DE918161C - Verfahren zur Entgiftung CO-haltiger Gase - Google Patents

Description

• Verfahren zur Entgiftung GO-haltiger Gase Ein Weg zur Entgiftung, d. h. der Reduzierung des C 0- Gehaltes auf r bis 2 °/o, von Stadt-, Kokerei- und Ferngas und anderen C O-haltigen Gasen führt über die Konvertierung des CO mit Wasserdampf zu C02 und H2, ein anderer hydriert das giftige C O mit dem im Gas vorhandenen HZ über Katalysatoren der B. Gruppe des Periodischen Systems zu Kohlenwasserstoffen. Hierbei entsteht in der Hauptsache '.Methan oder man arbeitet auf bei normaler Temperatur und normalem Druck gasförmige Kohlenwasserstoffe und größere Mengen flüssiger und fester Kohlenwasserstoffe und gegebenenfalls 02 haltige organische Verbindungen. In letzterem Falle werden die Betriebskosten für die Durchführung der Entgiftung ganz oder teilweise durch den Erlös der flüssigen und festen Reaktionsprodukte gedeckt. Eine weitere Möglichkeit zur Gasentgiftung besteht in der Kombination beider Verfahren. Diese Kombination vereinigt die Vorzüge von Konvertierung und Hydrierung, schaltet dagegen deren Nachteile weitgehend aus. Der Nachteil der Konvertierung besteht darin, daß das zu entgiftende Gas durch das hierbei entstehende CO, stark verdünnt und damit in seinem Heizwert herabgesetzt wird. Das bedeutet wiederum, daß das Eintrittsgas einen entsprechend höheren Heizwert haben muß, im Falle der Stadtgaserzeugung also mehr Steinkohlengas und damit einen höheren Kohleeinsatz erfordert, um nach der Entgiftung den üblichen Heizwert zu besitzen.
• Bei der Hydrierung dagegen tritt eine mehr oder weniger große Kontraktion auf, die vom GO-Gehalt des eintretenden Gases und der Art des verwendeten Katalysators abhängig ist. Durch die Kontraktion wird zwar eine Heizwerterhöhung im entgifteten Gas erreicht, doch wird dieser Vorteil durch den erheblichen -Gasschwund wieder mehr oder weniger aufgehoben.
• Kombiniert man nun beide Verfahren, so kann sowohl die bei der Konvertierung auftretende Heizwerterniedrigung durch die bei der Hydrierung sich ergebende Heizwerterhöhung ausgeglichen werden als auch die bei der Hydrierung auftretende Kontraktion durch die Dilatation der Konvertierung. Das bedeutet, daß die Menge des der Entgiftungsanlage zugeführten Gases gleich der Austrittsgasmenge wird, wenn die Anteile der Konvertierung und der Hydrierung entsprechend aufeinander abgestimmt werden. Falls gewünscht, kann auch mehr konvertiert oder mehr hydriert werden, je nachdem ob mit derselben Eintrittsgasmenge wenig oder viel entgiftetes Gas erzeugt werden soll bzw. ob viel wertvolle Kohlenwasserstoffe gewonnen werden sollen (bei stärkerer C O-Hydrierung) oder ob viel Gas abgegeben werden soll (bei stärkerer CO-Konvertierung). Diese Kombination von Konvertierung und Hydrierung ermöglicht es also den Gaswerken, ihren Betrieb leicht den saisonbedingten Schwankungen anzupassen, indem sie z. B. im Sommer bei kleiner Gasabgabe mehr auf Hydrierung fahren und so den Heiz-,vert des überschüssigen Gases in wertvolle Kohlenwasserstoffe verwandeln und im Winter mehr konvertieren und infolgedessen mehr Gas abgeben können.
• Diese Kombination ist bekannt; dabei ist es je nach den Betriebsverhältnissen verschieden, ob die Konvertierung hinter oder vor die Hydrierung geschaltet wird. In allen Fällen geht die gesamte zu entgiftende Gasmenge durch beide hintereinandergeschaltete Anlagen.
• Es hat sich nun gezeigt, daß die Gasentgiftung viel wirtschaftlicher durchzuführen ist, wenn Hydrierung und Konvertierung parallel geschaltet werden, wenn also ein Teil des Gases in einer Hydrieranlage.und der andere Teil in einer Konvertierungsanlage entgiftet wird und dann beide Restgase gemischt und dem Verbraucher zugeführt werden.
• Die Hydrierung oder die Konvertierung oder beide können unter normalem oder unter erhöhtem Druck durchgeführt werden. Beispielsweise kann man, wenn es sich um die Erzeugung von Stadtgas handelt, unter dem Druck des Stadtgasnetzes arbeiten, z. B. von 5oo bis iooo mm WS, wobei sowohl Eisen- als auch Nickel- oder Kobaltkontakte verwendet werden können. Bei Eisenkontakten empfiehlt es sich, in der Regel unter erhöhtem Druck von etwa 2 Atm. und mehr zu arbeiten. Bei der Entgiftung von Ferngas sind in vielen Fällen Drücke, die dem Druck im Ferngasnetz entsprechen oder auch noch darüberliegen können, von Vorteil. Man kann aber auch unter normalem oder erhöhtem Druck entgiften und dann auf den Druck der Ferngasleitung komprimieren oder gegebenenfalls auch entspannen.
• In der Hydrierung kann, wie an sich bekannt, im Gaskreislauf gearbeitet werden. Auch eine zwei- oder mehrstufige Hydrierung kann sich in vielen Fällen empfehlen, wobei man in den einzelnen Stufen mit oder ohne Gaskreislauf arbeiten kann. Auch die Konvertierung wird zweckmäßig zweistufig durchgeführt.
• Der Vorteil dieses neuen Verfahrens liegt darin, daß die Konvertierungsanlage sowohl als auch die Hydrierungsanlage erheblich kleiner gebaut «-erden können, da sich die Größe der Anlagenteile, wie z. B. der Reaktionsöfen, nach der durchgeleiteten Gasmenge richtet. Ferner werden der Katalysatorraum und Katalysatorverbrauch erheblich kleiner, ebenso die erforderlichen Betriebsmittelmengen, wie z. B. Strom, wenn die Gasentgiftung in der Hydrieranlage unter erhöhtem Druck durchgeführt wird.
• Das folgende Beispiel zeigt die Vorteile des neuen Verfahrens: iooo Nm3 Gas von der Zusammensetzung 2:8% C021 i,90/" CnHm, 0,401`0 02, 14,60/0 C0, 54,4 % H.,' 19,5 % CH4, 6,4 0/0 N2 sollen auf 1,5 0/0 C O-Restgehalt entgiftet werden und iooo Nm 3 Stadtgas mit einem oberen Heizwert von 4150 kcal/Nm3 geben.
• a) Hydrierungs- und Konvertierungsanlage hintereinandergesch altet Das gesamte Gas wird auf 2 atü komprimiert und zur Entfernung des organisch gebundenen S auf 22o' C erhitzt und über alkalisierte Lautamasse geleitet. Die Größe des Katalysatorraumes zur S-Entfernung beträgt 2 m3.
• Hierauf geht das Gas in den Hydrierofen, der 5 m3 Katalysator enthält: Hier wird es bis auf einen CO-Gehalt von 11o,2 0/0 aufgearbeitet und gelangt dann in den Konvertierungsofen, der 6,5 m3 Katalysator enthält und das CO bis auf einen Restgehalt von 1,5 0/0 umsetzt.
• Es treten iooo Nm3 Gas mit folgender Zusammensetzung aus: 12,89/, C02, i,ci °0 Cn Hm, o l)"', 02, 14 % CO, 57,0/0 H2. 2o,5 0,'o CH", 6,4 % N,; der Heizwert beträgt 415o kcal/Nm3.
• ' b) Hydrierungs- und Konvertierungsanlage parallel geschaltet Vom gesamten Eintrittsgas werden nur 367 Nm3 auf 2 atü komprimiert und über o,8 m3 alkalisierter Lautamasse bei 22o" C entschwefelt. Anschließend geht das Gas über 11,8 m3 Hydrierungskatalysator, wo es entgiftet wird. Es treten nach Abkühlung und Abscheidung der gebildeten flüssigen und festen Kohlenwasserstoffe 292 Nm3 entgiftetes Gas folgender Zusammensetzung aus der Anlage aus: 9,60/0 C02, 2,4 % CnHm, oll/, 02, 1,5 0,70 CO, 5o,6 % H" 27,8 070 CH4, 8,10/0 N2; der Heizwert des Gases ist 4740 kcal/Nm3.
• Der zweite Teil des Eintrittsgases, also 633 Nm3, wird unter Normaldruck über 4,2 m3 Konvertierungskatalysator geleitet. Es treten 7o8 Nm- folgender Zusammensetzung aus: 14,2"/, CO., 11,7 0,'0 Cn Hm, 0 % 02, 1,3 011o C0, 59,6 011o H" 17,5 011`o CH" 5,7 0110 N2; der Heizwert beträgt 388o kcalNm3.
• Die beiden entgifteten Gase werden nun gemischt und ergeben iooo Nm3 Stadtgas mit folgender Zusammensetzung: i2,80/0 C02, 1,90,10 CnHm, o0/0 02, 1,4 % C 0= 57.0 % H" 20,5 % C H, 6,4 0/0 N,; der Heizwert ist 415o kcal/Nm3.
• Die Anlagen für das Verfahren gemäß der Erfindung werden also erheblich kleiner als die für die bekannten Verfahren benötigten, und zwar die Hydrieranlage etwa 64 °/o, ebenso die Schwefelfeinreinigung, während die Konvertierungsanlage etwa um 30 °/o kleiner ausgelegt werden kann als nach dem bekannten Verfahren.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Entgiftung CO-haltiger Gase, wie Stadtgas, Ferngas, Kokereigas und ähnlicher Gasmischungen durch Kombination von CO-Hydrierung über Katalysatoren der B. Gruppe des Periodischen Systems und Konvertierung des CO mit Wasserdampf, dadurch gekennzeichnet, daB CO-Hydrierung und CO-Konvertierung parallel geschaltet werden, wobei der eine Teil des zu entgiftenden Gases über die Hydrierstufe und der andere Teil über die Konvertierungsstufe geleitet wird.