CH282987A - Verfahren zur Herstellung von für Synthesezwecke bestimmten Gasgemischen. - Google Patents

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.   <B>1)</B> 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   <B>15.</B> 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.

      <I>Beispiel:</I>  <B>Es</B>     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 (1)

1. 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.