im zweiten und dritten Katalysatorbett 26, 27 und im zweiten innerenThe hot reaction gas then flows on the shell side through the first internal heat exchanger 28, where it is cooled by the cycle gas to be heated, so that the reaction can proceed further. In the second and third catalyst beds 26, 27 and in the second inner

Wärmetauscher 29 wiederholt sich dieser Vorgang. Das Reaktionsgas hat eine ausreichend hohe Temperatur, um überhitzen Dampf in einer Dampferzeugung 38 zu erzeugen und das kalte Kreislaufgas im zweiten Wärmetauscher 23, in Form eines Gas/Gas Wärmetauschers, vorzuwärmen. Das an Ammoniak reiche Kreislaufgas wird dann weiter aufHeat exchanger 29 repeats this process. The reaction gas has a sufficiently high temperature to produce superheated steam in a steam generator 38 and to preheat the cold cycle gas in the second heat exchanger 23 in the form of a gas/gas heat exchanger. The cycle gas, which is rich in ammonia, is then further increased

Kondensationstemperatur des Ammoniaks in der Abkühleinrichtung 5 abgekühlt. Das gebildete Ammoniak wird in flüssiger Form aus dem Kreislauf abgeschieden. Danach wird dasCondensation temperature of the ammonia cooled in the cooling device 5. The ammonia formed is separated from the circuit in liquid form. After that it will

Gas mit dem Frischgas gemischt und von der Fördereinrichtung 2 im Kreis zurück zumGas mixed with the fresh gas and from the conveyor 2 in a circle back to

Konverter 4 gefördert.Converter 4 promoted.

Bezugszeichenliste (1) Ammoniakanlage (2) Fördereinrichtung (3) Synthesekreislauf (4) Konverter (5) Abkühleinrichtung (6) Elektrolyse (7) Master-Controller (8) Erster Kompressor (9) Erste Saugseite (10) Erste Druckseite (11) Erste Bypassleitung (12) Erstes Durchflussregelventil (13) Zweiter Kompressor (14) Zweite Saugseite (15) Zweite Druckseite (16) Zweites Durchflussregelventil (17) Erster Teilstrom (18) Zweiter Teilstrom (19) Drittes Durchflussregelventil (20) Erster Wärmetauscher (21) Dritte Bypassleitung (22) Viertes Durchflussregelventil (23) Zweiter Wärmetauscher (24) FüÜnftes Durchflussregelventil (25) Erstes Katalysatorbett (26) Zweites Katalysatorbett (27) Drittes Katalysatorbett (28) Erster innerer Wärmetauscher (29) Zweiter innerer Wärmetauscher (30) Fünfte Bypassleitung (31) Sechstes Durchflussregelventil (32) Sechste Bypassleitung (33) Siebtes Durchflussregelventil (34) WasserstoffspeicherLIST OF REFERENCE NUMERALS (1) Ammonia system (2) Conveying device (3) Synthesis circuit (4) Converter (5) Cooling device (6) Electrolysis (7) Master controller (8) First compressor (9) First suction side (10) First pressure side (11) First Bypass line (12) First flow control valve (13) Second compressor (14) Second suction side (15) Second discharge side (16) Second flow control valve (17) First part flow (18) Second part flow (19) Third flow control valve (20) First heat exchanger (21) Third Bypass line (22) Fourth flow control valve (23) Second heat exchanger (24) Fifth flow control valve (25) First catalyst bed (26) Second catalyst bed (27) Third catalyst bed (28) First inner heat exchanger (29) Second inner heat exchanger (30) Fifth bypass line (31 ) Sixth flow control valve (32) Sixth bypass line (33) Seventh flow control valve (34) Hydrogen accumulator

(35) Achtes Durchflussregelventil (36) Luftzerlegungsanlage (37) Synthesegasverdichter (38) Dampferzeugung(35) Eighth Flow Control Valve (36) Air Separation Unit (37) Syngas Compressor (38) Steam Generation

Claims (12)

Patentansprüchepatent claims 1. Verfahren zum Betreiben einer Ammoniakanlage (1), wobei ein Gasgemisch aufweisend Stickstoff (N2) Wasserstoff (H2) und Ammoniak (NH3) mit einer Fördereinrichtung (2) in einem Synthesekreislauf (3) zyklisch gefördert wird, wobei Stickstoff (N2) und Wasserstoff (H2) in einem Konverter (4) zumindest teilweise zu Ammoniak (NH3) umgesetzt werden und wobei das Gasgemisch in einer Abkühleinrichtung (5) derart abgekühlt wird, dass Ammoniak (NH3) aus dem Gasgemisch auskondensiert, und wobei Wasserstoff zumindest teilweise durch Elektrolyse (6) bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Master-Controller (7) vorgesehen ist und dass durch den Master- Controller (7), ausgehend von der zu erwartenden Wasserstoffmenge, über mindestens einen Regelkreislauf mindestens der Druck im Synthesekreislauf (3) annähernd konstant gehalten wird.1. A method for operating an ammonia plant (1), wherein a gas mixture comprising nitrogen (N2), hydrogen (H2) and ammonia (NH3) is cyclically conveyed with a conveying device (2) in a synthesis circuit (3), wherein nitrogen (N2) and Hydrogen (H2) is at least partially converted into ammonia (NH3) in a converter (4) and the gas mixture is cooled in a cooling device (5) in such a way that ammonia (NH3) condenses out of the gas mixture, and wherein hydrogen is at least partially converted by electrolysis (6) is provided, characterized in that a master controller (7) is provided and that by the master controller (7), based on the expected amount of hydrogen, at least one control circuit approximately the pressure in the synthesis circuit (3). is kept constant. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Elektrolyse (6) erzeugte Wasserstoffmenge am Eintritt in die Ammoniakanlage (1) gemessen wird und dass durch den Master-Controller (7) die Kapazität der Ammoniakanlage (1) unter Berücksichtigung der gemessenen Wasserstoffmenge angepasst wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of hydrogen generated by the electrolysis (6) is measured at the entrance to the ammonia plant (1) and that the capacity of the ammonia plant (1) is measured by the master controller (7) taking into account the measured amount of hydrogen is adjusted. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Master- Controller (7) Regelelementen des mindestens einen Regelkreislaufes Sollwerte vorgegeben werden, wenn die einzustellende Laständerung unter einem zuvor bestimmten Grenzwert liegt und dass durch den Master-Controller (7) der Öffnungsgrad eines Regelventils des Regelkreislaufes direkt vorgegeben wird, wenn die einzustellende Laständerung über einem zuvor bestimmten Grenzwert liegt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the master controller (7) specifies control elements of the at least one control circuit setpoints if the load change to be set is below a previously determined limit value and that the master controller (7) the degree of opening of a control valve of the control circuit is specified directly if the load change to be set is above a previously determined limit value. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoff mit mindestens einem ersten Kompressor (8) mit einer ersten Saugseite (9) und einer ersten Druckseite (10) verdichtet wird, dass eine erste Bypassleitung (11) von der ersten Druckseite (10) zur ersten Saugseite (9) vorgesehen ist und dass durch den Master-Controller (7) in Abhängigkeit eines zu erwartenden ersten Saugstroms an der ersten Saugseite (9) des ersten Kompressors (8) die Mindestöffnung eines ersten Durchflussregelventils (12) vorgegeben wird, wobei durch das erste Durchflussregelventil (12) mindestens der Durchfluss der ersten Bypassleitung (11) eingestellt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the hydrogen is compressed with at least one first compressor (8) with a first suction side (9) and a first pressure side (10), that a first bypass line (11) of the first pressure side (10) to the first suction side (9) is provided and that the minimum opening of a first flow control valve ( 12) is specified, with at least the flow rate of the first bypass line (11) being adjusted by the first flow control valve (12). 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fördereinrichtung (2) mindestens einen zweiten Kompressor (13) mit einer zweiten Saugseite (14) und einer zweiten Druckseite (15) umfasst, dass eine zweite Bypassleitung (16) von der zweiten Druckseite (15) zur zweiten Saugseite (14) vorgesehen ist und dass durch den Master-Controller (7) in Abhängigkeit eines zu erwartenden zweiten Saugstroms an der zweiten Saugseite (14) des zweiten Kompressors (13) die Mindestöffnung eines zweiten Durchflussregelventils (16) vorgegeben wird, wobei durch das zweite Durchflussregelventil (16) mindestens der Durchfluss der zweiten Bypassleitung (16) eingestellt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the second delivery device (2) comprises at least one second compressor (13) with a second suction side (14) and a second pressure side (15), that a second bypass line (16 ) is provided from the second pressure side (15) to the second suction side (14) and that the minimum opening of a second Flow control valve (16) is specified, by the second flow control valve (16) at least the flow of the second bypass line (16) is adjusted. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasgemisch vor der Abkühleinrichtung (5) in einen ersten Teilstrom (17) und einen zweiten Teilstrom (18) aufgeteilt wird, dass der erste Teilstrom (17) durch die Abkühleinrichtung (5) geleitet wird, dass der zweite Teilstrom (18) in einen Bereich in Strömungsrichtung vor der zweiten Saugseite des zweiten Kompressors (13) der Fördereinrichtung (2) wieder in den Synthesekreislauf (3) eingebracht wird und dass der zweite Teilstrom (18) vor Einbringung in den Synthesekreislauf (3) abgekühlt wird, wobei durch den Master-Controller (7) die Mindestöffnung eines dritten Durchflussregelnventils (19) vorgegeben wird, wobei durch das dritte Durchflussregelventil (19) mindestens der Durchfluss des zweiten Teilstroms (18) eingestellt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the gas mixture upstream of the cooling device (5) is divided into a first partial flow (17) and a second partial flow (18), that the first partial flow (17) through the cooling device (5) that the second partial flow (18) is fed back into the synthesis cycle (3) in an area upstream of the second suction side of the second compressor (13) of the delivery device (2) in the direction of flow, and that the second partial flow (18) is cooled before being introduced into the synthesis circuit (3), the minimum opening of a third flow control valve (19) being specified by the master controller (7), with at least the flow of the second partial flow (18) being adjusted by the third flow control valve (19). . 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die freiwerdende Wärme der Ammoniakreaktion zur Dampferzeugung in mindestens einem ersten Wärmetauscher (20) genutzt wird, dass eine dritte Bypassleitung (21) um den ersten Wärmetauscher (20) vorgesehen ist und dass durch den Master- Controller (7) die Mindestöffnung eines vierten Durchflussregelventils (22) vorgegeben wird, wobei durch das vierte Durchflussregelventil (22) mindestens der Durchfluss der dritten Bypassleitung (21) eingestellt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the heat released from the ammonia reaction is used to generate steam in at least one first heat exchanger (20), that a third bypass line (21) is provided around the first heat exchanger (20) and that the minimum opening of a fourth flow control valve (22) is specified by the master controller (7), wherein at least the flow of the third bypass line (21) is adjusted by the fourth flow control valve (22). 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vorwärmen des Gasgemisches im Synthesekreislauf (3) mindestens ein zweiter Wärmetauscher (23) genutzt wird, dass eine vierte Bypassleitung (24) um den zweiten Wärmetauscher (23) vorgesehen ist und dass durch den Master-Controller (7) die Mindestöffnung eines fünften Durchflussregelventils (24) vorgegeben wird in Abhängigkeit der einzustellenden Eintrittstemperatur des Gasgemisches in den8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that at least one second heat exchanger (23) is used to preheat the gas mixture in the synthesis circuit (3), that a fourth bypass line (24) is provided around the second heat exchanger (23). and that the master controller (7) specifies the minimum opening of a fifth flow control valve (24) as a function of the inlet temperature to be set for the gas mixture in the Konverter (4), wobei durch das fünfte Durchflussregelventil (24) mindestens der Durchfluss der vierten Bypassleitung (24) eingestellt wird.Converter (4), wherein at least the flow of the fourth bypass line (24) is adjusted by the fifth flow control valve (24). 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Konverter (4) ein erstes radial durchströmbares Katalysatorbett (25), ein zweites radial durchströmbares Katalysatorbett (26) und ein drittes radial durchströmbares Katalysatorbett (27) aufweist, dass der Konverter (4) mindestens zwei innere Wärmetauscher (28, 29) aufweist und dass der erste innere Wärmetauscher (28) zwischen dem ersten Katalysatorbett (25) und dem zweiten Katalysatorbett (26) angeordnet ist und dass der zweite innere Wärmetauscher (29) zwischen dem zweiten Katalysatorbett (26) und dem dritten Katalysatorbett (27) angeordnet ist, dass eine fünfte Bypassleitung (30) um den ersten inneren Wärmetauscher (28) vorgesehen ist und dass durch den Master-Controller (7) die Mindestöffnung eines sechsten Durchflussregelventils (31) vorgegeben wird, wobei durch das sechste Durchflussregelventil (31) mindestens der Durchfluss der fünften Bypassleitung (30) eingestellt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the converter (4) has a first radial flow-through catalyst bed (25), a second radial flow-through catalyst bed (26) and a third radial flow-through catalyst bed (27), that the Converter (4) has at least two internal heat exchangers (28, 29) and that the first internal heat exchanger (28) is arranged between the first catalyst bed (25) and the second catalyst bed (26) and that the second internal heat exchanger (29) is arranged between the second catalyst bed (26) and the third catalyst bed (27), that a fifth bypass line (30) is provided around the first internal heat exchanger (28) and that the minimum opening of a sixth flow control valve (31) is controlled by the master controller (7). is specified, with at least the flow rate of the fifth bypass line (30) being set by the sixth flow control valve (31). 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine sechste Bypassleitung (32) um den zweiten inneren Wärmetauscher (29) vorgesehen ist und dass durch den Master-Controller (7) die Mindestöffnung eines siebten Durchflussregelventils (33) vorgegeben wird, wobei durch das siebte Durchflussregelventil (33) mindestens der Durchfluss der sechsten Bypassleitung (32) eingestellt wird.10. The method according to claim 9, characterized in that a sixth bypass line (32) is provided around the second internal heat exchanger (29) and that the master controller (7) specifies the minimum opening of a seventh flow control valve (33), with the seventh flow control valve (33) at least the flow of the sixth bypass line (32) is adjusted. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wasserstoffspeicher (34) vorgesehen ist, der strömungstechnisch mit dem Synthesekreislauf (3) verbunden ist, dass durch den Master-Controller (7) in Abhängigkeit der Menge des durch die Elektrolyse (6) bereitgestellten Wasserstoffs die Mindestöffnung eines achten Durchflussregelventils (35) vorgegeben wird, wobei durch das achte Durchflussregelventil (35) der Durchfluss des Wasserstoffs aus dem Wasserstoffspeicher (34) in den Synthesekreislauf eingestellt wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that a hydrogen storage device (34) is provided, which is fluidically connected to the synthesis circuit (3) that by the master controller (7) depending on the amount of by the Electrolysis (6) provided hydrogen, the minimum opening of an eighth flow control valve (35) is specified, with the eighth flow control valve (35) the flow of hydrogen from the hydrogen storage (34) is set in the synthesis circuit. 12. Anlage zur Herstellung von Ammoniak (NH3) in einem Synthesekreislauf (3), mit mindestens einer Fördereinrichtung (2) zum zyklischen Fördern eines Gasgemisches aufweisend Stickstoff (N2), Wasserstoff (N2) und Ammoniak (NH3) mit mindestens einem Konverter (4), wobei Stickstoff (N2) und Wasserstoff (H2) im Konverter (4) zumindest teilweise zu Ammoniak (NH3) umsetzbar sind und mit mindestens einer12. Plant for the production of ammonia (NH3) in a synthesis circuit (3), with at least one conveyor (2) for cyclically conveying a gas mixture containing nitrogen (N2), hydrogen (N2) and ammonia (NH3) with at least one converter (4 ), wherein nitrogen (N2) and hydrogen (H2) in the converter (4) can be converted at least partially into ammonia (NH3) and with at least one Abkühleinrichtung (5) in der das Gasgemisch derart abkühlbar ist, dass Ammoni@£2021/5940 (NH3) aus dem Gasgemisch auskondensiert, wobei Wasserstoff zumindest teilweise durch einen Elektrolyseur bereitstellbar ist und wobei mindestens eine Bypassleitung vorgesehen ist, um mindestens eine Einheit des Synthesekreislaufes (3) zu umgehen, wobei der Durchfluss der Bypassleitung durch mindestens ein Durchflussregelventil einstellbar ist, wobei ein Master-Controller (7) vorgesehen ist, wobei durch den Master- Controller (7) das mindestens eine Durchflussregelventil steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anlage ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchführbar ist.Cooling device (5) in which the gas mixture can be cooled in such a way that ammonia@£2021/5940 (NH3) condenses out of the gas mixture, wherein hydrogen can be provided at least partially by an electrolyzer and wherein at least one bypass line is provided to at least one unit of the synthesis circuit (3), wherein the flow of the bypass line can be adjusted by at least one flow control valve, wherein a master controller (7) is provided, wherein the at least one flow control valve can be controlled by the master controller (7), characterized in that the system can carry out a method according to one of Claims 1 to 11.