Verfahren zur Dampfphasenspaltung von Kohlenwasserstoffen mit Wasserdampf
auf wasserstoffhaltige Gase Gegenstand des Patentes 1200 466 ist ein Verfahren zur
Dampfphasenspaltung von Kohlenwasserstoffen im Benzinsiedebereich mit Wasserdampf
auf wasserstoffhaltige Gase mit Nickelkatalysatoren, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß in Gegenwart eines bis 25 °/o Nickeloxyd, höchstens etwa 0,5 °/o Alkalioxyd,
berechnet als K20, und einen hochgebrannten, von sauren Funktionen. freien Träger
enthaltenden Katalysators und eines diesem Katalysator vorgeschalteten 3 bis 7 °/o
Nickeloxyd auf hochgebrannten Trägern bestehenden Katalysators gearbeitet wird.
Hierbei wird die Menge des vorgeschalteten Katalysators auf 10 bis 50 Volumprozent,
vorzugsweise etwa 20 Volumprozent, des Gesamtkatalysatorvolumens bemessen.Process for the vapor phase splitting of hydrocarbons with water vapor
on hydrogen-containing gases The subject of patent 1200 466 is a method for
Vapor phase splitting of hydrocarbons in the gasoline boiling range with water vapor
on hydrogen-containing gases with nickel catalysts, which is characterized
is that in the presence of up to 25% nickel oxide, at most about 0.5% alkali oxide,
calculated as K20, and a highly burned one, of acidic functions. free carrier
containing catalyst and a 3 to 7% upstream of this catalyst
Nickel oxide is worked on high-fired supports existing catalyst.
Here, the amount of the upstream catalyst is reduced to 10 to 50 percent by volume,
preferably about 20 percent by volume of the total catalyst volume.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man dieses Verfahren
nicht nur zum Spalten von. Kohlenwasserstoffen im Benzinsiedebereich, sondern auch
zum Spalten von Kohlenwasserstoffen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen anwenden kann.It has now surprisingly been found that this process can be used
not just for splitting. Hydrocarbons in the gasoline boiling range, but also
can be used to split hydrocarbons with 1 to 5 carbon atoms.
In Frage kommende Kohlenwasserstoffe sind gesättigte und ungesättigte
Kohlenwasserstoffe, wie Methan, Äthan, Propan, Butan, Pentan, Äthylen, Propen, Buten,
Penten, Butadien, Pentadien, Acetylen, Acetylene mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen.
Die Acetylene sollen jedoch nur in kleinen Mengen im Gasstrom enthalten sein. Es
können sowohl geradkettige als auch verzweigtkettige Kohlenwasserstoff'e verwendet
werden.The hydrocarbons in question are saturated and unsaturated
Hydrocarbons such as methane, ethane, propane, butane, pentane, ethylene, propene, butene,
Pentene, butadiene, pentadiene, acetylene, acetylenes with up to 5 carbon atoms.
However, the acetylenes should only be contained in the gas stream in small amounts. It
Both straight-chain and branched-chain hydrocarbons can be used
will.
Diese Kohlenwasserstoffe werden mit Wasserdampf in einem solchen Verhältnis
umgesetzt, daß je Grammatom Kohlenstoff in den Kohlenwasserstoffen etwa 2,5 bis
10 Mol Wasserdampf entfallen. Vorzugsweise wendet man Wasserdampf im Überschuß über
die für die Reaktionen C..H2n+2 -I- n 11,0 -, n CO + 2 n + 1 HZ und
CnH2n+2 -I- 2 n H20 :r-=t n COZ -I- 3 n -f- 1 HZ benötigte Menge an.
Jedoch wird aus Kostengründen angestrebt, das Verhältnis Wasserdampf zu Kohlenwasserstoff
so niedrig wie möglich zu halten, ohne den Spaltbetrieb durch Rußbildung zu beeinträchtigen.
Es ist bekannt, daß der erforderliche Dampfüberschuß für rußfreie Spaltung mit der
mittleren C-Zahl des Einsatzkohlenwasserstoffes stark ansteigt und bei Gegenwart
von Olefinen oder schwefelhaltigen Verunreinigungen noch weiter erhöht werden muß.
Beispiel Das nachstehende Beispiel veranschaulicht die Spaltung eines Flüssiggasgemisches
aus Propan und Butan über einer Katalysatorkombination aus einem Katalysator mit
5,001, Nickel auf einem gebrannten Sinterkorundträger und einem darunter angeordneten
Katalysator mit etwa 13,00/, Nickel und 0,5 Gewichtsprozent K20.
Versuchsbedingungen:
Katalysatorvolumen . . . . . . . . . . 50 cm3
Davon Katalysator mit 5 °/o
Nickel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 cm3
Katalysator mit 13 °/o Nickel
und 0,5 Gewichtsprozent K20 40 cm3
Flüssiggaseinsatz ............ 23 Nl/Std.
(Gemisch aus etwa 500/, Propan
und etwa 50 °/o Butan)
Dampfeinsatz . . . . . . . . . . . . . . . 370 Nl/Std.
Dampf-Gas-Verhältnis ....... 16:1
H20/C-Verhältnis ............ etwa 4,5
Raumgeschwindigkeit . . . . . . . . 7860 Nl/1/Std.
Reaktortemperatur . .. . . . . . . . . 730 bis 760°C
Die Zusammensetzung des Spaltgases blieb während der ganzen Versuchsdauer konstant.
Laufzeit CO@ I CO I CH,
Volumprozent
1 Stunde . ... ....... 12,2 14,7 0,8
3 Stunden . . . . . . . . . . . 12,7 13,9 0,6
27 Stunden . . . . . . . . . . . 12,9 14,1 0,7
51 Stunden . . . . . . . . . . . 12,3 14,3 0,7
Der Rest bestand in allen Fällen aus Wasserstofft
Nach dem 51stündigen
Versuch waren beide Katalysatoren unverändert. Insbesbiielere konnten weder Ruß
noch Erosionsspuren festgestellt werden.These hydrocarbons are reacted with water vapor in such a ratio that about 2.5 to 10 mol of water vapor are used per gram atom of carbon in the hydrocarbons. Preference is given to using steam in excess over that required for the reactions C..H2n + 2 -I- n 11.0 -, n CO + 2 n + 1 HZ and CnH2n + 2 -I- 2 n H20: r- = t n COZ -I- 3 n -f- 1 HZ required amount of. However, for reasons of cost, the aim is to keep the ratio of water vapor to hydrocarbon as low as possible without impairing the cracking operation through soot formation. It is known that the excess steam required for soot-free cleavage increases sharply with the average carbon number of the hydrocarbon feed and must be increased even further in the presence of olefins or sulfur-containing impurities. Example The following example illustrates the cleavage of a liquefied gas mixture of propane and butane over a catalyst combination of a catalyst with 5.001, nickel on a burnt sintered corundum support and a catalyst arranged below with about 13.00 /, nickel and 0.5 weight percent K20. Test conditions:
Catalyst volume. . . . . . . . . . 50 cm3
5 ° / o of which was catalyst
Nickel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 cm3
Catalyst with 13% nickel
and 0.5 percent by weight K20 40 cm3
Liquid gas use ............ 23 Nl / h.
(Mixture of about 500 /, propane
and about 50% butane)
Use of steam. . . . . . . . . . . . . . . 370 Nl / h
Steam-gas ratio ....... 16: 1
H20 / C ratio ............ about 4.5
Space velocity. . . . . . . . 7860 Nl / 1 / hour
Reactor temperature. ... . . . . . . . 730 to 760 ° C
The composition of the cracked gas remained constant during the entire duration of the experiment. Duration CO @ I CO I CH,
Volume percentage
1 hour . ... ....... 12.2 14.7 0.8
3 hours . . . . . . . . . . . 12.7 13.9 0.6
27 hours. . . . . . . . . . . 12.9 14.1 0.7
51 hours. . . . . . . . . . . 12.3 14.3 0.7
The remainder consisted of hydrogen in all cases. After the 51 hour test, both catalysts were unchanged. In particular, neither soot nor traces of erosion could be found.