DE1096880B

DE1096880B - Verfahren zur thermischen Herstellung von kohlenwasserstofffreien Synthesegasen aus gasfoermigen oder fluessigen Kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE1096880B
Application number: DED14569A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Terbeck
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1953-03-13
Filing date: 1953-03-13
Publication date: 1961-01-12

Description

Verfahren zur thermischen Herstellung von kohlenwasserstofffreien Synthesegasen aus gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen Um aus Kohlenwasserstoffen brennbare, wenn auch nicht kohlenwasserstofffreie Gase herzustellen, arbeitet man üblicherweise in Cowperanordnungen, bei denen die Cowper außer den Wärmespeicherwerke aufweisenden Räumen zur Aufheizung eines Wärmeträgergases zumindest einen in Strömungsrichtung des Wärrneträgergases nachgeschalteten wärmespeicherwerkfreien Raum für den in Gegenwart von Wasserdampf stattfindenden Umformungsprozeß besitzen. Die Kohlenwasserstoffe werden bei dieser Cowperanordnung in den nachgeschalteten wärmespeicherwerkfreien Raum eingeführt, während als Wärmeträgergas im allgemeinen Wasserdampf, gegebenenfalls auch in Mischung mit rückgeführtem Produktionsgas in Mengen von 10 bis 35 Volumprozent des erzeugten Gases, Verwendung findet. Das rückgeführte Produktionsgas ist bef dem bekannten Verfahren ein Kohlenwasserstoffgas, wobei man die Rückführung vornimmt, um die Kohlenwasserstoffgase höheren Molekulargewichts zu verdünnen. Bei den bekannten Maßnahmen liegt die Umformungstemperatur in dem wärmespeicherwerkfreien Raum im ganzen so, daß eine vollständige Umformung des Kohlenwasserstoffes nicht gelingen kann. Es wird eine weitere Reaktionskammer nachgeschaltet, die auf einer das Kracken des Gemisches vervollständigenden Temperatur gehalten wird. Im allgemeinen sind 90% des gesamten Kohlenstoffs, der bei der Umsetzung von Öl in Gas anfällt, an den Wandungen der Reaktionskammern niedergeschlagen. Wegen der Anwendung verhältnismäßig niederer Temperatur ist das erzeugte Gas kohlenwasserstoffhaltig.
Um höhere Kohlenwasserstoffe umzuformen, hat man gleichsam zweistufig gearbeitet, wobei vom fertigen Gas ein Teilstrom abgezweigt wird, der als Wälzgasstrom zunächst unter Wasserdampfzusatz in einer der eigentlichen Reaktionskammer vorgeschalteten Kammer zu Kohlenoxyd und Wasserstoff aufgespalten und hierauf in einer zweiten Reaktionskammer, gegebenenfalls unter Luftzusatz, mit vernebelten höheren Kohlenwasserstoffen, insbesondere sogenanntem Rückstandsöl, zu kohlenwasserstoffhaltigen Gasgemischen umgesetzt wird. Auch hier werden also kohlenwasserstofffreie Gase im Ergebnis nicht gewonnen.
Bei höheren Kohlenwasserstoffen versagt ferner ein anderes bekanntes Verfahren, bei dem die umzuformenden Kohlenwasserstoffe zunächst mit Wasserdampf und anderen Trägergasen vorgemischt und vorgewärmt werden, wobei bereits eine Teilumformung eintritt, und danach plötzlich der Einwirkung einer wesentlich erhöhten Temperatur zur Restumformung ausgesetzt werden. Wenn es sich um höhere Kohlenwasserstoffe handelt, ist der Temperatursprung zwischen dem vorgewärmten Gemisch und der Endumformungstemperatur so groß, daß er sich praktisch nicht mehr verwirklichen läßt.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, aus gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen, insbesondere also aus Rückstandsöl und anderen Ölen, kohlenwasserstofffreie Gase herzustellen. Die Erfindung hat erkannt, daß letzteres in Cowperanordnungen, bei denen die Cowper, außer den Wärmespeicherwerke aufweisenden Räumen zur Aufheizung eines rückgeführten Produktionsgases enthaltenden Wärmeträgergases, zumindest einen in Strömungsrichtung des Wärmeträgergases nachgeschalteten, wärmespeicherwerkfreien Raum für den in Gegenwart von Wasserdampf stattfindenden Umformungsprozeß besitzen und dieser die Zuführungsöffnungen für die umzuformenden Kohlenwasserstoffe aufweist, möglich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zur thermischen Herstellung von kohlenwasserstofffreien Gasen aus gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen besteht dabei darin, kohlenwasserstofffreies Produktionsgas in solchen Mengen zurückzuführen, daß der Nennwert der Kohlenwasserstoffkonzentration des Gemisches aus rückgeführtem Produktionsgas und Kohlenwasserstoff en der Kohlenwasserstoffkonzentration des Koksofengemisches entspricht, wobei die Umformung bei solchen Temperaturen durchgeführt wird, wie sie auch bei der Umformung von Koksofengas üblich sind. Im einzelnen läßt sich die Erfindung auf verschiedene Weise verwirklichen. So empfiehlt es sich, das umzuformende Gas durch eine zentrale Zuleitung, die Reaktionsmittel durch zu letzteren konzentrische Zuleitungen zu führen und in einer Flammenreaktion mit dem Wärmeträgergas in Berührung zu bringen. Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß erfindungsgemäß kohlenwasserstofffreie Gase aus beliebigen Ausgangskohlenwasserstoffen hergestellt werden können, wobei erfindungsgemäß lediglich die Menge des rückgeführten kohlenwasserstofffreien Gases auf die Ausgangskohlenwasserstoffe einzustellen ist, nämlich derart, daß bezüglich der Kohlenwasserstoffkonzentration die des Koksofengases verwirklicht ist. Daß Koksofengas rußfrei in kohlenwasserstofffreies Gas umgeformt werden kann, ist an sich bekannt. Man hat aber aus dieser bekannten Tatsache bisher keine allgemeine Lehre zur Umformung beliebiger Kohlenwasserstoffe gezogen.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Zeichnung erläutert, es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt und Fig. 2 eine Aufsicht auf einen nach der Erfindung zu verwendenden Gasumformer.
In den Figuren bedeuten 1 und 2 Apparate, die in ihrer Bau- und Betriebsart den Hochofen-Winderhitzern entsprechen und deshalb hier kurz »Cowper« genannt werden. Wie bei diesen dienen die mit einem Wärmespeicherwerk ausgefüllten Räume 3 und 4 als Räume für den Wärmeaustausch, aber nicht außerdem noch als Reaktionsraum für den Umformungsprozeß. Der gesonderte Raum 5 ist oberhalb des Speicherwerkes von 1 als Reaktionsraum für die Umformung des Gases mit mehreren Zulaßöffnungen zur Einführung von für den Prozeß benötigten Umformungsmitteln angeordnet. Als Umformungs- oder Vergasungsmittel wird Wasserdampf in Mischung mit Produktionsgas (Kreislaufgas) von 6 aus in das Speicherwerk von 2 eingeführt, darin vorgeheizt und über 7 in den Reaktionsraum 5 geleitet. Von 8 aus tritt das umzuformende und eventuell gesondert und begrenzt vorgeheizte umzuformende Gas bzw. das zu vergasende Öl in 5 ein. Wenn der Prozeß unter Mitwirkung von freiem Sauerstoff als weiteres Vergasungsmittel vor sich gehen soll, werden über 9 Luft und/oder Linde-Sauerstoff in den Reaktionsraum 5 eingeführt. Im Reaktionsraum 5 herrscht die zur Umformung von Koksofengas zu kohlenwasserstofffreiem Gas übliche Temperatur. Das bei der Reaktion sich bildende Gas gelangt bei 10 in das abgekühlte Speicherwerk 3 von Cowper 1, heizt dieses auf und wird über 11 als Produktionsgas nach außen abgeführt. Wenn das Speicherwerk von Cowper 1 aufgeheizt ist, wird der Umformungsprozeß unterbrochen und das Aggregat von »Gasen« auf »Heizen« umgeschaltet. Der Heizvorgang beginnt mit der Einführung von Brennluft über 12 in das aufgeheizte Speicherwerk von Cowper 1. Die aufgeheizte Luft kommt über 7 in den freien Raum oberhalb des Speicherwerkes von Cowper 2 und führt hier zur Verbrennung des über 13 eingeleiteten Heizgases. Das Verbrennungsgas gelangt in das Speicherwerk von Cowper 2, heizt dieses auf und wird über 14 nach außen abgeführt. Nach beendeter Aufheizung des Speicherwerkes von Cowper 2 wird das Aggregat wieder auf Gasen umgestellt. Erfolgt der Prozeß ohne Mitwirkung von freiem Sauerstoff, so wird an dessen Stelle das umzuformende Gas außer über die Zugänge 8 auch über die Zugänge 9 in den Reaktionsraum 5 eingeleitet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE. 1. Verfahren zur thermischen Herstellung von kohlenwasserstofffreien Synthesegasen aus gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen durch Umformung mit Wasserdampf und gegebenenfalls Sauerstoff in Cowperanordnungen beiden zur Umformung von Koksofengas üblichen Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß das in Cowpern mit Wärmespeicherwerk aufgeheizte, aus Wasserdämpf und rückgeführtem Produktionsgas bestehende Gemisch anschließend durch zumindest einen nachgeschalteten wärmespeicherwerkfreien Raum geleitet wird, in den gleichzeitig die umzuformenden Kohlenwasserstoffe und gegebenenfalls Sauerstoff eingeführt werden, wobei solche Mengen des kohlenwasserstofffreien Produktionsgases rückgeführt werden, daß der aus der Menge an rückgeführtem Produktionsgas und an zugeführten Kohlenwasserstoffgin errechnete Nennwert der Kohlenwasserstoffkonzentration etwa so groß ist wie die Kohlenwasserstoffkonzentration von Koksofengas.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das umzuformende Gas durch eine zentrale Leitung und Sauerstoff durch konzentrische Zuleitungen in den Cowperraum eingeführt und in einer Flammenreaktion mit dem Wärmeträgergas in Berührung gebracht werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 529 048, 518 890, 558 430, 613 507, 643 443, 717 247, 847 945; deutsche Patentanmeldung V 3311 V/24e (bekanntgemacht am 26. 6. 1952); österreichische Patentschrift Nr. 165 284; belgische Patentschrift Nr. 501930; britische Patentschrift Nr. 416 957; Krönig, Die katalytische Druckhydrierung von Kohlen, Teeren und Mineralölen, 1950, S. 182; In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 897 611_