[go: up one dir, main page]

DE952436C - Verfahren zur Erzeugung kohlenoxyd- und wasserstoffhaltiger Gasgemische aus gasfoermigen Kohlenwasserstoffen - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung kohlenoxyd- und wasserstoffhaltiger Gasgemische aus gasfoermigen Kohlenwasserstoffen

Info

Publication number
DE952436C
DE952436C DEO2804A DEO0002804A DE952436C DE 952436 C DE952436 C DE 952436C DE O2804 A DEO2804 A DE O2804A DE O0002804 A DEO0002804 A DE O0002804A DE 952436 C DE952436 C DE 952436C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalyst
reaction
hydrocarbons
gas
gases
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEO2804A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Alois Joklik
Dipl-Ing Rudolf Keck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr C Otto and Co GmbH
Original Assignee
Dr C Otto and Co GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr C Otto and Co GmbH filed Critical Dr C Otto and Co GmbH
Application granted granted Critical
Publication of DE952436C publication Critical patent/DE952436C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/386Catalytic partial combustion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0261Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a catalytic partial oxidation step [CPO]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872Methods of cooling
    • C01B2203/0883Methods of cooling by indirect heat exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1005Arrangement or shape of catalyst
    • C01B2203/1011Packed bed of catalytic structures, e.g. particles, packing elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1005Arrangement or shape of catalyst
    • C01B2203/1011Packed bed of catalytic structures, e.g. particles, packing elements
    • C01B2203/1017Packed bed of catalytic structures, e.g. particles, packing elements characterised by the form of the structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1005Arrangement or shape of catalyst
    • C01B2203/1035Catalyst coated on equipment surfaces, e.g. reactor walls
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1276Mixing of different feed components

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

AUSGEGEBEN AM 15. NOVEMBER 1956
O 2804 IVa/12 i
Bei der Herstellung von Synthesegasen ist es wesentlich, daß das erzeugte Kohlenoxyd-Wasserstoff-Gemisch einen möglichst geringen Gehalt an Kohlenwasserstoffen aufweist. Die vorliegende Erfindung schafft ein einfach durchführbares und wirkungsvolles Verfahren zur Erzeugung von Synthesegasen aus gasförmigen Kohlenwasserstoffen, insbesondere methanhaltigen Gasen, durch Umsetzung mit Sauerstoff, Luft oder Luft-Sauerstoff-Gemischen, welches dieser Forderung in hohem Maße entspricht.
Wünscht man in den Reaktionsprodukten einen geringen Gehalt an Restkohlenwasserstoffen zu erhalten, so ist es erforderlich, innerhalb der Reaktionskammer eine hohe Temperatur aufrechtzuerhalten, was aber erfahrungsgemäß zur Rußbildung und zu Zündrückschlägen führt, die ebenfalls höchst unerwünscht sind.
Bisher mußte die Spaltung von Kohlenwasserstoffen schrittweise in mehreren Spaltöfen vollzogen werden, wobei der erste Spaltofen zur Vermeidung der Bildung von Ruß bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen betrieben wurde und einen größeren Restkohlenwasserstoffgehalt lieferte. Ein solches Verfahren wird in der französischen Patentschrift 976 553 beschrieben. Dieses Verfahren kann
jedoch nur unter bestimmten, engbegrenzten Voraussatzungen rußfrei arbeiten. Vor allem kann dieses Verfahren nicht mit Gasen durchgeführt werden, . die neben Kohlenwasserstoffen einen höheren Gehalt an Wasserstoff und damit eine höhere Zündgeschwindigkeit aufweisen. Die erhöhte Zümdgescbwindigkeit verschiebt, besonders bei Verwendung von Sauerstoff oder sauerstoffhaltiger Luft, die Reaktionszone in der Richtung zu dem ίο nicht katalytisch wirksamen Eingang des Spaltofens, wodurch Rußbildung infolge thermischer Zersetzung der Kohlenwasserstoffe auftritt. Ähnliche Verhältnisse liegen bei dem von Schüler in der Zeitschrift »Die chemische Fabrik«, 1938, Bd. 11, S. 508 erwähnten Verfahren zur Herstellung von Synthesegasen durch Zersetzung gasförmiger Kohlenwasserstoffe mit Sauerstoff vor. Es wird der Zusatz von Dampf empfohlen, um die Rußbildung bei der nebenbei auftretenden Sekundärreaktion des Zerfalles der Kohlenwasserstoffe in Kohlenstoff und Wasserstoff einzudämmen. Es ist auch bekannt (s. Sachsse, Ztschr. »Chemie Ing. Technik«, 1949, Nr. 7/8), die Reaktionsteilnehmer in einer ersten Stufe einer Teilverbrennung unter Rußbildung zu unterwerfen und anschließend in einer zweiten Stufe die verbleibenden Kohlenwasserstoffe in Gegenwart eines Katalysators· katalytisch zu spalten.
So ist beispielsweise in der Patentschrift 616 976 vorgeschlagen worden, Wasserstoff durch thermische Zerlegung gasförmiger Kohlenwasserstoffe bei Temperaturen von 10000 C zu gewinnen und den sich auf den Katalysatoren abscheidenden Ruß in regelmäßigen Abständen zu verbrennen. Dieses Verfahren kann nicht als kontinuierlich angesehen werden; auch unterliegt die Reaktionsausbeute mit zunehmender Verrußung des Katalysators einer Verschlechterung. Den Ofen für ein anderes diskontinuierliches Verfahren beschreibt die deutsche Patentschrift 613 507, nach der die gasförmigen Kohlenwasserstoffe mit Wasserdampf, Luft oder sauerstoffhaltigen Gasen unter erhöhtem Druck, unter Anwendung eines Wasserdampfüberschusses, ohne Verwendung von Katalysatoren, bei Temperatüren von 13000 C und mehr umgesetzt werden und die notwendige Wärmemenge durch eine Teilverbrennung mit Luft oder sauerstoffhaltigen Gasen nach dem Ablauf des Hauptumsatzes der Kohlenwasserstoffe erzeugt wird. Die Wärme wird in symmetrisch angeordneten Regeneratoren gespeichert und in gewissen Zeitabständen durch Umkehrung des Gasstromes an die Reaktionsteilnehmer abgegeben.
Nach der Patentschrift 653 776 kann man Kohlenwasserstoffe, nachdem sie auf 5000 C vorgewärmt wurden, mit Wasserdampf und Luft in einem zweistufigen Verfahren bei teilweiser Außenbeheizung umsetzen. Ein ähnliches Verfahren besteht (nach der Patentschrift 558 430) übrigens darin, einen Teil der Kohlenwasserstoffe mit freier Flamme oder als Oberflächenverbrennung unter Anwendung von Katalysatoren zu verbrennen und den Restmethangehalt in einer zweiten Stufe, ebenfalls in Gegenwart von Wasserdampf, katalytisch zu spalten.
Im Gegensatz zu diesen älteren Vorschlägen bezweckt die vorliegende Erfindung, ein Verfahren zur Erzeugung von kohlenoxyd- und wasserstoffhaltiigen Synthesegasen, aus gasförmigen Kohlenwasserstoffen, insbesondere aus methanhaltigen Gasen, zu schaffen, wobei eine exotherme Zerlegung mit Sauerstoff, Luft oder Luft-Sauerstoff-Gemischen angewendet wird, jedoch ohne Zusatz von Wasserdampf gearbeitet wird und ein gleichzeitiger Umsatz hoch- und niedermolekularer Kohlenwasserstoffe in einem einzigen, nicht unterteilten Reaktionsbehälter, welcher einen Katalysator enthält, erfolgt. Um dieses Ziel zu erreichen, werden gemäß der Erfindung zur Erzielung eines geringen Restgehaltes an Kohlenwasserstoffen in den Reaktionsprodukten und zur Vermeidung sowohl von Nebenreaktionen als auch der thermischen Zerlegung von Kohlenwasserstoffen unter Rußabscheidung die Reaktionsteilnehmer im Reaktionsraum, in den sie unmittelbar gelangen, hohen Temperaturen ausgesetzt, jedoch die Zuführung der Reaktionsteilnehmer in den Reaktionsraum unter Anwendung von Kühlung vorgenommen, wobei durch entsprechend gewählte Strömungsgeschwindigkeiten und Apparatequerschnitte die Verweildauer der Reaktionstdlnehmer in den nicht clurch Katalysatoren beeinflußten Apparateteilen geringer gehalten wird als die Zeit, die die Nebenreaktionen für ihren Umsatz benötigen, und wobei schließlich hohe Erwärmungen von katalytisch nicht wirksamen Apparateteilen ferngehalten werden, was vorzugsweise durch geeignete Anordnung von nach Korngröße und Aktivität unterschiedlichen Katalysatoren im Reaktionsraum geschieht.
Praktisch laufen diese Forderungen darauf hinaus, die umzusetzenden Gase derart der Reaktionszone des Katalysatorbettes zuzuführen, daß sich' die chemischen Prozesse
C2nH2n,+ » O2 = 2WCO-HwH2
C2n H2n, + (n + o's m) O2 = 2» C O + m H2 O
nur an der Katalysatoroberfläche abspielen und die eingeleiteten Gase, bevor sie die Katalysatoroberfläche erreichen, chemisch nicht reagieren können. Dies kann in der Praxis z. B. dadurch erreicht werden, daß man die umzuwandelnden Gase unmittelbar der Reaktionszone im Katalysatorbett zuführt und den Reaktionsraum selbst mit aktiver Katalysatormasse auskleidet. »Unmittelbar« ist hierbei so zu verstehen, daß zwischen den Reaktionsteilnehmern infolge ihrer besonderen Zuführungsweise nur in dem Katalysatorbett Reaktionen auftreten können. Die Reaktionsteilnehmer werden auf einem Weg in das Katalysatorbett, d. h. in den eigentlichen Reaktionsraum geführt, auf welchem Reaktionen, die nicht unter dem Einfluß der Katalysatormasse stehen, nicht auftreten können. Dadurch ist es erfindungsgemäß möglich, bei der Spaltung von Kohlenwasserstoffen primär
höhere Temperaturen (800 bis iipo°C) anzuwenden und so einen geringeren Restgehalt an Kohlenwasserstoffen zu erzielen als bei den üblichen Verfahren, weil die zuströmenden Gase vor der Katalysatoroberfläche nicht erwärmt und dort demgemäß keine unerwünschten chemischen Reaktionen eingeleitet werden.
In Durchführung des Verfahrens der Erfindung wird beispielsweise bei der exothermen Zerlegung von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff, Luft oder Luft-Sauerstoff-Gemischen die bisher als Wärmeisolator verwendete inaktive Scbamotteschicht, welche von den reagierenden Stoffen durchströmt wurde und die als Träger des Katalysatorbettes diente, vermieden, wodurch jedoch die Mündung der Gaszuführung der vollen Strahlung des Katalysatorbettes ausgesetzt ist. Um nun eine Rückzündung infolge der durch die Erwärmung bedingten Erweiterung des Explosionsbereiches zu verhindern, könnte z. B. die Strömungsgeschwindigkeit des Gas-Oxydationsmittel-Gemisches außerordentlich erhöht werden.
Erfindungsgemäß wird jedoch auf dem ganzen Wege des Gas-Oxydationsmittel-Gemisches eine intensive Kühlung vorgesehen. Selbst beim Zusammentreffen und Mischen der Gase ist auf sorgfältige Kühlung zu achten. Der Weg des Gasgemisches bis zum Katalysatorbett ist demgemäß nicht geradlinig durchlaufend, sondern mit zahlreichen Richtungsänderungen ausgebildet. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Mündung der gekühlten Gaszuführung entsprechend der wandernden Reaktionszone des Katalysatorbettes verschoben werden kann, so daß der Weg, den das Gas-Qxydationsmittel-Gemisch mit geringer Geschwindigkeit durch weniger aktiv gewordene Teile zurücklegt, klein bleibt.
Da bei den angewendeten hohen Spalttemperaturen jede inaktive Gasberührungsfläche Rußbildung verursachen kann, werden erfindungsgemäß der Oberfläche der feuerfesten Auskleidung des Kontaktbettes durch Tränken mit die katalytisch wirkenden Stoffe enthaltenden Lösungen oder durch Auskleiden mit entsprechend geformten Kontäktmassekörpern Katalysatoreigenschaften verliehen.
Durch die getroffenen Maßnahmen ist es möglich, gasförmige Kohlenwasserstoffe mit Sauerstoff, Luft oder Luft-Sauerstoff-Gemischen in einem einzigen, nicht durch Rohre od. dgl. unterteilten Spaltofen fast vollständig, d. h. bis zu einem Restgehalt von 0,1 bis 0,2% Methan, in Kohlenoxyd und Wasserstoff zu zerlegen, da in dem Reaktionsraum die erforderlichen hohen Temperaturen angewendet werden können, ohne daß Ruß entsteht. Es ist hierbei nicht notwendig, eine Trennung bei dem . Reaktionsablauf von hoch- niedrigmolekularen Kohlenwasserstoffen durchzuführen, vielmehr erfolgt dieser für sämtliche Kohlenwasserstoffe gleichzeitig. Da die Zerlegung der Kohlenwasserstoffe in Kohlenoxyd und Wasserstoff mit einer Volumenvermehrung verbunden ist, verlangen bei einer vollständigen Umsetzung höhere Drücke höhere Reaktionstemperaturen. Aus diesem Grunde empfiehlt sich die Durchführung des Verfahrens bei Drücken um 1 ata, doch ist eine Durchführung des Verfahrens auch bei höheren Drücken möglich.
Der Reaktionsraum ist mit einem Katalysator gefüllt, dessen Korngröße bei ruhendem Bett ungefähr zwischen 5 bis 30 mm liegen kann. Zur Her- stellung der Katalysatoren werden künstliche oder natürliche Träger verwendet, welche feinverteiltes Nickel enthalten. Sehr widerstandsfähige und dabei ziemlich wirksame Katalysatoren werden z. B. aus natürlichem, im Drehrohrofen gebranntem Magnesit erhalten, der mit Nickelnitratlösung so getränkt wird, daß der Nickelgehalt ungefähr 2 bis 10% beträgt.
Die exotherme Zerlegung der gasförmigen Kohlenwasserstoffe wird mit Sauerstoff, Luft oder Luft-Sauerstoff-Gemischen ausgeführt. Die Füllung des Ofens mit verschieden aktiven Katalysatoren, das sind Katalysatoren mit verschieden großer Oberfläche und verschiedenem Gehalt an wirksamer Substanz (feinverteiltes Nickel), verhindert eine Rückstrahlung der- heißen Reaktionszone auf die nicht aktive Unterlage und auf die Zuführung der Reaktionsteilnehmer. Eine Beeinflussung der Wärmeentwicklung und ihrer Verteilung auf die Höhe des Reaktionsraumes bei der chemischen §0 Umsetzung sowie der Reaktionstemperatur erfolgt nicht durch die besondere Ausbildung des Kontaktes, sondern durch die Wahl des Mischungs* Verhältnisses der Kohlenwasserstoffe zu freiem Sauerstoff. Alle. Maßnahmen haben den Zweck, eine thermische Zerlegung der Kohlenwasserstoffe nach der Gleichung
zu vermeiden bzw. Nebenreaktionen wie z. B.
CH4+ O2= C +2H2O CH4+ O2 = HCHO + CH4+ 2O2= CO2
H2O + 2H2O
zu verhindern.
Die Zeichnungen zeigen drei verschiedene Ausführungsbeispiele von Reaktionskammerii, wobei Fig. 2 einen Schnitt nach Linie H-II der Fig. ι darstellt.
In dem Mischer 3 (Fig. 1) wird das Oxydationsmittel z. B. aus Luft, die bei 1, und aus Sauerstoff, der bei 2 eintritt, hergestellt und über das Verbindungsstück 4 dem Mischer 5 zugeführt. Das Kohlenwasserstoffgas wird bei 6 zugeleitet und tritt in bekannter Weise durch die Bohrungen 8 und wird hier mit dem Oxydationsmittel, welches durch die Rohre 9 (s. auch Fig. 2) austritt, gemischt. Das entstandene Gas-Luft-Sauerstoff-Gemisch prallt gegen den vom Zulauf 7 her wassergekühlten Boden des Zuführungsstückes 10, umspült die versetzt angeordneten Windungen einer Kühlschlange 12 und wird unmittelbar dem Katalysatorbett 17 zugeführt. Der Wasseraustritt erfolgt bei 13. Durch Anordnung einer Stopfbüchse 15 und von beweglichen Verbindungen 16 kann die Mündung 11 einer nach oben wandernden Reaktionszone nachgestellt
werden. Der Reaktionsraum 18 ist mit aktiver Katalysatormasse 14 bis zum Gasausgang 20 ausgekleidet. Schamotte und Isoliertsteine 19 schützen die Reaktionszone vor Wärmeverlust nach außen. Durch die wirksame Kühlung der bei 11 in den Raum 18 eintretenden Reaktiongase ist es möglich, die Temperatur innerhalb des Katalysatorbettes 17 so zu steigern, wie dies mit Rücksicht auf den angestrebten geringen Gehalt an Restkohlenwasserstoffen erforderlich ist, ohne aber befürchten zu müssen, daß diese Temperatursteigerung entgegen der Richtung des einströmenden Gas-Oxydationsmittel-Gemisches ein Temperaturgefälle aufbaut, das zur Einleitung unerwünschter Reaktionen, wie etwa Zündrückschlägen, Anlaß gibt.
Die Bauformen nach den Fig. 3 und 4 (in denen gleiche Teile dieselben. Bezugszeichen wie in Fig. 1 aufweisen) gehen von der durch praktische Versuche gestützten Erkenntnis aus, daß es wesentlich ao ist, die Gase so in den Reaktionsraum zu bringen, daß eine gleichmäßige Verteilung derselben über den ganzen Querschnitt des Reaktionsraumes 18 gewährleistet ist. Bei ungleicher Gasverteilung kann ein Teil der Katalysatorfüllung überlastet as werden, während andere Teile zu geringe Belastung aufweisen. Erfolgt die Zuführung der Reaktionsteilnehmer gleichmäßig über den ganzen Querschnitt des Reaktionsraumes, z. B. durch Aufteilung in viele Teilströme, so ist besonders auf die Vermeidung von Reaktionen ohne Mitwirkung des Katalysators zu achten. Nach den in den Fig. 3 und 4 dargestellten Anordnungen wird dies dadurch erreicht, daß zur Erzielung einer gleichmäßigen Verteilung der Reaktionsteilnehmer über den ganzen Querschnitt des Reaktionsraumes und zur , Vermeidung von Reaktionen ohne Mitwirkung des Katalysators zwischen dem Reaktionsraum 18 und dem Bereich, in welchem die Gaszuführungsleitung in die Reaktionskammer mündet, ein Katalysator angeordnet ist, der im Vergleich zum Katalysator des Reaktionsraumes größere Körner, d. h. eine kleinere Katalysatoroberfläche und größere Lücken zwischen den Kätalysatorkörpern, also einen geringeren Widerstand für den Gasdurchgang und die Gasverteilung und einen geringeren Gehalt an aktiv machenden Substanzen im Katalysatorträger, aufweist. Zweckmäßig kann man einen Katalysator ungleichmäßiger Körnung verwenden, welcher derart geschichtet wird, daß dort, wo die die Reaktionsteilnehmer in die Reaktionskammer zuführende Leitung einmündet, der Katalysator größerer Körnung angeordnet wird, von wo allmählich in einen Katalysator normaler Körnung übergegangen wird. Damit die Gaszuführung während des Betriebes durch die auftretende Reaktionswärme nicht beeinträchtigt wird, können die größeren Katalysatorkörner weniger aktiv ausgeführt werden, obwohl es auch möglich ist, die Aktivität unverändert zu lassen. Katalysatoren mit größerem So Korndurchmesser haben infolge ihrer geringeren Oberfläche eine geringere Leistungsfähigkeit hinsichtlich des Mengenumsatzes der Reaktionsteilnehmer. Nur bei sehr niedrigen Belastungen stellt sich ein nennenswerter chemischer Umsatz der Reaktionsteilnehmer in der schwach aktiven Kontaktschicht ein, während bei normaler Belastung die Verweilzeit der Reaktionsteilnehmer im schwach aktiven Kontakt geringer ist als die für eine chemische Reaktion benötigte Zeit, so daß sich die Reaktion nur in dem kleinkörnigen Katalysator mit normaler Aktivität abspielt und der schwach aktive Katalysator, den die Reaktionsteilnehmer zuerst durchströmen, und damit die Umgebung des Gaseintrittes kalt bleibt.
Es ist bei katalytischen Verfahren bekannt, vor dem Katalysator zum Zwecke einer gleichmäßigen Verteilung der Gase inaktive Füllkörper vorzuschalten. Im vorliegenden Falle wäre die Anwendung gänzlich inaktiver Füllkörper nachteilig, weil diese durch ihre Erwärmung bei der exothermen Kohlenwasserstoffspaltung zur Rußbildung Anlaß geben würden. Es sind auch Kontaktkörper mit in Richtung des Gasstromes abnehmender Porenweite an sich bekannt.
Sämtliche erfindungsgemäße Maßnahmen laufen somit darauf hinaus, das Auftreten der Reaktionstemperatur in der Zuführungsleitung der Reaktionsteilnehmer und im Übergangsbereich von dieser Leitung in den Reaktionsraum zu verhindern, was durch Kühlung dieser Leitung bzw. Verringerung der Aktivität der Kontaktmasse in der Umgebung der Einmündung der Gaszuführungsleitung in die Reaktionskammer erreicht wird. Das kann beispielsweise bei einem Trägermaterial von durchgehend gleicher Porosität, wie schon gesact, durch Verringerung des Gehaltes an aktiver Substanz und/oder durch Verringerung der wirksamen Oberfläche durch Vergrößerung des Korndurchmessers' oder durch beide Maßnahmen erreicht werden. Weiter kann die Katalysatormenge selbst verringert werden, indem der Gasverteilungsraum, der sich an die Gaszuführung anschließt, mit bereits unwirksam gewordenem Katalysator oder mit Kugeln oder Brocken aus feuerfestem Material beschickt wird. Diese Zone wird durch eine Schicht aus schwach aktivem Katalysator von dem eigentlichen Reaktionsraum getrennt. Die Schicht des Katalysators geringerer Aktivität verhindert eine unzulässige Erwärmung des inaktiven Materials,. wodurch die Entstehung unerwünschter Produkte vermieden wird. Wohl weist die schwach aktive Zone in der unmittelbaren Nähe der hochaktiven Füllung eine höhere Temperatur auf, doch können dadurch keine schädlichen Stoffe entstehen, weil der schwach aktive Katalysator bereits in der Riehtung des angestrebten Vorganges arbeitet. Da die Reaktionsgase nur kurze Zeit in der Zone des schwachen Katalysators verweilen, wird die Reaktion erst in dem mit aktivem Katalysator gefüllten Reaktionsraum vollendet. iao
Gemäß Fig. 3 liegen beispielsweise auf der Einmündung 11 des die Reaktionsgase zuführenden Mischers 5 für Gas und Luft größere Kugeln 21, deren Durchmesser gegen den eigentlichen Reaktionsraum 18 abnimmt. Die Kugeln stellen einen aktiven Katalysator gleicher Porosität vor, sind
jedoch durch die größere Körnung weniger wirksam als der Katalysator im Reaktionsraum 18.
Nach Fig. 4 sind über der Mündung 11 inaktive Kugeln oder Brocken 22 aus einem inaktiven feuerfesten Material angeordnet, die von dem Reaktionsraum 18 durch eine Schicht 23 aus schwach aktivem Kontaktmaterial getrennt werden.

Claims (7)

  1. Patentansprüche:
    ι. Verfahren zur Erzeugung kohlenoxyd- und wasserstoffhaltiger Gasgemische aus gasförmigen Kohlenwasserstoffen, insbesondere aus miethanhaltigen Gasen, durch exotherme Zersetzung mit Sauerstoff, Luft oder Luft-Sauerstoff-Gemischen dhne Zusatz von Wasserdampf in einem einzigen nicht unterteilten, einen Katalysator enthaltenden Reaktionsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung der Kohlenwasserstoffe im Reaktionsraum in
    ao Gegenwart von nach Korngröße und Aktivität
    unterschiedlichen Katalysatoren bei 800 bis 11000 vorgenommen wird, wobei die Zuführung der gasförmigen Kohlenwasserstoffe in den Reaktionsraum unter Kühlung erfolgt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas-Oxydationsmittel-Gemisch während der Mischung und auf dem Weg zum Katalysatorbett intensiv gekühlt wird, wobei der Gasweg nicht geradlinig durchlaufend ausgebildet ist, sondern zahlreiche Richtungsänderungen aufweist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase durch den Mantel eines gekühlten Hohlraumes dem Katalysatorbett zugeführt werden und die Mündung dieses Zuführungsorgans der Lage der Reaktionszone entsprechend eingestellt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Reaktionsraumes mit aktiver Katalysatormasse aus- gekleidet wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Reaktionsraum und dem Bereich,, in welchem die Gaszuführungsleitung in die Reaktionskammer mündet, ein Katalysator angeordnet ist, der eine größere Körnung und einen geringeren Gehalt an aktiver Substanz aufweist als der Katalysator des Reaktionsraumes.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator geringerer Aktivität von der Mündung der Gaszuführungsleitung durch inaktive Körper, z. B. Kugeln oder Brocken aus einem feuerfesten Material, getrennt ist.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Katalysatorkörper geringerer Aktivität, ausgehend von dem Bett des Hauptkatalysators, allmählich zur Einmündung der Gaszuführungsleitung zunimmt.
    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Deutsche Patentschriften Nr. 616 976, 653 776, 558430,613507;
    französische Patentschriften Nr. 976 553,
    904;
    Die chemische Fabrik, 1938, Bd. 11, S. 508.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
    ©609 526/427 5.56 (609 682 11.56)
DEO2804A 1952-03-01 1953-02-21 Verfahren zur Erzeugung kohlenoxyd- und wasserstoffhaltiger Gasgemische aus gasfoermigen Kohlenwasserstoffen Expired DE952436C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT777325X 1952-03-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE952436C true DE952436C (de) 1956-11-15

Family

ID=3680781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEO2804A Expired DE952436C (de) 1952-03-01 1953-02-21 Verfahren zur Erzeugung kohlenoxyd- und wasserstoffhaltiger Gasgemische aus gasfoermigen Kohlenwasserstoffen

Country Status (5)

Country Link
BE (1) BE517947A (de)
DE (1) DE952436C (de)
FR (1) FR1071555A (de)
GB (1) GB777325A (de)
NL (1) NL100615C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1044341B (de) * 1957-04-18 1958-11-20 Max Gerhold Dipl Ing Dr Techn Katalysatorpackung fuer Anlagen zur thermisch-katalytischen Umwandlung gasfoermiger oder fluessiger Kohlenwasserstoffe
DE973776C (de) * 1954-03-08 1960-06-02 Power Gas Ltd Verfahren zur Herstellung brennbarer Gase

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2143962A1 (en) * 1994-03-25 1995-09-26 David Chester Long Synthesis gas preparation by partial oxidation-steam reforming
ES2121132T3 (es) * 1994-10-28 1998-11-16 Krupp Uhde Gmbh Instalacion para la gasificacion a presion de combustibles finamente divididos en el curso de la generacion de un gas producto.

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE616976C (de) * 1931-02-28
DE558430C (de) * 1926-06-27 1932-09-07 I G Farbenindustrie Akt Ges Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff oder Stickstoffwasserstoffgemischen aus Kohlenwasserstoffen
DE613507C (de) * 1932-05-25 1935-05-21 Hans Schmalfeldt Dipl Ing Ofen zur Herstellung von Wasserstoff durch Umsetzen von kohlenwasserstoffhaltigen Gasen
DE653776C (de) * 1930-10-11 1937-12-03 Herbert Ritter Dr Herstellung von Stickstoff-Wasserstoff-Gemischen
FR837904A (fr) * 1937-06-16 1939-02-23 Metallgesellschaft Ag Appareil pour effectuer des réactions chimiques
FR976553A (fr) * 1942-04-18 1951-03-20 Azote Office Nat Ind Procédé pour la fabrication d'hydrogène et d'oxyde de carbone

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE558430C (de) * 1926-06-27 1932-09-07 I G Farbenindustrie Akt Ges Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff oder Stickstoffwasserstoffgemischen aus Kohlenwasserstoffen
DE653776C (de) * 1930-10-11 1937-12-03 Herbert Ritter Dr Herstellung von Stickstoff-Wasserstoff-Gemischen
DE616976C (de) * 1931-02-28
DE613507C (de) * 1932-05-25 1935-05-21 Hans Schmalfeldt Dipl Ing Ofen zur Herstellung von Wasserstoff durch Umsetzen von kohlenwasserstoffhaltigen Gasen
FR837904A (fr) * 1937-06-16 1939-02-23 Metallgesellschaft Ag Appareil pour effectuer des réactions chimiques
FR976553A (fr) * 1942-04-18 1951-03-20 Azote Office Nat Ind Procédé pour la fabrication d'hydrogène et d'oxyde de carbone

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE973776C (de) * 1954-03-08 1960-06-02 Power Gas Ltd Verfahren zur Herstellung brennbarer Gase
DE1044341B (de) * 1957-04-18 1958-11-20 Max Gerhold Dipl Ing Dr Techn Katalysatorpackung fuer Anlagen zur thermisch-katalytischen Umwandlung gasfoermiger oder fluessiger Kohlenwasserstoffe

Also Published As

Publication number Publication date
BE517947A (de)
FR1071555A (fr) 1954-09-02
NL100615C (de)
GB777325A (en) 1957-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1417796C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines wasserstoffreichen Gases
EP0157758B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Synthesegasen, insbesondere Reduktionsgasen, sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE69212121T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Synthesegas und deren Anwendung
EP0848990B1 (de) Reaktor zur Durchführung endothermer katalytischer Reaktionen
DE1964810C3 (de) Vorrichtung zur Gewinnung von Wasserstoff
DE1543122C3 (de) Verfahren zur Herstellung von vorwiegend Acetylen und Äthylen enthaltenden ungesättigten Kohlenwasserstoffen
DE60016751T2 (de) Gasverteiler zur sauerstoffeinspritzung in einen wirbelschichtreaktor
DE2545123A1 (de) Verfahren zur herstellung reduzierender gase
DE952436C (de) Verfahren zur Erzeugung kohlenoxyd- und wasserstoffhaltiger Gasgemische aus gasfoermigen Kohlenwasserstoffen
EP3038742B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum herstellen von acetylen und synthesegas
DE1294938B (de) Verfahren zur Herstellung von feinteiligen Metalloxyden
CH391689A (de) Verfahren zur Herstellung von Acetylen durch thermische Spaltung von Kohlenwasserstoffen
DE882985C (de) Verfahren zur Durchfuehrung katalytischer Reaktionen, insbesondere zur Herstellung von Blausaeure
DE2034907B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Reduktionsgasen
DEO0002804MA (de)
DE908491C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von kohlenoxydreichem Gas aus Erdgas und anderen wasserstoffreichen, vorzugsweise gasfoermien Brennstoffen, insbesondere zur Verwendung als Reduktionsmittel fuer Erze
DE921263C (de) Katalytisches Regenerativverfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE1250424B (de) Verfahren zur thermischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen zu vorw egend Acetylen und Äthylen
DE974909C (de) Verfahren zur flammenlosen Umsetzung von gasfoermigen Kohlenwasserstoffen
EP0324207A2 (de) Verfahren zum Erzeugen eines kohlenmonoxidreichen Gases durch Spalten von Kohlenwasserstoffen
DE1468356A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur partiellen Verbrennung eines paraffinischen Kohlenwasserstoffes zur Bildung von Acetylen
DE977548C (de) Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Synthesegas
DE1231219B (de) Kontinuierliches Kreislaufverfahren zur Herstellung von Wasserstoff
DE1044799B (de) Verfahren zur Herstellung von Gasololefinen, insbesondere AEthylen
DE2253385A1 (de) Verfahren und brenner zur synthesegasherstellung