DE1101682B

DE1101682B - Verfahren und Anlage zur Herstellung von Stadtgas aus Leichtbenzin und aehnlichen Kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE1101682B
Application number: DED32769A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Brodnicke
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1960-03-03
Filing date: 1960-03-03
Publication date: 1961-03-09
Also published as: CH386606A; GB933036A

Description

Verfahren und Anlage zur Herstellung von Stadtgas aus Leichtbenzin und ähnlichen Kohlenwasserstoffen Die Herstellung von Stadtgas aus Leichtbenzin und ähnlichen leichtsiedenden flüssigen Kohlenwasserstoffen ist vielfach versucht worden, befriedigend jedoch nicht gelungen. Im allgemeinen wird zur Herstellung von Stadtgas das Leichtbenzin oder werden die ähnlichen Kohlenwasserstoffe katalytisch kontinuierlich mit Luft und Wasserdampf in von außen beheizten, katalvsatorgefüllten Reaktionsräumen gespalten, wobei man Stadtgas erhält, welches aus etwa 60% Wasserstoff, 19% Kohlenoxyd, 8% Kohlendioxyd, Rest-Stickstoff und Rest-Kohlenwasserstoffen besteht und einen Heizwert von etwa 2700 Kilokalorien pro Normalkubikmeter besitzt. Um dieses Gas als Stadtgas verwenden zu können, ist daher eine Kaburierung erforderlich, die durch Einspritzen von Leichtbenzin vorgenommen wird. Im Ergebnis entsteht dabei ein Gas mit einem Heizwert von etwa 4200 Kilokalorien pro Normalkubikmeter, doch sind diese Maßnahmen nicht frei von Nachteilen. Einerseits werden durch das eingespritzte Leichtbenzin, insbesondere wegen des darin enthaltenen Anteils an C5 und höheren Kohlenwasserstoffen die Brenneigenschaften des Gases verschlechtert, darüber hinaus besteht die Gefahr, daß das Leichtbenzin im Rohrnetz kondensiert. Zwar ist es grundsätzlich bekannt (vgl. deutsche Auslegeschrift 1052 050), zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen in einer Vorstufe das Einsatzmaterial in leichtere dampfförmig anfallende Kohlenwasserstoffe und in einen höhersiedenden flüssigen kohlenwasserstoffreicheren Anteil zu zerlegen, wobei nur die dampfförmigen Anteile der Spaltung unterworfen werden, während der flüssige Anteil mit allen schädlichen Bestandteilen zur Deckung des Wärmebedarfs der Anlage verbrannt wird. Diese bekannten Maßnahmen haben jedoch zur Entwicklung der Verfahren zur Herstellung von Stadtgas aus Leichtbenzin und ähnlichen Kohlenwasserstoffen in Spaltanlagen nicht beigetragen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, aus Leichtbenzin und ähnlichen Kohlenwasserstoffen in einem katalytischen Verfahren mit Luft und Wasserdampf als Reaktionsmittel, insbesondere in außenbeheizten katalysatorgefüllten Reaktionsräumen ein Stadtgas herzustellen, dessen Brenneigenschaften befriedigen und das im Rohrnetz, auch bei tiefen Temperaturen, zu keinerlei nachteiligen Kondensationen führt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stadtgas aus Leichtbenzin und ähnlichen Kohlenwasserstoffen im katalytischen Verfahren mit Luft- und Wasserdampf als Reaktionsmittel, insbesondere in außenbeheizten katalysatorgefüllten Reaktionsräumen und nachfolgender Karburierung.
Die Erfindung besteht darin, das Leichtbenzin oder die ähnlichen Kohlenwasserstoffe in eine leichtere und in eine schwerere Fraktion zu trennen und die schwerere Fraktion der Spaltung gegebenenfalls teilweise der Beheizung der Anlage die leichtere zur Karburierung dem Spaltgas zuzuführen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bei der besonders einfach die Trennung der Leichtbenzine oder der ähnlichen Kohlenwasserstoffe in eine leichtere und in eine schwerere Fraktion sowie zugleich die Karburierung auf einfache Weise erfolgen, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Spaltgas mit dem Leichtbenzin, bevorzugt im Gegenstrom, gewaschen und dabei mit der leichteren Fraktion karburiert wird, während die schwerere aus der Waschstufe der Spaltanlage zugeführt wird. Bei dieser Maßnahme der Erfindung erfolgt infolge der Partialdruckerniedrigung in der Waschstufe eine Art Trägergasdestillation, wobei entsprechend dem hohen Dampfdruck der leichten Benzinanteile diese vorwiegend vom Gas aufgenommen werden. Um diese Destillation im Ergebnis zu beeinflussen, kann es vorteilhaft sein, das Spaltgas vor der Waschung mit dem Leichtbenzin in einer besonderen Kühlstufe zu kühlen, was auf beliebige Weise durchgeführt werden kann, bevorzugt z. B. mit Wasser durch Waschung durchgeführt wird. Im übrigen empfiehlt es sich, die schweren Fraktionen mit dem Kühlmittel der vorher erwähnten Kühlstufe und dem Spaltgas in Wärmeaustausch zu bringen und dadurch zu verdampfen sowie diesen Dampf in Mischung mit Wasserdampf und Luft in die Spaltanlage einzuführen.
Die Regelung der aufgenommenen Mengen Leichtbenzins kann im übrigen auch dadurch vorgenommen werden, daß nur ein Teilstrom der Spaltgase in die Leichtbenzinwaschstufe eingeführt wird, wobei das Verhältnis zwischen Hauptstrom und Teilstrom zur Einstellung. des Heizwertes des dann gemischten Produktionsgases variiert werden kann. Im übrigen kann jedoch, wie bereits erwähnt, die Regelung der aufgenommenen Menge durch Veränderung der Temperaturen erreicht werden, mit denen das Spaltgas in die Waschstufe eingeführt und die Waschstufe betrieben wird.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß erfindungsgemäß das Produktionsgas, dessen Heizwert Stadtgasqualitäten entspricht, lediglich mit solchen Kohlenwasserstoffen beladen ist, die in der angewendeten Konzentration im Rohrleitungsnetz auch bei tiefen Temperaturen nicht kondensieren, während darüber hinaus infolge des Fehlens bzw. der geringen Konzentration von höheren Kohlenwasserstoffen im Produktionsgas auch die Brenneigenschaften den Anforderungen genügen. Dabei ist das Verfahren im ganzen über Temperatur-und Teilstromauswahl auf unterschiedlichste Betriebsbedingungen und Anforderungen einstellbar.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Zeichnung, die schematisch eine -Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, ausführlich erläutert.
Die in der Figur dargestellte Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht zunächst aus einer an sich bekannten Spaltanlage 1 mit außenbeheizten, katalysatorgefüllten Reaktionsräumen. Die Beheizung erfolgt mit Leichtbenzin, welches zu diesem Zweck aus dem Vorratsbehälter über die Rohrleitung 3 in die Anlage eingeführt wird. Im übrigen ist ein Abhitzekessel 4 der Spaltanlage 1 nachgeschaltet, in dem der im Verfahren benötigte Wasserdampf erzeugt wird, der über die Leitung 5 in den Prozeß eingeführt wird. Das Spaltgas verläßt die Spaltanlage über die Rohrleitung 6, passiert einen Wärmeaustauscher 7 und gelangt in den Kühler B. Hier wird es auf irgendeine Weise, beispielsweise mit Wasser gekühlt. Das durch die Kühlung auf eine bestimmte und vorgewählte Temperatur eingestellte Spaltgas gelangt in die VATaschstufe 9, die hier als üblicher Glockenbodenwascher ausgeführt ist und in der eine Waschung des Spaltgases stattfindet, und zwar mit Leichtbenzin. Dieses Leichtbenzin wird im Kopf der Kolonne 9 aufgegeben, während die Spaltgase in den Fuß zier Kolonne eintreten. Über den Kopf der Kolonne verlassen folglich .die mit den leichtsiedenden Anteilen des Leichtbenzins beladenen Spaltgase die Kolonne, wobei dieses Spaltgas über die Leitung 10 dem Verbraucher zugeführt wird. Aus dem Fuß der Kolonne 9 werden die höhersiedenden Anteile des Leichtbenzins abgezogen, die über die Leitung 11 und einen Verdampfer 12 in die Spaltanlage 1 eingeführt werden. Der Verdampfer 12 wird im Wärmeaustausch mit dem aus dem Kühler 8 abgehenden Kühlmittel über die Leitung 13 beheizt. Diese schwerere Fraktion des in .der Waschstufe 9 eingeführten Leichtbenzins gelangt zum Teil .unmittelbar zur Beheizung in .die Spaltanlage 1, zum Teil über den Wärmeaustauscher 7 nach Vorwärmung in die Reaktionsräume der Spaltanlage 1, wobei über eine in der Figur nur angedeutete Mischdüse 14 der Wasserdampf, der über die Leitung 5 zugeführt wird; mit der zu vergasenden Fraktion des Leichtbenzins gemischt wird. Hier wird außerdem als Vergasungsmittel benötigte Luft -,eingeführt, die über die Leitung 15 mit Gebläse 16 zugeführt wird. Wie die Figur erkennen läßt, wird wahlweise nicht die gesamte Spaltgasmenge durch die Waschkolonne 9 geführt, vielmehr- besteht die Möglichkeit, einen Teilstrom nach dem Kühler 8 und vor dem Eintritt in die Waschkolonne 9 über die Leitung 16 abzuzweigen, wobei das Mischungsverhältnis zwischen diesem Teilstrom und dem über die Waschkolonne geführten Teilstrom über einen Heizwertregler 17 eingestellt werden kann, so daß ein Spaltgas vorgebbaren Heizwertes erzeugt wird.
Arbeitet man beispielsweise mit einem Leichtbenzin, in dem die Kohlenwasserstoffe etwa in folgender Aufteilung enthalten sind: C3 ................. 2 Gewichtsprozent C4 ................. 18 Gewichtsprozent C5 _ .............. 30 Gewichtsprozent Cs ................. 30 Gewichtsprozent C7 ................. 20 Gewichtsprozent so läßt sich nach Spaltung und erfindungsgemäßer Waschung mit eben dem Ausgangsleichtbenzin ein Stadtgas erreichen, welches folgende Zusammensetzung aufweist: C 02 ............................ 7,61 C O ............................. 18,10 H2 .............................. 57,20 N2 .............................. 9,52 CH4 ............................ 2,86 C3 H8 ........................... 0,95 C4Hio .......................... 2,14 C5H12 ............... ....... 1,19 C6 H14 ...... .................... 0,38 C7His * * ................. * * * * * * * 0,01 Durch Einstellung der Temperatur des in die Waschkolonne eingeführten Spaltgases über den Kühler 8 oder Einstellung des Teilstromverhältnisses iäßt sich die Zusammensetzung des Produktionsgases in weiten Grenzen variieren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Stadtgas aus Leichtbenzin und ähnlichen Kohlenwasserstoffen im katalytischen Verfahren mit Luft- und Wasserdampf als Reaktionsmittel, insbesondere in. außenbeheizten, katalysatorgefüllten Reaktionsräumen und nachfolgender Karburierung, dadurch gekennzeichnet, daß das Leichtbenzin oder die ähnlichen Kohlenwasserstoffe in eine leichtere und in eine schwerere Fraktion- getrennt und die schwerere Fraktion der Spaltung, gegebenenfalls teilweise der Beheizung der Anlage, die leichtere zur Karburierung dem Spaltgas zugeführt wird, wozu gegebenenfalls das Spaltgas mit dem Leichtbenzin, bevorzugt im Gegenstrom, gewaschen und :dabei mit der leichteren Fraktion karburiert wird, während die schwerere aus der Waschstufe :der Spaltanlage zugeführt wird. 2.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spaltgas vor der Waschung mit dem Leichtbenzin in einer besonderen Kühlstufe gekühlt wird. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da.ß die schwerere Fraktion mit dem Kühlmittel und mit Spaltgas in Wärmeaustansch gebracht und damit verdampft, vorgewärmt und in Mischung mit Wasserdampf und Luft in die Spaltanlage eingeführt wird. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teilstrom des Spaltgases mit dem Leichtbenzin gewaschen und karburiert und dann wieder mit dem Spaltgas gemischt sowie durch das Teilstromverhältnis der Heizwert eingestellt wird. 5. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, bestehend aus einer üblichen Spaltanlage und Einrichtung zur Verdampfung der Kohlenwasserstoffe, gekennzeichnet durch einen der Spaltanlage nachgeschalteten Kühlturm und einen diesem nachgeschalteten Waschturm für die Kühlung der Kohlenwasserstoffe und deren Waschung mit Leichtbenzin.