DE1209238B

DE1209238B - Vorrichtung zur Ausnutzung der fuehlbaren Waerme bei der Spaltung von gasfoermigen und/oder fluessigen Kohlenwasserstoffen mit nachfolgender Konvertierung

Info

Publication number: DE1209238B
Application number: DEK44315A
Authority: DE
Inventors: Walter Malkomes
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1961-07-22
Filing date: 1961-07-22
Publication date: 1966-01-20

Description

Vorrichtung zur Ausnutzung der fühlbaren Wärme bei der Spaltung von gasförmigen und/oder flüssigen Kohlenwasserstoffen mit nachfolgender Konvertierung Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Ausnutzung der fühlbaren Wärme bei der Spaltung von gasförmigen und/oder flüssigen Kohlenwasserstoffen mit nachfolgender, zumindest teilweiser Konvertierung des bei der Spaltung anfallenden Kohlenoxyds.
Es wurde bereits vorgeschlagen, das Spalten von Kohlenwasserstoffen im zyklischen Betrieb zweischienig derart durchzuführen, daß der Konvertierungsreaktor kontinuierlich vom Spaltgas beaufschlagt wird, wobei das Spaltgas ohne vorherige Reinigung und Kühlung mit der für die Konvertierung erforderlichen Temperatur in den Konvertierungsreaktor gelangt. Die Ausnutzung der fühlbaren Wärme des Spaltgases wie auch der heißen Rauchgase erfolgt hier in der Weise, daß jedem Spaltreaktor ein Abhitzekessel zugeordnet ist.
Ziel der Erfindung ist es nun, eine wesentliche Vereinfachung der Schaltung als auch eine erhebliche Senkung der Anlagekosten zu erreichen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen Abhitzekessel mit drei Heizzii-en, von denen einer mit dem Gasaustritt des Konvertierungsreaktors und die beiden übrigen jeweils mit dem Rauchgasaustritt eines der beiden wechselweise aufgeheizten Spaltreaktoren verbunden sind.
Mehrzügige Abhitzekessel als solche sind in der Technik bereits bekannt, ihre Anwendung entsprechend der Erfindung ist jedoch völlig neu und birgt eine ganze Reihe wesentlicher Vorteile in sich.
An Hand der Zeichnung, die eine Spaltanlage mit nachfolgender Konvertierung in schematisch vereinfachter Form darstellt, sei die Erfindung näher erläutert.
Mit 1 und 1. a sind die beiden Spaltreaktoren bezeichnet, von denen jeweils einer aufgeheizt wird, während in dem anderen der Spaltvorgang durchgeführt wird.
Wird der Reaktor 1 aufgeheizt, sind die Absperroraane 7 a und 10 geschlossen und 7 sowie 10 a geölf>?ct. Durch nicht dargestellte Zuführungsleitungen tictcn Brennstoff und Luft in den Reaktorl ein, werden dort verbrannt, und die entstehenden heißen Rauchgase durchströmen den Reaktor, wobei sie einen Teil ihrer `lärme in den im Reaktor befindlichen Wärmeträger, der vorzugsweise ein Katalysator ist, abgeben. Die Rauchgase verlassen den Reaktor durch Leitung 2 und gelangen in den Abhitzekessel 3. den sie durch den Zug 4 durchströmen. Nachdem sie im Abhitzekesse13 weiter abgekühlt %Borden sind, entweichen sie durch Leitung 6, das geöffnete Absperrorgan 7 und den Kamin 8 ins Freie. Währenddessen wird im Reaktor 1 a gespalten. Durch ebenfalls nicht dargestellte Zuführungsleitungen werden der Ausgangskohlenwasserstoff und überhitzter Dampf in den Reaktor eingeleitet. An dem in der vorangegangenen Heizperiode aufgeheizten katalytischen Wärmeträger findet nun die Umsetzung des Kohlenwasserstoffs mit Wasserdampf statt. Das dabei gebildete kohlenoxydhaltige Spaltgas tritt aus dem Reaktor 1 a in den überhitzer 9 a ein, in dem der im Abhitzekessel 3 gewonnene und für das Verfahren benötigte Wasserdampf überhitzt wird.
Im Überhitzer 9 a wird das Spaltgas auf die Konvertierungstemperatur abgekühlt und gelangt durch das geöffnete Absperrorgan 10 a und die Leitung 11 in den Konvertierungsreaktor 12. Hier wird katalytisch mittels Wasserdampf das Kohlenoxyd in Kohlendioxyd umgewandelt. Das Spaltgas tritt nun durch Leitung 13 in den Zug 5 des Abhitzekessels 3 ein und gibt dort einen großen Teil seiner fühlbaren Wärme ab. Abschließend wird das Gas in dem nachgeschalteten Wascher 14 gereinigt und abgekühlt.
Gegebenenfalls kann dem Spaltgas vor Eintritt in den Konvertierungsreaktor 12 bei 15 noch Wasserdampf oder Kondensat zur Verdampfung beigegeben «erden. Das ist dann der Fall, wenn der Wasserdampfteil des Spaltgases für die Konvertierung unzure_chend ist.
Hat sich der katalytische Wärmeträger im Spaltreaktor 1 a infolge der endothermen Reaktion des Kohlenwasserstoffs mit dem Wasserdampf bis in die Nähe der unteren Grenze der erforderlichen Reaktionstemperatur abgekühlt, wird die Spaltperiode beendet und durch Schließen der Absperrorgane 7 und 10 a sowie durch Öffnen von 7 a und 10 die Umschaltung vorgenommen, wobei nun im Reaktor 1 sespalten und im Reaktor 1 a geheizt wird.
Die Rauchgase aus dem Reaktor 1 a nehmen jetzt den Weg durch die Leitung 2 a, den Zug 4 a des Abhitzekessels 3, die Leitung 6 a und den Kamin B.
Das Spaltgas aus dem Reaktor 1 gelangt durch den lberhitzer 9, den geöffneten Schieber 10 und die Leitung 11 in den Konvertierungsreaktor 12. Von dort ist der Gasweg der gleiche wie in der vorherigen Periode.
Die Erfindung ermöglicht durch die Anordnung eines gemeinsamen Abhitzekessels für die Rauch-und Spaltgase beider Aggregate sowie durch die Unterteilung des A.bhitzekessels in einen Spaltgaszug und zwei Rauchgaszüge neben der schon erwähnten Senkung der Anlagekosten auch eine besonders vorteilhafte Schaltung, da bei jedem Periodenwechsel lediglich jeweils zwei Absperrorgane geöffnet und geschlossen zu werden brauchen, wobei die Lage dieser Absperrorgane,- insbesondere von 7 und 7a, so gewählt werden kann, daß sie aus dem Bereich des heißen Gasstromes herauskommen. Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise für die katalytischo Spaltung gedacht ist, kann sie natürlich auch bei rein thermisch betriebenen Spaltanlagen Anwendung finden.

Claims

Patentanspruch: Vorrichtung zur Ausnutzung der fühlbaren Wärme bei der Spaltung von gasförmigen und/ oder flüssigen Kohlenwasserstoffen mit nachfolgender, zumindest teilweiser CO-Konvertierung in einer zyklisch zweischienig betriebenen Spaltanlage mit einem ständig vom Spaltgas beaufschlagten Konvertierungsreaktor, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h einen Abhitzekessel mit drei Heizzügen, von denen einer mit dem Gasaustritt des Konvertierungsreaktors und die beiden übrigen jeweils mit dem'Rauchgasaustritt eines der beiden wechselweise aufgeheizten Spaltreaktoren verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 384020, 504114, 962 080, 970 390; USA: Patentschrift Nr. 2 404 792.