DE2230916A1 - PROCESS FOR REFORMING HYDROCARBONS - Google Patents

PROCESS FOR REFORMING HYDROCARBONS

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DE2230916A1
DE2230916A1 DE19722230916 DE2230916A DE2230916A1 DE 2230916 A1 DE2230916 A1 DE 2230916A1 DE 19722230916 DE19722230916 DE 19722230916 DE 2230916 A DE2230916 A DE 2230916A DE 2230916 A1 DE2230916 A1 DE 2230916A1
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steam
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hydrocarbon
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DE19722230916
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Akira Horie
Akio Okagami
Tsutomu Toida
Kanagawa Yokohama
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JGC Corp
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/02Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils characterised by the catalyst used

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Description

L j 23. JÜKI-197ZL j 23. JÜKI-197Z

Verfahren zum Reformieren von KohlenwasserstoffenProcess for reforming hydrocarbons

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dampfreformierung von Kohlenwasserstoffen, insbesondere ein Verfahren zur Ge winnung methanhaltiger Gase, durch Dampfreformierung verschiedenartiger Chargen in einem einzigen kombinierten Reaktionssystem. The invention relates to a method for the steam reforming of hydrocarbons, in particular a method for the extraction of methane-containing gases by steam reforming different batches in a single combined reaction system.

Es ist bereits bekannt, beispielsweise aus der britischen Patentschrift 820 257, ein methanhaltiges Gas durch Dampfreformierung eines Gemische aus hauptsächlich Paraffinkohlenwasserstoffen ,wie Butan, Leichtnaphtha und dergleichen, und Dampf bei einer Temperatur von 400 bis 5000C in Gegenwart eines nickelhaltigen Katalysators zu gewinnen. Bei der Dampf reformierung von Kohlenwasserstoffen mit hohem mittlerem Molekulargewicht ist es jedoch infolge des Bestrebens von kohleartigem Material, sich auf dem nlckelhaltigen Dampfreformierungskatalysator abzulagern, schwierig, die katalytisch^ Aktivität des Katalysators über längere zeit hinweg' aufrechtzuerhalten, um einen glatten Betrieb der Reformierungsvorrichtung zu gewährleisten. Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, insbesondere um die Beeinträchtigung der katalytiüühem Aktivität dos Katalysators auf ein Mindestmaß zu sunken, ist us üblich, mit einem Überschuß an Dampf zu arbeiten.It is already known, for example from British Patent Specification 820 257, to obtain a methane-containing gas by steam reforming of a mixture of predominantly paraffinic hydrocarbons, such as butane, light naphtha and the like, and steam at a temperature of 400 to 500 0 C in the presence of a nickel-containing catalyst. In the steam reforming of high-average molecular weight hydrocarbons, however, it is difficult to maintain the catalytic activity of the catalyst over a long period of time in order to ensure smooth operation of the reforming device due to the tendency of carbonaceous material to deposit on the speckled steam reforming catalyst . In order to counter these difficulties, in particular in order to reduce the impairment of the catalytic activity of the catalyst to a minimum, it is customary to work with an excess of steam.

0083/10300083/1030

Die Verwendung eines DampfüberSchusses ist jedoch nicht nur im Hinblick auf die Gestehungskosten der benötigten Vorrichtung und aus thermischen Gesichtspunkten unwirtschaftlich, sondern führt darüber hinaus nicht immer zu einem ideal zusammengesetzten gasförmigen Endprodukt. Letzteres ergibt sich ohne weiteres daraus, daß die Dampfrefor-The use of a steam over shot is not, however only uneconomical with regard to the production costs of the required device and from a thermal point of view, In addition, it does not always lead to an ideally composed gaseous end product. The latter it follows without further ado that the steam reform

enen

mierungsreaktion von Kohlenwasserstoff durch die verschiedensten chemischen Gleichgewichtsformeln wiedergegeben werden kann.mation reaction of hydrocarbons by the most diverse chemical equilibrium formulas can be reproduced.

Zur Lösung dieser Probleme wurde gemäß den Lehren der japanischen Patentanmeldung 22 413/1969 bereits versucht, ein Kohlenwasserstoffgemisch verteilt den Reaktionszonen zweier oder mehrerer Katalysatorbetten zuzuführen und die Gesamtmenge an Dampf in die Reaktionssäule der ersten Reaktiorisstufe einzuspeisen. Auf diese Weise sollte, das Verhältnis von Dampf zum Gemisch aus Kohlenwasserstoffen in den jeweiligen Reaktionszonen erhöht werden. To solve these problems, according to the teachings of the Japanese Patent application 22 413/1969 already tried a Hydrocarbon mixture distributed the reaction zones of two or to feed several catalyst beds and the total amount of steam into the reaction column of the first reaction stage to feed. In this way, the ratio of steam to the mixture of hydrocarbons in the respective reaction zones should be increased.

Schließlich ist es noch aus der britischen Patentschrift 1 053 855 bekannt, zur Erhöhung der Lebensdauer bzw. der katalytischen Aktivität eines Katalysators über längere zeit hinweg anstelle eines Dampfüberschusses Wasserstoff in das Reaktionssystem einzuführen. Gemäß den Lehren dieser Literaturstelle kann als Wasserstoffquelle direkt das aus einer Hochtemperaturreformiervorrichtung und dergleichen austretende Gas dienen.Finally, it is also known from British patent specification 1,053,855 to increase the service life or the catalytic Activity of a catalyst over a long period of time instead of excess vapor hydrogen in the reaction system to introduce. In accordance with the teachings of this reference, the hydrogen source can be obtained directly from a high temperature reforming device and the like escaping gas are used.

Dor Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, zum Reformieren von Kohlenwasserstoffen, insbesondere zur Gewinnung eLnes methanhaltigen Gases, zu schaffen, das den geschilderten bekannten Verfahren überlegen Lst, und Lnsbesondere eLne wirksame und glatte Dampf ref ormierurii'pe Lbs t vergleichsweise schwerer Kohlenwasserstoffe gestattet.The invention was now based on the object of providing a method for reforming hydrocarbons, in particular for the production of eLnes methane-containing gas to create the The known processes described are superior to Lst, and Ls in particular eLne effective and smooth steam ref ormierurii'pe Lbs t comparatively heavy hydrocarbons permitted.

2 0Π 803/10302 0Π 803/1030

BAD ORSQlNAtBAD ORSQlNAt

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Reformieren von pro Molekül mindestens zwei Kohlenstoffatome aufweisenden.Kohlenwasserstoffen in mindestens zwei stufen und in Gegenwart eines nickelhaltlgen Katalysators, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man in der Reaktionszone einer ersten Reaktionsstufe in Gegenwart eines nickelhaltigen Katalysators bei einer Temperatur von 350° bis 5500C eine adiabatische Dampfreformierung eines Kohlenwasserstoffanteils mit relativ geringem mittlerem Molekulargewicht vornimmt, wobei man auf jedes Kohlenstoffatom dieses Kohlenwasserstoffanteils 1,0 bis 5,0 Mol(e) Dampf zumischt, und daß man anschließend in der Reaktionszone mindestens einer weiteren Reaktionsstufe in Gegenwart eines nickelhaltigen Katalysators bei einer Temperatur von 500° bis 5500C eine adiabatische Dampfreformierung eines Kohlenwasserstoffgemischs, bestehend aus dem gasförmigen Reaktionsprodukt aus der Reaktionszoneder ersten Reaktionsstufe und einem Kohlenwasserstoffanteil mit relativ hohem mittlerem Molekulargewicht, durchführt, wobei man das Verhältnis Dampf zu Kohlenwasserstoffanteil . mit größerem mittlerem Molekulargewicht kleiner wählt als das in der ersten Reaktionszone eingehaltene Verhältnis Dampf zu Kohlenwasserstoffanteil (mit geringerem mittlerem Molekulargewicht).The invention thus provides a process for reforming hydrocarbons containing at least two carbon atoms per molecule in at least two stages and in the presence of a nickel-containing catalyst, which is characterized in that in the reaction zone of a first reaction stage in the presence of a nickel-containing catalyst at a temperature of 350 ° to 550 0 C adiabatic steam reforming performs a hydrocarbon fraction with a relatively low average molecular weight, are admixed to each carbon atom of this hydrocarbon fraction from 1.0 to 5.0 mol (e) steam, and in that subsequently in the reaction zone at least one further reaction stage in the presence of a nickel-containing catalyst at a temperature of 500 ° to 550 0 C adiabatic steam reforming of a hydrocarbon mixture consisting of the gaseous reaction product from the first reaction stage and a Reaktionszoneder Kohlenwasserstof part with a relatively high average molecular weight, using the ratio of steam to hydrocarbon content. with a larger average molecular weight selects less than the ratio of steam to hydrocarbon content maintained in the first reaction zone (with a lower average molecular weight).

In der zweiten Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung kann gegebenenfalls frischer Dampf zugespeist werden.In the second stage of the process according to the invention, fresh steam can optionally be fed in.

Die beigefügte zeichnung zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Temperatur und Länge des Katalysatorbetts während einer Dampfreformierung von Naphtha.The attached drawing shows a graphic representation the relationship between the temperature and length of the catalyst bed during steam reforming of naphtha.

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung reformierbare Kohlenwasserstoffe mit zwei oder mehreren Kohlenstoffatomen pro Molekül sind beispielsweise Erdölraffineriegas, feuchtesHydrocarbons reformable by the process according to the invention For example, those with two or more carbon atoms per molecule are petroleum refinery gas, moist

-4-209R8 3/103Q-4-209R8 3 / 103Q

-4- 223Q916-4- 223Q916

Naturgas, verflüssigtes Erdgas, Leichtnaphtha, Schwernaphtha, Kerosin und dergleichen. Welche Kohlenwasserstoffe in der Reaktionszone der ersten Reaktionsstufe und welche Kohlenwasserstoffe in der Reaktionszone der zweiten Reaktionsstufe behandelt werden, entscheidet sich nach ihrem mittleren Molekulargewicht. Das mittlere Molekulargewicht der in der Reaktionszone der zweiten Reaktionsstufe zu behandelnden Kohlenwasserstoffe muß größer sein als das der in der Reaktionszone der ersten Reaktionsstufe zu behandelnden Kohlenwasserstoffe. So wird, beispielsweise Butan Inder Reaktionszone der ersten Reaktionsstufe und Naphtha in der Reaktionszone in der zweiten Reaktionsstufe behandelt. Leichtnaphtha wird in der Reaktionszone der ersten Reaktionsstufe und Schwernaphtha in der Reaktionszone der zweiten Reaktionsstufe behandelt. Die beim Fraktionieren eines Kohlenwasserstoffgemische in leichte und schwere Fraktionen erhaltene Fraktion wird in der Reaktionszone«der ersten Reaktionsstufe, die hierbei erhaltene schwere Fraktion in der Reaktionszone der zweiten Reaktionsstufe behandelt. Dies bedeutet, daß sich die in den Reaktionszonen der ersten und zweiten Reaktionsstufe zu behandelnden Kohlenwasserstoffe leicht in geeigneter Weise auswählen lassen.Natural gas, liquefied natural gas, light naphtha, heavy naphtha, Kerosene and the like. Which hydrocarbons in the reaction zone of the first reaction stage and which hydrocarbons are treated in the reaction zone of the second reaction stage, is decided according to their middle Molecular weight. The average molecular weight to be treated in the reaction zone of the second reaction stage Hydrocarbons must be greater than that of the hydrocarbons to be treated in the reaction zone of the first reaction stage. For example, butane is used in the reaction zone treated in the first reaction stage and naphtha in the reaction zone in the second reaction stage. Light naphtha is in the reaction zone of the first reaction stage and heavy naphtha in the reaction zone of the second reaction stage treated. The fraction obtained by fractionating a hydrocarbon mixture into light and heavy fractions is in the reaction zone «of the first reaction stage, the heavy fraction obtained in this way in the reaction zone of the treated second reaction stage. This means that the hydrocarbons to be treated in the reaction zones of the first and second reaction stages are easily more suitable Let wise choose.

In der Reaktionszone der ersten Reaktionsstufe erfolgt - bei niedriger Temperatur - 'die Dampfreformierung von Kohlenwasserstoffen mit vergleichsweise niedrigem bzw. geringem Molekulargewicht adiabatisch mit einem Molverhältnis Dampf zu zugespeisten Kohlenwasserstoffen im Bereich .von 1,0 bis 5,0 Mol(e) pro 1 Kohlenstoffatom, bei einer Temperatur am Einlaß der Reaktionszone von 550° bis 55O0C und einem Druck von 0 bis 100 kg/cm G sowie unter Verwendung eines nickelhaltigen Katalysators. Als nickelhaltige Katalysatoren eignen sich sämtliche zur Dampfreformierungsreaktion bei niedriger Temperatur üblichen Katalysatoren, z.B. Nickel alsIn the reaction zone of the first reaction stage - at low temperature - the steam reforming of hydrocarbons with comparatively low or low molecular weight takes place adiabatically with a molar ratio of steam to fed hydrocarbons in the range from 1.0 to 5.0 mol (s) per 1 carbon atom at a temperature at the inlet of the reaction zone of from 550 ° to 55O 0 C and a pressure of 0 to 100 kg / cm G, and using a nickel-containing catalyst. Suitable nickel-containing catalysts are all catalysts customary for the steam reforming reaction at low temperature, for example nickel

+leichte+ light

? 0 9 Π R 3 / 1 0 3 0? 0 9 Π R 3/1 0 3 0

einem Bestandteil und weitere Bestandteile, z.B. Metalle der Gruppe VIII, Metalle der linken Spalte der Gruppe VII, Metalle der linken Spalte der Gruppe VI, Metalle der Gruppe II oder Metalle der rechten Spalte der Gruppe I des Periodensystems, Alkalimetalle und dergl. , als aktive Bestandteile oder HiIfsbestandteile enthaltende Katalysatoren sowie die geschilderten Bestandteile in Kombination mit üblichen bekannten Promotoren und/oder Trägern enthaltende Katalysatoren; Das aus der Reaktionszone der ersten Reaktionsstufe austretende gasförmige Produkt besteht aus.einem Methan, Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und nicht-umgesetzten Dampf enthaltenden Gasgemisch.one component and other components, e.g. metals of group VIII, metals of the left column of group VII, Metals of the left column of group VI, metals of group II or metals of the right column of group I of the periodic table, Alkali metals and the like. As active ingredients or auxiliary ingredients containing catalysts and the Catalysts containing the constituents described in combination with customary known promoters and / or carriers; The gaseous product emerging from the reaction zone of the first reaction stage consists of a methane, hydrogen, Gas mixture containing carbon monoxide, carbon dioxide and unreacted vapor.

Das im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung aus der Reaktionszone der ersten Reaktionsstufe austretende gasförmige Produkt wird anschließend in der Reaktionszone einer zweiten Reaktionsstufe gegebenenfalls nach Zusatz von frischem Dampf sowie nach Zusatz anderer Kohlenwasserstoffe,, deren mittleres Molekulargewicht höher ist als das mittlere Molekulargewicht der in der Reaktionszone der ersten Reaktionsstufe behandelten Kohlenwasserstoffe, bei einer Einlaßtemperatur von 500° bis 5500C,und einem geeignet gewählten Druck, vorzugsweise unter einem Druck von 0 bis 100 kg/cm G, und in Gegenwart eines nickelhaltigen Katalysators einer Dampfreformierung unterzogen. Bei den in der zweiten Reaktionsstufe des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendbaren nickelhaltigen Katalysatoren kann es sich um dieselben nickelhaltigen Katalysatoren handeln, wie sie auch in der ersten Reaktionsstufe des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet werden.The gaseous product emerging from the reaction zone of the first reaction stage as part of the process according to the invention is then in the reaction zone of a second reaction stage, optionally after the addition of fresh steam and after the addition of other hydrocarbons, the average molecular weight of which is higher than the average molecular weight of the Reaction zone of the first reaction stage treated hydrocarbons, at an inlet temperature of 500 ° to 550 0 C, and a suitably selected pressure, preferably under a pressure of 0 to 100 kg / cm G, and subjected to steam reforming in the presence of a nickel-containing catalyst. The nickel-containing catalysts which can be used in the second reaction stage of the process according to the invention can be the same nickel-containing catalysts as are also used in the first reaction stage of the process according to the invention.

Obwohl die Dampfreforraierungsreaktion in der Reaktionszone ±b der aweiten Reaktionsstufe an relativ schweren Kohlenwasserstoffen durchgeführt wird, verlängert sich - da diese Dampfreformierungcroaktion in Gegenwart des aus der Reaktions-Although the steam reforming reaction in the reaction zone ± b the second reaction stage on relatively heavy hydrocarbons is carried out, is prolonged - since this steam reforming co-action in the presence of the reaction

-6-209R83/1030 -6-209R83 / 1030

zone der ersten Reaktionsstufe stammenden gasförmigen, Methan, Wasserstoff, Kohlendioxid und dergleichen enthaltenden Produkts abläuft - die Lebensdauer des Katalysators ganz erheblich, was seinerseits trotz im Gegensatz zu üblichen bekannten Dampfreformierungsverfahren für Kohlenwasserstoffe erniedrigtem Dampfverhältnis einen glatten Reaktionsablauf ermöglicht. In diesem .Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß sich das quantitative Verhältnis von in der Reaktionszone der' ersten Reaktionsstufe zu behandelnden Kohlenwasserstoffen zu in der Reaktionszone der zweiten Reaktionsstufe zu behandelnden Kohlenwasserstoffen ohne weiteres in geeigneter Weise bestimmen läßt.zone of the first reaction stage originating gaseous methane, The product containing hydrogen, carbon dioxide and the like will expire - the life of the catalyst entirely considerable, which in turn, in contrast to the usual known steam reforming processes for hydrocarbons reduced steam ratio enables a smooth reaction process. In this context it should be pointed out that that the quantitative ratio of hydrocarbons to be treated in the reaction zone of the first reaction stage to in the reaction zone of the second reaction stage to be treated hydrocarbons can easily be determined in a suitable manner.

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung lassen sich selbst Chargen, wie Schwernaphtha, Kerosin und dergleichen, deren Verwendung zur Gewinnung methanhaltiger Gase durch Vergasen aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten bisher für unwirtschaftlich gehalten wurde, in geeigneter Weise behandeln, was auf die Kombination dieser Chargen mit Kohlenwasserstoffen mit niedrigerem mittlerem Molekülargewicht (als ihr eigenes Molekulargewicht) zurückzuführen ist. Bei der erfindungsgemäß durchgeführten Darapfreformierung von Kohlenwasserstoffen hat der deutlich verminderte Dampfzusatz eine Erhöhung des Methananteils in dem gasförmigen Reaktionsprodukt zur Folge. Folglich eignet sich das nach dem Verfahren gemäß der Erfindung gewinnbare gasförmige Endprodukt in höchst vorteilhafter V/eise zur Verwendung als Stadt- oder Heizgas.According to the method according to the invention, even batches such as heavy naphtha, kerosene and the like, their Use for the production of methane-containing gases by gasification was previously uneconomical from an economic point of view was held to treat appropriately, suggesting the combination of these batches with hydrocarbons lower average molecular weight (than their own molecular weight). In the case of the invention carried out steam reforming of hydrocarbons, the significantly reduced steam addition has an increase in the Methane content in the gaseous reaction product result. Consequently, the gaseous end product which can be obtained by the process according to the invention is highly suitable V / eise for use as town or heating gas.

Im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung wird das eine Erniedrigung der Dampfzufuhr gestattende wasseratoiThaltige Gas zur Verlängerung der Lebensdauer des Dampfreformiorungakatalysators von dem im selben Reakt ions sy G tem r;« billigten wasserstoffhaltig^ Gas geliefert. Darüber hinaus wird bt i der Dampfrüformierun^ der vergleichsweise schwer-, η Kohlen-In the context of the method according to the invention, the water-containing agent that allows the steam supply to be reduced is used Gas to extend the life of the steam reforming catalyst from the one approved in the same reaction system hydrogen-containing ^ gas supplied. In addition, bt i the steam reforming of the comparatively difficult, η coal

2 0 9 Π R 3 / 1 Ο 3 02 0 9 Π R 3/1 Ο 3 0

Wasserstoffe das aus der Dampfreformierung relativ leichter Kohlenwasserstoffe bei niedriger Temperatur stammende wasserstoffhaltige Gas anstelle eines in einer Hochtemperaturreformierungsvorrichtung (vgl. beispielsweise britische Patentschrift 1 053 855) gebildeten wasserstoffhaltigen Gases verwendet. Die Wirkung der Verwendung des aus der Dampfreforraierungsreaktion bei niedriger Temperatur gebildeten gasförmigen Produkts läßt sich beim Vergleich der folgenden erfindungsgemäß durchgeführten Beispiele mit den in anderer Weise durchgeführten Vergleichsbeispielen ohne weiteres verstehen. Hydrogen from steam reforming is relatively lighter Hydrogen-containing gas derived from hydrocarbons at low temperature instead of one in a high temperature reforming device (See, for example, British patent specification 1,053,855) formed hydrogen-containing gas used. The effect of the use of the steam reforming reaction The gaseous product formed at a low temperature can be identified by comparing the following of the present invention Understand the examples carried out with the comparative examples carried out in a different way.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es ohne weiteres möglich, eine Mehrzahl von Reaktionszonen, z.B. eine erste Reaktionszone, eine zweite Reaktionszone, eine dritte Reaktionszone usw. miteinander zu verbinden, um bei derHerstellung des gewünschten methanhaltigen Gases das mittlere Molekulargewicht der in den verschiedenen Reaktions-. zonen zu behandelnden Kohlenwasserstoffanteile abzustufen.To carry out the method according to the invention it is readily possible to have a plurality of reaction zones, e.g., a first reaction zone, a second reaction zone, a third reaction zone, etc. to connect to one another to produce the middle in the production of the desired methane-containing gas Molecular weight in the various reaction. zones to be treated hydrocarbons.

Die folgenden Beispeile sollen das Verfahren gemäß der Erfindung näher erläutern..The following examples are intended to explain the method according to the invention in more detail.

Beispiel 1example 1

Zu Vergleichszwecken wurden im vorliegenden Falle verschiedene Tests durchgeführt. Als Ausgangskohlenwasserstoffcharge wurde ein Naphtha mit pro Molekül durchschnittlich 7*0 Kohlenstoffatomen, einem IBP von 40°C, einem PBP von 1850C und einem spezifischen Gewicht (d15 ) von 0,7 sowie Butan verwendet .For comparison purposes, various tests were carried out in the present case. As the starting hydrocarbon feedstock is a naphtha per molecule has an average of 7 * 0 carbon atoms, an IBP of 40 ° C, a PBP of 185 0 C and a specific gravity (d 1 5) of 0.7 and using butane.

Test 1Test 1

Wenn eine mit Dampf im Verhältnis 2,0 Mole Dampf pro 1 Kohlenstoffatom der Naphthacharge gemischte Naphthacharge in einen nickelhaltigen Katalysator mit Kieseiguhr als TrägerWhen one with steam in the ratio 2.0 moles of steam per 1 carbon atom the naphtha charge mixed naphtha charge in a nickel-containing catalyst with Kieseiguhr as a carrier

-8--8th-

gepackten, adiabatisch arbeitenden Reaktor bei einer Einlaßtemperatur von 50O0C und einem Druck von 33 kg/cm O mit einer Massengeschwindigkeit von 20 000 kg/m2 std zugespeist wurde, stieg die Auslaßtemperatur auf 5JO0C. Bei dieser Gelegenheit sei darauf hingewiesen, daß sich die Temperaturverteilung im Katalysatorbett des adiabatisch arbeitenden Reaktors im Laufe der Versuchszeit änderte, wie sich dies auch aus der graphischen Darstellung der Zeichnung ergibt. (Die durchgezeichnete Linie A zeigt den Verteilungszustand nach θ std nach Versuchsbeginn; die gestrichelt gezeichnete Linie B zeigt den Verteilungszustand B + Δ Ο std ! nach Versuchsbeginn) Dies deutet darauf hin, daß die Katalysatoraktivität schrittweise abnahm, was zur Folge hatte, daß zur Beendigung der Umsetzung und zum Erreichen eines Gleichgewichts weit mehr Katalysator erforderlich war. Es ist möglich, bei dieser Gelegenheit die zur Beendigung der Umsetzung erforderliche Katalysatormenge durch eine Messung der Temperaturverteilung zu ermitteln. Auf diese Weise wurde die zur Beendigung der Umsetzung »*β&-500 std nach Versuchsbeginn benötigte Katalysatormenge geschätzt. Weiterhin wurde die Zusammensetzung des erhaltenen gasförmigen Endprodukts analysiert.packed, adiabatic reactor at an inlet temperature of 50O 0 C and a pressure of 33 kg / cm O with a mass velocity of 20,000 kg / m 2 h, the outlet temperature rose to 5JO 0 C. On this occasion it should be noted that that the temperature distribution in the catalyst bed of the adiabatic reactor changed in the course of the experiment, as can also be seen from the graphic representation of the drawing. (The solid line A shows the distribution state after θ std after the start of the experiment; the dashed line B shows the distribution state B + Δ Ο std ! After the start of the experiment) This indicates that the catalyst activity decreased gradually, which resulted in the termination far more catalyst was required to react and to achieve equilibrium. It is possible on this occasion to determine the amount of catalyst required to complete the reaction by measuring the temperature distribution. In this way, the amount of catalyst required to complete the reaction was estimated. Furthermore, the composition of the gaseous end product obtained was analyzed.

Test 2Test 2

Wurde die mit Dampf im Verhältnis 5,0 Mole Dampf pro 1 Kohlenstoffatom der Butancharge gemischte Butancharge in einen adiabatisch arbeitenden Reaktor der ersten Reaktionsstufe, der mit demselben nickelhaltigen Katalysator wie in Versuch gepackt war, bei einer Einlaßtemperatur von 5440C und einem Druck von 33 kg/cm2G mit einer Massengeschwindigkeit von 20 000 kg/ m2 std eingespeist, sank die Auslaßtemperatur auf 5000C.If the steam in a ratio of 5.0 moles of steam per 1 carbon atom of the butane batch mixed butane feedstock in an adiabatically operating reactor of the first reaction stage, which was packed with the same nickel-containing catalyst such as in an attempt at an inlet temperature of 544 0 C and a pressure of 33 kg / cm 2 G to a ground speed of 20, 000 kg / m 2 std fed, the outlet temperature dropped to 500 0 C.

-9-209883/1030 -9-209883 / 1030

Wurde nun das aus der ersten Reaktionsstufe stammende, unzersetzten Dampf enthaltende Gas mit der Naphthacharge gemischt und die erhaltene Mischung nach Zugabe von frischem Dampf im Verhältnis von 1,5 Mole Gesamtdampf pro 1 Kohlenstoffatom der Naphthacharge einem adiabatisch arbeitenden Reaktor der zweiten Reaktionsstufe, der mit demselben nickel- · haltigen Katalysator gepackt war, bei einer'Einlaßtemperatur von 435°C und einem Druck von"33 kg/cm2 G+zugespeist, so stieg die Auslaßtemperatur auf 5300C. In derselben Weise wie bei Versuch 1 wurden die Menge an zur Vervollständigung der Umsetzung nach 500 std erforderlichen Katalysators und die Zusammensetzung des gasförmigen Endprodukts ermittelt. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß das Gewichtsverhältnis des in der ersten Reaktionsstufe zubehandelnden Butans zu dem in der zweiten Reaktionsstufe au behandelnden Naphtha 1,0 : 3,43 betrug.If the gas from the first reaction stage, containing undecomposed vapor, was mixed with the naphtha charge and the mixture obtained, after the addition of fresh steam in the ratio of 1.5 moles of total steam per 1 carbon atom of the naphtha charge, an adiabatic reactor of the second reaction stage, which with the same · nickel-containing catalyst was packed in einer'Einlaßtemperatur of 435 ° C and a pressure of "33 kg / cm 2 G + supplied, so the outlet temperature rose to 530 0 C. In the same manner as in experiment 1, the amount of to complete the reaction after 500 hours of required catalyst and the composition of the gaseous end product is determined In this connection, it should be noted that the weight ratio of the butane to be treated in the first reaction stage to the naphtha to be treated in the second reaction stage is 1.0: 3.43 fraud.

Test 3Test 3

Wenn die aus Butan und Naphtha imii Gewichtsverhältnis 1:3*43 bestehende Kohlenwasserstoffcharge mit Dampf im Verhältnis 1,8 Mole Dampf pro jedes in der Kohlenwasserstoffcharge enthaltene Kohlenstoffatom gemischt und die erhaltene Mischung einem mit demselben nickelhaltigen Katalysator wie in versuch 1 gepackten, adiabatisch arbeitenden Reaktor bei einer Einlaßtemperatur von 4950G und einem Druck von 33 kg/cm G sowie einer Massengeschwindigkeit von 20 000 kg/m std zugespeist wurde, stieg die Auslaßtemperatur auf 5300C. In der in Versuch 1 geschilderten Weise wurde die Menge des zur Beendigung der Umsetzung nach 500 std erforderlichen Katalysators und die Zusammensetzung des gasförmigen Endprodukts ermittelt.If the hydrocarbon charge consisting of butane and naphtha in a weight ratio of 1: 3 * 43 is mixed with steam in the ratio 1.8 moles of steam per each carbon atom contained in the hydrocarbon charge and the mixture obtained is an adiabatic reactor packed with the same nickel-containing catalyst as in experiment 1 was fed in at an inlet temperature of 495 0 G and a pressure of 33 kg / cm G and a mass velocity of 20,000 kg / m std, the outlet temperature rose to 530 0 C. In the manner described in experiment 1, the amount of the to terminate the implementation after 500 hours of required catalyst and the composition of the gaseous end product is determined.

Test 4Test 4

Die mit Dampf im Verhältnis 5*0 Mole Dampf pro 1 Kohlenstoffatom des Butans gemischte Butancharge wurde'einem adiabatischThe one with steam in the ratio 5 * 0 moles of steam per 1 carbon atom The butane batch of mixed butane became adiabatic

+mit einer Massengeschwindigkeit v. 2o 000 kü/m std+ with a mass velocity v. 2o 000 kü / m std

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arbeitenden Reaktor der ersten Reaktionsstufe, der mit einem nickelhaltigen Katalysator zur Hoohtemperaturreformierung, gepackt war, bei einer Temperatur von 400°C und einem Druckworking reactor of the first reaction stage, which is equipped with a nickel-containing catalyst for high temperature reforming, was packed at a temperature of 400 ° C and a pressure

von 33 kg/cm G zugespeist, wobei die Auslaßtemperatur auf 80O0C anstieg.of 33 kg / cm G were fed in, the outlet temperature rising to 80O 0 C.

Wurde das gasformige Produkt zusammen mit nicht-umgesetztem Dampf aus der ersten Reaktionsstufe mit der Naphthacharge und frischem Dampf im Verhältnis 1,5 Mole Gesamtdampf pro 1 Kohlenstoffatom der Naphthacharge gemischt und die erhaltene Mischung einem adiabatisch arbeitenden Reaktor der zweiten Reaktionsstufe, der mit demselben nickelhaltigen Katalysator wie in Versuch 1 gepackt war, bei einer Einlaßtemperatur von 0C zugespeist, so stieg die Auslaßtemperatur auf 625°c.The gaseous product was mixed together with unreacted steam from the first reaction stage with the naphtha charge and fresh steam in a ratio of 1.5 moles of total steam per 1 carbon atom of the naphtha charge and the mixture obtained was mixed in an adiabatic reactor of the second reaction stage with the same nickel-containing catalyst as packaged in Experiment 1, fed at an inlet temperature of 0 C, the outlet temperature rose to 625 ° C.

Das Gewichtsverhältnis Butan zu Naphtha betrug im vorliegenden Falle 1:3,43.The weight ratio of butane to naphtha in the present case was 1: 3.43.

Test 5Test 5

Versuch 4 wurde wiederholt, wobei jedoch das Gewichtsverhältnis Butan zu Naphtha bei 1,0 : 15,7 gehalten wurde. Hierbei sank die Auslaßtemperatur des adiabatisch arbeitenden Reaktors der zweiten Reaktionsstufe auf 537°C.Experiment 4 was repeated, but the butane to naphtha weight ratio was kept at 1.0: 15.7. This sank the outlet temperature of the adiabatic reactor of the second reaction stage to 537 ° C.

Die bei den Versuchen 1 bis 5 erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:The results obtained in experiments 1 to 5 are in compiled in the following table:

-11--11-

209883/1030209883/1030

Versuch Nr.Attempt no. 11 // // 22 11 // // 22 33 // 11 // // hH 22 11 // ff 55 22 Anzahl der StufenNumber of stages 11 500500 544 :544: 3,433.43 11 495495 // 4oo4oo // 3,43 ;3.43; // // 15,7·15.7 Gewichtsverhältnis
des zu behandelnden
Weight ratio
of the to be treated
bisuntil bis \ until \ // bisuntil bisuntil // //
Kohlenwassers toffsHydrocarbons 53o53o 5oo5oo 435 '435 ' 53o53o 800800 // 435435 4oo4oo 435435 Temperatur (°C)Temperature (° C) 26,126.1 .11,6.11.6 bisuntil 28,728.7 2,o*2, o * bisuntil bisuntil bisuntil 9,99.9 •8,7• 8.7 53o53o 9,99.9 33,833.8 625625 800800 ■537 -■ 537 - o,5-o, 5- o,i ;o, i; 37,237.2 o,5o, 5 4,84.8 29,429.4 2,o2, o 29,829.8 Zusammen- CH^.Together- CH ^. 1o,81o, 8 5,35.3 9* ο9 * ο 11,011.0 7,67.6 17,717.7 33,,833,, 8 1o,21o, 2 setzung des „
gasförmigen 2
setting of the "
gaseous 2
52,752.7 74,3 !74.3! o, 8o, 8 49,949.9 51,951.9 2,62.6 4,84.8 o,7o, 7
Produkts COProduct CO 1oo,o1oo, o Ιοο,ο jΙοο, ο j 13,o13, o Ιοο,οΙοο, ο 1oo,o1oo, o 12,312.3 7,67.6 11,711.7 (VoI*) - ^2 (VoI *) - ^ 2 4o,o4o, o // 38,038.0 51,851.8 47,647.6 H2OH 2 O o, 72o, 72 ο, 24 ;ο, 24; 100, 0100, 0 ο, 86ο, 86 1oo,o1oo, o 1oo,o1oo, o 1oo,o1oo, o Gesamttotal // Menge an zur beiAmount of at 0,480.48 o,92o, 92 o,48o, 48 Beendigung jederEnding everyone der Um- Stufethe Um- stage setzungsettlement o,91'o, 91 ' ο, 86ο, 86 5oo std nach5oo hours after VersuchsAttempt 3*723 * 72 beginn er-
forderlichen insSe-
start
required in the S e -
Katalysators samX> Catalyst samX>

+ Zum Ausgleich der Menge an den verwendeten Kohlenwasserstoffen wurden 1,9 an zur Behandlung des Butans erforderlichem Katalysator zugesetzt, (wobei das Molverhältnis Dampf pro 1 Kohlenstoffatom des Butans 1,5war.) + To compensate for the amount of hydrocarbons used, 1.9 of the catalyst required to treat the butane was added (the molar ratio of steam per 1 carbon atom of the butane being 1.5 .)

-12--12-

2O98R3/10302O98R3 / 1030

Da die Versuche 4 und 5 unter Verwendung einer Hochtemperatur-Dampfreformierungsvorrichtung, die in der ersten Reaktionsstufe relativ kostspielige Einrichtungen erfordert, durchgeführt wurden, lassen sich die Ergebnisse der Messungen bezüglich der Menge an zur Beendigung der Umsetzung 500 std nach Versuchsbeginn+nicht direkt vergleichen; die Konzentration an Methan im gasförmigen Produkt ist bei den Versuchen 4 und 5 jedoch offensichtlich weit niedriger als ■bei dem erfindungsgemäß durchgeführten Versuch 2.Since the experiments 4 and 5 were carried out using a high-temperature steam reforming apparatus that requires relatively expensive equipment in the first reaction stage, the results of the measurements can be based on the amount of completion of the reaction 500 hours after start of the test + not compare directly; however, the methane concentration in the gaseous product is obviously far lower in experiments 4 and 5 than in experiment 2 carried out according to the invention.

Diese Versuchsergebnisse zeigen ferner, daß das in Versuch erhaltene gasförmige Produkt eine hohe Methankonzentration aufweist und folglich hervorragend als Heizgas geeignet ist.These experimental results also show that in the experiment obtained gaseous product has a high methane concentration and is therefore ideally suited as a fuel gas.

Da bei der Durchführung des Versuchs 4 mit einem Gewichtsverhältnis Butan zu Naphtha von 1:3,45 im Reaktionssystem eine große Wasserstoffmenge zugegen war, kam es gleichzeitig mit der Dampfreformierungsre*aktion zu einer hydrierenden Zersetzung und zu einem Anstieg der Katalysatortemperatur. Diese Erscheinungen erschweren die Aufrechterhaltung der kata-Iytischen Aktivität ganz erheblich.Since when carrying out Experiment 4 with a weight ratio of butane to naphtha of 1: 3.45 in the reaction system When a large amount of hydrogen was present, a hydrogenating reaction occurred at the same time as the steam reforming reaction Decomposition and a rise in the catalyst temperature. These phenomena make it difficult to maintain the kata-Iytic Activity quite considerably.

Zur Aufrechterhaltung der katalytischen Aktivität bediente man sich bisher einer Erhöhung des Molverhältnisses Dampf zu zugespeisten Kohlenwasserstoffen. Die vorherigen Versuchsergebnisse beweisen jedoch, daß bei gleichbleibender Menge an zur Beendigung der Umsetzung 500 std nach Versuchsbeginn erforderlichem Katalysator das Molverhältnis Dampf zu zugespeisten Kohlenwasserstoffen sehr klein gehalten werden kann, wenn man sich des in Versuch 2 beschriebenen Verfahrens gemäß der Erfindung bedient.Served to maintain catalytic activity one has hitherto been looking at an increase in the molar ratio of steam to fed-in hydrocarbons. The previous test results prove, however, that with the same amount of to end the reaction 500 hours after the start of the experiment required catalyst, the molar ratio of steam to injected hydrocarbons can be kept very small, if the method according to the invention described in Experiment 2 is used.

Beispiel 2Example 2

Indem man eine leichte Kohlenwasserstofffraktion mit einer A.P.I.-Schwere von 78,85° und einem Siedepunkt im BereichBy having a light hydrocarbon fraction with a A.P.I. gravity of 78.85 ° and a boiling point in the range

liehen Katalysatorborrowed catalyst

209883/1030209883/1030

von 57° bis 1190C "in Mischung mit Dampf im Verhältnis 4 Mole Dampf pro 1 Kohlenstoffatom (der Kohlenwasserstofffraktion) durch einen nickelhaltigen Katalysator mit einem Kieseiguhrträger bei einer Einlaßtemperatur von 5170C (inof 57 ° to 119 0 C "in mixture with steam in a ratio of 4 moles of steam per 1 carbon atom (the hydrocarbon fraction) by a nickel-containing catalyst having a Kieseiguhrträger at an inlet temperature of 517 0 C (in

"kg ρ der ersten Reaktionsstufe) und einem Druck von ^/cm Q mit einer Zuführgeschwindigkeit von 0,1580 1/std leitete, wurde eine Dampfreformierungsreaktion durchgeführt. Die Auslaßtemperatur der ersten Reaktionsstufe betrug 5OO°C; die Zusammensetzung des aus der ersten Reaktionsstufe austretenden Gases war wie folgt:"kg ρ of the first reaction stage) and a pressure of ^ / cm Q with a feed rate of 0.1580 1 / h, a steam reforming reaction was carried out. The outlet temperature of the first reaction stage was 500 ° C; the composition of that exiting from the first reaction stage Gas was as follows:

CHif ' 14,25 % (VoI)CH if '14 .25% (VoI)

H2 - 8,49H 2 - 8.49

CO 0,16CO 0.16

CO2 6,55CO 2 6.55

H2O 70,57H 2 O 70.57

Hierauf wurde eine zweite Dampfreformierungsreaktion durchgeführt, indem eine schwere. Kohlenwasserstofffraktion mit einer A.P.I.- Schwere von 47,60 und einem Siedepunkt im Bereich von 143° bis 2380C sowohl mit dem bei der ersten Dampfreformierungsreaktion erhaltenen gasförmigen Produkt als auch mit nicht-umgesetztem Dampf im Verhältnis 2 Mole Gesamtdampf (aus der ersten Reaktionsstufe stammender nichtumgesetzter Dampf und frisch zugespeister Dampf) pro 1 Kohlenstoffatom in der schweren Kohlenwasserstofffraktion gemischt und das erhaltene Gemisch durch einen niekelhaltigen Katalysator mit Kieseiguhr als Träger bei einer Einlaßtemperatur von 469°C (zweite Reaktionsstufe ) und einem Druck von ~5'j kg/cm^G bei einer Zufuhrgeschwindigkeit von 0,60 1/std geleitet wurde. Hierbei stieg die Auslaßtemperatur der zweiten ReaktLonsstufe auf 54O°C; die Zusammensetzung des die zweite Roaktiounstufe verlassenden Gases war wie folgt:A second steam reforming reaction was then carried out using a heavy. Hydrocarbon fraction with an API gravity of 47.60 and a boiling point in the range of 143 ° to 238 0 C with both obtained in the first steam reforming reaction product gaseous as well as with unreacted steam in a ratio of 2 moles of total vapor (from the first reaction stage derived unreacted steam and freshly fed steam) per 1 carbon atom in the heavy hydrocarbon fraction and the mixture obtained is mixed through a non-carbonaceous catalyst with a Kieseiguhr as a carrier at an inlet temperature of 469 ° C (second reaction stage) and a pressure of ~ 5'j kg / cm ^ G was passed at a feed rate of 0.60 1 / hr. The outlet temperature of the second reaction stage rose to 54O ° C; the composition of the gas leaving the second Roaktion stage was as follows:

( 209BR3ZiO3O(209BR 3 ZiO 3 O

28,68 % (VoI) H2 10,1528.68 % (VoI) H 2 10.15

co 0,73co 0.73

CO2 . . 12,68.CO 2 . . 12.68.

H2O 47,76H 2 O 47.76

Als Ergebnis der Messung der Temperaturverteilung im Katalysatorbett wurde gefunden, daß die zur Beendigung der Umsetzung 50 std, 100 std und 150 std nach Versuchsbeginn erf orderliche Katalysatormenge 0,530 kg, 0,588 kg büv/. ö,600 kg betrug.As a result of measuring the temperature distribution in the catalyst bed it was found that the required to end the reaction 50 hrs, 100 hrs and 150 hrs after the start of the experiment Ordered amount of catalyst 0.530 kg, 0.588 kg büv /. ö, 600 kg fraud.

VerglüichsbeispielComparative example

Wenn dieselbe Charge mit Kohlenwasserstoffen einer A.P.I.-Schwüre von 47,60 und eines Siedepunkts im Bereich von 143° bis 2380C (vgl. Beispiel 2) und Dampf im Verhältnis 2 Mole pro 1 Kohlenstoffatom in der Kohlenwasserstoffcharge gemischt und das erhaltene Gemisch durch einenrickelhaltigen Katalysator mit Kieseiguhr als Träger in der ersten Reaktionsstufe bei einer Einlaßtemperatur von 4840C und einem Druck von 33 kg/cm2G mit einer Zufuhrgeschwindigkeit von 0,6 l'/std durchgeleitet wurde, besaß das erhaltene Gas folgende Zusammensetzung: If the same batch is mixed with hydrocarbons with an API oath of 47.60 and a boiling point in the range from 143 ° to 238 0 C (see Example 2) and steam in the ratio of 2 moles per 1 carbon atom in the hydrocarbon batch and the mixture obtained is mixed with a catalyst with kieselguhr as carrier in the first reaction stage at an inlet temperature of 484 0 C and a pressure of 33 kg / cm 2 G at a feed rate of 0.6 l '/ hr was passed through, the gas obtained had the following composition:

CH4 .. 25,41 % (VoI) H2 10,35CH 4 .. 25.41 % (VoI) H 2 10.35

CO 0,66CO 0.66

CO2 12,10CO 2 12.10

H2O 51,48H 2 O 51.48

Da der Katalysator 10 std nach Reaktionsbeginn erheblich beeinträchtigt und das Druckgefälle der Reaktionssäule angestiegen war, wurde der Versuch nicht fortgesetzt. Nach Beendigung des Versuchs wurde der Katalysator aus der Reaktionszone ausgetragen und untersucht. Hierbei zeigte uüj sich, daß sich auf dem Katalysator ein kohieartiges MaterialSince the catalyst is considerably impaired 10 hours after the start of the reaction and the pressure gradient in the reaction column has increased the attempt was not continued. Upon completion of the experiment, the catalyst was removed from the reaction zone carried out and examined. Here it turned out that that there is a carbonaceous material on the catalyst

2 0 9 8 8 3/10302 0 9 8 8 3/1030

22309152230915

abgelagert hatte.had deposited.

Beispiel 3 . Example 3 .

Zunächst wurden KohlenwasserstoffChargen mit einem IBP von 450C und einem PBP von 243°C destilliert, um eine leichte Fraktion mit einem IBP von 37°C und einem FBP von 152OC und eine schwere Fraktion mit einem IBP von 1440C und einem FBP von'24.9°G zu gewinnen.First of hydrocarbon feedstocks were distilled with an IBP of 45 0 C and a PBP of 243 ° C to obtain a light fraction having an IBP of 37 ° C and a FBP of 152 o C and a heavy fraction having an IBP of 144 0 C and a FBP of'24.9 ° G to win.

Die hierbei erhaltene leichte Kohlenwasserstofffraktiori wurde mit Dampf im Verhältnis 4 Mole Dampf pro 1 Kohlenstoffatom in der Kohlenwasserstofffraktion gemischt, worauf die erhaltene Mischung in einen mit 0,6 kg eines nickelhaltigen Katalysators mit Kieseiguhr als Träger beschickten, adiabatisch arbeitenden Reaktor bei einer Einlaßtemperatur von 5150C und einem Innendruck von 35 kg/cm G eingespeist wurde. Während der Umsetzung wurde die Kohlenwasserstoff-■fraktion mit einer Geschwindigkeit von 0,155 l/std zugespeist. Die Auslaßtemperatur betrug 5000C.The light Kohlenwasserstofffraktiori thus obtained was mixed with steam in a ratio of 4 moles of steam per 1 carbon atom in the hydrocarbon fraction, and the resulting mixture charged to a 0.6 kg of a nickel-containing catalyst with kieselguhr as carrier, adiabatically operating reactor at an inlet temperature of 515 0 C and an internal pressure of 35 kg / cm G was fed. During the reaction, the hydrocarbon fraction was ■ fed in at a rate of 0.155 l / h. The outlet temperature was 500 0 C.

Hierauf wurde das erhaltene gasförmige Produkt mit einer schweren Kohlenwasserstofffraktion und Dampf im Verhältnis 2 Mole Dampf (einschließlich nicht-umgesetzter Dampf aus dem ersten Reaktor sowie zusätzlicher Dampf) zu einem Kohlenstoffatom in der Kohlenwasserstofffraktion gemischt, worauf die erhaltene Mischung in einen zweiten, mit 0,8 kg eines nickelhaltigen Katalysators mit einem Kieselguhrträger beschickten Reaktor bei einer Einlaßtemperatur von 465°C und einem Druck von 33 kg/cm G mit einer Zuführgeschwindigkeit (der schweren Kohlenwasserstofffraktion ) von 0,61 l/std eingespeist wurde. Die Auslaßtemperatur desjzweiten Reaktors botruc 5Ji0°C; das erhaltene Gas besaß folgende Zusammensetzung:The gaseous product obtained was then mixed with a heavy hydrocarbon fraction and steam in the ratio of 2 moles of steam (including unreacted steam from the first reactor and additional steam) to one carbon atom in the hydrocarbon fraction, whereupon the mixture obtained was poured into a second, 0, 8 kg of a nickel-containing catalyst with a kieselguhr support charged reactor at an inlet temperature of 465 ° C and a pressure of 33 kg / cm G with a feed rate (the heavy hydrocarbon fraction) of 0.61 l / h. The outlet temperature of the second reactor was 5 J 10 ° C; the gas obtained had the following composition:

4 28,78 VoI % 4 28.78 VoI %

H2 10,12 "H 2 10.12 "

CO 0,71 "CO 0.71 "

CO2 " 12,65 "CO 2 "12.65"

H2O 47,74 "H 2 O 47.74 "

std nach dem Einsetzen der Reaktion konnte beobachtet werden, daß nicht-umgesetzte Kohlenwasserstoffe ausgeblasen wurden.std after the onset of the reaction could be observed become that unreacted hydrocarbons have been blown out.

VergleichsbeispielComparative example

Die in Beispiel j5 verwendete Kohlenwasserstoffchargen mit einem IBP von 45°C und einem FBP von 2Vj0C wurde ohne fraktionierte Destillation zusammen mit Dampf im Verhältnis 2 Mole H2O zu einem Kohlenstoffatom der Kohlenwasserstoffcharge mit einem nickelhaltigen Katalysatorbett in Kontakt gebracht. Der nickelhaltige Katalysator entsprach dem in Beispiel 3 verwendeten nickelhaltigen Katalysator.The hydrocarbon charges used in example j5 with an IBP of 45 ° C. and an FBP of 2Vj 0 C were brought into contact with a nickel-containing catalyst bed together with steam in a ratio of 2 moles H 2 O to one carbon atom of the hydrocarbon charge without fractional distillation. The nickel-containing catalyst corresponded to the nickel-containing catalyst used in Example 3.

In vorliegendem Falle betrug die Einlaßtemperatur des Reaktors 487°C ; der Reaktorinnendruck betrug J5j5 kg/cm G. 15 std nach Reaktionsbeginn wurde die Umsetzung abgestoppt, da im Katalysatorbett eine schrittweise Zunahme des Druckgefälles zu beobachten war. Hierbei war - wie die graphische Darstellung der Temperaturverteilung im Katalysatorbett ausweist eine starke Beeinträchtigung der katalytischen Aktivität des Katalysators zu erwarten.In the present case the inlet temperature of the reactor was 487 ° C .; the internal pressure in the reactor was 15.5 kg / cm G. 15 hours after the start of the reaction, the reaction was stopped because there was a gradual increase in the pressure drop in the catalyst bed was observed. Here was - as the graphic representation of the temperature distribution in the catalyst bed shows severe impairment of the catalytic activity of the catalyst is to be expected.

Nach beendeter Umsetzung wurde der Katalysator aus der Reaktionszone ausgetragen und untersucht, wobei es sich zeigte, daß sich auf dem Katalysator kohleartiges Material abgelagert .hatte.After the reaction had ended, the catalyst was removed from the reaction zone discharged and examined, it was found that carbon-like material was deposited on the catalyst .would have.

-17-209883/1030 -17-209883 / 1030

223Ü916223Ü916

Beispiol 4Example 4

0,5 1 Butancharge, die mit 0,72 kg/std Dampf im Verhältnis 1 Mol Butan zu 2 Molen Dampf gemischt wurde, Viurde in den mit einem nickelhaltigen Katalysator mit Kieseiguhr als Träger beschickten ersten Reaktor bei einer Einlaßtemperatur von 487°C und einem Innendruck im Reaktor von 25,9 kg/cm G eingeleitet. Die Auslaßtemperatur betrug 5000C.0.5 1 butane charge, which was mixed with 0.72 kg / h of steam in a ratio of 1 mole of butane to 2 moles of steam, Viurde into the first reactor charged with a nickel-containing catalyst supported by a Kieseiguhr at an inlet temperature of 487 ° C and a Internal pressure in the reactor of 25.9 kg / cm G initiated. The outlet temperature was 500 0 C.

Das aus der ersten Reaktionsstufe austretende G-as wurde mit Naphtha eines IBP von 40°C, eines PBP von 175°C und eines spezifischen Gewichts von 560C in einer Menge von 0,37 1/std gemischt, worauf die erhaltene Mischung bei einer Einlaßtemperatur von 489°C in einen mit einem nickelhaltigen Katalysator entsprechend dem nickelhaltigen Katalysator des ersten Reaktors beschickten zweiten Reaktor eingespeist wurde. Der Druck in diesem Reaktor wurde konstant auf 25,9 kg/cm G gehalten. Die Auslaßtemperatur dieses Reaktors stieg bis auf 53O0C. Das hierbei erhaltene gasförmige Endprodukt besaß folgende Zusammensetzung:The light emerging from the first reaction stage as G-/ was mixed with a naphtha IBP of 40 ° C, a PBP of 175 ° C and a specific weight of 56 0 C in an amount of 0.37 1 hr, after which the mixture obtained in an inlet temperature of 489 ° C. was fed into a second reactor charged with a nickel-containing catalyst corresponding to the nickel-containing catalyst of the first reactor. The pressure in this reactor was kept constant at 25.9 kg / cm G. The outlet temperature of this reactor rose to 53O 0 C. The gaseous end product obtained in this way had the following composition:

64,2 % (VoI)64.2 % (VoI)

H2 12,1 % H 2 12.1 %

CO 1,6 % CO 1.6 %

CO2 . 22,1 % CO 2 . 22.1 %

Der erste undzwelte Reaktor war mit 0,4 bzw. 0,5 kg Katalysator beschickt. Selbst nach 600 stündigem Betrieb der beiden Reaktoren hatte noch kein nicht-umgesetztes Naphtha durchgeschlagen.The first and second reactors were with 0.4 and 0.5 kg of catalyst, respectively loaded. Even after operating the two reactors for 600 hours, there was still no unreacted naphtha punched through.

VergleichsbeispielComparative example

Ein Gemisch aus 0,5 1/std Butan und 0,37 1/std Naphtha wurde mit 0,72 kg/std Dampf im Verhältnis 0,99 Mole Dampf pro 1 Kohlenstoffatom in der Mischung gemischt, woraufA mixture of 0.5 l / h butane and 0.37 l / h naphtha was produced with 0.72 kg / h of steam in the ratio of 0.99 moles of steam per 1 carbon atom mixed in the mixture, whereupon

-18-20 9R83/103Q-18-20 9R83 / 103Q

dle erhaltene Mischung in einen mit einem nickelhaltigen Katalysator entsprechend Beispiel 4 beschickten Reaktor eingespeist vmrde.Put the mixture obtained into one with a nickel-containing one Catalyst according to Example 4 fed into the reactor.

Nachdem die Reaktion eingesetzt hatte, mußte der Versuch abgebrochen v/erden, da ein kontinuierlicher Anstieg des Druckgefälles im Katalysatorbett beobachtet vmrde. Hierauf vmrde der Katalysator aus dem Katalysatorbett ausgetragen und untersucht. Hierbei zeigte es sich, daß sich auf dem Katalysator kohleartiges Material abgelagert hatte.After the reaction had started, the attempt had to be made aborted because of a continuous increase in Pressure drop in the catalyst bed was observed. On that vmrde the catalyst discharged from the catalyst bed and examined. It was found that on the Catalyst had deposited carbonaceous material.

-U--U-

20988 3/103020988 3/1030

Claims (1)

Patent ans prüchePatent claims '. Verfahren zum Reformieren von pro Molekül mindestens^ zwei Kohlenstoffatome aufweisenden Kohlenwasserstoffen in mindestens zwei Stufen,, dadurch" gekennzeichnet, daß man in ■ der Reaktionszone einer ersten Reaktionsstufe in Gegenwart eines nickelhaltigen Katalysators bei einer Temperatur von 550° bis 55O°C eine adiabatisehe Dampfreformierung eines Kohlenwasserstoffanteils mit relativ geringem mittlerem Molekulargewicht vornimmt, wobei man auf jedes Kohlenstoffatom dieses Kohlenwasserstoffanteils 1,0 bis 5,0 Mol(e) Dampf zumischt, und daß man anschließend in der Reaktionszone mindestens einer weiteren Reaktionsstufe in Gegenwart eines nickelhaltigen Katalysators bei einer Temperatur von 300° bis 55O°C eine adiabatisehe Dampfreformierung eines Kohlenwasserstoffgemische, bestehend aus dem gasförmigen Reaktionsprodukt aus der Reaktionszone der ersten Reaktionsstufe und einem Kohlenwasserstoffanteil mit relativ hohem mittlerem Molekulargewicht, durchführt, wobei man das Verhältnis Dampf zu Kohlenwasserstoffanteil mit größerem mittlerem Molekulargewicht kleiner wählt als das in der ersten Reaktionszone eingehaltene Verhältnis Dampf zu Kohlenwasserstoffanteil (mit geringerem mittlerem Molekulargewicht). '. Process for reforming hydrocarbons having at least ^ two carbon atoms per molecule in at least two stages, characterized in that an adiabatic steam reforming is carried out in the reaction zone of a first reaction stage in the presence of a nickel-containing catalyst at a temperature of 550 ° to 550 ° C Hydrocarbon fraction with a relatively low average molecular weight undertakes, 1.0 to 5.0 mol (e) of steam being admixed to each carbon atom of this hydrocarbon fraction, and then in the reaction zone at least one further reaction stage in the presence of a nickel-containing catalyst at a temperature of 300 ° to 55O ° C an adiabatic steam reforming of a hydrocarbon mixture, consisting of the gaseous reaction product from the reaction zone of the first reaction stage and a hydrocarbon fraction with a relatively high average molecular weight, is carried out, the ratio of steam to Hydrocarbon fraction with a larger average molecular weight is selected to be smaller than the ratio of steam to hydrocarbon fraction (with a lower average molecular weight) maintained in the first reaction zone. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man von Erdölraffineriegasen, verflüssigtem Erdgas, leichtnaphtha, Schwernaphtha und/oder Kerosin ausgeht.2. The method according to claim 1, characterized in that one of petroleum refinery gases, liquefied natural gas, light naphtha, Runs out of heavy naphtha and / or kerosene. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in zwei Reaktionsstufen reformiert.5. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that that one reformed in two reaction stages. +durchschnittlich+ average -20--20- 209383/1030209383/1030 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Kohlenwasserstoffentell mit geringem, mittlerem Molekulargewicht und den Kohlenwasserstoffanteil mit großem mittlerem Molekulargewicht durch Fraktionieren der pro Molekül mindestens zwei Kohlenstoffatome aufweisenden Kohlenwasserstoffe gewinnt.Process according to claim 1, characterized in that the hydrocarbon part is low, medium Molecular weight and the hydrocarbon content with large average molecular weight by fractionating those having at least two carbon atoms per molecule Hydrocarbons wins. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das gasförmige Reaktionsprodukt aus der ersten Reaktionsstufe in der zweiten Reaktionsstufe behandelt, nachdem man es mit zusätzlichem Dampf und dem Kohlenwasserstoff■ anteil mit einem größeren mittleren Molekulargewicht vermischt hat.Process according to Claim 1, characterized in that the gaseous reaction product from the first reaction stage treated in the second reaction stage after it has been treated with additional steam and the hydrocarbon ■ has mixed proportion with a larger average molecular weight. 209883/1030209883/1030
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