DE3305299A1 - Process and apparatus for the direct isolation of a gas mixture composed of hydrogen and carbon monoxide - Google Patents

Process and apparatus for the direct isolation of a gas mixture composed of hydrogen and carbon monoxide

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DE3305299A1 DE19833305299 DE3305299A DE3305299A1 DE 3305299 A1 DE3305299 A1 DE 3305299A1 DE 19833305299 DE19833305299 DE 19833305299 DE 3305299 A DE3305299 A DE 3305299A DE 3305299 A1 DE3305299 A1 DE 3305299A1
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    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents

Abstract

A process is described for the direct isolation of a gas mixture predominantly composed of hydrogen and carbon monoxide, having a CO content of at least 25% by volume and a hydrogen content of at most 75% by volume, by endothermic catalytic oxidation of hydrocarbons in the presence of CO2 as an oxygen-supplying component. The exhaust gases of the underfiring used for heating the endothermically operating reformer and the product gases obtained in the oxidation are cooled in separate systems, the CO2 contained in the gases is scrubbed out by an alkaline absorbent, released from the combined absorbent streams by thermal desorption and reused in the oxidation. In order to achieve improved energy recovery, it is proposed to heat the feed before entry into the reformer, to add CO2 to the feed and to subject the mixture to the catalytic oxidation at a pressure of 2 to 20 bar and a temperature of 900 to 1100 DEG C.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur direkten Gewinnung Method and device for direct extraction

eines aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid bestehenden Gas gemisches Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur direkten Gewinnung eines überwiegend aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid bestehenden Gasgemisches mit einem CO-Anteil von mindestens 25 Vol% und einem Wasserstoffanteil von höchstens 75 Vol% durch endotherme katalytische Oxidation von Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von CO2 als Sauerstoff liefernder Komponente, bei dem die Abgase der für die Beheizung des endotherm arbeitenden Reformers eingesetzten Unterfeuerung und die bei der Oxidation erhaltenen Produktgase in getrennten Systemen abgekühlt werden, das in den Gasen enthaltene CO2 mit einem alkalischen Absorptionsmittel ausgewaschen, durch thermische Desorption aus den vereinten Absorptionsmittelströmen freigesetzt und bei der Oxidation wiederverwendet wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. a gas mixture consisting of hydrogen and carbon monoxide The invention relates to a method for the direct extraction of a predominantly from Hydrogen and carbon monoxide existing gas mixture with a CO content of at least 25 vol% and a hydrogen content of at most 75 vol% through endothermic catalytic Oxidation of hydrocarbons in the presence of CO2 as a source of oxygen Component in which the exhaust gases are used for heating the endothermic reformer The underfiring used and the product gases obtained during the oxidation in separate Systems are cooled, the CO2 contained in the gases with an alkaline Absorbent washed out by thermal desorption from the combined absorbent streams is released and reused in the oxidation, as well as a device for Implementation of the procedure.

Aus. der DE-AS 27 11 991 ist ein derartiges Verfahren bekannt, bei dem ein Gasgemisch mit einem CO-Anteil von etwa 70 Vol% und einem H2-Anteil von etwa 30 Vol% sowie einem vernachläßigbaren Gehalt an CO2 und CH4 durch endotherme katalytische Oxidation von Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von CO2 als Sauerstofflieferant bei etwa Atmosphärendruck gewonnen wird. Als Grundstoffe für den Reformierungsprozeß kommen bei diesem Verfahren alle reformierbaren schwefelarmen Kohlenwassserstoffe in Frage, insbesondere Propan, Butan, Naphtha oder verwandte Kohlenwasserstoffe. Für die Unterfeuerung kann auch Erdgas oder Heizöl verwendet werden. Dieses Verfahren hat sich jedoch insbesondere im Hinblick auf die Abwärmenutzung als noch verbesserungswürdig erwiesen.The end. DE-AS 27 11 991 such a method is known in which is a gas mixture with a CO share of around 70% by volume and an H2 share of about 30 vol% as well as a negligible content of CO2 and CH4 due to endothermic catalytic oxidation of hydrocarbons in the presence of CO2 is obtained as an oxygen supplier at around atmospheric pressure. As raw materials for the reforming process, all reformable low-sulfur materials are used in this process Hydrocarbons in question, especially propane, butane, naphtha or related Hydrocarbons. Natural gas or heating oil can also be used for underfiring will. However, this method has proven itself particularly with regard to the use of waste heat proved to be in need of improvement.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß damit auf einfache Weise eine verbesserte Energierückgewinnung und erhöhte Produktausbeute erzielt werden.The object of the present invention is therefore to provide a method of to be designed in such a way that an improved one in a simple manner Energy recovery and increased product yield can be achieved.

Diese Auf gabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Einsatz vor Eintritt in den Reformer angewärmt wird, daß dem Einsatz CO2 zugemischt und das Gemisch bei einem Druck von 2 bis 20 bar und einer Temperatur von 900 bis 11000C der katalytischen Oxidation unterworfen wird.This task is achieved according to the invention in that the use before entering the reformer is warmed up that the use of CO2 is added and the mixture at a pressure of 2 to 20 bar and a temperature of 900 to 11000C is subjected to catalytic oxidation.

Es hat sich gezeigt, daß als Einsatz für das erfindungsgemäße Verfahren alle reformierbaren Kohlenwasserstoffe verwendet werden können. Da der Einsatz meist unter Druck, z.B. 30 bar, vorliegt, ist es günstig, auch die katalytische Oxidation unter Druck, insbesondere unter einem Druck von 2 bis 20 bar, vorzugsweise 3 bis 5 bar, durchzuführen. Der zu wählende Druck ist in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur einzustellen, die insbesondere bei 900 bis 11000C gehalten wird.It has been shown that as a use for the method according to the invention all reformable hydrocarbons can be used. Since the use mostly under pressure, e.g. 30 bar, it is favorable, also the catalytic oxidation under pressure, in particular under a pressure of 2 to 20 bar, preferably 3 to 5 bar. The pressure to be selected depends on the operating temperature set, which is kept in particular at 900 to 11000C.

Eine Verbesserung der Wärmerückgewinnung wird durch eine Erhöhung des Druckes erreicht.An improvement in heat recovery is achieved through an increase of pressure reached.

Da die einzusetzenden Kohlenwasserstoffe meist Schwefel enthalten, der sich einerseits als Katalysatorgift schädlich auswirkt und andererseits die Effizienz der Wäsche negativ beeinträchtigt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Einsatz vor Eintritt in den Reformer zu entschwefeln. Dem entschwefelten Einsatz wird sodann CO2 aus der Wäsche zugemischt.Since the hydrocarbons to be used mostly contain sulfur, which on the one hand has a harmful effect as a catalyst poison and on the other hand the The laundry efficiency is adversely affected, is provided according to the invention, the mission desulfurize before entering the reformer. The desulphurized Then, CO2 from the laundry is mixed in.

Insbesondere ist dabei vorgesehen, den Einsatz auf Temperaturen zwischen 300 und 4000C anzuwärmen und nach Zumischung von CO2 das Gemisch noch vor Eintritt in den Reformer auf Temperaturen zwischen 450 und 6500C zu bringen. Diese Verfahrensführung bietet den großen Vorteil, daß sofort nach Eintritt des Gemisches in den Reformer die katalytische Oxidation beginnt. Somit hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil einer höheren Produktausbeute.In particular, it is intended to use temperatures between 300 and 4000C and after admixing CO2 the mixture before entry in the reformer to temperatures between 450 and 6500C. This procedure has the great advantage that immediately after entry of the mixture into the reformer the catalytic oxidation begins. Thus, the inventive method has the Advantage of a higher product yield.

Vorteilhaft wird dabei im Einsatz vor Eintritt in den Reformer ein Verhältnis von CO2 zu Einsatz von 0 bis 10 aufrechterhalten.It is advantageous to use a before entering the reformer Maintain a ratio of CO2 to input of 0-10.

Bei dem bekannten Verfahren ist das aus der Wäsche gewonnene CO2 bei etwa 300C mit Wasser gesättigt, das zusammen mit dem CO2 in den Reformer eintritt und mit zur Gewinnung von H2 beiträgt. Insbesondere zur Erzeugung eines Gemisches mit einem gegenüber dem bekannten Verfahren erhöhten H2-Anteil ist es erforderlich, mehr Wasserdampf unter Verminderung der CO2-Menge in den Reformer einzuspeisen. Daher ist erfindungsgemäß vorgesehen, das bei der Oxidation erhaltene Produktgas im indirekten Wärmetausch abzukühlen und den dabei erzeugten Dampf zumindest teilweise dem Einsatz zuzumischen.In the known process, the CO2 obtained from the laundry is included about 300C saturated with water, which enters the reformer together with the CO2 and contributes to the production of H2. Especially for creating a mixture with an increased H2 proportion compared to the known process, it is necessary to to feed more water vapor into the reformer while reducing the amount of CO2. The invention therefore provides the product gas obtained in the oxidation to cool in the indirect heat exchange and the steam generated thereby at least partially to be added to the insert.

Mit dieser Verfahrensweise wird überdies eine erhebliche Kühlwassereinsparung erzielt. Vorteilhaft wird dabei im Einsatz vor Eintritt in den Reformer ein Verhältnis von Wasserdampf zu Einsatz von 0 bis 20 aufrechterhalten.This procedure also results in a considerable saving in cooling water achieved. A ratio is advantageous in use before entry into the reformer from water vapor to use from 0 to 20 sustained.

Der erhöhte Arbeitsdruck im Reformer bietet einen weiteren Vorteil. Die CO2-Auswaschung mit einer alkalischen Absorptionsflüssigkeit kann wirksamer durchgeführt werden und das Produktgas kann nach der CO2-Abtrennung einer adsorptiven Feinreinigung zur weiteren Abtrennung von CO2 und H2O unter- worfen werden. Für eine Endreinigung des Produktgases hat sich ebenfalls die Adsorption angeboten, da bei ihrer Anwendung CO und H2 als getrennte Produktströme gewonnen werden können ohne daß mit Hilfe von Fremdenergie das Produktgas verdichtet werden müßte. Dabei fällt das CO mit einer Reinheit von mehr als 98% an.The increased working pressure in the reformer offers another advantage. The CO2 leaching with an alkaline absorption liquid can be more effective be carried out and the product gas can after the CO2 separation an adsorptive Fine cleaning for further separation of CO2 and H2O threw will. Adsorption is also used for final cleaning of the product gas because CO and H2 are obtained as separate product streams when they are used can be compressed without the product gas being compressed with the aid of external energy would have to. The CO is produced with a purity of more than 98%.

Ublicherweise wurde bisher zur Unterfeuerung Erdgas oder Heizöl verwendet, das in Gegenwart von Luft verbrannt wurde.Up to now, natural gas or heating oil has usually been used for underfiring, that was burned in the presence of air.

Diese Verfahrensweise hat jedoch den Nachteil, daß die nachfolgende CO2-Wäsche des Rauchgases stark mit Stickstoff belastet wird. Außerdem sind im Rauchgas meist noch Spuren von Sauerstoff vorhanden, die sich schädlich auf die Adsorptionsflüssigkeit auswirken. Aus diesem Grunde ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Sauerstoffgehalt des Abgases aus der Unterfeuerung zu reduzieren, und zwar insbesondere unter Zuführung des erhaltenen Produktwasserstoffes. Alternativ wird vorgeschlagen, die Unterfeuerung mit voroxidierten Kohlenwasserstoffen zu betreiben und Luft im Unterschuß zuzuführen.However, this procedure has the disadvantage that the following CO2 scrubbing of the flue gas is heavily loaded with nitrogen. Also are in the flue gas mostly traces of oxygen are still present, which are harmful to the adsorption liquid impact. For this reason, the invention provides for the oxygen content to reduce the exhaust gas from the underfiring, in particular with supply of the product hydrogen obtained. Alternatively, it is suggested to use the underfiring operate with pre-oxidized hydrocarbons and supply air in deficit.

Auf diese Weise wird pro kg Brennstoff im Vergleich zu bekannten Verfahren bei gegebenem Wärmebedarf mehr CO2 erzeugt, so daß insgesamt eine Zusatzunterfeuerung im Rauchgas stark reduziert wird.In this way, per kg of fuel compared to known methods With a given heat demand, more CO2 is generated, so that overall an additional underfiring is greatly reduced in the flue gas.

Bei dem bekannten wie bei dem erfindungsgemäß verbesserten Verfahren wird der CO2-Bedarf für die Oxidation durch das im Produktgas sowie Rauchgas enthaltene CO2 gedeckt. Es ist jedoch vorgesehen, daß CO2 zumindest teilweise aus einer Fremdquelle entnommen werden kann. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn Rauchgas zur Verfügung steht.In the known method as in the method improved according to the invention the CO2 requirement for the oxidation is due to that contained in the product gas and flue gas CO2 covered. It is intended, however, that CO2 will come at least partially from an external source can be taken. This is particularly useful when flue gas is used Available.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist ferner vorgesehen, daß der Peformer zwei parallele Oxidationszonen aufweist, daß eine Oxidationszone zur Erzeugung von CO und die andere Oxidationszone zur Erzeugung von Wasserstoff dient, daß der Einsatzstrom aufgeteilt und ein Teil der katalytischen Oxidation zur Erzeugung von H2 und der andere Teil der katalytischen Oxidation zur Erzeugung von CO unterworfen wird. Mit dieser Verfahrensweise kann ebenfalls ein beliebiges H2/CO-Verhältnis im Produktgas eingestellt werden. Dabei wird der Einsatz wie beschrieben vorbehandelt.In a further development of the inventive concept it is also provided that the Peformer has two parallel oxidation zones that one oxidation zone for Production of CO and the other oxidation zone to produce hydrogen serves, that the feed stream is divided and part of the catalytic oxidation for production of H2 and the other part subjected to catalytic oxidation to generate CO will. Any H2 / CO ratio can also be used with this procedure can be set in the product gas. The insert is pretreated as described.

Die Erfindung bezieht sich überdies auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Reaktor für die katalytische Oxidation mit Unterfeuerung, einem Kühler und einem Absorber für die Abgase aus der Unterfeuerung, einem Kühler und einem Absorber für die Produktgase, einem gemeinsamen Abtreiber für das in den Absorbern abgetrennte CO2 und einer CO2-Rückführleitung zum Reaktor, die durch eine dem Reaktor vorgeschaltete Einrichtung zur Anwärmung des Einsatzes gekennzeichnet ist. Erfindungsgemäß ist dem Reaktor außerdem eine Entschwefelungsanlage vorgeschaltet. Weiterhin ist der Kühler für das Produktgas als Spaltgaskühler ausgebildet.The invention also relates to an implementation device the process with a reactor for catalytic oxidation with underfiring, a cooler and an absorber for the exhaust gases from the underfiring, a cooler and an absorber for the product gases, a common expeller for the in the Absorbers separated CO2 and a CO2 return line to the reactor, which is through a Equipment upstream of the reactor for heating the insert is marked is. According to the invention, a desulfurization system is also connected upstream of the reactor. Furthermore, the cooler for the product gas is designed as a cracked gas cooler.

Nach einer besonderen Ausführungsform enthält der Reaktor zwei parallelgeschaltete Oxidationszonen, wobei jede Oxidationszone eintrittsseitig über eine separate Leitung mit der Zuführleitung für das Gemisch aus entschwefeltem Einsatz und CO2 verbunden ist.According to a particular embodiment, the reactor contains two connected in parallel Oxidation zones, with each oxidation zone on the inlet side via a separate line connected to the feed line for the mixture of desulphurized feed and CO2 is.

Im folgenden sei das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following the method according to the invention is based on a schematic illustrated embodiment explained in more detail.

ueber eine Leitung 1 werden schwefelhaltige, reformierbare Kohlenwasserstoffe herangeführt, bei 2 auf eine Temperatur von etwa 3500C angewärmt und in 3 entschwefelt. Der derart vorbehandelte Einsatz in Leitung 4 wird mit Rückführ-CO2 aus Leitung 5, auf das noch näher eingegangen wird, vermischt und durch Wärmetausch mit Rauchgas in den Wärmetau- scher 6 auf ca. 5000C gebracht. Der vorgewärmte Einsatz tritt sodann in den Reformer 7 ein, der indirekt über Unterfeuerung 8 auf eine Temperatur von etwa 10000C erwärmt wird.Via a line 1, sulfur-containing, reformable hydrocarbons are released brought in, warmed at 2 to a temperature of about 3500C and desulfurized in 3. The feed in line 4 pretreated in this way is supplied with recirculated CO2 from the line 5, which will be discussed in more detail below, mixed and by heat exchange with flue gas in the heat exchange shear 6 brought to about 5000C. The preheated Use then occurs in the reformer 7, which occurs indirectly via underfiring 8 a temperature of about 10000C is heated.

Die Unterfeuerung des Reformers wird z.B. mit über Leitung 9 herangeführten, voroxidierten Kohlenwasserstoffen gespeist, denen über Leitung 10a Luft zugemischt wird. In der katalytischen Oxidationszone wird in bekannter Weise ein Gasgemisch erzeugt, das im wesentlichen aus CO und H2 besteht, wobei das Verhältnis von CO und H2 abhängig ist von den CO und H2O-Verhältnissen am Eintritt. Der Wasserdampf wird aus der eigenen Dampfproduktion entnommen.The underfiring of the reformer is e.g. brought up via line 9, fed pre-oxidized hydrocarbons, which air is mixed in via line 10a will. In the catalytic oxidation zone, a gas mixture is produced in a known manner generated, which consists essentially of CO and H2, the ratio of CO and H2 depends on the CO and H2O ratios at the inlet. The water vapor is taken from our own steam production.

ueber Leitung 10 wird das Produktgas aus dem Reformer unter einem Druck via4,5 bar und einer Temperatur von 10000C abgezogen, gegebenenfalls gequencht und einem Spaltgaskühler 11 zugeführt. Nach weiterer Ausnützung der Spaltgaswärme wird das so abgekühlte Gas über Leitung 12 einem Absorber 13 zugeführt. Bei der Abkühlung in dem Spaltgaskühler 11 wird Dampf aus dem über Leitung 14a zugeführten Wasser erzeugt, der über eine Leitung 14 dem Einsatz beigemischt wird.Via line 10, the product gas from the reformer is under a Pressure drawn off via 4.5 bar and a temperature of 10000C, if necessary quenched and fed to a cracked gas cooler 11. After further utilization of the cracked gas heat the gas cooled in this way is fed to an absorber 13 via line 12. In the Cooling in the cracked gas cooler 11 is steam from the supplied via line 14a Water is generated, which is added to the insert via a line 14.

In dem Absorber 13 wird das Gas im Gegenstrom zu über Leitung 15 zugeführtem, regeneriertem alkalischen Waschmittel von vorhandenem CO2 befreit und über Kopf über Leitung 16 abgezogen. Nach eventuell durchzuführender adsorptiver Feinreinigung, bei der noch vorhandene Spuren von Wasser und CO2 entfernt werden, gelangt das Produktgas unter einem Druck von etwa 3 bar zur Endreinigung in eine Adsorbereinheit 17. Der noch vorhandene Druck in dem Gas reicht aus, um die Adsorption in befriedigender Weise durchzuführen.In the absorber 13, the gas is countercurrent to that supplied via line 15, regenerated alkaline detergent freed from existing CO2 and overhead withdrawn via line 16. After any adsorptive fine cleaning to be carried out, The product gas arrives in which traces of water and CO2 that are still present are removed under a pressure of about 3 bar for final cleaning in an adsorber unit 17. Der pressure still present in the gas is sufficient to make adsorption more satisfactory Way to perform.

Die Adsorbereinheit 17 ist in der Figur nur schematisch dargestellt. Sie besteht aus insgesamt 4 umschaltbaren Adsorbern, die nach dem Prinzip des Druckwechselverfahrens betrieben werden. In der Adsorbereinheit 17 wird das Gas in der Weise behandelt, daß ein CO-Strom mit mehr als 98% Reinheit über Leitung 18 und ein H2-Strom über Leitung 18a getrennt abgezogen werden.The adsorber unit 17 is only shown schematically in the figure. It consists of a total of 4 switchable adsorbers, which operate on the principle of the pressure change process operate. In the adsorber unit 17, the gas is treated in such a way that that a CO flow with more than 98% Purity via line 18 and an H2 stream can be drawn off separately via line 18a.

Das in der Unterfeuerung entstehende Rauchgas wird über eine Leitung 19 abgezogen und zum Beispiel zur Anwärmung des Einsatzes und zur Dampferzeugung durch Wärmetauscher 6 geführt. Zur weiteren Abkühlung gelangt das Rauchgas in einen mit Kühlwasser betriebenen Kühler und schließlich in einen Absorber 22. In diesem wird das Rauchgas im Gegenstrom zu über Leitung 23 herangeführtem, regeneriertem alkalischem Waschmittel von CO2 befreit und über Leitung 24 vom Kopf des Absorbers abgezogen Das im Absorber 13 mit CO2 beladene Absorptionsmittel wird vom Sumpf über Leitung 25 abgezogen und mit dem aus Absorber 22 vom Sumpf über Leitung 26 abgezogenen, mit CO2 beladenen Absorptionsmittel vereint und der Abtriebssäule 20 über Leitung 27 aufgegeben. Durch Beheizung mit z.B.Dampf wird das Absorptionsmittel soweit erwärmt, daß das absorbierte CO2 freigesetzt wird und über Kopf und Leitung 5 abgezogen und, wie beschrieben, mit dem Einsatz vermischt werden kann.The flue gas that arises in the underfiring is conveyed through a pipe 19 and for example to warm up the insert and to generate steam passed through heat exchanger 6. For further cooling, the flue gas is fed into a with cooling water operated cooler and finally into an absorber 22. In this the flue gas is fed in countercurrent to the regenerated via line 23 alkaline detergent freed from CO2 and via line 24 from the head of the absorber The absorbent loaded with CO2 in the absorber 13 is drawn off from the sump Line 25 withdrawn and with the withdrawn from absorber 22 from the sump via line 26, Combined with CO2-laden absorbent and the stripping column 20 via line 27 abandoned. By heating with steam, for example, the absorbent is heated to the extent that that the absorbed CO2 is released and withdrawn via head and line 5 and, as described, can be mixed with the insert.

Das regenerierte Absorptionsmittel wird vom Sumpf des Abtreibers 20 über Leitung 28 abgezogen.The regenerated absorbent is removed from the sump of the expeller 20 withdrawn via line 28.

Zahlenbeispiel: Einsatz an Anlagengrenze: C3H8 116,3 Nm3/h C4H10 116,3 Nm3/h S-Verbindungen 240 Gew.ppm Gaszusammensetzung vor Eintritt in den Reformer: H2 0,2 Nm3/h N2 0,8 Nm3/h CO 0,3 Nm3/h CO2 1627,8 Nm3/h O2 1,3 Nm3/h H2O 116,3 Nm3/h Austritt aus Reformer: H2 776,2 Nm3/h N2 0,8 Nm3/h CO 1896,2 Nm3/h CO2 546,0 Nm3/h H2O 387,3 Nm3/h Gereinigtes Produktgas: H2 27,5 Nm3/h N2 0,7 Nm3/h CO 1801,1 Nm3/h CO2 0,7 Nm3/hNumerical example: Use at the system boundary: C3H8 116.3 Nm3 / h C4H10 116.3 Nm3 / h S compounds 240 ppm by weight gas composition before entering the reformer: H2 0.2 Nm3 / h N2 0.8 Nm3 / h CO 0.3 Nm3 / h CO2 1627.8 Nm3 / h O2 1.3 Nm3 / h H2O 116.3 Nm3 / h outlet from reformer: H2 776.2 Nm3 / h N2 0.8 Nm3 / h CO 1896.2 Nm3 / h CO2 546.0 Nm3 / h H2O 387.3 Nm3 / h Purified product gas: H2 27.5 Nm3 / h N2 0.7 Nm3 / h CO 1801.1 Nm3 / h CO2 0.7 Nm3 / h

Claims (18)

Patentans prüche 1. Verfahren zur direkten Gewinnung eines überwiegend aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid bestehenden Gasgemisches mit einem CO-Anteil von mindestens 25 Vol% und einem Wasserstoffanteil von höchstens 75 Vol% durch endotherme katalytische Oxidation von Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von CO2 als Sauerstoff liefernder Komponente, bei dem die Abgase der für die Beheizung des endotherm arbeitenden Reformers eingesetzten Unterfeuerung und die bei der Oxidation erhaltenen Produkt gase in getrennten Systemen abgekühlt werden, das in den Gasen enthaltene CO2 durch ein alkalisches Absorptionsmittel ausgewaschen, durch thermische Desorption aus den vereinten Absorptionsmittelströmen freigesetzt und bei der Oxidation wiederverwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz vor Eintritt in den Reformer angewärmt wird, daß dem Einsatz CO2 zugemischt und das Gemisch bei einem Druck von 2 bis 20 bar und einer Temperatur von 900 bis 11000C der katalytischen Oxidation unterworfen wird. Claims 1. Method for the direct extraction of a predominantly Gas mixture consisting of hydrogen and carbon monoxide with a CO content of at least 25% by volume and a hydrogen content of at most 75% by volume through endothermic catalytic oxidation of hydrocarbons in the presence of CO2 as oxygen supplying component in which the exhaust gases are used for heating the endothermic Reformer used underfiring and the product obtained during the oxidation gases are cooled in separate systems, the CO2 contained in the gases through an alkaline absorbent washed out by thermal desorption released from the combined absorbent streams and reused in the oxidation is, characterized in that the insert is heated before entering the reformer that the insert CO2 is added and the mixture at a pressure of 2 to 20 bar and a temperature of 900 to 11000C subjected to the catalytic oxidation will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytische Oxidation bei einem Druck von 3 bis 5 bar durchgeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the catalytic Oxidation is carried out at a pressure of 3 to 5 bar. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz vor Eintritt in den Reformer entschwefelt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the insert is desulfurized before entering the reformer. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz auf Temperaturen im Bereich von 300 bis 4000C angewärmt wird und daß das Gemisch aus Einsatz und CO2 vor Eintritt in den Reformer auf Temperaturen im Bereich von 450 und 6500C gebracht wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the insert is heated to temperatures in the range from 300 to 4000C and that the mixture of feed and CO2 is heated to temperatures before entering the reformer is brought in the range of 450 and 6500C. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Einsatz vor Eintritt in den Reformer ein Verhältnis von CO2 zu Einsatz von 0 bis 10 aufrechterhalten wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that in use before entering the reformer a ratio of CO2 to use of 0 to 10 is maintained. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Oxidation erhaltene Produktgas im indirekten Wärmetausch abgekühlt und der dabei erzeugte Dampf zumindest teilweise dem Einsatz zugemischt wird. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the product gas obtained in the oxidation is cooled in indirect heat exchange and the steam generated in the process is at least partially mixed with the insert. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Einsatz vor Eintritt in den Reformer ein Verhältnis von Wasserdampf zu Einsatz von 0 bis 20 aufrechterhalten wird.7. The method according to claim 6, characterized in that in use before entering the reformer a ratio of water vapor to input from 0 to 20 is maintained. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Produktgas nach der C02-Abtrennung einer adsorptiven Feinreinigung unterworfen wird. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that the product gas is subjected to an adsorptive fine cleaning after the CO 2 separation will. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Endreinigung CO und H2 als getrennte Produktströme gewonnen werden. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that that in a final purification CO and H2 are obtained as separate product streams. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt des Abgases aus der Unterfeuerung reduziert wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in, that the oxygen content of the exhaust gas from the underfiring is reduced. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion des Sauerstoffgehaltes unter Zuführung des erhaltenen Produktwasserstoffes erfolgt.11. The method according to claim 10, characterized in that the reduction the oxygen content takes place with the addition of the product hydrogen obtained. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Unterfeuerung voroxidierte Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that that pre-oxidized hydrocarbons are used in the underfiring. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß CO zumindest teilweise aus einer Fremdquelle entnommen wird.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that that CO is at least partially taken from an external source. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Reformer zwei parallele Oxidationszonen aufweist, daß eine Oxidationszone zur Erzeugung von CO und die andere Oxidationszone zur Erzeugung von Wasserstoff dient, daß der Einsatzstrom aufgeteilt und ein Teil der katalytischen Oxidation zur Erzeugung von H2 und der andere Teil der katalytischen Oxidation zur Erzeugung von CO unterworfen wird.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in, that the reformer has two parallel oxidation zones, that one oxidation zone for the production of CO and the other oxidation zone for the production of hydrogen serves that the feed stream is divided and part of the catalytic oxidation to generate H2 and the other part of the catalytic oxidation to generate is subjected to CO. 15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit einem Reaktor für die katalytische Oxidation mit Unterfeuerung, einem Kühler und einem Absorber für die Abgase aus der Unterfeuerung, einem Kühler und einem Absorber für die Produktgase, einem gemeinsamen Abtreiber für das in den Absorbern abgetrennte CO2 und einer C02-Rückführleitung zum Reaktor, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktor eine Einrichtung zur Anwärmung des Einsatzes vorgeschaltet ist.15. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 14 with a reactor for catalytic oxidation with underfiring, a Cooler and an absorber for the exhaust gases from the underfiring, a cooler and an absorber for the product gases, a common expeller for that in the absorbers separated CO2 and a C02 return line to the reactor, characterized in that that the reactor is preceded by a device for heating the insert. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktor eine Entschwefelungsanlage vorgeschaltet ist.16. The device according to claim 15, characterized in that the A desulfurization system is connected upstream of the reactor. 17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler für das Produktgas als Spaltgaskühler ausgebildet ist.17. Apparatus according to claim 15 or 16, characterized in that that the cooler for the product gas is designed as a cracked gas cooler. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor zwei parallelgeschalteten Oxidationszonen enthält, wobei jede Oxidationszone eintrittsseitig über eine separate Leitung mit der Zufuhrleitung für das Gemisch aus Einsatz und CO2 verbunden ist.18. Device according to one of claims 15 to 17, characterized in that that the reactor contains two oxidation zones connected in parallel, each oxidation zone on the inlet side via a separate line with the feed line for the mixture from use and CO2.
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