CH141827A - Process for the manufacture of a gas mixture of carbon monoxide, hydrogen and carbonic acid. - Google Patents

Process for the manufacture of a gas mixture of carbon monoxide, hydrogen and carbonic acid.

Info

Publication number
CH141827A
CH141827A CH141827DA CH141827A CH 141827 A CH141827 A CH 141827A CH 141827D A CH141827D A CH 141827DA CH 141827 A CH141827 A CH 141827A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
sep
hydrogen
carbon monoxide
carbonic acid
manufacture
Prior art date
Application number
Other languages
French (fr)
Inventor
Natta Giulio
Original Assignee
Natta Giulio
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 Natta Giulio filed Critical Natta Giulio
Publication of CH141827A publication Critical patent/CH141827A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/06Continuous processes
    • C10J3/16Continuous processes simultaneously reacting oxygen and water with the carbonaceous material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

  

  Procédé de fabrication d'un mélange gazeux     d'oxyde    de carbone, d'hydrogène et  d'acide carbonique.    Pour la synthèse de l'alcool méthylique  et d'autres substances organiques qui se fait  par action catalytique, et sous pression, il est  nécessaire d'employer les mélanges gazeux  à. l'état aussi pur que possible pour obtenir  de bons rendements et une circulation con  tinue des masses gazeuses. On     évite    ainsi la       condensation    de gaz inefficaces et une dé  pense d'énergie pour leur compression et  pour leur circulation. De plus, la durée des  catalyseurs est ainsi prolongée.  



  Les procédés qui ont été appliqués jus  qu'ici pour la fabrication de mélanges  d'oxyde de carbone et d'hydrogène et qui  sont fondés sur l'emploi de gaz à l'eau et sur  son enrichissement avec de l'hydrogène peu  vent difficilement donner des mélanges     très     purs d'oxyde de carbone et d'hydrogène, si  l'on n'a pas recours à des procédés de puri  fication qui sont coûteux et compliqués. Dans  la fabrication de gaz à l'eau, il est difficile  de séparer complètement le gaz de la phase  d'air du ,gaz de la phase de vapeur et ce der-    nier reste alors souillé par de l'azote. Ce gaz  ne participe pas à la synthèse des substances  organiques et il s'accumule pendant l'opéra  tion dans les gaz mis en circulation qui doi  vent en conséquence être parfois évacués, ce  qui interrompt l'opération.  



  L'enrichissement du gaz à l'eau avec de  l'hydrogène pour obtenir un mélange conte  nant deux molécules, ou plus, d'hydrogène  pour une molécule d'oxyde de carbone exige  une grande production d'hydrogène en par  tant de gaz à l'eau lui-même ou en opérant  par voie     électrolytique.    Ces procédés néces  sitent une installation coûteuse et délicate  et une grande dépense d'énergie électrique.  



  Le procédé faisant l'objet de l'invention  donne facilement et sans emploi de cataly  seur ou d'hydrogène électrolytique des mé  langes purs d'oxyde de carbone, d'hydrogène  et d'acide carbonique. Il est caractérisé en  ce que, sur du charbon disposé dans un ga  zogène dont la température ne dépasse pas  75,0  , on fait passer un mélange d'oxygène      pur et de vapeur d'eau, la proportion de cette  dernière étant d'au moins deux volumes  pour un volume d'oxygène.  



  Dans la fabrication de gaz .à l'eau, en fai-    saut passer de l'oxygène pur et de la vapeur  d'eau sur des charbons incandescents qui se  trouvent dans des gazogènes spéciaux, il se  produit les réactions suivantes:  
EMI0002.0001     
  
    1. <SEP> 2 <SEP> C <SEP> -+- <SEP> 02 <SEP> = <SEP> 2C0 <SEP> -f- <SEP> 58.000 <SEP> calories.
<tb>  2. <SEP> C <SEP> -I- <SEP> 02 <SEP> = <SEP> C02 <SEP> --I- <SEP> 97.000 <SEP> calories.
<tb>  3. <SEP> 2 <SEP> CO <SEP> + <SEP> 02 <SEP> = <SEP> 2 <SEP> C02 <SEP> -f- <SEP> 136.000 <SEP> calories.
<tb>  4. <SEP> C <SEP> + <SEP> C02 <SEP> = <SEP> 2 <SEP> CO <SEP> - <SEP> 39.000 <SEP> calories.
<tb>  5. <SEP> C <SEP> -f- <SEP> H20 <SEP> = <SEP> CO <SEP> -I- <SEP> H2 <SEP> - <SEP> 39.300 <SEP> calories.
<tb>  6. <SEP> C <SEP> + <SEP> 2H20 <SEP> = <SEP> C02 <SEP> -I- <SEP> 2H2 <SEP> - <SEP> 39.600 <SEP> calories.

         Les réactions aboutissant à la formation  de CO exigent des températures plus élevées  que celles par lesquelles est formé.     C02.     Tous les procédés employés jusqu'à présent  pour la fabrication de gaz à l'eau par oxy  gène exigent des températures élevées pour  rehausser la proportion d'oxyde de     carbone     et fabriquer ainsi des gaz à puissance com  bustible supérieure. Dans ces cas, le gazo-    gène permet une marche rapide, mais on est  aux prises à des inconvénients résultant de  la     scorification    des cendres et de l'attaque  ou de la corrosion des parties réfractaires.

    Dans le procédé selon l'invention, dans le  quel on maintient basses les températures du  gazogène, on peut opérer de façon à pro  duire la réaction suivante:    7. 5 C     -I-    2 02     +    4     H20    = 3     C02        +    2 CO     -I-    4     H2        -I-    76.000 calories.    La chaleur qui se développe est alors par  faitement suffisante pour maintenir la tem  pérature du gazogène à la hauteur à laquelle  se produit la réaction.

   Le mélange     ainsi    ob  tenu contient deux molécules d'hydrogène  par molécule d'oxyde de carbone et, aussitôt  après l'enlèvement de l'acide carbonique, il  peut servir à la, synthèse de l'alcool méthy  lique;     l'éliimination    de l'acide carbonique  s'opère aisément et sans grande dépense d'é-         nergie,    attendu que pendant la, compression  des gaz avant leur envoi à la tour de syn  thèse, l'acide carbonique peut être dissous  dans de l'eau pour récupérer l'énergie d'ex  pansion de     C02    dissous.  



  Lorsqu'on chauffe au préalable le mé  lange d'oxygène et de vapeur d'eau par la  chaleur des gaz sortant du gazogène, on peut  aussi obtenir la réaction suivante:    8. 3     C        -+-    02     +    3     H20    =     \?   <B>Col</B>     +    CO     +    3<B>112</B>     +    19.000 calories.    Après l'élimination de l'acide carbonique,  on obtient ainsi un gaz qui est encore plus  riche en hydrogène et qui peut être employé,  par exemple, pour la synthèse d'hydrocar  bures.

   Par suite de la vivacité à laquelle se  produit la combustion avec de l'oxygène, il  est très difficile de maintenir     la,    tempéra  ture dans les limites de 700 à     75(j      C., entre  lesquelles se produit la réaction indiquée     ci-          dessus    en 7. Pour obtenir la réaction indi-         quée    ci-dessus en 8, il est indispensable de  rester à des températures encore plus basses.  



  Tandis qu'à, des températures de 900 à  1.000   C on obtient un gaz qui contient de  4 à. 8 % d'acide carbonique et plus de 65  d'oxyde de carbone, il se forme dans les  limites de températures de 700 à 750     "C,    en  appliquant le procédé qui vient d'être     déc,it,     un gaz qui contient 30 à 35 % de     C02,    à peu       près    20 % de CO et 40 à 50 % d'hydrogène.

        Ce mélange contient tout au plus de 1 à       1,b        %    d'oxygène non combiné et il est pra  tiquement exempt d'azote dont des faibles  traces, pouvant éventuellement s'y trouver,  doivent être considérées soit comme composé  chimique du coke, soit (quand on     utilise    du  charbon de bois) comme des parties absorbées  de l'air par le charbon. Ce procédé permet  de tirer parti, pour la fabrication synthéti  que d'alcool et d'autres produits organiques  de haute valeur, de l'oxygène qui forme un       produit    secondaire de la fabrication électro  lytique d'hydrogène et qui, la plupart du  temps, n'a pas été utilisé jusqu'ici.  



  De plus, ce procédé offre sur les autres  procédés connus, fondés sur l'enrichissement  du gaz à l'eau ordinaire par de l'hydrogène,  ainsi qu'il ressort nettement de la réaction  suivante:    <B>CO</B>     -+-        1120    -<B>C02</B>     -I--    H2    le grand avantage de ne pas nécessiter ni       appareils    coûteux, ni grands frais d'exploita  tion, ni emploi de catalyseur. Il permet     aussi.     d'obtenir du     gaz'plus    pur, tandis que l'uti  lisation de la chaleur dans le gazogène est  meilleure, et l'oxyde de carbone obtenu,  ainsi que l'hydrogène, sont produits dans la  proportion voulue, mais en plus grand vo  lume avec une bien moindre consommation de  charbon.  



  En faisant fonctionner le gazogène à des  températures plus basses (ne dépassant pas  700   C) et en chauffant au préalable l'oxy  gène et la vapeur d'eau, on peut obtenir des  mélanges gazeux qui contiennent trois vo  lumes d'hydrogène par volume d'oxyde de  carbone. De ce mélange, par la réaction ca  talytique connue:    CO     -I-    3H2 -     CFII        -I-        1120       on peut, en éliminant l'acide carbonique,, ob  tenir du méthane de grande pureté.

   Pour ac  tiver la marche du gazogène et pour obte  nir plus aisément une haute teneur d'hydro  gène et d'acide carbonique, il est bon de ne    pas faire fonctionner le gazogène à     pression     réduite et il peut être avantageux d'employer  une pression supérieure à la pression ordi  naire. On peut utiliser une partie de la  chaleur de réaction dans le gazogène lui  même comme travail de pression.

   En fait,  on économise le travail qui serait nécessaire  pour comprimer l'accroissement de volume  subi par les gaz pendant la réaction dans le  gazogène de la pression ordinaire jusqu'à  celle du gazogène; de plus, une pression su  périeure implique la formation d'acide car  bonique, au lieu d'oxyde de carbone, car  toutes les réactions aboutissant à la forma  tion de C02 se produisent avec un petit  changement de volume ou sans le moindre  changement de volume, tandis que les réac  tions aboutissant à la formation de CO se  produisent avec un fort accroissement de vo  lume.



  Process for the manufacture of a gas mixture of carbon monoxide, hydrogen and carbonic acid. For the synthesis of methyl alcohol and other organic substances which takes place by catalytic action, and under pressure, it is necessary to use gas mixtures at. as pure as possible in order to obtain good yields and a continuous circulation of the gaseous masses. This prevents the condensation of inefficient gases and an energy expenditure for their compression and for their circulation. In addition, the duration of the catalysts is thus extended.



  The processes which have been applied until now for the manufacture of mixtures of carbon monoxide and hydrogen and which are based on the use of gas in water and on its enrichment with hydrogen can hardly be to give very pure mixtures of carbon monoxide and hydrogen, if one does not have recourse to purification processes which are expensive and complicated. In the manufacture of water gas, it is difficult to completely separate the gas in the air phase from the gas in the vapor phase and the latter then remains contaminated with nitrogen. This gas does not participate in the synthesis of organic substances and it accumulates during the operation in the gases put into circulation which must therefore sometimes be evacuated, which interrupts the operation.



  Enrichment of the water gas with hydrogen to obtain a mixture of two or more molecules of hydrogen for one molecule of carbon monoxide requires a large production of hydrogen from so much gas. water itself or by operating electrolytically. These methods require an expensive and delicate installation and a great expenditure of electrical energy.



  The process forming the subject of the invention easily and without the use of catalyst or electrolytic hydrogen gives pure mixtures of carbon monoxide, hydrogen and carbonic acid. It is characterized in that, on charcoal disposed in a zogen whose temperature does not exceed 75.0, a mixture of pure oxygen and water vapor is passed, the proportion of the latter being at at least two volumes for one volume of oxygen.



  In the manufacture of water-based gases, by passing pure oxygen and water vapor over glowing coals which are in special gasifiers, the following reactions take place:
EMI0002.0001
  
    1. <SEP> 2 <SEP> C <SEP> - + - <SEP> 02 <SEP> = <SEP> 2C0 <SEP> -f- <SEP> 58,000 <SEP> calories.
<tb> 2. <SEP> C <SEP> -I- <SEP> 02 <SEP> = <SEP> C02 <SEP> --I- <SEP> 97,000 <SEP> calories.
<tb> 3. <SEP> 2 <SEP> CO <SEP> + <SEP> 02 <SEP> = <SEP> 2 <SEP> C02 <SEP> -f- <SEP> 136,000 <SEP> calories.
<tb> 4. <SEP> C <SEP> + <SEP> C02 <SEP> = <SEP> 2 <SEP> CO <SEP> - <SEP> 39,000 <SEP> calories.
<tb> 5. <SEP> C <SEP> -f- <SEP> H20 <SEP> = <SEP> CO <SEP> -I- <SEP> H2 <SEP> - <SEP> 39.300 <SEP> calories.
<tb> 6. <SEP> C <SEP> + <SEP> 2H20 <SEP> = <SEP> C02 <SEP> -I- <SEP> 2H2 <SEP> - <SEP> 39.600 <SEP> calories.

         The reactions resulting in the formation of CO require higher temperatures than those by which is formed. C02. All the processes employed heretofore for the manufacture of water-based gas by oxygen require high temperatures in order to increase the proportion of carbon monoxide and thus to manufacture gases with higher fuel power. In these cases, the gasoline allows rapid operation, but there are drawbacks resulting from slagging of the ashes and the attack or corrosion of the refractory parts.

    In the process according to the invention, in which the temperatures of the gasifier are kept low, it is possible to operate so as to produce the following reaction: 7. 5 C -I- 2 02 + 4 H20 = 3 C02 + 2 CO - I- 4 H2 -I- 76,000 calories. The heat which develops is then quite sufficient to maintain the temperature of the gasifier at the height at which the reaction takes place.

   The mixture thus obtained contains two molecules of hydrogen for each molecule of carbon monoxide, and immediately after the removal of the carbonic acid, it can serve for the synthesis of methyl alcohol; the elimination of the carbonic acid takes place easily and without great expenditure of energy, since during the compression of the gases before their sending to the synthesis tower, the carbonic acid can be dissolved in water to recover the expansion energy of dissolved CO2.



  When the mixture of oxygen and water vapor is heated beforehand by the heat of the gases leaving the gasifier, the following reaction can also be obtained: 8. 3 C - + - 02 + 3 H20 = \? <B> Col </B> + CO + 3 <B> 112 </B> + 19,000 calories. After the elimination of carbonic acid, a gas is thus obtained which is even richer in hydrogen and which can be used, for example, for the synthesis of hydrocarbons.

   Owing to the vividness with which combustion with oxygen occurs, it is very difficult to maintain the temperature within the limits of 700 to 75 (j C., between which the reaction indicated above takes place in 7. In order to obtain the reaction indicated above in 8, it is essential to remain at even lower temperatures.



  While at temperatures of 900 to 1,000 C we get a gas that contains 4 to. 8% carbonic acid and more than 65 carbon monoxide, it is formed within the temperature limits of 700 to 750 "C, by applying the process just described, it, a gas which contains 30 to 35% CO2, about 20% CO and 40-50% hydrogen.

        This mixture contains at most 1 to 1, b% of uncombined oxygen and it is practically free of nitrogen, of which slight traces, possibly being present there, must be regarded either as chemical compound of coke, or. (when using charcoal) as parts absorbed from the air by the charcoal. This process makes it possible to take advantage, for the synthetic manufacture of alcohol and other high-value organic products, of oxygen which forms a by-product of the electrolytic manufacture of hydrogen and which, most of the time, has not been used so far.



  In addition, this process offers on the other known processes, based on the enrichment of gas in ordinary water with hydrogen, as clearly emerges from the following reaction: <B> CO </B> - + - 1120 - <B> C02 </B> -I-- H2 the great advantage of not requiring either expensive apparatus, nor great operating costs, nor the use of catalyst. It also helps. to obtain purer gas, while the use of heat in the gasifier is better, and the carbon monoxide obtained, as well as the hydrogen, are produced in the desired proportion, but in greater volume. lume with much less coal consumption.



  By operating the gasifier at lower temperatures (not exceeding 700 ° C) and preheating the oxygen and the water vapor, gas mixtures can be obtained which contain three volumes of hydrogen per volume of gas. carbon monoxide. From this mixture, by the known catalytic reaction: CO -I- 3H2 - CFII -I-1120, it is possible, by eliminating the carbonic acid, to obtain methane of high purity.

   To activate the operation of the gasifier and to obtain more easily a high hydrogen and carbonic acid content, it is good not to operate the gasifier at reduced pressure and it may be advantageous to use a higher pressure. at ordinary pressure. Part of the heat of reaction in the gasifier itself can be used as pressure work.

   In fact, the work which would be required to compress the increase in volume undergone by the gases during the reaction in the gasifier from ordinary pressure to that of the gasifier is saved; moreover, a higher pressure implies the formation of carbonic acid, instead of carbon monoxide, because all the reactions resulting in the formation of C02 occur with a small change in volume or without the slightest change in volume , while the reactions resulting in the formation of CO occur with a large increase in volume.

 

Claims (1)

REVENDICATION Procédé de fabrication d'un mélange ga zeux d'oxyde de carbone, d'hydrogène et d'acide carbonique, qui contient au moins deux volumes d'hy drogène par volume d'oxyde de carbone, caractérisé en ce que, sur du charbon disposé dans un gazogène dont la température ne dépasse pas 750 , on fait passer un mélange d'oxygène pur et de vapeur d'eau, la proportion de cette der nière étant d'au moins deux volumes pour un volume d'oxygène. CLAIM Process for the manufacture of a gas mixture of carbon monoxide, hydrogen and carbonic acid, which contains at least two volumes of hydrogen per volume of carbon monoxide, characterized in that, on carbon disposed in a gasifier whose temperature does not exceed 750, a mixture of pure oxygen and water vapor is passed, the proportion of the latter being at least two volumes for one volume of oxygen. SOUS-REVENDICATION Prbeédé selon la revendication, caracté risé en ce que l'on opère à des températures qui restent au-dessous de 700 C et emploie un mélange préalablement chauffé d'oxy gène et: de vapeur d'eau, contenant trois vo lumes de vapeur d'eau pour un volume d'oxygène. SUB-CLAIM Process according to claim, characterized in that one operates at temperatures which remain below 700 C and uses a pre-heated mixture of oxygen and: water vapor, containing three volumes of water vapor for one volume of oxygen.
CH141827D 1929-03-07 1929-03-07 Process for the manufacture of a gas mixture of carbon monoxide, hydrogen and carbonic acid. CH141827A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH141827T 1929-03-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH141827A true CH141827A (en) 1930-08-31

Family

ID=4398639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH141827D CH141827A (en) 1929-03-07 1929-03-07 Process for the manufacture of a gas mixture of carbon monoxide, hydrogen and carbonic acid.

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH141827A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2344069C2 (en) Method of hydrogen formation from methane containing gas, specifically natural gas and relevant installation for method implementation
US1957743A (en) Production of hydrogen
FR2805531A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF HYDROGEN BY PARTIAL OXIDATION OF HYDROCARBONS
HUE030939T2 (en) Method for reducing co2 in a stream by conversion to a syngas for production of energy
CA2565936A1 (en) Process for producing synthetic gas from carbonaceous material and electricity
FR2943657A1 (en) PROCESS AND PLANT FOR PRODUCING COOLED AND COMPRESSED HYDROGEN
CA1258373A (en) Process for preparing synthesis gas partcularly useful for the production of methanol
US9745235B2 (en) Method for hydrogenation of CO2 in adiabatic metal reactors
CH141827A (en) Process for the manufacture of a gas mixture of carbon monoxide, hydrogen and carbonic acid.
WO2006042986A1 (en) Method for producing a syngas having a h2/co ratio less than 2.5
FR2969998A1 (en) Preparing methanol comprises obtaining a first stream of synthesis gas comprising e.g. hydrogen, adding hydrogen in the first synthesis gas stream to form second synthesis gas stream, and producing methanol from second synthesis gas stream
EP0318342B1 (en) Process for reforming impure methanol and device for its application
FR2848548A1 (en) Process for generation of a mixture of controlled content of hydrogen and carbon monoxide by partial catalytic oxidation of a hydrocarbon in the presence of an oxygen-containing gas
FR2491490A1 (en) Synthesis gas prodn. from solid fuels - by injecting mixt. of fuel and oxidant into plasma arc
JPS6020436B2 (en) Synthesis gas production method
SU981219A1 (en) Method of producing ammonia
BE1016758A6 (en) Hydrogen production by the treatment of industrial gases associated thermochemical water separation.
US261698A (en) Process of manufacturing gas
OA20834A (en) Process for the cold production of dihydrogen from rock formations resulting in a residue giving bitumen and fertilizer
BE397899A (en)
CH119980A (en) Process for manufacturing methanol from methane.
BE383288A (en)
BE426221A (en)
BE351768A (en)
BE456437A (en)