DE2355477C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von reformiertem Gas - Google Patents

Description

Reformierte Gase sind Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltende Gasmischungen, die z. B. aus einer katalytischen Umsetzung einer Mischung aus einem niedrigen Kohlenwasserstoff (normalerweise Methan) und einem Reaktionsgas gebildet sind. Als Reakt'.onsgas wird bei der sogenannten »Dampf-Reformierung« Wasserdampf eingesetzt, es ist aber auch

as bereits bekannt, als Reaktionsgas ein an Kohlendioxid reiches Gas zu verwenden. Beide Typen von reformierten Gasen, die entsprechend dem Reaktionsgas eine etwas unterschiedliche Zusammensetzung besitzen, haben in der Industrie vielfältige Anwendung

gefunden, sie können beispielsweise in erhitztem Zustand als Reduziergas in einen Hochofen eingeblasen werden oder in kaltem Zustand als Rohstoff zur Synthese von chemischen Düngestoffen oder Methylalkohol dienen.

Die Erfindung betrifft die Herstellung von reformiertem Gas aus einer Gasmischung aus einem an Methan reichen Ausgangsgas und einem an Kohlendioxid reichen, gegebenenfalls noch Wasser enthaltenden Ausgangsgas, indem die Ausgangsgase bei erhöhter Temperatur in einem Katalysator-Bett, das einen Kupferoxid-Katalysator enthält, zu einem an Wasserstoff und Kohlenmonoxid reichen Gas umgesetzt werden.

Ein solches Verfahren ist prinzipiell aus der französischen Patentschrift 9 83 347 bekannt, undzwar einschließlich der Verwendung eines Kupferoxid-Katalysators. Weiterhin sind bereits Herstellungsanlagen, die nach einem solchen Verfahren arbeiten, in der Literatur beschrieben, so z. B. die Onia-Gegi-Anlage (siehe Thomas E. Dunphy: »ONIA — GEGI Plant in Cork«, Inst. Gas Eng. Publication No. 615) und die Joklik-Küninger-Otto-Anlage siehe Schippers, J.: »Otto cyclic reforming plant at the Rotterdam-Feijenoord Gasworks«, IGU/B. 12-64 International Gas Conference, Scheveningen, 1964).

Die bekannten Verfahren sind noch nicht zufriedenstellend. Beispielsweise besitzen die bekannten Anlagen keine gesonderte Gasmischkammer zum Vermischen der Ausgangsgase vor dem Beginn der katalytischen Umsetzung. Vielmehr ist jeweils nur am Kopf des Reformierofens ein ziemlich kleiner Mischraum vorgesehen, in dem sich die (zweckmäßig vorerhitzten) Ausgangsgase nur unvollkommen vermisehen können. Die Folge ist, daß die Ausgangsgase in mehr oder weniger stark ausgeprägten eigenen Strömungskanälen durch das Katalysatorbett hindurchströmen, was die zuverlässige Einhaltung einer

vorbestimmten Zusammensetzung des reformierten Gases praktisch unmöglich macht. Ein weiterer Nachteil hat sich auch noch darin ergeben, daß sich in der Gasmischung sehr leicht Ruß ausbilden konnte, der

und ein Paar intermittierend arbeitender Reformieröfen, enthaltend ein mit dem Katalysator imprägniertes Packungsbett.

Wenn der Gasmischung noch ein heißes Verbren

vielen Stellen der Anlage zu erbeblichen Störun- 5 nungsgas zugemischt werden soll, ist am Kopf der

gen Anlaß gab. Die Reformier-Reaktion wurde bei den bekannten Anlagen durchweg bei einer Temperatur unterhalb von 900° C ausgeführt.

Mit der Erfindung sollen die bisher beobachteten

intermittierend arbeitenden Wärmeaustauscher und am Kopf der intermittierend arbeitenden Reformieröfen jeweils ein Heizbrenner angeordnet, dessen Abgasseite unmittelbar in die Wärmeaustauscher bzw. Nachteile b?i der Herstellung von reformiertem Gas ίο die Reformieröfen einmündet.

vermieden werden, d. h. es soll erreicht werden, daß Die Gasmischkammern sind vorzugsweise mit ei-

ein reformiertes Gas von zuverlässig gleichbleibender nem Gaseinlaß in der Nähe des Kammerkopfs und Zusammensetzung: eizeugt wird, bei dem die Refor- einem zweiten Gaseinlaß in der Nähe des Kammermier-Reaktion möglichst weitgehend abgelaufen ist bodens versehen, wobei die beiden Gaseinlässe tan- und somit keine größeren Mengen an Kohlendioxid 15 grntial in die Gasmischkammern einmünden und so und gegebenenfalls Wasser mehr in dem Gas enthal- angeordnet sind, daß die zugeleiteten Gase innerhalb

der Gasmischkammern in entgegengesetzten Richtungen kreisend sich verwirbeln.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolao gend zusammen mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Anlage näher erläutert. Diese Anlage ist dabei in Form eines schematischen Fließdiagramms in der Zeichnung dargestellt.

In der nachfolgenden Erläuterung, die auch die Vorteile der Erfindung verdeutlicht, bedeuten alle sich auf die Zusammensetzung der Gase beziehenden Prozent-Angaben Volumprozente.

Über die Leitung 1 wird in die Anlage ein Kokereigas eingespeist, welches ein etwas geringeres spezifisches Gewicht hat als ein Hochofengas. Diesem KoKcreigas. dessen Strömungsrate durch ein Ventil 2 gesteuert wird, wird in einem kontinuierlichen Heizer 3 auf eine Temperatur von 600 bis 800 C vor-

c) die beiden vorerhitzten Gase'werden'dänach ³⁵ S^{t;heizl u}"^d. ^dann tangential über das Ventil 4 in den in einem solchen Verhältnis, daß der Gehalt ^{Ullteren T} _f ^{ei Clne} _n ^r GasnnsAkammer 5 vern Zyklon-

typ eingeführt. Das ebenfalls mit dem Auslaß des Heizers 3 in Verbindung stehende Ventil 24 ist dabei geschlossen. Der Heizer 3, in dem das strömende Kokereigas kontinuierlich erhitzt wird, kann ein üblicher Röhren-Wärmeaustauscher sein oder aber auch

ten sind. Weiterhin soll mit der Erfindung sichergestellt werden, daß sich während der Herstellung des reformierten Gases kein störender Ruß ausbilden kann.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß erreicht durch ein Verfahren zur Herstellung von reformiertem Gas aus einer Gasmischung aus einem an Methan reichen Ausgangsgas und einem an Kohlendioxid reichen, gegebenenfalls noch Wasser enthaltenden Ausgangsgas, indem die Ausgangsgase bei erhöhter Temperatur in einem Katalysator-Bett, das einen Kupferoxid-Katalysator enthält, zu einem an Wasserstoff und Kohlenmonoxid reichen Gas umgesetzt werder. mit folgenden Verfahrensschritten:

a) das an Methan reiche Ausgangsgas wird für sich auf etwa 600 bis 800° C vorerhitzt,

b) das an Kohlendioxid reiche Ausgangsgas wird für sich auf etwa 1000 bis 1400° C vorerhitzt.

an CH4 im wesentlichen den gleichen Volumenanteil ausmacht wie der Gehalt an der Summe CO2 4- H2O, gesondert miteinander vermischt,

d) die Gasmischung wird sodann auf eine Temperatur von etwa 1000 bis 1300⁰C erhitzt und mit dieser Temperatur über das mindestens auf einer Temperatur von 1000° C gehaltene Katalysator-Bett geleitet.

ein soldier, der mit Röhren- und Mantelheizung arbeitet.

Weiterhin wird der Anlage über die Leitung 6 auch noch ein Hochofengas zugespeist. Dieses strömt mit einer durdi das Ventil 7 gesteuerten Strömungsrate zu einem intermittierenden Wärmeaustauscher 8, der mit einem Packungsbett 9 aus Gittersteinen, Kieseln od. dgl. versehen ist. Dieses Packungsbett 9 ist in ei-

Als an Kohlendioxid reiches Ausgangsgas kann dabei z. B. Hochofengas verwendet werden, welches

neben dem Kohlendioxid auch noch verhältnismäßig g

viel Kohlenmonoxid enthält, oder aber das Abgas 50 ner Weise, die weiter unten noch genauer erläutert

aus der Verbrennung von Petroleum- und öl-Brenn- wird, durch Verbrennungsgase eines Petroleum- oder

stoffen, welches neben dem Kohlendioxid auch noch Öl-Brennstoffs auf eine so hohe Temperatur erhitzt

Wasser enthält sowie Kohlenmonoxid enthalten kann. worden, daß das durch das Packungsbett 9 hindurch-

Als an Methan reiches Ausgangsgas kommen bei- strömende Hochofengas eine Temperatur von 1000

spielsweise Kokereigas oder Erdgas (Naturgas) in 55 bis 1400° C annimmt. Danach wird das Hochofengas

Frage, die einen hohen Gehalt an Methan und Was- vom Kopf des Wärmeaustauschers 8 abgezogen und

serstoff besitzen. in den oberen Teil der Gasmischkammer 5 eingeführt.

Zweckmäßig kann es sein, der Gasmischung zur Das Hochofengas gelangt dabei wiederum tangential,

ßeeinflussung ihrer Temperatur während des Durch- aber in einer Richtung, die der Strömungsrichtung

laufens des Katalysator-Betts noch ein heißes, am So des in den unteren Teil der Kammer 5 eingeführten

besten unmittelbar vorher erzeugtes Verbrennungs- Kokereigases entgegengesetzt ist, in die Kammer 5.

gas zuzumischen. Während dieses Vorgangs ist das Ventil 16« geöffnet,

Weiterhin sieht die Erfindung auch eine Anlage während die übrigen, mit dem Wärmeaustauscher 8

zur Durchführung dieses Verfahrens vor, die sich in Verbindung stehenden Ventile 10, 11, 12 und 16

kennzeichnet durch einen kontinuierlich arbeilenden 65 geschlossen sind. Das Ventil 16 steuert dabei eine

Heizer, ein Paar intermittierend arbeitender Wärme- Umgehungsleitung, mit der ein Teil des Hochofenga-

austauscher mit wärmeübertragendem Packungsbelt, ses oder auch das gesamte Hochofengas um den

ein Paar separater zyklonartiger Gasmischkammern Wärmeaustauscher 8 herumgeführt werden kann,

wenn die Temperatur des Packungsbetts 9 so hoch sein sollte, daß das Hochofengas in dem Wärmeaustauscher 8 auf eine zu hohe Temperatur erhitzt werden würde.

Das in der Gasmischkammer S erzeugte Gasgemisch wird über die Leitung 13 dem oberen Einlaß eines intermittierenden Reformierofens 14 zugeführt. Dieser Reformierofen enthält ein Packungsbett 15 aus Gittersteinen, Kieseln od. dgl., die vorzugsweise aus Aluminiumoxid bestehen und einen Reformier-Katalysator tragen. Solange die Gasmischung über die Leitung 13 in den Reformierofen 14 strömt, sind die damit in Verbindung stehenden Ventile 17, 18 und 19 geschlossen. Das Packungsbett 15 in dem Reformierofen 14 wird in einer Weise, die weiter unten noch genauer erläutert wird, durch die Verbrennungswärme eines Petroleum- oder Öl-Brennstoffs auf eine Temperatur erhitzt, die höher liegt als die Temperatur der über die Leitung 13 ankommenden Gasmischung. Während des Durchströmens des Packungsbetts 15 wird die Temperatur der Gasmischung durch den Wärmeaustausch mit dem Packungsbett auf einen Wert oberhalb 1000° C erhöht, wodurch sich eine rasche Reformier-Reaktion einstellt und audi die Ausbildung von Ruß innerhalb des Ofens 14 verhindert wird.

Der in dem Packungsbett 15 des Reformierofens 14 enthaltene Reformier-Katalysator besteht aus Kupferoxid, welches durch Kalzinieren einer wäßrigen Lösung von Kupfernitrat, mit der das Trägermaterial (z. B. Aluminiumoxid) des Packungsbetts imprägniert ist, gebildet wurde.

Aus dem unteren Teil des Reformierofens 14 wird über ein Ventil 20 ein reformiertes Gas abgezogen, welches über die Leitung 21 die Anlage verläßt. Solange das Ventil 20 geöffnet ist, ist das ebenfalls mit der Leitung 21 in Verbindung stehende Ventil 40 geschlossen.

Die in dem Packungsbett 15 gespeicherte Wärme nimmt im Verlaufe des Betriebs des Reformierofens

14 graduell ab, und zwar nicht nur dadurch, daß die Wärme von der strömenden Gasmischung mit fortgetragen wird, sondern auch wegen der Tatsache, daß die Reformier-Reaktion eine endotherme Reaktion ist, wie sich aus den folgenden Gleichungen ergibt:

CH4 + CO2 = 2H2 + 2CO —59,1 Kcal (1)

CH₄ + HzO = 3Fb + CO- 49,0 Kcal (2)

Dementsprechend muß Vorsorge getroffen werden, um das Packungsbett 15 von Zeit zu Zeit wieder auf die erforderliche hohe Temperatur aufzuheizen, damit die das Packungsbett 15 durchströmende Gasmischung keine zu niedrige Temperatur annimmt.

Um ein regelmäßiges Aufheizen des Padcungsbetts

15 und, von Zeit zu Zeit, natürlich auch des Pakkungsbetts 9 durchfuhren zu können, ist die gesamte Anlage »doppelt« vorhanden, d. h. alle vorangehend besdiriebenen Bestandteile der Anlage sind noch einmal vorhanden. Es ist daher möglich, die Gasströme abwechselnd durch den ersten oder den zweiten Teil der Anlage zu leiten und in dem jeweils anderen Teil derweil die Packungsbetten 15 bzw. 9 wieder aufzuheizen. Der zweite Teil der Anlage ist in der zeichnerischen Darstellung genau spiegelbildlich zum ersten, vorangehend besdiriebenen Teil der Anlage eingezeichnet, wobei die Spiegelebene durch die Leitungen 1 und 21 verläuft. Da alle Bestandteile im zwei ten Teil der Anlage funktionsmäßig und auch im Aufbau den entspredienden Bestandteilen im ersten Teil der Anlage entspredien, wird der zweite Teil der Anlage hier nicht noch einmal in Einzelheiten erläutert.

Erwähnt sei jedoch, daß alle einander entspredienden Teile in der Gesamt-Anlage mit Bezugszeichen versehen sind, die sich genau um die Differenz »20« unterscheiden.

Wenn das über den ersten Teil der Anlage und ίο damit über das Packungsbett 15 gelaufene Gasgemisch, weldies aus der Leitung 21 austritt, eine Temperatur von z.B. etwa 1000° C erreicht hat, werden die Ventile 4, 7 und 20 geschlossen, während die entsprechenden Ventile 24, 27 und 40 geöffnet werden, so daß der Gasstrom über den zweiten Teil der Anlage zur Leitung 21 verläuft. Während dieser Zeit werden die Ventile 17 und 18 am Kopf des Reformierofens 14 und die Ventile 10 und 11 am Kopf des Wärmeaustauschers 8 so geöffnet, daß in den

ao riditigen Mengen über die Leitungen 51 ein Petroleum- oder Öl-Brennstoff und über die Leitung 52 Luft in den Heizbrenner eintreten kann, die sich im Kopf des Wärmeaustauschers 8 bzw. des Reformierofens 14 befinden. Das sich dabei bildende Gemisch

»5 aus Brennstoff und Luft entzündet sich, und die entstehenden heißen Verbrennungsgase strömen die Packungsbetten 9 bzw. 15 abwärts, wodurch sich die Packungsbetten wieder auf die vorgeschriebene hohe Temperatur aufheizen. Während dieses Aufheizens der Packungsbetten sind die am Boden des Wärmeaustauschers 8 bzw. des Reformierofens 14 angeordneten Auslaßventile 12 und 19 geöffnet, so daß die Verbrennungsgase über die Leitungen 22 bzw. 23 entweidien können. Natürlich sind während dieses Vorgangs die der normalen Gasführung dienenden Ventile 16, 16a und 20 geschlossen. Die über die Leitungen 22 und 23 abgeführten Verbrennungsgase können zweckmäßig in dem kontinuierlichen Heizer 3 noch zum Aufheizen des einströmenden Kokereigases nutzbar gemacht werden, so daß noch ein weiterer Teil der in den Verbrennungsgasen enthaltenen Wärmeenergie wieder gewonnen werden kann. Die dafür notwendigen Leitungen sind jedoch zur Vereinfachung in der zeidinerisdien Darstellung nicht mit eingezeidinet.

In der bisherigen Beschreibung ist angenommen, daß ein Hodiofengas, weldies verhältnismäßig reich an Kohlendioxid ist, verwendet wird. Es ist jedoch auch möglidi, ein Petroleum- oder Öl-Verbrennungsso gas zu verwenden, weldies ebenfalls reidi an Kohlendioxid ist. Audi damit ergibt sidi nach dem gleidien Verfahren in der gleidien Apparatur ein hochtemperatur-reformiertes Gas, mit dem einzigen Untersdiied, daß dann die weiter oben erwähnten chemischen Re aktionen gemäß den Gleichungen (1) und (2) gleidi- zeitig und gemeinsam ablaufen. Im Falle der Verwendung eines Hochofengases, weldies keine nennenswerten Mengen an Wasser enthält, entfällt die Reaktion gemäß der Gleichung (2) weitgehend.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es wichtig, daß die Mengenanteile des an Kohlendioxid reidien Gases und des an Methan reidien Gases so gewählt werden, daß die Menge an Methan in der Gasmisdiung etwa den gleidien VoIu-

menanteil besitzt wie die Menge der Summe an Kohlendioxid und Wasser. Je nadi der Temperatur und der Zusammensetzung der zur Verfugung stehenden Ausgangsgase liegt das Volumenverhältnis {*A:B*),

7 8

in denen die Ausgangsgase miteinander gemischt wer- Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines

den, z. B. für eine Mischung aus Kokereigas (»/)«) konkreten Zahlenhcispiels in noch weiteren Einzel-

und Hochofengas (»ß«) in der Praxis etwa im Be- heiten erläutert.

reidi von 0,48 bis 0,63. Es wurden in die zeichnerisch dargestellte Anlage

Um eine' Explosion der auf hohe Temperatur er- 5 als Ausgangsgase ein Kokereigas und ein Hochofen-

hitzten Gase beim Start bzw. beim Umschalten der gas eingespeist, wobei diese beiden Gase die in der

beiden Teile der Anlage zu vermeiden, ist es notwen- Tabelle niedergelegte Zusammensetzung hatten: dig, die Mischung der Gase dadurch zu bewirken,

daß zunächst das an Kohlendioxid reiche Gas und Tabelle: Zusammensetzung der Ausgangsgase

erst dann das an Methan reiche Gas in die Gasmisch- i° ■.,,·,.. TJ Z~_t

kammer 5 eingespeist wird. Entsprechend muß beim (VolunTpmzcn.) (Volumprozent)

Abschalten des betreffenden Teils der Anlage zu-

nächst die Zufuhr an dem an Methan reichen Gas H₂ 51 CO₂ .... 12.8

gestoppt werden, bevor die Zufuhr an dem an Koh- CH₄ 32 CO 25 1

lendioxid reichen Gas abgeschaltet wird. >5 CO 7 H₂ 4,2

Die Temperaturen, auf die die beiden Ausgangs- C₂H₄ 3 CH₁ .... 0,8

gase vor der Einspeisung in die Gasmischkammer 5 N₂ 3 N₂ 57,1

erhitzt werden, bestimmen sich nach praktischen Er- O, 1

wägungen. Wenn beispielsweise das an Methan reiche

Gas vor der Gasmischkammer 5 auf eine Temperatur 20 Das Kokereigas wurde mit einer Rate von von mehr als 800° C erhitzt wird, kann sich in der 300 Nm³Zh in einen Röhren-Heizer 3 eingespeist und Gasmischkammer 5 in Folge einer thermischen Zer- darin auf etwa 700 C erhitzt. Danach wurde es in Setzung des Methans Ruß ausbilden. Eine entspre- die Zyklon-Gasmischkammer 5 geleitet, welche ein chende Gefahr besteht bei dem an Kohlendioxid rei- inneres Volumen von 0.65 nv' hatte. Das Hochofenchen Gas nicht, so daß dieses Gas ohne weiteres auf 25 gas wurde mit einer Rate von 175 Nm-Mi in den Wär-Temperaturen von 1000 bis 1400° C vorgeheizt wer- meaustauscher 8 eingespeist, darin auf etwa 1300 C den kann. Auch noch höhere Temperaturen wären erhitzt und dann ebenfalls in die Gasmischkammer 5 theoretisch möglich, wurden aber in der praktischen weitergeführt. Das Einspeisen der beiden Gase in die Durchführung zu Schwierigkeiten führen. Gasmischkammer 5 erfolgte an den Stellen und in Das erfindungseemäße Verfahren läßt sich in einer 30 der Weise, wie das vorangehend schon erläutert wur-Variante auch noch dahingehend abwandeln, daß de. Der Wärmeaustauscher 8 besaß ein Packungsbett während des Betriebs des R~eformierofens 14 zusatz- aus Gittersteinen, welches ein scheinbares Volumen lieh zu der über die Leitung 13 kommenden Gasmi- ^v°n 1,5 nv¹ besaß und auf 1400 C vorgeheizt worschung auch noch über die Leitungen 51 und 52 und den war.

die zugehörigen Ventile 18 und 17 geringe Mensen 35 Die in der Gasmischkammer 5 innig vermischte an Brennstoff und Luft mit in den Kopf "des Refor- Gasmischung wurde mit einer Temperatur von etwa mierofens eingespeist werden. Dadurch ersibt sich in i -00 <-' in den Reformieren 14 weitergelciict. Der dem Reformierofen noch zusätzlich ein entsprechen- Reformierofen 14 enthielt ein Katalysator-Packungsdes Ausmaß an einer Verbrennung, wobei sich die bett, welches aus Aluminiumoxid-Steinen, die mit heißen Verbrennungsgase mit dem über die Lcitunsz 40 dem Kupferoxid-Katalysator imprägniert waren, be-13 zugeführten Gasgemisch mischen und gemeinsam stand und zuvor auf etwa 1500 C vorgeheizt war. .nit diesem Gassemisch reformiert werden. Diese Das scheinbare Volumen des Betts betrug 1.65 m³. Verbrennungsgas*: führen dabei eine gewisse zusatz- Die Temperatur des über die Leitung 21 abgezoliche Wärme in den Reformierofen ein", wodurch dem genen reformierten Gases sank im Laufe des Be-Temperaturabfall des in dem Packungsbett 15 des 45 triebs des Reformierofens 14 graduell von etwa Reformierofens 14 erzeugten reformierten Gases ent- 1200^r C innerhalb etwa V₂ h auf etwa 1100 C. In ceeeneewirkt werden kann. dem Augenblick wurde der Gasstrom auf den paral-" Wie sich aus der zeichnerischen Darstellung ercibt. lelcn zweiten Teil der Anlage umgeschaltet. Dieser verläuft der Wärmeaustausch im Packungsbett 9 des Umschaltvorgang wurde ständig jede V₂ h wiederholt, intermittierenden Wärmeaustauschers 8 im Gegen- 50 Auf diese Weise wurde kontinuierlich in einer Rate strom zum Temperaturprofil, welches sich beim Auf- von 570 Nm-Vh ein reformiertes Gas erzeugt, dessen heizen des Packungsbetts 9 einstellt. Dieser Gegen- Temperatur höher lag als 1000° C, und dessen Zustrom-Wärmeaustausch findet längs des gesamten sammensetzung den durchschnittlichen Wert Packungsbetts 9 effektiv in einem ziemlich gleichför- ₃₆o/_o co, 2.5% CCh, 38°/o H2, migen Ausmaß statt, weil die Temperaturdifferenz 55 O,5°/o CHi. 1% H2O und 22°/o N2 zwischen dem Bett und dem strömenden Gas über
die Länge des Betts verhältnismäßig gleichmäßig ist. hatte.

Im Gegensatz dazu verläuft der Wärmeaustausch in Zum Zwecke des Vergleichs wurde die Herstellung

dem Katalysator-Packungsbett 15 des Reformier- eines hochtemperatur-reformierten Gases unter prak-

ofens 14 im Gleichstrom zum Temperaturprofil des 6g tisch den gleichen Bedingungen ausgeführt, wie vor-

Packungsbetts. Bei einem Gleichstrom-Wärmeaus- angehend beschrieben, mit der Ausnahme jedoch,

tausch ist die Temperaturdifferenz zwischen dem Pak- daß die gesonderte Gasmischkammer 5 fortgelassen

kungsbett und dem Gas am Kopf des Reformierofens wurde. Bei einer derartigen Verfahrensweise zeigte

14 größer als an dessen Boden, so daß die Refor- sich der Nachteil, daß der CCh-Gehalt des reformier-

mier-Reaktion weitgehend im Bereich des Kopfs des 65 ten Gases auf 5,5% anstieg. Außerdem entstand in

Reformierofens 14 abläuft, während zum Boden des zahlreichen Teilen des gasführenden Systems Ruß,

Reformierofens hin nur noch Reste des Gasgemi- der die Reformierungs-Vorrichtung verunreinigte

sches ausreagiert werden. ^und auch zu Verstopfungen führte, so daß der Refor-

■"ti-

mier-Vorgang nicht allzu lange aufrechterhalten werden konnte.

In einem weiteten Vergleichsversuch wurde die Herstellung des reformierten Gases wiederum in der vorangehend als erfindungsgemäß beschriebenen Weise durchgeführt, jedoch diesmal mit der Ausnahme, daß ein Reformierofen verwendet wurde, der eine kleine einfache Gasmischkamnier enthielt. Bei

10

dieser Variante der Verfahrensführung traten ähnliche Nachteile auf wie bei dem ersten Vergleichsversuch. Der CCh-Gehalt des reformierten Gases stieg auf einen Wert von 5,0% an, und außerdem zeigte sich Ruß im Katalysator-Bett, der zu einem starken Druckabfall über dem Bett und damit zu einer sehr viel kürzeren Lebensdauer des Betts führte, verglichen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

15 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von reformiertem Gas aus einer Gasmischung aus einem an Methan reichen Ausgangsgas und einem an Kohlendioxid reichen, gegebenenfalls noch Wasser enthaltenden Ausgangsgas, indem die Ausgangsgase bei erhöhter Temperatur in einem Katalysator-Bett, das einen Kupferoxid-Katalysator enthält, zu einem an Wasserstoff und Kohlenmonoxid reichen Gas umgesetzt werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) das an Methan reiche Ausgangsgas wird für sich auf etwa 600 bis 800° C vorerhitzt,

b) das an Kohlendioxid reiche Ausgangsgas wird für sich auf etwa 1000 bis 1400° C vorerhitzt,

c) die beiden vorerhitzten Gase werden danach in einem solchen Verhältnis, daß der Gehalt an CHi im wesentlichen den gleichen Volumenanteil ausmacht wie der Gehalt an der Summe CCh + H2O, gesondert miteinander vermischt,

d) die Gasmischung wird sodann auf eine Temperatur von etwa 1000 bis 1300° C erhitzt und mit dieser Temperatur über das mindestens auf einer Temperatur von 1000^c C gehaltene Katalysator-Bett geleitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasmischung während des Durchlaufens des Katalysator-Betts ein heißes Verbrennungsgas zugemischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlendioxid reiches Ausgangsgas ein Hochofengas, ein Verbrennungsgas aus der Verbrennung von Petroleum bzw. Öl-Brennstoffen oder eine Mischung dieser Gase und als an Methan reiches Ausgangsgas ein Kokereigas oder ein Erdgas verwendet wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen kontinuierlich arbeitenden Heizer (3), ein Paar intermittierend arbeitender Wärmeaustauscher (8, 28) mit wärmeübertragendem Packungsbett (9, 29), ein Paar separater zyklonartiger Gasmischkammern (5, 25) und ein Paar intermittierend arbeitender Reformieröfen (14, 34), enthaltend ein mit dem Katalysator imprägniertes, wärmeübertragendes Packungsbett (15, 25).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch am Kopf der intermittierend arbeitenden Wärmeaustauscher (8, 28) und am Kopf der intermittierend arbeitenden Reformieröfen (14, 34) angeordnete Heizbrenner mit Leitungen (51, 52), deren Abgasseite unmittelbar in die Wärmeaustauscher (8, 28) bzw. die Reformieröfen (14, 34) einmündet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch Gasmischkammern (5, 25) mit einem Gaseinlaß in der Nähe des Kammerkopfs und einem zweiten Gaseinlaß in der Nähe des Kammerbodens, wobei die beiden Gaseinlasse tangential in die Gasmischkammern einmünden und so angeordnet sind, daß die zugeleiteten Gase innerhalb der Gasmischkammern in entgegengesetzten Richtungen kreisend sich verwirbeln.