CH282987A

CH282987A - Verfahren zur Herstellung von für Synthesezwecke bestimmten Gasgemischen.

Info

Publication number: CH282987A
Authority: CH
Inventors: Aktiengesellschaft Ruhrchemie
Original assignee: Ruhrchemie Ag
Priority date: 1949-06-27
Filing date: 1949-06-27
Publication date: 1952-05-31

Description

Verfahren zur Herstellung von für Synthesezwecke bestimmten Gasgemisehen. Bei der Verarbeitung von Erdölen ent stehen als Abfallprodukt in grosser Menge Kohlenwasserstofföle hoher Siedelage, Teere, Crackrückstände und sonstige Ölrückstände. Ähnliche Rückstände ergeben sich beispiels weise auch bei der Hydrierung von Brenn stoffen, bei der Kohlenverschwelung und son stigen Brennstoff-Veredlungsverfahren. Für derartige Abfallprodukte ist bisher keine an- gemessene und lohnende Verwendung vorhan den, so dass sie meist nur als gewöhnliches Heizöl verbraucht werden können.

Aber auch hier sind die vorhandenen Absatzmöglich keiten oftmals sehr beschränkt. Eine ratio nelle Vergasung dieser Rückstände ist bisher, vornehmlich ihrer physikalischen Beschaffen heit wegen, mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von für Synthese zwecke, insbesondere zur katalytischen Koh- lenoxydhydrierung, bestimmten Gasgemischen, das dadurch gekennzeichnet. ist, dass schwere Öle enthaltende Produkte mit Sauerstoff ent haltenden Gasen unvollständig zu Wasserstoff und Kohlenoxyd enthaltenden Gasgemischen verbrannt werden.

Es hat sich nämlich gezeigt, dass sich in der angegebenen Art wertvolle industrielle Gase gewinnen lassen. Vorteilhaft kann die Verbrennung mit Luft oder andern sauerstoff haltigen Gasen, gegebenenfalls unter Zusatz von Wasserdampf, Kohlendioxyd und bzw. oder Methan, vorzugsweise auch unter Druck erfolgen.

Das Kohlenoxyd-Wasserstoff-Verhältnis der entstehenden Gasmischungen kann durch Ab änderung des Sauerstoff-, Wasserdampf-, Koh lendioxyd- und Methan-Zusatzes in weiten Grenzen geändert werden. Der Zusatz von Sauerstoff, Wasserdampf, Kohlendioxyd und Methan kann so bemessen werden, dass auf ein Raumteil Kohlenoxyd 0,6 bis 2,5 Raumteile Wasserstoff entfallen. Wird eine solche Mi schung zur katalytischen Kohlenoxydhydrie- rung verwendet, so kann man deren Zusammen setzung den Eigenschaften des jeweils verwen deten Kohlenoxyd-Hydrierungskontaktes an passen.

Bei Eisenkontakten ist es wichtig, dass die Gasbestandteile in einem derartigen Verhältnis angeboten werden, wie sie vom Katalysator aufgearbeitet. werden. Zur Er reichung einer artgemässen Gas-Aufarbeitung wird in diesem Falle bei der Verbrennung der genannten Rückstände der Zusatz von Sauer stoff, Wasserdampf, Kohlendioxyd und bzw. oder Methan so bemessen, dass Gasmischungen entstehen, die innerhalb der Grenzen von 0,6 bis 1.,5 Raumteilen Wasserstoff auf ein Raum teil Kohlenoxyd so viel Wasserstoff enthalten, dass der Eisenkontakt beide Bestandteile voll ständig aufarbeitet.

Zur Gewinnung von sauerstoffhaltigen Kohlenstoffverbindungen wird man, vorzugsweise ebenfalls unter Be nutzung von Eisenkatalysatoren, Gasmischun gen verwenden, die auf ein Raumteil Kohlen- oxyd 0,7 bis 0,9 Raumteile Wasserstoff ent halten.

Das erforderliche Kohlendioxyd kann aus den Restgasen der in Frage kommenden Syn these, vorzugsweise der katalytischen Kohlen oxydhydrierung, in an sich bekannter Weise, z. B. durch eine Druckwasserwäsche oder eine Absorption mit. Pottaschelösungen, isoliert. werden. Bei einer Drucl:vasserwäsche wird die Entspannung der Waschlösung zweckmässig in mehreren Stufen vorgenommen, wobei man als Kohlendioxyd enthaltende Zumischungs- komponente vorzugsweise die in den ersten Stufen der fraktionierten Entspannung ent weichenden Gase, die gegebenenfalls auch Me than enthalten, benutzt.

Wenn bei der unvollständigen Verbren nung der zu verarbeitenden Rückstände ein Zusatz von Methan erforderlich ist, kann man die Restgase der Synthese, vornehmlich der katalytischen Kohlenoxydhydrierung, auch ohne vorherige Auswaschung teilweise in die Verbrennungszone einleiten. Man kann diese Restgase im erforderlichen Umfang auch nach der Verbrennung zumischen.

Die erfindungsgemäss durchzuführende unvollständige Verbrennung der in Frage kommenden Rückstände liefert Kohlenoxyd und Wasserstoff enthaltende Gasmischungen von sehr hoher Temperatur. Ihren hohen äussern Wärmeinhalt kann man vor der kata lytischen Kohlenoxydhydrierung zur Kraft erzeugung ausnutzen. Besonders zweckmässig ist es, wenn die fühlbare Wärme dieser Gase in einer Gasturbine ausgenutzt wird. Hierzu kann man Gasturbinen verwenden, die von den heissen Gasen unmittelbar durchlaufen werden oder aber Gasturbinen, die mit einem im geschlossenen Kreislauf zirkulierenden Gasvolumen arbeiten, auf das durch indirek ten Wärmeaustausch die fühlbare Wärme der heissen Kohlenoxyd-Wasserstoff-Gemische über tragen wird.

In den Zeichnungen sind verschiedene Aus führungsformen des erfindungsgemässen Ver fahrens an Hand schematischer Darstellungen beispielsweise erläutert. Der zu verarbeitende Rückstand, beispiels weise ein hoehsiedendes Heizöl, befindet sieh im Behälter 1 (Fig. 1) und wird von dort durch eine Pumpe 2 der Brennkammer 3 zu geführt. Hier erfolgt unter Zusatz von sauer stoffhaltigen Gasen, die durch Leitung 4 über einen Wärmeaustauscher 5 zuströmen, die un vollständige Verbrennung. Innerhalb der an schliessenden Kammer 6 ist. eine Wärmeaus tauschvorrichtung 7 angebracht, welche die Verbrennungswärme auf flüssige oder gas förmige Medien überträgt.

Darauf durchläuft das erzeugte Gasgemisch einen Kühler 8 und gelangt dann in eine Ent- schwefelungsvorriehtung 9. Das hier ausrei chend gereinigte Gasgemisch wird danach im Syntheseofen 10 zur katalytischen Kohlen oxydhydrierung benutzt. Die entstandenen Syntheseprodukte werden in einer nachge schalteten Vorrichtung 11 abgeschieden, die beispielsweise aus einer Kondensationsanlage, einer Waschvorrichtung, einer Aktivkohle anlage oder einer zweckmässigen Kombination derartiger Einrichtungen bestehen kann.

Die von den Syntheseprodukten befreiten Restgase durchlaufen einen 'V asehturm 12, wo sie unter erhöhtem Druck mit Wasser oder andern geeigneten Lösungsmitteln von ihrem Gehalt an Kohlendioxyd befreit werden. Zur Entspannung der CO.haltigen Lösung die nen zwei hintereinandergesehaltete Entspan nungsbehälter 13 und 1=1 und ein Entgasungs- turm 15. Die im Behälter 13 und 14 entwei chenden Gase werden in die Verbrennungs zone zurückgeleitet. Die zur Kohlensäureaus- waschung benutzte Flüssigkeit kehrt durch Leitung 16 in den Waschturm 1,2 zurück.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 werden die im Waschturm 12 behandelten Restgase durch Leitung 17 teilweise zur Brennkammer 3 zurückgeführt., während der übrige Teil dieser Gase durch Leitung 18 andern Verwendungszwecken zugeleitet wer den kann. Auch die im Entspannungsgefäss 13 und in einem weiteren, dem Entspannungs gefäss 14 von Fig.1 entsprechenden Gefäss entweichenden kohlenwasserstoffhaltigen Gase kehren bei dieser Ausführungsform nicht in den Betriebskreislauf zurück. Alle übrigen, teilweise nicht gezeichneten Einrichtungen entsprechen der in Fig. 1 gezeigten Anlage.

Gemäss Fig.3 kann auch eine Gasturbine benutzt werden, die mit einem geschlossen um laufenden Gasvolumen arbeitet. Die aus Vor ratsbehälter 1 entnommenen und iri der Kam mer 3 mit Sauerstoff unvollständig verbrann ten Rückstände liefern heisse Gase, die ihre fühlbare Wärme in der Strahlungskammer 26 auf ein Rohrsystem 27 übertragen. Danach werden die Gase über den Wärmeaustauscher durch eine Leitung 28 der beabsichtigten Synthese zugeführt.

Die im Rohrsystem 27 erhitzte Gasmenge gelangt zunächst in eine erste Verdichtungs stufe 29, dann in einen W ärmeaustauscher 30, anschliessend in einen Kühler 31 und schliess lich in eine zweite Verdichtungsstufe 32. Von hier aus strömen sie über einen ZVärmeaus- tauseher 33 der Gasturbine 34 zu. Aus der Gasturbine gelangen die Umlaufgase über den Wärmeaustauscher 30 in das Rohrsystem 27 zurück, um ihren Kreislauf von neuem zu beginnen. Die Gasverdiehter 29 und 32 kön nen mit. der Turbine 34 auf einer Welle sit zen und den Generator 35 antreiben.

Beispiel: Es wurden 100 kg Heizöl mit 90 m3 Sauer- Stoff (95oloig) in der Brennkammer 3 ver brannt. Hierbei ergaben sich 300 Normal-m3 Synthesegas mit einem Kohlenoxyd-Wasser- stoff-Verhältnis von 1 Raumteil Kohlenoxyd zu 0,75 Raumteil Wasserstoff. Bei der Ver brennung entstanden 175000 kgcal. (annä- bernd). Die entstandenen Gase hatten eine Temperatur von 1600 C. Im Strahlungsraum 26 (Fis. 3) wurden sie bis auf etwa 600 C durch Wärmeaustausch mit. dem Umlaufgas des Turbinenbetriebes abgekühlt.

Ein nach geschalteter Kühler 5 (Fig.l) setzte ihre Temperatur auf annähernd 450 C herab, um hierbei das eintretende Sauerstoffgas ent sprechend zu erwärmen. Durch den ange- sehlossenen Kühler 8 wurde die Gastempera tur auf annähernd 80 bis 100 C herabgesetzt. Mit dieser Temperatur traten die Gase in die Schwefelreinigung ein, um dann zur kataly tischen Kohlenoxy dhydrierung benutzt zu werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von für Syn thesezwecke, insbesondere zur katalytischen Kohlenoxy dhydrierung bestimmten Gasgemi- sehen, dadurch gekennzeichnet, dass schwere Öle enthaltende Produkte mit Sauerstoff ent haltenden Gasen unvollständig zu M"asserstoff und Kohlenoxyd enthaltenden Gasgemischen verbrannt werden. UNTERANSPRLCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man von Heizölen ausgeht. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man von Erdöl rückständen ausgeht. 3. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man von Teeren ausgeht. 4.

Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man von Crack rückständen ausgeht. 5. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die ölhaltigen Pro dukte mit Luft verbrannt werden. 6. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die ölhaltigen Pro dukte mit Sauerstoff und Wasserdampf ent haltenden Gasen verbrannt werden. 7. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die ölhaltigen Pro dukte mit Sauerstoff und Methan enthalten den Gasen verbrannt werden. B. Verfahren nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass die ölhaltigen Pro dukte mit. Sauerstoff und Kohlendioxyd ent haltenden Gasen verbrannt werden. 9. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die ölhaltigen Pro dukte unter Druck verbrannt werden. 10.

Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Zusatz von Sauerstoff so bemessen wird, dass Gemische entstehen, die auf 1 Raumteil Kohlenoxyd 0,6 bis 2,5 Raumteile Wasserstoff enthalten. 11. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz von Sauerstoff und Wasser dampf so bemessen wird, dass Gemische ent stehen, die auf 1 Raumteil Kohlenoxyd 0,6 bis \?,5 Raumteile Wasserstoff enthalten. 12. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz von Sauerstoff und Methan so bemessen wird, dass Gemische entstehen, die auf 1 Raumteil Kohlenoxyd 0,6 bis 2,5 Raum teile Wasserstoff enthalten. 13.

Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz von Sauerstoff und Kohlen dioxyd so bemessen wird, dass Gasgemische entstehen, die auf 1 Raumteil Kohlenoxyd 0,7 bis 0,9 Raumteile Wasserstoff enthalten. 14. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aufarbeitung von Produkten der katalytischen Kohlenoxydhydrierung geWon- nenes Kohlendioxyd bei der unvollständigen Verbrennung der ölhaltigen Produkte zuge mischt wird. 15. Verfahren nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass die ölhaltigen Pro dukte mit.

Sauerstoff und Wasserdampf ent haltenden Gasen unvollständig verbrannt wer den und die bei der Aufarbeitung der Pro dukte der katalytischen Kohlenoxy dhydrie- rung in den ersten Stufen der fraktionierten Entspannung des zur Kohlendioxydaus waschung verwendeten Druckwassers gewon nenen, Kohlendioxy d und Methan enthalten den Gase bei der unvollständigen Verbren nung der ölhaltigen Produkte zugemischt werden. 16.

Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Syntheserestgase der katalytischen Koh- lenoxydhydrierung der unvollständigen Ver brennung der ölhaltigen Produkte zugeführt werden.