DE1021121B - Verfahren zur thermisch-katalytischen Umwandlung von hoeher- und hochmolekularen, gasfoermigen oder fluessigen Kohlenwasserstoffen in im wesentlichen aus niedermolekularen Kohlenstoffverbindungen und Wasserstoff bestehende Gase - Google Patents

Verfahren zur thermisch-katalytischen Umwandlung von hoeher- und hochmolekularen, gasfoermigen oder fluessigen Kohlenwasserstoffen in im wesentlichen aus niedermolekularen Kohlenstoffverbindungen und Wasserstoff bestehende Gase

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DE1021121B DEG17326A DEG0017326A DE1021121B DE 1021121 B DE1021121 B DE 1021121B DE G17326 A DEG17326 A DE G17326A DE G0017326 A DEG0017326 A DE G0017326A DE 1021121 B DE1021121 B DE 1021121B
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Description

  • Verfahren zur thermisch-katalytischen Umwandlung von höher- und hochmolekularen, gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen in im wesentlichen aus niedermolekularen Kohlenstoffverbindungen und Wasserstoff bestehende Gase Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermisch/katalytischen Umwandlung von höher- und hochmolekularen, gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen oder Gemischen solcher, z. B. Butan od. dgl:, Erdöl oder dessen Rückstände in Gase, die im wesentlichen aus niedermolekularen Kohlenstoffverbindungen, z. B. C H41 C O und Wasserstoff, bestehen, mittels Wasserdampf, Luft oder anderer oxydierender Gase.
  • Es ist bereits vorgeschlagen worden, solche Gase durch thermische Zersetzung von gasförmigen oder flüssigen Kohlemvasserstoffen unter gleichzeitiger Umsetzung mit Wasserdampf, Luft und/oder Sauerstoff unter Normaldruck oder erhöhtem Druck und in Gegenwart von Dehydrierungskatalysatoren bei hohen Temperaturen, vorzugsweise über 900° C, zu erzeugen.
  • Bei diesen bisher bekannten Verfahren zur thermisch/katalytischen Umwandlung gasförmiger oder flüssiger Kohlenwasserstoffe werden die Kohlenwasserstoffe in nur einem Reaktionsraum, nachdem dieser auf die erforderliche Reaktionstemperatur aufgeheizt ist, mit Wasserdampf, Luft oder anderen sauerstoffhaltigen Gasen in niedermolekulare Kohlenstoffverbindungen und Wasserstoff umgewandelt. Bei einem solchen Verfahren ist der Ablauf_ der Reaktion nur schwer so zu lenken, daß immer das gewünschte Endprodukt in gleichbleibender Zusammensetzung erhalten wird, da unkontrollierbare Nebenreaktionen ablaufen. Unter anderem entstehen bei der Umsetzung wechselnd große Mengen an Aro@maten, Teer usw. und elementarem Kohlenstoff in Form von Ruß; Stoffe, die, wie allgemein bekannt ist, den Reaktionsablauf stören, die Ausbeute an gewünschten Endprodukten vermindern und deren Weiterverwendung erschweren. Weiter enthalten die Endprodukte relativ viel inerte Ballaststoffe, z. B. vor allem C O,.
  • Die thermisch/katalytische Umwandlung flüssiger und gasförmiger Kohlenwasserstoffe mittels Wasserdampf, Luft usw. in im wesentlichen aus niedermolekularen Kohlenstoffverbindungen (CH, CO) und Wasserstoff bestehende Gase läuft aber immer in zwei Phasen ab, wie festgestellt wurde: erstens der Spaltphase, in der die Kohlenwasserstoffe gespalten werden, und zweitens der Umsetzungsphase, in der die Spaltgase der ersten Phase sich mit dem Wasserdampf, der Luft oder den anderen oxydierenden Gasen zu niedermolekularen Kohlenstoffverbindungen und Wasserstoff umsetzen.
  • Die Spaltung setzt dabei bereits ein, wenn die Ausgangsstoffe noch nicht die zur Umsetzung erforderliche Wärmemenge aufgenommen und die hierzu erforderliche Mindesttemperatur erreicht haben. Je größer das Molekulargewicht der umzuwandelnden Kohlenwasserstoffe ist, bei einer desto geringeren aufgenommenen Wärmemenge und bei einer desto niedrigeren Temperatur beginnt bereits die Spaltung der Ausgangskohlenwasserstoffe, während umgekehrt die zur Umsetzung erforderliche Wärmemenge und Mindesttemperatur um so höher sind. In dem Zeitraum, der zwischen dem Punkt, bei dem das Einsatzgut eine Wärmemenge aufgenommen und eine Temperatur erreicht hat, bei denen die Spaltung beginnt, und dem Punkt liegt, bei dem das Einsatzgut die zur Umsetzung erforderliche Wärmemenge aufgenommen und erforderliche Temperatur erreicht hat, reagieren die bei der Spaltung entstehenden Bruchstücke in unkontrollierbarer und nicht lenkbarer Weise miteinander. Hierbei entstehen Stoffe, wie Aromaten, Teer usw. und elementarer Kohlenstoff. Je höher das Molekulargewicht des umzusetzenden Kohlenwasserstoffes ist, desto größer ist der Zeitraum, in welchem unkontrollierbare und nicht lenkbare Nebenreaktionen ablaufen können; in desto größerem Umfange laufen sie ab. Entsprechend größer ist aber auch die Menge der sich bildenden Stoffe, wie Aromaten, Teer usw.
  • Bei den bisher bekannten Verfahren zur thermisch/ katalytischen Umwandlung von höher- und hochmolekularen, flüssigen und gasförmigen Kohlenwasserstoffen mittels Wasserdampf, Luft oder anderer oxydierender Gase in im wesentlichen aus niedermolekularen Kohlenstoffverbindunge : und Wasserstoff bestehende Gase laufen Spalt- und Unisetzungsphase in einem einzigen Reaktionsraum gleichzeitig neben- und durcheinander ab. Die Temperatur in diesem Reaktionsraum muß mindestens gleich der zur Umsetzung erforderlichen sein., um eine Umsetzung der Kohlenzwasserstoffe mit dem Wasserdampf usw. zu erreichen. Für die Umwandlung niedermolekularer Kohlenwasserstoffe, z. B. C,,Hs, ist dies ohne größere Bedeutung, da die Temperatur, bei der die Spaltung beginnt, und die, die zur Umsetzung erforderlich ist, nahe beieinanderliegen. Bei höher- und hochmolekularen KOhlenwasserstoffen aber, deren Spaltung bei einer beträchtlich niedrigeren, Temperatur beginnt, als sie zur Umsetzung erfoderlich ist, laufen bei der Umsetzung dadurch, daß diese Kohlenwasserstoffe direkt der hohen Umsetzungstemperatur ausgesetzt werden, aus den im vorhergehenden Absatz genannten Gründen unkontrollierbare Nebenreaktionen: ab, die mit steigendem Kohlenstoffgehalt des. Kohlenwasserstoffes an: Umfang zunehmen.
  • Durch die Erfindung werden diese unkontrollierbaren Nebenreaktionen vermieden.
  • Die Erfindung besteht darin, daß die Spalt- und die Umsetzungsphase voneinander getrennt und nacheinander durchgeführt werden und in der Spaltphase der Ausgangsstoff über elektronenüberschußleitende Spaltkatalysatoren. geleitet und an diesen gespalten,, das. Spaltgas anschließend in der Umsetzungsphase mit oxydierenden Gasen behandelt und ein Teil des erzeugten Endgases gemeinsam mit den. Ausgangsstoffen über die elektronenüberschußleitenden Spa.ltkatalysatoren. geleitet wird.
  • Sowohl in der Spalt- als auch in, der Umsetzungsphase kann so, jede beliebige gewünschte Temperatur angewandt werden:.
  • Es ist dadurch möglich, die Spaltung des Ausgangsstoffes so zu lenken. (für die Spaltung eine solche Temperatur zu wählen), daß sich möglichst wenig Stoffe, wie Teer usw., bilden und. ein gasförmiges Spaltprodukt entsteht, welches sich besonders leicht umformen läßt, und die Umsetzung so zu lenken (durch entsprechende Auswahl der angewandten Temperatur und durch Anwendung entsprechender Mengen Wasserdampf usw.), daß wiederum möglichst wenig Stoffe, wie elementarer Kohlenstoff usw., entstehen und das Spaltprodukt aus der Spaltplus-. sich besonders leicht mit den zugesetzten, oxydierenden Gasen, in ein Endprodukt gewünschter Zusammensetzung umsetzt.
  • Durch die Verwendung elektro:nen.überschußleitender Spaltkatalysatoren in, der Spaltphase wird erreicht, daß die Moleküle der höher- und hochmolekularen, Kohlenwasse@rstoffe vornehmlich in der Mitte gespalten werden: und als Endprodukte der Kettenreaktion hauptsächlich Bruchstücke mit vorwiegend 2, 3 und d Kohlens.toffatomen vorwiegend pa,ra:ffinischer und olefinischer Struktur entstehen. Diese Bruchstücke reagieren bei den in der Spaltphase erforderlichen Temperaturen nur in sehr untergeordnetem Umfange miteinander unter Bildung zyklischer Verbindungen.
  • DieDeh.ydrierung der sich noch bildenden zyklischen Verbindungen zu Aromaten und deren. Kondensation zu Teer wird aber durch den in die Spaltphase zurückgeführten: Teil des erzeugten Endgases weitgehend verhindert, da, so der Wasserstoffpartialdruck sowohl bei der Spaltung als auch bei der Umsetzung erhöht wird. Die Menge des mit dein Endgas in die erste Reaktionsstufe eingeführten Wasserstoffes sollte dabei nicht größer sein als etwa 10% der Menge des Ausgangsstoffes. Der in die erste Reaktionsstufe einzuführende Teil des Endgases wird entsprechend bemessen.
  • Durch die Erfindung wird also erreicht, daß die Umformung höher- und hochmolekularer, flüssiger und gasförmiger Kohlenwasserstoffe mittels Wasserdampf usw. so gelenkt werden kann, daß immer ein. Endprodukt etwa gleichbleibender Zusammensetzung erhalten wird, unkontrollierbare Nebenreaktionen (vor allem Aromatisierungsreaktionen) weitgehend verhindert werden. und die bei der Umsetzung sich bildende Menge an Aromaten, Teer, Ruß usw. beträchtlich erniedrigt wird.
  • Die beiden Reaktionsstufen lassen sich räumlich und zeitlich vollkommen voneinander getrennt, räumlich und zeitlich einander direkt nachfolgend oder auch in einem Raum durchführen. Es ist z. B. möglich, nach der ersten Reaktionsstufe die erhaltenen Spaltprodukte, in entsprechende Behälter gefüllt, an eine entlegene Produktionsstätte zu schaffen uni erst hier die Spaltprodukte in der zweiten Reaktionsstufe mit oxydierenden. Gasen zu behandeln.
  • Es erwies sich jedoch als zweckmäßig, die zweite Reaktionsstufe der ersten: direkt anzuschließen, da dann die Spaltprodukte schon mit der Temperatur der Spaltgaserzeugung der zweiten Reaktionsstufe zugeführt werden können und nicht erst auf dieseTernperatur erhitzt werden müssen.
  • Zur Umformung höher- und hochmolekularer, gasförmiger und flüssiger Kohlenwasserstoffe in im wesentlichen aus niedermolekularen Kohlenstoffverhindungen und Wasserstoff bestehende Gase wurde schon vorgeschlagen, die Ausgangsstoffe thermisch oder therniiscli/liatalvtisch bis zu dein gewünschten Endprodukt zu cracken. Bei einer solchen Arbeitsweise fallen aber sehr große Mengen an. Ruß, Teer usw. an. Normalerweise werden daher höher- und hochmolekulare Kohlenwasserstoffe nach dein am Anfang der Erfindungsbeschreibung erläuterten Verfahren thermisch oder thermisch/katalvtiscli mit Wasserdampf usw. in die genannten Gase umgeformt.
  • Als vorteilhaft wurde für das Verfahren nach der Erfindung ermittelt, in der ersten Reaktionsstufe die Ausgangsstoffe. gegebenenfalls vorgewärmt, bei einer Temperatur von mindestens 500, vorzugsweise 600 bis 750° C, zweckmäßig in feiner Verteilung, über die elektronenüberschußleitenden Spaltkatalysatoren zu leiten und das erhaltene Spaltgas in der zweiten Reaktionsstufe mit oxydierenden Gasen bei mindestens der Temperatur der Spaltgaserzeugung. vorzugsweise 700 bis 900° C, zur Reaktion zu bringen.
  • Vorteilhaft wird die Reaktion in der ersten Stufe bei Temperaturen zwischen 600 und 750° C durchgeführt. In diesem Temperaturbereich ist das Bestreben der primär gebildetenSpaltprodukte, zyklische Verbindungen zu bilden, nur sehr gering, und die Dehydrierung der zyklischenVerbindungen zuAromaten sowie deren. Kondensation, zu Teer usw. tritt nur in geringem Umfang auf. Aber auch Kohlenstoff scheidet sich unter den genannten Reaktionsbedingungen in. nur unbedeutenden Mengen ab.
  • Um die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, wird zweckmäßig der Ausgangsstoff vorzugsweise auf 200 bis 300° C vorgewärmt. Eine weitere Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit kann dadurch erzielt werden, daß der Ausgangsstoff in feiner Verteilung mit der Oberfläche der Katalysatoren in Berührung gebracht wird.
  • Das in; der ersten Reaktionsstufe erhaltene Spaltgas, welches hauptsächlich aus 30.bis 500% C2-, C3-, C4 Kohlenvwasserstoffen, 15 bis 30% Methan und 15 his 20% Wasserstoff besteht, wird in der zweiten Reaktionsstufe, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 700 und 900° C, mit oxydierenden. Gasen zur P,eaktion gebracht. In diesem Temperaturbereich wird erfahrungsgemäß die größte Ausbeute an Enderzeugnissen erzielt.
  • Die Verweilzeit des eingesetzten Gutes in den einzelnen Ra.ktionsstufen richtet sich nach der Art des Ausgangsstoffes und dem gewünschten Endprodukt. Bei den durchgeführten Versuchen erwies sich eine Gesamtverweilzeit von unter 15 Sekunden" durchweg von 3 bis 10 Sekunden,, davon etwa. die Hälfte bis ein Drittel in der ersten Stufe und der Rest int der- zweiten Stufe, als vollkommen ausreichend.
  • Durch Änderung der Reaktionstemperatur und/ oder der Verweilzeit des Einsatzgutes in, den. beiden Reaktionsstufen und/oder des Verhältnisses vom Einsatzgut zu den, oxydierenden Gasen kann, bei dem Verfahren nach der Erfindung der Reaktionsablauf in Richtung auf das gewünschte Endprodukt gesteuert werden.
  • Als oxydierende Gase dienen vornehmlich Wasserdampf, Luft oder Sauerstoff, allein. oder in Mischungen miteinander. Die Menge der zuzusetzenden oxydierenden Gase richtet sich nach ihrem Sauerstoffanteil im Verhältnis zum Kohlenstoffan.teil des Ausgangsstoffes und nach dem gewünschten Endprodukt. So werden zur Stadtgaserzeugung oxydierende Gase. z. B. Wasserdampf, nur in der Menge zugesetzt, daß die Reaktion z. B. nach folgender Gleichung abläuft: (CH4+C2H4)+H20=2 CH4+CO+H2. Es wird also mit den oxydierenden Gasen. nur so viel Sauerstoff zugesetzt, daß nur die Ko:hlenwasserstoffe mit mehr als 1 CAtom im Molekül zu CH, und C O umgesetzt werden.
  • Bei der Synthesegasgewinnung werden. oxydierende Gase in der Menge zugesetzt, daß der gesamte C-An._ teil des Ausgangsstoffes zu C O umgesetzt wird. Die Reaktion würde dann bei demselben Ausgangsstoff wie bei der Stadtgaserzeugung wie folgt ablaufen,: (CH4+C2I-14)+3 H20=3 C0+7 H,. Jedes Mol Sauerstoff im Überschuß führt zur CO"-Bildung und damit zurEntstehung von. inerten,Ba;lla.stgasen. Die zugesetzten oxydierenden Gase sollen. daher Sauerstoff, bezogen auf den Kohlenstaffanteil des Ausgangsstoffes, höchstens im Molverhältnis C : O wie 1 : 1 erhalten. Durch Veränderung des Sauerstoffanteiles der oxydierenden Gase unterhalb der angegebenen Höchstgrenze kann die Zusammensetzung des Endproduktes beliebig verändert werden.
  • Wenn die zur Reaktion benötigte Wärme dem Reaktionsraum durchAußenbeheizung zugeführt wird, z. B. rekuperativ, so wird vermieden, daß in den Reaktionsraum die Reaktion störende Fremdstoffe gelangen, was z. B. bei regenerativer Beheizun;g nicht restlos verhindert werden kann. Gegebenenfalls ist es jedoch möglich, jedes beliebige Heizverfahren anzuwenden, z. B. induktive Beheizung.
  • Für die Oxydationsstufe erweist es sich als vorteilhaft, die oxydierenden Gase vor ihrer Mischung mit dem Spa.ltga;s auf eine Temperatur zu erhitzen, die ausreicht, die Reaktionstemperatur ständig -aufrechtzuerhalten. Da so die oxydierenden Gase !in Reaktionsraum reicht mehr erwärmt werden: müssen, wird die Reaktionsgeschwindigkeit beträchtlich erhöht.
  • Zur Vo:rwärmung des Ausgangsstoffes und/oder der oxydierenden. Gase und/oder zur Beheizung -des Reaktionsraumes wird zweckmäßig Spaltgas v erwendet, dem gegebenenfalls vor der Verbrennung die Olefine entzogen wurden. Durch diese Maßnahme kann zur Erzeugung der Reaktionstemperatur auf eine fremde Wärmequelle verzichtet werden.
  • In Weiterausbildung des Verfahrens werden dem Spaltgas vor der Oxydation die Olefine entzogen und nur das Restgas der Behandlung mit oxydierenden Gasen unterworfen. Durch Oxydation des Restgases nur mit Luft und Sauerstoff im entsprechenden Verhältnis kann so, ohne große Schwierigkeiten das Normgas für die Ammoniaksynthese gewonnen werden,. Die abgetrennten Olefine werden zweckmäßig zu technisch wichtigen. Ausgangsstoffen. der Kunststoffherstellung, z. B. Äthylenchlorid, verarbeitet, so. daß neben dem gewünschten Endprodukt noch Stoffe gewonnen werden" die für die Kunststoffindustrie von Bedeutung sind.
  • Weiter kann dem Ausgangsstoff in der Spaltphase an Stelle von Endgas Wasserstoff oder wasserstoffhaltiges Gas, gegebenenfalls überhitzt, beigemischt werden..
  • Zur Vorwärmung des Ausgangsproduktes und/oder der oxydierenden Gase kann auch das heiße Endprodukt verwendet werden, so daß zur Vorwärmung, ohne daß eine fremde Wärmequelle benötigt wird, kein Spaltgas verbrannt werden muß.
  • Als elektron.enüberschußleitende Spaltkatalysatoren eignem, sich vor allem solche aus reinen oder gemischten oxydischen Verbindungen, vornehmlich der Elemente Al, Mg, Ca,, Zn, Cd, Si, B, Sn., Li, Ti, Be, Zr, Mo usw., allein. oder in Mischung miteinander. Als am günstigsten erwiesen sich Gemische der genannten Verbindungen, die eine aktive Oberfläche von 200 bis 800 cm2/g besitzen und ein, spezifisches Gewicht von etwa 3,0 bis 4,2 g/cm3 haben, deren Poren somit sehr geringe Durchmesser aufweisen.
  • Wenn als oxydierende Gase Wasserdampf, Luft oderSauerstoff allein oder inMischungen miteinander verwendet werden., ist es zweckmäßig, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen. in. den Oxydationsraum Debydrierungs.ka,talysatoren einzubringen.
  • DerKata;lysa,to!rs,to@ff d.erSpalt- b:zw.Dehydrierungska;talysatoren wird zweckmäßig zu beliebig gestalteten, aber untereinander gleichen, stückigen Wä rme,-übertragern, z. B. Kugeln, verformt. die außerhalb des Reaktionsraumes auf die Reaktionstemperatur erhitzt und ass wandernde Schüttu g, die von den Ausgangsstoffen im Gegenstrom durchflossen wird, durch den Reaktionsraum geführt werden..
  • Dem umzu wandelnden Ausgangsstoff wird so eine große katalytische Oberfläche .geboten, ohne daß der Durchgang durch den Reaktiosraum behindert wird. Es ist jedoch auch möglich. den Realcticn.raum z. B. mit einem Gitterwerk aus Steinen aus Katalysa,tcrstoff zuzustellen und/oder die Wände des Realstio,tr,srau.tnes mit solchen Steinen zu verkleiden oder auch den Katalysatorsto:ff in Pulverform durch den. Reaktionsraum rieseln zu lassen usw. Um Kata-lvsatorstoff zu sparen, wird dieser gegebenenfalls auf inerte Träger aufgebracht.
  • Da die hochmolekularen Kohlenwasserstoffe, z. B. Erdölrückstände, sehr oft Schwefel enthalten, ist es weiter zweckmäßig, Katalysatoren zu verwenden, die schwefelfest sind.

Claims (11)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur thermisch-katalytischen Umwandlung von höher- und hochmolekularen, gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen in Gase, die im wesentlichen; aus niedermolekularen Kohlenstoffverbindungen und Wasserstoff bestehen, mittels Wasserdampf, Luft oder anderer oxydierender Gase, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsstoff über elektronenüberschußleitende Spaltkatalysatoren geleitet und an diesen gespalten, das Spaltgas anschließend mit oxydierenden Gasen behandelt und ein, Teil des erzeugten Endgases gemeinsam mit den Ausgangsstoffen über die elektronenüberschußleitenden. Spaltkatalysatoren geleitet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegebenenfalls vorgewärmte Ausgangsstoff bei einer Temperatur von, mindestens 500, vorzugsweise 600 bis 750°C, zweckmäßig in feiner Verteilung, über elektronen.überschußleitende Spaltkatalysatoren geleitet und das erhaltene Spaltgas mit oxydierenden Gasen bei mindestens der Temperatur der Spaltgaserzeugung, vorzugsweise 700 bis 900° C, zur Reaktion gebracht wird.
  3. 3. Verfahren, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzten oxydierenden Gase Sauerstoff, bezogen auf den Kohlenstoffanteil des Ausgangsstoffes, höchstens im Molverhältnis C : O = 1 : 1 enthalten.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktionsraum bzw. den Katalysatoren Wärme durch Außenbeheizung zugeführt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oxydierenden Gase vor ihrer Mischung mit dem Spaltgas auf eine Temperatur erhitzt sind, die ausreicht, die Reaktionstemperatur ständig aufrechtzuerhalten.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorwärmung des Ausgangsstoffes und/oder der oxydierenden Gase und! oder zur Beheizung des Reaktionsraumes Spaltgas verwendet wird, dem zweckmäßig vor der Verbrennung die Olefine entzogen worden sind.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spaltgas vor der Oxydation die Olefine entzogen werden. B.
  8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, da.ß gemeinsam mit dem Ausgangsstoff an Stelle des Endgases Wasserstoff oder ein beliebige, freien Wasserstoff: enthaltendes Gas über die elektronenüberschußleiten.den Spaltkatalysatoren, geleitet wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsstoff und/oder die oxydierenden Gase mittels der heißen Endprodukte vorgewärmt werden.
  10. 10. Verfahren, nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsstoff in der Spaltphase über Spaltkatalysatoren mit einer aktiven. Oberfläche von 200 bis 800 cin2/g und einem spezifischen Gewicht von. 3,0 bis 4,2 g/cms geleitet wird.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Oxydationsphase das Spaltgas aus der Spaltphase gemeinsam mit den oxydierenden: Mitteln über Dehydrierungskatalysatoren geleitet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 914 972, 869 200; französische Patentschrift Nr. 797 319: USA.-Patentschrift Nr. 2 503 188: Gas Age, 1952, Juni, S. 33 bis 37.
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DEG17326A Pending DE1021121B (de) 1955-06-07 1955-06-07 Verfahren zur thermisch-katalytischen Umwandlung von hoeher- und hochmolekularen, gasfoermigen oder fluessigen Kohlenwasserstoffen in im wesentlichen aus niedermolekularen Kohlenstoffverbindungen und Wasserstoff bestehende Gase

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1186973B (de) * 1962-02-08 1965-02-11 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur kontinuierlichen katalytischen, hydrierenden Spaltung von fluessigen Kohlenwasserstoffen zu heizkraeftigen Gasen
DE1196812B (de) * 1962-07-19 1965-07-15 Koppers Gmbh Heinrich Verfahren zur kontinuierlichen Spaltung von Benzinkohlenwasserstoffen
DE1199918B (de) * 1962-12-11 1965-09-02 Koppers Gmbh Heinrich Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung heizwertreicher Gase, insbesondere Stadtgas,durch Spaltung von gasfoermigen oder fluessigen Kohlenwasserstoffen
DE2344041A1 (de) * 1973-08-31 1975-03-27 Siemens Ag Katalysator zur umwandlung von kohlenwasserstoffen
DE2903861A1 (de) * 1978-02-03 1979-08-09 Topsoe Haldor As Verfahren zum herstellen eines reduzierenden gases mit hohem reduktionspotential
DE3244252A1 (de) * 1982-11-30 1984-05-30 Uhde Gmbh, 4600 Dortmund Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von produktgas mit wasserstoff- und kohlenoxyde-gehalten
DE3532413A1 (de) * 1985-09-11 1987-03-12 Uhde Gmbh Vorrichtung zur erzeugung von synthesegas

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR797319A (fr) * 1934-11-08 1936-04-24 Procédé de gazéification d'huiles minérales
US2503188A (en) * 1946-03-27 1950-04-04 Socony Vacuum Oil Co Inc Apparatus for thermal cracking of hydrocarbons
DE869200C (de) * 1951-04-18 1953-03-05 Basf Ag Verfahren zur Druckhydrierung, Dehydrierung, Reformierung oder Spaltung von Kohlenwasserstoffen
DE914972C (de) * 1951-08-01 1954-07-12 Basf Ag Verfahren zur Druckhydrierung, Dehydrierung, Reformierung oder Spaltung von Kohlenwasserstoffen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR797319A (fr) * 1934-11-08 1936-04-24 Procédé de gazéification d'huiles minérales
US2503188A (en) * 1946-03-27 1950-04-04 Socony Vacuum Oil Co Inc Apparatus for thermal cracking of hydrocarbons
DE869200C (de) * 1951-04-18 1953-03-05 Basf Ag Verfahren zur Druckhydrierung, Dehydrierung, Reformierung oder Spaltung von Kohlenwasserstoffen
DE914972C (de) * 1951-08-01 1954-07-12 Basf Ag Verfahren zur Druckhydrierung, Dehydrierung, Reformierung oder Spaltung von Kohlenwasserstoffen

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1186973B (de) * 1962-02-08 1965-02-11 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur kontinuierlichen katalytischen, hydrierenden Spaltung von fluessigen Kohlenwasserstoffen zu heizkraeftigen Gasen
DE1196812B (de) * 1962-07-19 1965-07-15 Koppers Gmbh Heinrich Verfahren zur kontinuierlichen Spaltung von Benzinkohlenwasserstoffen
DE1199918B (de) * 1962-12-11 1965-09-02 Koppers Gmbh Heinrich Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung heizwertreicher Gase, insbesondere Stadtgas,durch Spaltung von gasfoermigen oder fluessigen Kohlenwasserstoffen
DE2344041A1 (de) * 1973-08-31 1975-03-27 Siemens Ag Katalysator zur umwandlung von kohlenwasserstoffen
DE2903861A1 (de) * 1978-02-03 1979-08-09 Topsoe Haldor As Verfahren zum herstellen eines reduzierenden gases mit hohem reduktionspotential
DE3244252A1 (de) * 1982-11-30 1984-05-30 Uhde Gmbh, 4600 Dortmund Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von produktgas mit wasserstoff- und kohlenoxyde-gehalten
DE3532413A1 (de) * 1985-09-11 1987-03-12 Uhde Gmbh Vorrichtung zur erzeugung von synthesegas

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