DE3046268A1 - Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von wasserstoff - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von wasserstoff

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DE3046268A1 DE19803046268 DE3046268A DE3046268A1 DE 3046268 A1 DE3046268 A1 DE 3046268A1 DE 19803046268 DE19803046268 DE 19803046268 DE 3046268 A DE3046268 A DE 3046268A DE 3046268 A1 DE3046268 A1 DE 3046268A1
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Wasserstoff
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff aus einem Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe enthaltenden Rohgas mit einer Dampfreformierung der Kohlenwasserstoffe und einer nachfolgenden Abtrennung des dabei erzeugten Wasserstoffs in einer Adsorptionsanlage mit mehreren im Druckwechsel betriebenen, zyklisch umschaltbaren Adsorbern, die jeweils eine Adsorptionsphase und eine Stufen der Entspannung, der Spülung und des Druckaufbaus umfassende Regenerierphase durchlaufen. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Eine großtechnisch in weitem Umfang angewendete Methode zur (@ewinnung von Wasserstoff ist die Dampfreformierung leichter Kohlenwasserstoffe. Bei der Dampfreformierung werden die eingesetzten Kohlenwasserstoffe mit Dampf vermischt und üblicherweise in einem Röhrenreaktor in Anwesenheit eines Katalysators umgesetzt. Die für die endotherme Reaktion erforderliche Energie wird durch äußere Beheizung der Reaktionsrohre bereit gestellt. Als Kohlenwasserstoff wird bevorzugt Methan eingesetzt, da es einen höheren Wasserstoffanteil aufweist als schwerere Kohlenwasserstoffe, doch kommen auch an- dere Einsätze wie beispielsweise C3- oder C4-Kohlenwasserstoffe als Einsatz in Frage.
  • Das bei einer Dampfreformierung gebildete Gasgemisch besteht im wesentlichen aus Wasserstoff, Oxiden des Kohlenstoffs und enthält darüber hinaus noch geringe Munden an leichten Kohlonwasscrstoffen. Es ist deshalb erforderlich, den Wasserstoff als gewünschtes Verfahresprodukt von den übrigen Komponenten zu befreien. Ein übliches Verfahren hierfür ist eine Druckwechseladsorption, der meist eine Konvertierung des Kohlenmonoxids vorgelagert ist, um bei hoher Temperatur unter Zugabe von Wasserdampf den Kohlenmonoxidgehalt und Bildung weiteren Wasserstoffs und Kohlendioxids herabzusetzen. Ein Verfahren dieser Art ist in der DE-OS 29 11 669 beschrieben.
  • Bei Verwendung eines bereits Wasserstoff enthaltenden Rohgases, beispielsweise eines Wasserstoff und leichte Kohlenwasscrstoffc enthaltenden Raffineriegases, wi3-c#, je nach (i(~Hl W~l:--serstoffgehalt des Rohgases, entweder eine vorgeschaltete Abtrennung des Wasserstoffs in einer separaten Zerlegungseinheit vorgenommen, oder der Wasserstoff wird mit durch die Dampfreformieranlage geleitet und dann gemeinsam mit dem dabei gebildeten Rohwasserstoff weiterverarbeitet.
  • Beide Verfahrensweisen sind nicht voll befriedigend, da entweder eine separate Zerlegungseinheit, beispielsweise eine Tieftemperaturanlage oder eine weitere Druckwechsel-Adsorptionsanlage, benötigt wird, oder weil der durch die Dampfreformieranlage mit hindurchgeführte,im Rohgas enthaltene Wasserstoff einen Ballaststrom für diesen Verfahrensschritt darstellt. Während die erste Alternative hohe Investitionen für -den Bau einer zur Durchführung geeigneten Anlage erfordert, ist die zweite Möglichkeit aus wärme technischer hinsicht unbefriedigend. Außerdem muß der Dampfreformierer wegen des Wasscrstoff-Ballaststroms größer als eigentlich erforderlich dimensioniert werden.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Wasserstoffgewinnung bei niedrigen Investitionen und gleichzeitig in hoher Ausbeute erfolgen kann.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Rohgas und der durch die Dampfreformierung erzeugte Rohwasserstoff in der Adsorptionsanlage in eine Produkt-Wasserstofffraktion, eine der Dampfreformierung als Einsatz zuzuführende, mit Kohlenwasserstoffen angereicherte Fraktion und in eine weitere Fraktion zerlegt werden.
  • Erfindungsgemäß wird damit vorgeschlagen, die Abtrennung des Wasserstoffs aus dem Rohgas und die Reinigung des durch die Dampfreformierung gewonnenen Rohwasserstoffs in einer gemeinsamen integrierten Druckwechsel-Adsorptionsanlage durchzuführen. Die Adsorptionsanlage wird dabei unter solchen Bedingungen betrieben, daß neben dem Produktwasserstoff zwei weitere Fraktionen abgegeben werden, nämlich einmal die aus dem Rohgas abgetrennten Kohlenwasserstoffe, die der Dampfreformierung zugeführt werden und, getrennt davon, die aus dem reformierten Gas abgetrennten Verunreinigungen. Diese letztere Fraktion kann vorteilhaft als Heizgas für die Dampfreformierung verwendet werden und den Brennern des Reformierreaktors zugeleitet werden. Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemaßen Verfahrens ist die Abgabe von drei getrennten Strömen aus der Druckwechsel-Adsorptionsanlage. In üblichen Adsorptionsanlagen, in denen neben dem Produktgas lediglich eine weitere Fraktion abgegeben wird, sind dagegen für die gemeinsame Reinigung des Rohgases und des Rohwasserstoffs nicht geeignet, da hierbei neben dem Produktwasserstoff eine Restgasfraktion anfallen würde, die Komponenten der beiden Einsatzströme enthält. Wegen der Anwesenheit von Kohlenoxiden in die- sem Restgas wäre das Gas nicht als Einsatz für eine Dampfreformierung geeignet, da diese Komponenten eine Schädigung des Reformierkatalysators bewirken würden.
  • In einer besonderen erfinderischen Ausgestaltung des Verfahrens wird das Rohgas einer ersten Gruppe von zyklisch umichaltbaren Adsorbern und der Rohwasserstoff einer zweiten Gruppe von zyklisch umschaltbaren Adsorbern zugeführt, wobei jeder Adsorber der Adsorptionsanlage nur einer Gruppe zugehört. Der Produktwasserstoff wird dabei von den Austrittsenden der beiden Adsorbergruppen abgezogen und bei der Regenerierung der Adsorber wird mindestens während einer Entspannungsstufe anfallendes Entspannungsgas zu einem in einer Regenerierphase befindlichen Adsorber der anderen Gruppe geleitet. Das bei diesem Verfahren bei der Regenerierung der ersten Adsorbergruppe anfallende Restgas wird als Einsatz für die Dampfreformierung und das bei der Regenerierung der zweiten Adsorber-Gruppe anfallende Restgas als Heizgas für die Beheizung des Reformierreaktors abgezogen. Das der jeweils anderen Gruppe zugeführte Entspannungsgas kann dabei für einen Druckausgleich mit einem im Druckaufbau befindlichen Adsorber herangezogen werden, oder es kann zur Spülung eines Adsorbers der anderen Gruppe verwendet werden.
  • Das wesentliche Merkmal eines solchen Verfahrens ist die austrittsseitige Kopplung zweier eintrittsseitig getrennter Adsorptionsanlagen, durch die eine besonders hohe Wasserstoffausbeute ermöglicht wird. Begründet wird die hohe Ausbeutc dadurch, daß eine erfindungsgemäße integricrtc Anlaye ein( stärkere Unterteilung der Regenerierphase in einzelne Stufen erlaubt als einzelne Anlagen mit insgesamt der gleichen Anzahl an Adsorbern. Die Erhöhung der Adsorberzahl durch die Integration zweier eintrittsseitig getrennter Adsorptionsanlagen erlaubt, mehr Druckausgleichstakte während der Regenerierung durchzuführen und damit die Wasserstoffverluste zu verringern. Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich Ausbeuten erreichen, die bei getrennten Anlagen mit jeweils der gleichen Adsorberzahl wie die erfindungsgemäß integrierte Anlage erreichbar wären, wozu jedoch erheblich höhere Investitionsen erforderlich wären.
  • In einer weiteren günstigen Ausgestaltung der Erfindung werden die während einer Adsorptionsphase aus den beiden Adsorbergruppen austretenden Wasserstoffströme über eine gemeinsame Produktleitung abgezogen.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren bestehen die Adsorbergruppen aus jeweils mindestens zwei Adsorbern, wobei die Anzahl der Adsorber innerhalb der beiden Gruppen verschieden sein kann.
  • In einer vortelhaften Weiterbildung der Erfindung enthalten die Gruppen jedoch mindestens vier Adsorber, um eine kontinuierliche Produktgasabgabe aus den einzelnen Gruppen zu gewährleisten.
  • Die von den einzelnen Adsorbern im Betriebsfall zu durchlaufenden Zyklen von Adsorptions- und Regenerierphase sind für die Adsorber einer Gruppe jeweils gleich, jedoch in ihrem zeitlichen Ablauf gegeneinander versetzt. Die Zyklen der beiden Gruppen können dagegen verschieden sein, sofern nur gewährleistet wird, daß die Zyklen hinsichtlich der gemeinsamen Regenerierstufen aufeinander abgestimmt sind. Sofern beider (ruf)en gloicl1viele Adsorber enthalten, ist es besonders zwctckmYBig, daß alle Adsorber gleichartige, zeitlich gegenei n:inder versetzte Zyklen durchlaufen.
  • Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Anlage enthält zwei Gruppen von Adsorbern. Die Adsorber jeder Gruppe sind dabei an ihrer Eintrittsseite mit je einer Rohgasleitung und einer Restgasleitung verbunden und austrittsseitig mit einer Produktgasleitung und mit einem al- len Adsorbern gemeinsamen System von Druckausgleichsleitungen und Spülgasleitungen verbunden. Die Leitungen sind dabei in üblicher Weise mit Schaltventilen, die den Ablauf der Zyklen der Adsorber regeln, versehen.
  • Häufig ist es zweckmäßig, alle Adsorber mit einer gemeinsamen Produktgasleitung zu verbinden und von dieser Leitung Alvxweigungen zu den Austrittsenden der Adsorber vorzusehen, über die ein Druckaufbau der Adsorber, zweckmüßigerweise die letzte Druckaufbaustufe, durchgeführt werden kann.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
  • Es zeigen: Figur 1 ein Verfahrensschema des erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 2 eine erfindungsgemäße Adsorptionsanlage mit zehn Adsorbern, die in zwei Gruppen zu je fünf Adsorbern aufgeteilt sind, und Figur 3 ein Zeitablaufschema für den Betrieb der Adsorptionsanlage gemäß Figur 2.
  • In Figur 1 wird über Leitung 200 ein Gemisch aus Wasserstoff und leichten Kohlenwasserstoffen, beispielsweise ein Raffineriegas, zugeführt und in eine Druckwechsel-Adsorptionsanlage 201 geleitet. Aus der Druckwechsel-Adsorptionsanlage 201 wird über Leitung 202 der bei der Adsorption nicht in den Adsorbern zurückgehaltene Wasserstoff als Produktstrom abgezogen.
  • Bei der Regenerierung der für die Zerlegung des Rohgases 200 vorgesehenen Adsorber fällt ein mit Kohlenwasserstoffen angereichertes Restgas an, das über Leitung 203 aus der Anlage abgezogen wird. Im Verdichter 204 wird dieses Gas auf einen für die Dampfreformierung geeigneten Druck verdichtet und ge- langtanschließend über Leitung 205 in eine Anlage 206 zur Dampfreformierung. Die Dampfreformierung, deren Verfahrensstufen im einzelnen nicht dargestellt sind, erfolgt dabei in üblicher Weise. In dieser Stufe enthalten sind sowohl die Vorwärmung als auch die Abkühlung des Einsatzes bzw. Reaktionsprodukts sowie eine gegebenenfalls nachfolgende Konvertierung des Reaktionsprodukts zur weiteren Steigerung der Wasserstoffausbeute sowie andere bei der Dampfreformierung übliche Verfahrensschritte. Der hierbei gewonnene Rohwasserstoff wird schließlich über Leitung 207 abgezogen. Er enthält neben Wasserstoff im wesentlichen leichte Kohlenwasserstoffe und Kohlenoxide. Der Rohwasserstoff wird ebenfalls der Druckwechsel-Adsorptionsanlage 201 zugeführt und dort in Wasserstoff-Produktgas und ein Restgas zerlegt. Der Wasserstoff wird ebenfalls über Leitung 202 abgezogen und einem Verbraucher zugeführt, während das bei der Regenerierung der Adsorber anfallende Restgas über Leitung 208 abgezogen und als Heizgas zu den Brennern des Dampfreformierers 206 geleitet wird.
  • Die für die Zerlegung der beiden Gasströme verwendete Druckwechsel-Adsorptionsanlage ist in der Figur 2 näher erläutert.
  • In der dargestellen Anlagen sind die zehn Adsorber 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 in zwei Gruppen von je fünf Adsorbern aufgeteilt. Eine, die Adsorber 1, 3, 5, 7 und 9 umfassende Gruppe ist eintrittsseitig an eine Rohgasleitung 111, beispielsweise die Rohgasleitung 200 in Figur 1, die andere, die Adsorber 2, 4, 6, 8 und 10 umfassende Gruppe an eine zweite Rohgasleitung 112, beispielsweise die Rohwasserstoffleitung 207 in Figur 1, angeschlossen. Das Aus- trittsende aller Adsorber ist mit einer gemeinsamen Produktgasleitung 113 verbunden.
  • Dem Adsorber 1 sind auf der Eintrittsseite Schaltventile 11 und 12 und auf der Austrittsseite Schaltventile 13, 14, 15 und 16 zugeordnet, durch deren Betätigung die einzelnen Phasen eines Zyklus umgeschaltet werden. In entsprechender Weise sind die übrigen Adsorber 2 bis 10 mit Schaltventilen 21 - 26 bis 101 - 106 ausgestattet.
  • Die durch die Endziffer 2 charakterisierten Schaltventile auf der Eintrittsseite der Adsorber stehen für beide Gruppen getrennt mit zwei Restgasleitungen 114 und 115 in Verbindung. Die Restgasleitungen führen in Pufferbehälter 116 und 117, aus denen über die Leitungen 118 bzw. 119 die Restgase abgezogen werden.
  • Die in den einzelnen Adsorbern nacheinander ablaufenden Vorgänge seien am Beispiel des Adsorbers 1 erläutert.Die in Klammern hinzugefügten Angaben AA, AB, El bis ES, S, BO bis B3 beziehen sich auf die einzelnen Stufen des Zyklus, wie sie im Zeitablaufschema der Figur 3 dargestellt sind.
  • Unter dem Adsorptionsdruck stehendes Rohgas aus Leitung 111 gelangt durch das geöffnete Ventil 11 in den Adsorber 1. Hier werden die leichter adsorbierbaren Komponenten festgehalten, während die schlechter adsorbierbaren Bestandteile die Anlage über das geöffnete Ventil 13 und die Produktgasleitung 113 verlassen. Die Adsorption (AB) kann unter Verwendung sämtlicher bekannter Adsorptionsmittel, z.B. Aktivkohle, Silikagel, Aluminiumoxidgel und Molekularsiebe, durchgeführt werden. Die Wahl des jeweiligen Adsorptionsmittels richtet sich dabei nach der Art des ZU zerlegenden Gasgemisches. Während der Adsorption bildet sich innerhalb des Adsorbers eine Adsorptionsfront aus, die mit zunehmender Beladung in Richtung des Austrittsendes des Adsorbers fortschreitet. Die Adsorptionsphase (AA) wird beendet, bevor die Adsorptionsfront das Austrittsende des Adsorbers 1 erreicht hat. Hierzu werden die Ventile 11 und 13 geschlossen. Das im Adsorber 1 eingeschlossene Gas wird anschließend in einer ersten Entspannungsstufe (Ei) im Gleichstrom über das geöffnete Ventil 14 abgezogen und dem in einer dritten Druckaufbaustufe (B1) befindlichen Adsorber 6 über das geöffnete Ventil 64 zugeleitet. Nach erfolgtem Druckausgleich wird das Ventil 14 geschlossen und Ventil 15 geöffnet. Dadurch weiterhin aus dem Adsorber 1 abströmendes Entspannungsgas (E2) wird über das geöffnete Ventil 75 dem in einer zweiten Druckaufbaustufe (B2) befindlicllen Adsorber 7 zugeleitet. Nach erfolgtem Druckausgleich wird das Ventil 75 geschlossen und durch Offenen des Ventils 85 ein dritter Druckausgleich mit dem Adsorber 8 eingeleitet. Der Adsorber 1 durchläuft dabei eine dritte Entspannungsstufe (E3) , während sich der Adsorber 8 in einer ersten Druckaufbaustufe (B3) befindet.
  • Nach den drei Druckausgleichsstufen schließt sich für den Adsorber 1 eine weitere Entspannung (E4) an, während der Entspannungsgas nach Schließung des Ventils 15 über das nunmehr geöffnete Ventil 16 und das geöffnete Ventil 96 in den Adsorber 9 gelangt. Im Adsorber 9 wird dabei eine Spülung (S) durchgeführt, und das dabei aus dem Eintrittserlele dess A orDers 9 austretende Gas wird über das geöffnete Ventil 92 in die Restgasleitung 114 abgegeben. Die Spülung des Adsorbers 9 durch das Entspannungsgas aus dem Adsorber 1 wird dann durch Schließen des Ventils 96 beendet, und durch öffnen des Ventils 106 wird weiterhin eine Spülung vorgenommen, n#unmehr mit dem Adsorber 10, der einer anderen Gruppe angehört. Das am Eintrittsende dieses Adsorbers 10 austretende Spülgas wird durch das geöffnete Ventil 102 in die Restgasleitung 115 abgegeben.
  • Die bisher beschriebenen vier Entspannungsstufen werden alle in Adsorptionsrichtung vorgenommen, das Entspannungsgas wird also am Austrittsende des Adsorbers abgezogen.
  • -Der Druckaufbau bzw. die Spülung der Adsorber mit dem dabei anfallenden Entspannungsgas erfolgt dagegen stets entgegen der Adsorptionsrichtung.
  • Der nunmehr weitgehend entspannte Adsorber 1 wird ansclllleßend in einer fünften Entspannungsstufe (E5) bei nunmehr geschlossenem Ventil 16 durch öffnen des Ventils 12 an die Restgasleitung 114 angeschlossen und auf den niedrigsten Verfahrensdruck, den Spüldruck, entspannt. Anschließend wird Spülgas über das wieder geöffnete Ventil 16 aus dem in einer vierten Entspannungsphase befindlichen Adsorber 2 über das ebenfalls geöffnete Ventil 26 auf das Austrittsende des Adsorbers 1 gegeben, so daß durch das weiterhin geöffnete Ventil 12 ein Restgas über Leitung 114 abgegeben wird. Nach Beendigung der Hälfte des Spültaktes wird Ventil 26 geschlossen und weiteres Spülgas durch das geöffnete Ventil 36 aus dem nunmehr in einer vierten Entspannungsstufe befindlichen Adsorber 3 in den Adsorber 1 geleitet.
  • Nach Beendigung der Spülphase werden die Ventile 12 und 16 geschlossen, und der Adsorber 1 ist nunmehr von den in der Adsorptionsphase (AA) adsorbierten Komponenten befreit. Bevor ihm wiederum Rohgas zugeführt wird, erfolgt nunmehr ein vierstufiger Druckaufbau über das Austrittsende des Adsorbers. In einer ersten Druckaufbaustufe (B3) wird über die geöffneten Ventile 15 und 45 Entspannungsgas aus dem in einer dritten Entspannungsphase befindlichen Adsorber 4 eingeleitet. Nach erfolgten Druckausgleich wird das Ventil 45 geschlossen und durch öffnen des Ventils 55 gelangt wt'i Lercs Entspannungsgas aus dem in einer zweiten Entspannur#g#-phase befindlichen Adsorber 5 in den Adsorber 1.Nach erfolgtem Druckausgleich wird das Ventil 15 geschlossen. Durch öffnen des Ventils 14 wird eine dritte Druckaufbauphase (B1) eingeleitet, wobei ein Druckausgleich mit dem in einer ersten Entspannungsphase <El) befindlichen Adsorber 6 über das geöffnete Ventil 64 erfolgt. Anschließend folgt noch eine vierte Druckaufbaustufe (BO), während der der Adsorber 1 durch über Leitung 120 abgezweigtes Produktgas wieder auf den Adsorptionsdruck gebracht wird.
  • In der Figur 3 ist ein Zeitablaufschema für die Adsorber 1 bis 10 der eben beschriebenen Anlage dargestellt. Die einzelnen Adsorber sind durch die untereinander angeordneten waagerechten Balken charakterisiert. Die Abzisse ist die Zeitachse, so daß zu gleichen Zeiten die Adsorber in den jeweils senkrecht übereinander angeordneten Betriebszuständen sind.
  • Das Schema stellt ein Prinzipschema dar. Aus diesem Grund ist auch auf der Abzisse keine definierte Zeit für die Zyklusdauer bzw. für die einzelnen Takte angegeben, da die Länge der einzelnen Verfahrensschritte innerhalb gewissen Grenzen den Verfahrensgeqebenheiten, der Rohgaszusammensetzung, der gewünschten Produktgasreinheit etc., angepaßt und variiert werden kann.
  • Die im Zeitablaufschema auftretenden Bezeichnungen haben die folgende Bedeutung: AA kennzeichnet die Adsorbtionsphase für das über Leitung 111 herangeführte Rohgas, AB kennzeichnet die Adsorbtionsphase für das über Leitung 112 herangeführte zweite Rohgas, El kennzeichnet eine Entspannung in Adsorptionsrichtung zum Druckaufbau Dl, E2 kennzeichnet eine Entspannung in Adsorptionsrichtung zum Druckaufbau B2, E3 kennzeichnet eine Entspannung in Adsorpitonsrich- tung zum Druckaufbau B3, E4 kennzeichnet eine Entspannung in Adsorptionsrichtung zum Spülen, ES kennzeichnet eine Entspannung entgegen der Adsorptionsrichtung ins Restgas, S kennzeichnet eine Spülung mit Entspannungsgas aus einer Stufe E4, B1 kennzeichnet einen Druckaufbau mit einem Entspannungsgas von El, B2 kennzeichnet einen Druckaufbau mit einem Entspannungsgas von E2, B3 kennzeichnet einen Druckaufbau mit einem Entspannungsgas von E3 und BO kennzeichnet einen Druckaufbau mit Produktgas.
  • Mit Hilfe dieser Angabe läßt sich aus dem Zeitablaufschema ohne weiteres ersehen, welche Adsorber jeweils in l)rlztk,lusgleich miteinander stehen. So ist beispielsweise wahrend des ersten Adsorptionstaktes ein Druckausgleich zwischen den Adsorbern 7 und 2 (Stufen El und B1) sowie 6 und 3 stufen E3 und B3) festzustellen. Die Adsorber 5 und 4 stehen während dieser Zeit ebenfalls in Verbindung, wobei Entspannungsgas (E4) aus Adsorber 5 zur Spülung des Adsorbers 4 anfällt. Die Adsorber 1, 8, 9 und 10 durchlaufen während dieser Zeit eine Adsorptionsphase. In entsprechender Weise läßt sich für jeden Takt die Adsorberschaltung ermitteln.
  • Wie aus dem Zeitablaufscheina ersichtlich, sind zu glcinllclr Zeit jeweils vier Adsorber in einer Adsorptionsphasu, uri zwar stets zwei Adsorber jeder Gruppe. Die Adsorptionsphasen der einzelnen Adsorber sind um etwa ein Viertel ihrer Zeitdauer gegeneinander verschoben, so daß, wenn im Adsorber 1 die Adsorptionsphase beendet ist und die Adsorptionsphasen in den Adsorbern 2, 3 und 4 noch laufen,der Adsorber 5 zugeschaltet wird. Die Adsorptionsphasen und die ein- zelnen Stufen der Regenerierphase sind für alle Adsorber gleich. Ein vollständiger Zyklus besteht aus 20 Takten, von denen 8 die Adsorptionsphase ausmachen, je eine die Entspannungsstufen El, E2, E3 und ES sowie die Druckaufbaustufen B3, B2, B1 und BO. Die Entspannungsstufe E4 und die Spülung S umfassen schließlich jeweils zwei Takte.

Claims (10)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff aus einem Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe enthaltenden Rohgas mit einer Dampfreformierung der Kohlenwasserstoffe und einer nachfolgenden Abtrennung des dabei erzeugten Wasserstoffs in einer Adsorptionsanlage mit mehreren, im Druckwechsel betriebenen, zyklisch umschaltbaren Adsorbern, die jeweils eine Adsorptionsphase und eine Stufen der Entspannung, der Spülung, und des Druckaufbaus umfassende Regenerierphase durchlaufen, dadurch gekennzeichnct, daß das Rohgas und der durch die Dampfreformierung erzeugte Rohwasserstoff in der Adsorptionsanlage in eine Produkt-Wasscrstofffraktion, eine der Dam#frefoitmierung ois Linsatz zuzuführende, mit Kohlenwasserstoffen angereicherte Fraktion und in eine weitere Fraktion zerlegt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Fraktion als Heizgas für die Dampfreformierung verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohgas einer ersten Gruppe von zyklisch umschalt- baren Adsorbern und der Rohwasserstoff einer zweiten Gruppe von zyklisch umschaltbaren Adsorbern zugeführt wird, wobei jeder Adsorber der Adsorptionsanlage nur einer Gruppe zugehört, daß der Produkt-Wasserstoff von den Austrittsenden der Adsorber der beiden Adsorbergruppen azogcn wird, daß bei der Regenerierung der Adsorber mindestens während einer Entspannungsstufe anfallendes Entspannungsgas zu einem in einer Regenerierphase befindlichen Adsorber der anderen Gruppe geleitet wird und daß das bei der Regenerierung der ersten Adsorbergruppe anfallende Restgas als Einsatz für die Dampfreformierung und das bei der Regenerierung der zweiten Adsorbergruppe anfallende Restgas als Heizgas abgezogen wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während einer Regenerierphase mindestens ein Druckausgleich mit einem Adsorber der anderen Gruppe erfolgt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülung eines Adsorbers mit bei der Entspannung eines Adsorber der anderen Gruppe anfallendem Entspannungsgas durchgeführt wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Produktwasserstoff aus den beiden Adsorbergruppen gemeinsam abgezogen wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gruppen gleich viele Adsorber enthalten und daß jeder Adsorber gleichartige Zyklen, die zeitlich gegeneinander versetzt sind, durchläuft.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Adsorbergruppen aus mindestens vier Adsorbern bestehen.
  9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einer Anlage zur Erzeugung von Rohwasserstoff durch Dampfreformierung und einer Druckwechsel-Adsorptionsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwechsel-Adsorptionsanlage zwei Gruppen von Adsorbern enthält, wobei die Adsorber einer ersten Gruppe an ihrer Eintrittsseite mit einer Rohgasleitung und einer Restgasleitung und die Adsorber der zweiten Gruppe an ihrer Eintrittsseite mit einer Rohwasserstoffleitung und einer Restgaslettung verbunden sind, wobei f@rn@@ die Adsorber an ihrer Austrittsseite mit einer Produkt-Wasserstoffleitung und einem allen Adsorbern gemeinsamen System von Druckausgleichsleitungen und Spülgasleitungen verbunden sind und wobei die der ersten Adsorbergruppe zugehörige Restgasleitung an das Eintrittsende des Dampfreformierers und die der zweiten Adsorbergruppe zugehörige Restgasleitung zu Brennern für die Beheizung des Dampfreformierers führt.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichent, daß alle Adsorber mit einer gemeinsamen Produkt-Wasserstoffleitung verbunden sind.
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