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Verfahren zur Herstellung einer Mischung von Wasserstoff und Kohlenoxyd aus
Kohlenwasserstoffen.
Beinahe a) ! e Kohlenwasserstoffe zersetzen sich bei einer Temperatur Über 100000 C mehr oder weniger schnell und bilden Kohle, Wasserstoff und Methan. Auch letzteres zersetzt sich, wenn auch schwerer, so dass als Endprodukt beinahe ausschliesslich Kohle und Wasserstoff gebildet werden. Wenn eine Mischung von Kohlenwasserstoffen und Wasser auf dieselbe Temperatur gebracht wird, tritt eine ähnliche Zersetzung auf, jedoch mit dem Unterschiede, dass man statt Kohle und Wasserstoff, Kohlenoxyd und Wasserstoff als Endprodukt erlangt, wobei die Wasserstoffmenge natürlich durch die Wasserzersetzung vermehrt worden ist.
Die beiden erwähnten Reaktionen, insbesondere die zweite, sind endothermisch, und auf dieselben sind verschiedene Verfahren zur Darstellung von Wasserstoff begründet worden ; aber durch die Schwierigkeit, endothermisehe Reaktionen bei so hoher Temperatur billig auszuführen, ist bis jetzt ein guter wirtschaftlicher Erfolg verhindert worden.
Dieffenbach und Moldenhauer (D. R. P. Nr. 229406) haben, um die Reaktion leichter ausführbar zu machen, vorgeschlagen, der Kohlenwasserstoffmischung mit Wasser eine hinreichende Menge Sauerstoff oder Luft zuzusetzen, damit die Reaktion exothermisch wird. Bald darauf sehlug die Badische Anilinund Sodafabrik (D. R. P. Nr. 296 866) vor, Nickeloxyd oder Niekel auf einem feuerfesten Träger zu verwenden, um die Reaktion bei Temperaturen von 800-1000 ausfihren zu können.
Endlich fügt Raoul Pietet (amerikanische Patentschrift Nr. 1228818) den Kohlenwasserstoffen Sauerstoff und Wasserdampf zu und lässt deren Umsetzung bei einer Temperatur von ungefähr 1350" stattfinden.
Trotz der Wichtigkeit der Frage, besonders in bezug auf die Wasserstoffherstellung aus dem Gase der Koksöfen, konnten bis jetzt die angegebenen sowie andere ähnliche Verfahren wirtschaftlich nicht verwendet werden.
Die Erfindung betrifft die Erzeugung von Kohlenoxydwasserstoffmisehungen mittels Zersetzung von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff-Wasserdampf-Mischungen, welche ohne äussere Wärmezufuhr
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des Apparats, in dem die Zersetzung bewerkstelligt wird, auszugleichen. Ausserdem hängt der gute wirt. chaft1iche Erfolg dieses Verfahrens von der Reinheit des gewonnenen Wasserstoffes ab, sowie von der
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Leichtigkeit, eine grosse Menge desselben zu produzieren, was eine vollständige Zersetzung des Methaus Und eine ausserordentliche Zersetzungsgeschwindigkeit in der Reaktionskammer erfordert.
Mit ändern Worten, es kann ein guter wirtschaftlicher Erfolg nur dann erzielt werden, wenn solche Bedingungen in der Reaktionskammer gegeben sind, dass der Wert der Methankonzentration praktisch gleich Null ist.
Es wurde nun gefunden, dass diese Bedingungen erfüllt werden, wenn das System der gegeneinander wirkenden Gase in der Reaktionskammer, ausser dass es auf eine 10000 Übersteigende Temperatur, wie sie schon von andern vorgeschlagen worden war, gebracht wird : a) unter einem sehr niedrigen Gesamtdruek, jedenfalls niedriger als der Luftdruck, erhalten wird ; b) ein Wasserüberschuss über die in Reaktion tretende Wassermenge zugegen ist. @
Dass die Anwendung eines unter dem Atmosphärendruek liegenden Druckes vorteilhaft ist, geht klar aus der Tatsache hervor, dass alle Reaktionen, auf die sieh das vorliegende Verfahren griindet, unter Volumvergrosserung vor sich gehen.
Immerhin war noch nicht von andern die Anwendung von unterdruck zur Erzeugung in grosstechnischem Massstabe von Kohlenoxydwasserstoffmischungen mittels Zerlegung von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff und Wasserdampf vorgeschlagen worden. Hingegen war die Zweckmässigkeit der Anwendung eines Wasserdampfübersehusses nicht vorauszusehen, da dessen Anwesenheit nur dazu beiträgt, die Reaktionen 1. und 3. zu begünstigen und folglich den Eintritt der Reaktionen 2. und 4. zu verhindern, welche die zum Eintritt der andern Reaktionen erforderliche Wärme zu liefern haben.
Man hat hingegen gefunden, dass die Anwesenheit eines Wasserdampfüberschusses erforderlich ist, wenn man will, dass die Zerlegung der Kohlenwasserstoffe in vollständiger Weise stattfindet, ohne äussere Wärmezufuhr und mit einer derartigen Reaktionsgeschwindigkeit, dass man grosse Produktionsmengen unter Anwendung kleiner Apparate erhalten kann.
Das erfindungsgemäss erhaltene Gasgemisch kann bei der synthetischen Herstellung von Alkoholen verwendet werden. Wenn dagegen die Mischung nach der Reaktion auf eine Temperatur von beinahe 500 abgekühlt wild so ist sie, nachdem man Wasser oder Wasserdampf zugesetzt hat, zur katalytischen
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stoff besteht, d. h. ein Produkt, wie es bei der Ammoniaksynthese nötig ist.