DE3501460A1 - Verfahren zur erzeugung von h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)/co-synthesegas - Google Patents

Description

(H 1400 b) H 85/07

Sti/bd

17.1.1985

Verfahren zur Erzeugung von H₂/CO-Synthesegas

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von -, H« /CO-Synthesegas.

üblicherweise wird zur Erzeugung eines H^/CO-Synthesegases ein kohlenwasserstoffhaltiges Einsatzmaterial, beispielsweise Erdgas, Raffineriegas, gasförmige Kohlenwasserstoff oder verdampfbare, flüssige Kohlenwasserstoffe in Gegenwart von Wasserdampf und gegebenenfalls auch CO2 in einem Steam Reformer umgesetzt. Dieses Steam Reformergas enthält maximal 16 Vol-% CO und neben H2 und CO2 einen sehr hohen Gehalt an CH,, nämlich bis zu 4 Vol-%.

Für stöchiometrische E^/CO-Synthesegase werden jedoch höhere CO-Gehalte benötigt. Je nach zu erzeugendem Syntheseprodukt betragen die erforderlichen H₃/CO-Verhältnisse von ca. 2,3 (entsprechend ca. 29 Vol-% CO für Methanol-Synthesegas) bis 0,5 (entsprechend 66 VoI-? CO für Vinylacetat) und mehr.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem ein stcchiometrisches Ej/CO-Synthesegas mit CO-Gehalten von 29 bis 75 Vol.% erzeugt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß gegebenenfalls schwefelfreie oder entschwefelte Kohlenwasserstoffe in Gegenwart von CO- als Sauerstoff liefernder Komponente in einem Reformer durch endotherme katalytische Oxidation in ein überwiegend aus H₂ und CO bestehendes Reformiergas umgewandelt werden und daß aus dem Reformiergas zur Bildung eines stöchiometrischen Synthesegases CO₂ ganz oder teilweise abgetrennt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird z.B. ein Methanol-Synthesegas mit stöchiometrischen CO-Gehalt und sehr geringem CH₄~Gehalt (weniger als 0,01 Vol-%)¹ erzeugt. Aus diesem Gas wird das CO₂ in an sich bekannter Weise, beispielsweise adsorptiv,bis auf den im Synthesegas erforderlichen Gehalt von ca. 3 Vol-% entf ernt.

Durch den sehr geringen CH.-Gehalt des Synthesegases wird der relative Synthesegasverlust im Purgegas der Synthese beträchtlich verringert und damit die Methanolausbeute entsprechend erhöht. Dieser Verlust rührte bislang daher, daß das im Steam Reformergas enthaltene CH₄ nicht an der Reaktion teilnahm, sondern sich lediglich im Reaktor anreicherte und daher kontinuierlich abgezogen werden mußte. Bei dem CH.-Abzug als Purgegas ging aber immer auch Synthesegas verloren. Dieser Mangel des bekannten Verfahrens ist damit behoben.

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Der überwiegende Vorteil des erfindungsgemäß erzeugten Synthesegases liegt jedoch darin, daß sich durch die für die Methanolsynthese stöchiometrischen Mengenverhältnisse gegenüber dem Steam Reformerverfahren größere Methanolausbeuten bei gleichen Einsatzgasmengen ergeben oder anders ausgedrückt, mit kleineren Reaktoren die gleichen Ausbeuten möglich sind.

Als Einsatz bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kommen dabei leichte reformierbare Kohlenwasserstoffe, insbesondere C.- bis Cc-Kohlenwasserstoffe mit möglichst hohem C0₂-Gehalt in Frage. Dies sind z.B. natürliche Erdgase, Restgase aus Druckwechseladsorptions-Anlagen zur H--Reinigung, Faulgas aus Kläranlagen oder Deponien, Reichgas aus der katalytischen Umformung schwerer Kohlenwasserstoffe oder sonstige Gasgemische.

In diesem Reformiereinsatz wird zusätzlich gerade so viel CO₉ aus der abgetrennten C0₉-Fraktion zugeführt, daß. das erforderliche H^/CO-Produktmengenverhältnis im Reformiergas entsteht, ohne daß ein Überschuß an H₂ auftritt. Hierzu wird die abgetrennte C0₂-Fraktion ganz oder teilweise in das CO₂-haltige Gasgemisch vor dem Reformer zugeführt oder zusätzlich zu der abgetrennten C0₂~Fraktion Fremd-C0₂ oder ein CO₂-haltiges Gasgemisch in das Gasgemisch vor dem Reformer eingespeist.

Im folgenden sei das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels für die Erzeugung eines stöchiometrischen Methanol-Synthesegases näher erläutert.

Über Leitung 1 werden 21,4 kmol/h eines Einsatzes der Zusammensetzung

H2	1,1	kmol/h
co2	0,2	kmol/h
CH4	17,1	kmol/h
C2H6	1,4	kmol/h
C3 +	1,6	kmol/h

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herangeführt und nach Zumischung von CO₂ aus Leitung 3

und Dampf aus Leitung 4 einem Reformer 2 zugeleitet. Das CO₂ in Leitung 3 stammt dabei teilweise aus einem nachfolgenden Verfahrensschritt, auf den noch näher ein-._ gegangen wird und teilweise aus 6,8 kmol/h Fremd-C0₀, das über Leitung 5 zugeführt wird.

In dem Reformer werden die Kohlenwasserstoffe bei einem Druck zwischen 2 bar und 20 bar und einer Temperatur zwischen 900 ⁰C und 1100 ⁰C in Gegenwart des als Sauerstoff lief erant dienenden CO- katalytisch umgesetzt, so daß über Leitung 6 102,2 kmol/h Reformiergas der Zusammensetzung

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H2	67,7	kmol/h
CO	29,3	kmol/h
CO2	5,2	kmol/h
CH4	<> 0,01	kmol/h

abgezogen werden können. Aus dem Reformiergas wird in 7 das CO₂ (2,2 kmol/h) abgetrennt, beispielsweise adorptiv, so daß über Leitung 8 100 kmol/h eines Methanol-Synthesegases gewonnen werden. Das abgetrennte CO₂ wird über Leitung 9 bzw. Leitung 3 dem Einsatz vor dem Reformer zugemischt.
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Claims (3)

350U60 -" (11400b) H 85/07 Sti/bd 17.1.1985 Patentansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung von H₂/CO-Synthesegas, dadurch gekennzeichnet, daß gegebenenfalls schwefelfreie öder entschwefelte Kohlenwasserstoffe in Gegenwart von CO₂ als Sauerstoff liefernde Komponente in einem Reformer durch endotherme katalytische Oxidation in ein überwiegend aus H₂ und CO bestehendes Reformiergas umgewandelt werden und daß aus dem Reformiergas zur Bildung eines stöchiometrischen Synthesegases CO₂ ganz oder teilweise abgetrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abgetrennte CO₂ ganz oder teilweise in das CO₂~haltige Gasgemisch vor dem Reformer zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der abgetrennten CO2-Fraktion Fremd-C0₂ oder ein CO₂~haltiges Gasgemisch in das Gasgemisch vor den Reformer eingespeist wird.