DE3345088A1 - Verfahren zur erzeugung von synthesegas - Google Patents

Verfahren zur erzeugung von synthesegas

Info

Publication number
DE3345088A1
DE3345088A1 DE19833345088 DE3345088A DE3345088A1 DE 3345088 A1 DE3345088 A1 DE 3345088A1 DE 19833345088 DE19833345088 DE 19833345088 DE 3345088 A DE3345088 A DE 3345088A DE 3345088 A1 DE3345088 A1 DE 3345088A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
steam
partial oxidation
synthesis gas
steam reformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19833345088
Other languages
English (en)
Other versions
DE3345088C2 (de
Inventor
Ulrich Dr. 8023 Pullach Hildebrandt
Alexander 8034 Germering Kassian
Udo Lang
Walter 8000 München Schramm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE19833345088 priority Critical patent/DE3345088A1/de
Publication of DE3345088A1 publication Critical patent/DE3345088A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3345088C2 publication Critical patent/DE3345088C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • 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
    • C01B3/38Production 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 using catalysts
    • C01B3/382Multi-step processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • 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
    • C01B3/38Production 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 using catalysts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • 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
    • C01B3/38Production 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 using catalysts
    • C01B3/384Production 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 using catalysts the catalyst being continuously externally heated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0261Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a catalytic partial oxidation step [CPO]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/042Purification by adsorption on solids
    • C01B2203/043Regenerative adsorption process in two or more beds, one for adsorption, the other for regeneration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0435Catalytic purification
    • C01B2203/0445Selective methanation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465Composition of the impurity
    • C01B2203/0495Composition of the impurity the impurity being water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06Integration with other chemical processes
    • C01B2203/068Ammonia synthesis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0838Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel
    • C01B2203/0844Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel the non-combustive exothermic reaction being another reforming reaction as defined in groups C01B2203/02 - C01B2203/0294
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0866Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combination of different heating methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872Methods of cooling
    • C01B2203/0883Methods of cooling by indirect heat exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205Composition of the feed
    • C01B2203/1211Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235Hydrocarbons
    • C01B2203/1241Natural gas or methane
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14Details of the flowsheet
    • C01B2203/141At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in parallel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14Details of the flowsheet
    • C01B2203/146At least two purification steps in series

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

  • Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Synthesegases durch Umsetzung eines kohlenstoffhaltigen Einsatzes unter erhöhtem Druck in einer endothermen, katalytischen Dampfreformierung und in einer partiellen Oxidation.
  • Die Bereitstellung eines im wesentlichen Wasserstoff und Kohlenoxide enthaltenden Synthesegases ist eine Grundvoraussetzung für die Durchführung einer ganzen Reihe wichtiger großtechnischer Synthesen. Beispielsweise werden Synthesegase bei der Herstellung von Ammoniak oder Methanol, bei der Oxosynthese und der Fischer-Tropsch-Synthese benötigt, wobei das rohe Synthesegas im Einzelfall noch so aufbereitet wird, daß es die für die jeweilige Synthese erforderliche Zusammensetzung aufweist.
  • Daneben wird aus Synthesegasen auch in großem Umfang Wasserstoff erzeugt, wobei im allgemeinen durch Konvertierung des Kohlenmonoxid-Anteils mit Wasserdampf zunächst der Wasserstoffgehalt des Synthesegases erhöht und dann das konvertierte Gas gereinigt wird.
  • Die Zusammensetzung von rohen Synthesegasen hängt sowohl von der Art des Herstellungsverfahrens als auch von der Natur des dabei verwendeten Einsatzes ab. Ein übliches Verfahren zur Synthesegaserzeugung ist die Dampfreformierung von leichten Kohlenwasserstoffen, beispielstveise von Methan, Athan, Propan, Flüssiggas (LPG), leichten Benzinfraktionen bis hin zu Naphtha oder von Erdgas bzw. Erdölbegleitgas, wobei der jeweils verwendete Einsatzstoff mit Wasserdampf vermischt und bei erhöhter Temperatur und bei Drücken zwischen etwa 15 und 30 bar in einem endothermen Prozeß katalytisch umgesetzt werden, wobei die Reaktionswärme durch Beheizung von katalysatorgefüllten Rohren mit einem heißen Rauchgas bereitgestellt wird.
  • Einem solchen Dampfreformer, der häufig auch Primärreformer genannt wird, schließt sich häufig noch eine zweite Reformierungsstufe an, um restlichen, bei der Primärreformierung noch nicht umgesetzten Einsatz umzuwandeln, beispielsweise, um bei der Reformierung von Erdgas ein Synthesegas mit einem Methangehalt von weniger als 0,5 Vol-% zu erhalten. Diese zweite Stufe oder Sekundärreformierung wird üblicherweise autotherm durchgeführt, wobei das Synthesegas der ersten Stufe in einer Brennkammer in Gegenwart von Luft oder Sauerstoff gezündet und dann bei der sich einstellenden hohen Temperatur durch ein Katalysatorbett geführt wird, wobei die Umsetzung des Einsatzes vervollständigt wird.
  • Ein anderes gebräuchliches Verfahren zur Synthesegasherstellung ist die partielle Oxidation,bei der in einem katalysatorfreien Brennraum vorwiegend höhersiedende Kohlenwasserstoffe,wie beispielsweise Schweröle oder Rückstandsöles oder feste kohlenstoffhaltige Einsätze, wie beispielsweise Kohle, mit Sauerstoff oder Luft zu einem Synthesegas umgesetzt werden. Typische Merkmale eines solchen Prozesses sind sehr hohe Produktgastemperaturen von 900 bis 1700 OC, insbesondere von 1200 bis 1500 OC, ein höherer Druck, der etwa im Bereich zwischen 25 und 150 bar, insbesondere zwischen 60 und 100 bar liegt und damit über dem üblicherweise bei der Dampfreformierung herrschenden Druck liegt, sowie die Erzeugung eines Synthesegases mit einem relativ hohen Anteil an Kohlenmonoxid, der beispielsweise zwischen 25 und 50 Mol% und damit deutlich höher liegt als bei der Dampfreformierung, wo Kohlenmonoxid-Gehalte zwischen etwa 5 und 20 Mol-% erzielt werden.
  • Die bei der Dampfreformierung oder der partiellen Oxidation erzeugten Synthese-Rohgase müssen in der Regel vor ihrer Verwendung nicht nur gereinigt, sondern auch noch bezüglich der Wasserstoff- bzw. Kohlenmonoxid-Anteile an die Anforderungen der jeweiligen Synthese angepaßt werden. Häufig, beispielsweise bei der Erzeugung von Methanolsynthesegas, enthält das gewünschte Synthesegas ein solches H2-CO-Verhältnis,daß bei durch partielle Oxidation gewonnenem Gas Kohlenmonoxid durch Konvertierung in Wasserstoff umgewandelt werden muß, während durch Dampfreformierung gewonnenes Gas einen Wasserstoffüberschuß aufweist. Die Maßnahmen zur Einstellung des richtigen Synthesegasverhältnisses könnten zwar durch eine Kombination beider Herstellungsverfahren und die Mischung der dabei erzeugten Synthesegaseverringert werden, doch würde der Aufwand für die Errichtung zweier üblicher Gaserzeugungsanlagen den genannten Vorteil mehr als aufwiegen und wirtschaftlich unattraktiv machen.
  • Dies liegt unter anderem daran, daß der Dampfreformierung trotz ihrer im großen Umfang praktizierten Anwendung (beispielsweise wird weltweit der überwiegende Anteil des Ammoniaksynthesegases durch Dampfreformierung erzeugt) einige Mängel anhaften, die noch nicht in befriedigender Weise gelöst werden konnten.
  • Ein wesentlicher Punkt ist dabei der hohe Energiebedarf für die Dampfreformierung, der durch die Verbrennung von Primärenergieträgern gedeckt werden muß. Diese Primärenergieträger, die häufig ein Teilstrom des zu reformierenden Einsatzsstroms sind, werden zu einem heißen Rauchgas umgesetzt, mit dem die katalysatorgefüllten Reformerrohre beheizt werden und aus dem zwar noch durch Dampferzeugung und Anwärmung von Einsatz strömen weitere Wärme zurückgewonnen wird, das aber dennoch zu einem hohen spezifischen Energieverbrauch des Verfahrens führt und schließlich als Abgas in die Atmosphäre abgegeben wird, statt zu Synthesegas umgesetzt zu werden.
  • Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftlich und verfahrenstechnisch einfaches Konzept für die Erzeugung von Synthesegas zu entwickeln.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein erster Einsatz strom in Gegenwart von Wasserdampf und Sauerstoff oder eines sauerstoffhaltigen Gases der partiellen Oxidation und ein zweiter Einsatz strom in Gegenwart von Wasserdampf der Dampfreformierung unterzogen werden, daß das Produktgas der partiellen Oxdiation mit dem Produktgas der Dampfreformierung zum Synthesegas vermischt wird und die für die Dampfreformierung benötigte Wärmemenge mindestens teilweise dem Synthesegas entnommen wird.
  • Bei der Erfindung wird in der partiellen Oxidation der erste Einsatz strom in Gegenwart von Sauerstoff und gegebenenfalls von Wasserdampf in eine Brennkammer eingeführt, in der bei erhöhtem Druck beispielsweise zwischen 25 und 150 bar, insbesondere zwischen 60 und 100 bar, unter Ausbildung einer hohen Temperatur eine Teilverbrennung des Einsatzstroms erfolgt. Das dabei gebildete Synthesegas, das nahezu völlig frei von nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffen ist, wird bei einer Austrittstemperatur zwischen etwa 900 und 1700 OC aus der partiellen Oxidation abgezogen und zur Beheizung des parallel betriebenen Dampfreformers, in dem der zweite Kohlenwasserstoffstrom mit Wasserdampf umgesetzt wird, herangezogen. Der zweite Einsatz strom wird in Gegenwart von Wasserdampf in einem Dampfreformer katalytisch zu Synthesegas umgesetzt, woraufhin die Produktgase der beiden Reaktionen vermischt werden und ein heißes Roh-Synthesegas ergeben, dessen Wärmeinhalt zur Durchführung der Dampfreformierung herangezogen wird.
  • Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß bei dieser Verfahrensführung kein Rauchgas anfällt, das zur Beheizung irgendwelcher Reformerstufen benötigt wird. Dadurch wird nicht nur der erhebliche, trotz Wärmerückgewinnung aus dem Rauchgas nicht zu vermeidende Wärmeverlust unterdrückt, sondern es wird auch kein Teilstrom des zu reformierenden Einsatzes oder eines anderen vergleichbaren Ersatzbrennstoffes für Heizzwecke verbraucht, so daß der Einsatz strom völlig zu Synthesegas umgesetzt bzw. zusätzlicher Brennstoff eingespart werden kann.
  • Die Beheizung der katalysatorgefüllten Rohre des Dampfreformers erfolgt in zweckmäßiger Weise durch unmittelbaren indirekten Wärmetausch mit dem Produktgas, obwohl die Einschaltung eines Zwischenwärmeträgers nicht auszuschließen ist.
  • Bei dem Wärmetausch wird das heiße Produktgas vorzugsweise in Gegenstrom zur Strömungsrichtung, die in den Rohren herrscht, über die Rohraußenwand geführt und kühlt sich bei Abgabe der für die Dampfreformierung benötigten Wärme ab.
  • Die thermische Belastbarkeit der Rohre des Dampfreformers hängt wesentlich von der Werkstoffwahl und der Druckdifferenz zwischen Rohrinnenraum und Rohraußenraum ab.
  • In herkömmlichen Reformern, in denen zwischen dem nahezu drucklosen Rauchgas und dem Reformereinsatz eine Druckdifferenz von etwa 15 bis 25 bar herrscht, lassen sich deshalb bei Verwendung üblicher Rohrwerkstoffe Austrittstemperaturen des reformierten Gases von maximal etwa 850 bzw. Rohrwandtemperaturen von maximal etwa 950 °C erreichen, was zur Folge hat, daß ein Teil des Einsatzes noch nicht umgesetzt wird. Beispielsweise verbleibt bei der Dampfreformierung von Erdgas bei einem Druck von 25 bar noch ein Rest-Methangehalt im Synthesegas, der 10 bis 20 Vol-% der Gasmenge erreichen kann, wodurch die Nachschaltung eines Sekundärreformers zur weiteren Umsetzung bei einem solchen Verfahren meist eine notwendige Maßnahme ist.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist dieser Nachteil ausgeschaltet. Da die partielle Oxidation unter einem wesentlich höheren Druck als eine Verbrennung zur Erzeugung von heißem Rauchgas durchgeführt wird, kann die Druckdifferenz zwischen dem die Rohre des Dampfreformers beheizenden Produktgas und dem in diesen Rohren umzusetzenden Gas gering gehalten und vorzugsweise sogar bis auf etwa 0 bis 3 bar aneinander angenähert werden, um am Rohraustrittsende einen Gasdruck zu erhalten, der dem Druck des Produktgases aus der partiellen Oxidation gleichkommt. Dadurch kann eine höhere Rohrwand- temperatur und damit eine höhere Reaktionstemperatur bei der Dampfreformierung eingestellt werden, was wiederum zu einer vollständiger ablaufenden Reformierungsreaktion, also geringeren Anteilen nicht umgesetzter Kohlenwasserstoffe im Produktgas, führt. Sofern der Druck des Produktgases der partiellen Oxidation erheblich größer ist, als die üblicherweise bei der Dampfreformierung angewendeten Drücke von etwa 15 bis 25 bar, kann auch der Druck im Dampfreformer höher als üblich gewählt und dem Druck der partiellen Oxidation angepaßt werden. Zwar erhöht sich bei der Dampfreformierung generell der Anteil der nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffe bei einer Druckerhöhung, doch läßt sich aufgrund der steigenden Reaktionstemperatur dieser Effekt mehr als kompensieren, so daß auch in der Dampfreformierung ein nahezu vollständig umgesetztes Produktgas anfällt.
  • Das aus der partiellen Oxidation austretende Produktgas, das Temperaturen zwischen 900 und 1700 OC, insbesondere zwischen 1200 und 1500 OC aufweist, wird nach seiner Vermischung mit dem Produktgas der Dampfreformierung vorzugsweise bei einer Temperatur unterhalb von 1100 OC über die Rohre des Dampfreformers geführt, da übliche Rohrwerkstoffe bis zu dieser Temperatur belastbar sind, sofern sie keinen Druckbelastungen ausgesetzt sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zwar auch bei höheren Temperaturen durchführbar, doch wäre dann der Einsatz von Spezialwerkstoffen erforderlich.
  • Wenn die Temperatur des Heizgases für den Dampfreformer auch nicht über 1100 OC liegen soll, so ist es doch vorteilhaft, möglichst nahe an diesen Grenzwert heranzugehen, beispielsweise eine Temperatur zwischen 1000 und 1100 OC zu wählen. Die Dampfreformierung läßt sich dann bei einer Temperatur von etwa 950 bis 1050 OC und damit bei nahezu vollständigem Umsatz durchführen.
  • Die Führung des Produktgasgemisches im Gegenstrom zur Strömungsrichtung in den Rohren des Dampfreformers ist im allgemeinen besonders günstig, weil dadurch die Temperatur innerhalb des Rohres in Strömungsrichtung ansteigt und am Austrittsende ihren maximalen Wert erreicht, was im Hinblick auf eine möglichst vollständige Umsetzung erwünscht ist. In wenigen Fällen kommen jedoch auch andere Gasführungen in Betracht, etwa eine Führung im Gleichstrom oder eine Kombination von Gleich- und Gegenstrom.
  • Sofern die Temperatur des Produktgases der partiellen Oxidation so hoch ist, daß eine direkte Einführung des Gasgemisches in den Dampfreformer nicht in Frage kommt, kann beispielsweise durch Zugabe von kälteren Gasen eine geeignete Temperatur eingestellt werden. Für die Zugabe eignen sich dabei insbesondere solche Gase, die bei einer nachfolgenden Aufarbeitung des Synthesegases ohnehin zugegeben werden müssen, beispielsweise Stickstoff bei der Herstellung von Ammoniaksynthesegas oder Wasserdampf, falls eine nachfolgende Konvertierung vorgesehen ist.
  • Eine andere mögliche Art der Kühlung dieser Gase auf eine geeignete Eintrittstemperatur für den Dampf reformer ist in der Verwendung eines Abhitzekessels, beispielsweise unter Gewinnung von überhitztem Dampf oder Hochdruckdampf, zu sehen.
  • Da die Zugabe kälterer Gase zur Herabsetzung der Temperatur vor der Vermischung zwar eine verfahrenstechnisch einfache Maßnahme darstellt, in vielen Fällen aber als unzureichende Nutzung hochwertiger Energie anzusehen ist, kann in einer anderen, energetisch günstigeren Ausgestaltung der Erfindung auch eine höhere Gastemperatur als 1100 OC, beispielsweise eine Temperatur zwischen 1300 und 1400 OC, bei Verwendung spezieller Werkstoffe auch eine noch höhere Temperatur, direkt zur Dampf- reformierung herangezogen werden. Dabei ist vorgesehen, die Rohre des Dampfreformers in zwei voneinander getrennte, parallel zueinander angeordnete Bereiche zu unterteilen, von denen ein erster Teil durch das heiße Produktgas der partiellen Oxidation und der zweite Teil durch das Synthesegasgemisch beheizt wird, wobei das Produktgas der partiellen Oxidation im ersten Teil im Gleichstrom zur Strömungsrichtung in den Reformerrohren geführt wird.
  • Diese spezielle Gasführung vermeidet die Ausbildung unzulässig hoher Rohrwandtemperaturen, da das in den Dampfreformer eintretende heiße Produktgas der partiellen Oxidation zunächst Wärme an den in den Dampfreformer eintretenden Einsatz strom abgibt, also an einen relativ kalten Gasstrom, dessen Temperatur beispielsweise zwischen 400 und 800 OC liegen kann. Beim indirekten Wärmetausch zwischen den beiden Gasströmen ergeben sich so zunächst große Temperaturdifferenzen, wobei das relativ kalte Einsatzgemisch für die Dampf reformierung eine ausreichende Rohrkühlung bewirkt, um unzulässig hohe Temperaturen zu vermeiden. Bei fortschreitendem Wärmetausch verringert sich die Temperaturdifferenz unter Abkühlung des Produktgases der partiellen Oxidation, wobei durch geeignete Dimensionierung der beiden Teilbereiche des Dampfreformers sicher vermieden werden kann, daß an irgendeiner Stelle unzulässig hohe Rohrtemperaturen auftreten. Nach dem Wärmetausch im ersten Teilbereich des Dampfreformers wird das dort anfallende Produktgas mit dem Produktgas aus der partiellen Oxidation vermischt und zum weiteren Wärmetausch in den zweiten Teilbereich des Dampfreformers geführt, wo infolge der nunmehr reduzierten Temperatur ohne weiteres der verfahrenstechnisch günstigere Wärmetausch im Gegenstrom durchgeführt werden kann.
  • Das bei einer Temperatur von beispielsweise 1000 bis 1400 bC in den Dampfreformer eintretende Produktgas kann beim Umströmen der Rohre bis auf etwa 400 bis 800 OC abgekühlt werden, so daß ein Großteil der im Gas enthaltenen Wärme direkt und auf hohem Temperaturniveau zur Erzeuw gung weiteren Synthesegases genutzt wird, ohne daß aufwendige Methoden zur Rückgewinnung und anderweitigen Nutzung dieser Energie erforderlich wären, beispielsweise durch ein Hochdruckdampf system mit den dazu erforderlichen speziellen Wärmetauschern, Expansionsturbinen etc..
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber üblichen Verfahren ergibt sich aus der Möglichkeit, ein so weitgehend umgesetztes Synthesegas zu erhalten, daß kein Sekundärreformer mehr eingesetzt werden muß.
  • Hierdurch entfällt nicht nur ein Anlagenteil erheblicher Größe, durch den zur Umsetzung des Kohlenwasserstoff-Restgehaltes von maximal etwa 15 bis 20 Vol-% der gesamte aus dem Dampfreformers austetende Gasstrom geführt werden müßte, sondern es ergibt sich auch hinsichtlich der Synthesegasausbeute ein Vorteil, da in dieser Verfahrensstufe bisher ein Teil der bei der Primärreformierung gebildeten erwünschten Synthesegaskomponenten, im wesentlichen Wasserstoff und Kohlenmonoxid, zu weniger erwünschten Komponenten wie Wasser und Kohlendioxid oxidiert werden und damit in der Regel für die weitere Verwendung des Synthesegases als Verlust anzusehen sind.
  • Eine derartige Verlustquelle scheidet dagegen beim erfindungsgemäßen Verfahren völlig aus.
  • Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich vorzugsweise eine besondere Ausführungsform eines Dampfreformers,der ausgebildet ist als ein im wesentlichen vertikal angeordneter Reaktor mit einer in einen Eintrittsbereich des Reaktors führenden Zuführungslei- tung für einen zu reformierenden Einsatz strom, einem den Eintrittsbereich des Reaktors begrenzenden Rohrboden, in dem vom Eintrittsbereich wegführende katalysatorgefüllte Rohre, die an ihrem anderen Ende mit Austrittsöffnungen versehen sind, befestigt sind, ferner mit einer Austrittsöffnung für reformiertes Gas, die in der Nähe des Rohrbodens angeordnet ist, und mit einer Zuführungsleitung von Produktgas aus einer partiellen Oxidation.
  • Die Bauweise dieses Dampfreformers unterscheidet sich von üblichen Konstruktionen im wesentlichen dadurch, daß die Reformerrohre nur einseitig gelagert sein müssen, wodurch sich wesentliche Vorteile ergeben. Durch die einseitige Halterung der Rohre, d.h. durch das Fehlen einer eintritts- und austrittsseitigen Lagerung der Reformerrohre, entfallen die üblicherweise auftretenden Probleme bezüglich der thermischen Ausdehnung der Rohrwerkstoffe sowie der Zuführung des Einsatzmaterials über flexible Leitungen, sogenannte Pig-tails. Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Konstruktion, wenn das Produktgasgemisch im Gegenstrom über die Rohre geführt wird, und dadurch bei Erreichen der Austrittszone des Reaktors schon weitgehend abgekühlt ist, wodurch die thermische Belastung des Rohrbodens verringert wird. Der Innenraum des Reaktorbehälters kann daher im Bereich des Rohrbodens in solchen Fällen meist schon auf eine feuerfeste Ausmauerung verzichten, während im unteren Bereich hoher Temperaturen eine solche feuerfeste Ausmauerung erforderlich ist.
  • In einer vorteilhaften Ausbildung des Dampfreformers, die auch den Wärmetausch mit einem sehr heißen Produktgas der partiellen Oxidation erlaubt, sind die Rohre des Dampfreformers innerhalb des Rohrmantels des Dampfreformers in zwei Teilbereiche aufgeteilt, die durch eine an den Rohrboden anschließende Trennwand voneinander abgegrenzt sind Im Bereich der Austrittsenden der Rohre können diese Teilbereiche miteinander in Verbindung stehen, so daß das aus dem einen Teilbereich austretende Gasgemisch unmittelbar in den zweiten Teilbereich eintreten kann.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand einiger in den Figuren schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.
  • Es zeigen: Figur 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei der das Gas aus der partiellen Oxidation mit einem Inertgas vermischt wird, Figur 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, wobei das Gas aus der partiellen Oxidation einem indirekten Wärmetausch unterzogen wird, Figur 3 eine dritte Ausführungsform der Erfindung, bei der der Dampfreformer in zwei Teilbereiche aufgeteilt ist,und Figur 4 die Verbindung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer vorteilhaften Art der Synthesegasaufbereitung.
  • Die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung zeigt einen Reaktor 1 für die Partialoxidation und einen Reaktor 2 für die Dampfreformierung von Kohlenwasserstoffen.
  • Der Partialoxidationsreaktor 1 besteht im wesentlichen aus einem vertikal angeordneten Reaktorbehälter mit einer feuerfesten Ausmauerung 3, in dem im oberen Bereich ein Brenner 4 angeordnet ist, der über Leitung 5 mit zu vergasendem Einsatzmaterial, Wasserdampf und Sauerstoff beschickt wird. Unterhalb des Brenners liegt der katalysatorfreie Brennraum 6, in dem die Umsetzung zum Partialoxidationsgas erfolgt. Unterhalb des Brennraums 6 befindet sich ein Schlackensammelraum 7, in dem feste Verbrennungsrückstände, die durch Quenchwasser aus dem heißen Gas abgetrennt werden, gesammelt und über eine in der Figur nicht dargestellte Leitung abgezogen werden. Das Synthesegas wird über die mit einer feuerfesten Ausmauerung versehene Transferleitung 8 aus dem Partialoxidationsreaktor abgezogen und zur Einstellung einer günstigen Eintrittstemperatur in den Dampfreformer mit über Leitung 9 herangeführtem Kaltgas vermischt.
  • Der Dampfreformer 2 besteht im wesentlich aus einem vertikal angeordneten Behälter, dem über Leitung 10 von oben zu reformierender Einsatzstrom zugeführt wird. Der Eintrittsbereich 11 des Dampfreformers 2 wird begrenzt durch einen Rohrboden 12, in dem nach unten hängende, katalysatorgefüllte Rohre 13 befestigt sind. Infolge der nur einseitigen Befestigung der Rohre sind dabei keine besonderen Maßnahmen erforderlich, um thermische Ausdehnungen bei der Inbetriebnahme der Anlage zu kompensieren.
  • Die Rohre 13 sind an ihrem unteren Ende 14 mit Austrittsöffnungen versehen, die zwar das reformierte Gas austreten lassen, die in den Rohren vorliegende Katalysatorschüttung jedoch zurückhält. Unter den Rohren ist ein Raum 15 vorgesehen,in dem sich das aus dem Rohrbündel 13 austretende Synthesegas mit dem über Leitung 8 herangeführten Synthesegas aus der partiellen Oxidation vermischt und dann, begrenzt durch den mit einer feuerfesten Ausmauerung 3 versehenen Reaktormantel, die Rohre 13 des Rohrbündels von unten nach oben umströmt und beheizt.
  • Das sich dabei abkühlende Synthesegas tritt schließlich unterhalb des Rohrbodens 12 über Leitung 16 aus dem Dampfreformer 2 aus. Da das Synthesegas beim Uberstreichen des Rohrbündels bereits eine erhebliche Temperaturabsenkung erfährt, bevor es in den Bereich des Rohrbodens 12 gelangt, ist eine feuerfeste Auskleidung des Rohrbodens 12 in vielen Fällen nicht erforderlich.
  • Der Dampfreformer 2 kann auch umgekehrt aufgebaut sein, d.h. die im vorliegenden Fall hängend angeordneten Reformerrohre können auch auf einem im unteren Bereich angeordneten Rohrboden gelagert sein und sich frei nach oben erstrecken.
  • Das in der Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von dem vorbeschriebenen dadurch, daß das heiße Partialoxidationsgas durch einen indirekten Wärmetausch im Wärmetauscher 17 auf eine geeignete Eintrittstemperatur für den Dampfreformer 2 abgekühlt wird. Das vorgekühlte Partialoxidationsgas wird dann über Leitung 18, die erforderlichenfalls auch mit einer feuerfesten Ausmauerung versehen ist, in den unteren Bereich 15 des Dampfreformers eingeleitet.
  • Zur Kühlung des Partialoxidationsgases im Wärmetauscher 17 wird der Wärmetausch mit über Leitung 19 herangeführtem Einsatzstrom für den Dampfreformer vorgenommen, wodurch die Einsatzvorwärmung auf die erforderliche Temperatur, beispielsweise zwischen 400 und 800 "C, vorgenommen wird. Der Wärmetausch 17 kann selbstverständlich auch unter Verwendung anderer Kühlmedien durchgeführt werden.
  • Das in der Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist energetisch besonders günstig, da das aus dem Partialoxidationsreaktor 1 austretende heiße Gas direkt in den Dampfreformer 2 eingeleitet wird. Im Unterschied zu den vorher beschriebenen Verfahren wird das Gas über eine Eintrittsöffnung 20, die dicht unterhalb des Rohrbodens 12 angebracht ist, in den Dampfreformer eingebracht und umströmt und beheizt einen ersten Teil der katalysatorgefüllten Rohre 13 im Gleichstrom zur Strömungsrichtung in diesen Rohren. Dieser Eintrittsbereich wird durch eine am Rohrboden 12 befestigte Trennwand 21 begrenzt. Das abgekühlte Partialoxidationsgas vermischt sich nach Überstreichen der Rohre 13 mit dem aus diesen austretenden reformierten Gas und wird dann unter der Trennwand 21 hindurchgeführt, um schließlich die verbleibenden Reformerrohre 13 im Gegenstrom zur Strömungsrichtung in diesen Rohren zu umströmen und dabei zu beheizen, bevor das Synthesegas über Leitung 16 abgezogen wird.
  • Das in der Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft schließlich eine energetisch besonders günstige Art der Gewinnung von Synthesegas mit anschließender Aufbereitung zur Wasserstoffgewinnung.
  • Das Synthesegas wird dabei zunächst nach einer der in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Verfahrensweisen erzeugt und tritt mit einer Temperatur von beispielsweise 800 OC bei einem Druck von 60 bar aus Leitung 16 aus. Das Gas besteht zu 41,1 % aus Wasserstoff und enthält daneben 12,6 % Kohlenmonoxid, 5,9 % Kohlendioxid, 0,3 % Methan, 0,4 % Stickstoff und 39,4 % Wasserdampf (jweils Mol-%).
  • Dieses Gas wird nach Temperaturabsenkung auf 700 OC, was beispielsweise durch Dampfeinspritzung oder unter Erzeugung von Mitteldruckdampf von etwa 300 OC erfolgt, in einer Expansionsturbine 22 auf 30 bar entspannt, wobei es sich auf etwa 590 0C abkühlt Anschließend wird das Gas im Wärmetauscher 23 auf die Eintrittstemperatur einer Kohlenmonoxidkonvertierung, die zwischen 260 und 320 OC liegt, abgekühlt und in der Konvertierung 24 zu einem Gas umgesetzt, das zu 53,6 nÓ aus Wasserstoff besteht und daneben 0,3 % Kohlenmonoxid, 18,1 % Kohlendioxid, 0,3 % Methan, 0,4 % Stickstoff und 27,3 % Wasserdampf (jeweils Mol-%) enthält. Nach Abkühlung im Wärmetauscher 25 und Abtrennung von kondensiertem Wasser über Leitung 26 wird aus dem Gas in einer Druckwechseladsorptionsanlage 27 ein reiner Wasserstoffstrom gewonnen, der bei einer Temperatur von 30 OC und einem Druck von etwa 25 bar in Leitung 28 anfällt und einem Kompressor 29 zugeleitet wird, in dem es auf den ursprünglichen Druck von 60 bar rückverdichtet wird, bevor es über Leitung 30 als Produktgas abgezogen wird. Der Kompressor 29 wird dabei über eine Welle 31 von der Expansionsturbine 22 angetrieben. Die von der Expansionsturbine 22 gelieferte Energie ist in der Regel wesentlich größer als die für die Rück+ verdichtung erforderliche Energie, da das gesamte, über Leitung 16 aus der Gaserzeugung abgezogene Roh-Synthesegas arbeitsleistend entspannt wird, während nur ein geringerer Teil wieder rückverdichtet werden muß. So fällt beispielsweise bei der beschriebenen Wasserstofferzeugung ein zusätzlicher Leistungsgewinn von etwa 5 MW an, wenn durch das Verfahren der Wasserstoffbedarf für eine Ammoniaksyntheseanlage mit einer Leistung von etwa 1150 Tagestonnen Ammoniak bedeckt werden soll Es' versteht sich von selbst, daß die Synthesegasaufbereitung gemäß Figur 4 auch andere Verfahrensschritte, beispielsweise eine CO2-Wäsche, eine Methanisierung, eine Teilkonvertierung oder andere gebräuchliche Aufbereitungsverfahren umfassen kann.
  • Um bei der Abkühlung des Synthesegases im Dampfreformer eine Rußbildung zu vermeiden, sind vorzugsweise Dampfreformer-Austrittstemperaturen des- Synthesegases um 800 OC anzustreben, beispielsweise 780 OC bei einem unter 60 bar stehenden Synthesegas. Um dies sicherzustellen, ist es erforderlich, den Einsatzstrom für die Dampfreformierung auf eine höhere als die übliche Temperatur vorzuwärmen. Diese zusätzliche Vorwärmung, beispielsweise auf etwa 750 OC statt auf etwa 500 OC kann auf beliebige Weise geschehen. Beispielsweise kann dafür eine externe Vorwärmung in einem befeuerten Erhitzer vorgesehen sein.
  • Sofern für die Befeuerung eines solchen Erhitzers kein anderer Brennstoff eingesetzt werden kann oder soll, kann zu diesem Zweck ein Teilstrom des Einsatz stromes abgezweigt werden. Zur Temperaturerhöhung des Einsatzstroms um etwa 250 OC reicht dabei ein geringer Teilstrom von etwal bis 2 % des Einsatzstroms aus. Dabei kann im Erhitzer gegebenenfalls auch noch Prozeßdampf erzeugt oder überhitzt werden. Ein andere Art der Einsatzvorwärmung auf etwa 750 OC kann darin bestehen, daß ein Teilstrom des Einsatzstroms einem in der Eintrittshaube des Dampfreformers vorgesehenen Brenner zugeführt und verbrannt wird. Das heiße Verbrennungsgas wird dabei direkt dem Einsatz strom zugemischt. Auch in diesem Fall werden zur Temperaturerhöhung um etwa 250 OC nur 1 bis höchstens 2 % des Einsatzstroms benötigt.
  • Nachfolgend sei das erfindungsgemäße Verfahren noch anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Ausgegangen wird von einem Erdgas strom mit folgender Zusammensetzung (in Mol-%): Methan 93,25 % C5+-Kohlenwasserstoffe 0,01 % Ethan 3,32 % Stickstoff 1,95 % Propan 0,87 % Argon 0,4 % Butan 0,19 % Kohlendioxid 0,01 %.
  • Der Bchwefelwasserstoffgehalt des Erdgases lag unter 5 ppm.
  • Das Erdgas wird im Mengenstromverhaltnis von etwa 2 : 1 auf die partielle Oxidation und den Dampfreformer auf geteilt. Dem Eintrittsstrom in die partielle Oxidation werden Wasserdampf und Sauerstoff zugegeben. Das Verhältnis Wasserdampf : Kohlenwasserstoff beträgt 2 Dem Eintrittsstrom in den Dampfreformer wird Wasserdampf zugegeben, bis das Verhältnis Wasserdampf : Kohlenwasserstoffe 3 beträgt. Das erzeugte Synthesegas hat auf trockener Basis die Zusammensetzung (in Mol-%): Wasserstoff 68,3 %, Kohlenmonoxid 20,1 %, Kohlendioxid 10,2 %, Methan 0,5 % und Stickstoff 0,6 %.

Claims (13)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Erzeugung eines Synthesegases durch Umsetzung eines kohlenstoffhaltigen Einsatzes unter erhöhtem Druck in einer endothermen katalytischen Dampfreformierung und in einer partiellen Oxidation, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Einsatzstrom in Gegenwart von Wasserdampf und Sauerstoff oder eines sauerstoffhaltigen Gases der partiellen Oxidation und ein zweiter Einsatz strom in Gegenwart von Wasserdampf der Dampfreformierung unterzogen werden, daß das Produktgas der partiellen Oxidation mit dem Produktgas der Dampfreformierung zum Synthesegas vermischt wird und die für die Dampfreformierung benötigte Wärmemenge mindestens teilweise dem Synthesegas entnommen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfreformierung in katalystorgefüllten Rohren, die außen vom Synthesegas umströmt und beheizt werden, erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die partielle Oxidation bei Austrittstemperaturen zwischen 900 und 1700 OC betrieben wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des die Rohre des Dampfreformers beheizenden Synthesegases unterhalb von 1400 OC liegt.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des aus dem Dampfreformer austretenden Produktgases zwischen 850 und 1200 OC liegt.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfreformierung und die partielle Oxidation bei im wesentlichen gleichem Druck durchgeführt werden.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck über 25 bar, vorzugsweise im Bereich zwischen 40 und 150 bar, insbesondere zwischen 60 und 100 bar, liegt.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des aus der partiellen Oxidation austretenden Produktgases durch Zumischung eines kälteren Gases abgesenkt wird, bevor es mit dem Produktgas der Dampfreformierung vermischt wird.
  9. 9 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Produktgas der partiellen Oxidation vor der Vermischung mit dem Produktgas der Dampfreformierung einen Teil der Rohre des Dampfreformers umströmt und nach der Vermischung den restlichen Teil der Rohre des Dampfreformers umströmt und beheizt.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,daß das Produktgas der partiellen Oxidation vor der Vermischung im Gleichstrom zur Strömungsrichtung in den Rohren des Dampfreformers geführt wird
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Synthesegas nach der Beheizung der Rohre des Dampfreformers bei einer Temperatur zwischen 400 und 800 OC aus dem Dampfreformer austritt.
  12. 12. Dampfreformer zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf reformer ausgebildet ist als ein im wesentlichen vertikal angeordneter Reaktor mit einer in einen Eintrittsbereich des Reaktors führenden Zuführungsleitung für einen zu reformierenden Einsatz strom, einem den Eintrittsbereich des Reaktors begrenzenden Rohrboden, in dem vom Eintrittsbereich wegführende katalysatorgefüllte Rohre, die an ihrem anderen Ende mit Austrittsöffnungen versehen sind, befestigt sind, ferner mit einer Austrittsöffnung für reformiertes Gas, die in der Nähe des Rohrbodens angeordnet ist, und mit einer Zuführungsleitung von Produktgas aus einer partiellen Oxidation.
  13. 13. Dampfreformer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktorbehälter in dem die Rohre aufnehmenden Bereich durch eine an den Rohrboden anschließende Trennwand in zwei Bereiche aufgeteilt ist.
DE19833345088 1983-12-13 1983-12-13 Verfahren zur erzeugung von synthesegas Granted DE3345088A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833345088 DE3345088A1 (de) 1983-12-13 1983-12-13 Verfahren zur erzeugung von synthesegas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833345088 DE3345088A1 (de) 1983-12-13 1983-12-13 Verfahren zur erzeugung von synthesegas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3345088A1 true DE3345088A1 (de) 1985-06-13
DE3345088C2 DE3345088C2 (de) 1992-01-09

Family

ID=6216839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833345088 Granted DE3345088A1 (de) 1983-12-13 1983-12-13 Verfahren zur erzeugung von synthesegas

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3345088A1 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0168892A2 (de) * 1984-07-18 1986-01-22 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Erzeugung von Wasserstoff und Kohlenmonoxyd enthaltenden Gasmischungen
DE3605811A1 (de) * 1986-02-22 1987-08-27 Uhde Gmbh Vorrichtung zum einsetzen in einem verfahren zur erzeugung von produktgas mit wasserstoff- und kohlenoxidgehalten
EP0522744A2 (de) * 1991-07-09 1993-01-13 Imperial Chemical Industries Plc Synthesegaserzeugung
WO2004083342A1 (en) * 2003-03-15 2004-09-30 Conocophillips Company Managing hydrogen and carbon monoxide in a gas to liquid plant to control the h2/co ratio in the fischer-tropsch reactor feed
WO2004092060A1 (en) * 2003-04-15 2004-10-28 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Reactor for performing a steam reforming reaction and a process to prepare synthesis gas
US6946493B2 (en) 2003-03-15 2005-09-20 Conocophillips Company Managing hydrogen in a gas to liquid plant
US6958363B2 (en) 2003-03-15 2005-10-25 Conocophillips Company Hydrogen use in a GTL plant
EP1650160A1 (de) * 2004-10-20 2006-04-26 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Verfahren und Reaktor zur Erzeugung von Synthesegas
FR2890956A1 (fr) * 2005-09-21 2007-03-23 Inst Francais Du Petrole Procede de production de gaz de synthese par vaporeformage et oxydation partielle

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10051563A1 (de) * 2000-10-18 2002-05-02 Emitec Emissionstechnologie Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff aus Kohlenwasserstoff
DE10237744A1 (de) * 2002-08-17 2004-03-04 Daimlerchrysler Ag Reaktorsystem zur Wasserstofferzeugung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2579843A (en) * 1947-12-10 1951-12-25 Method foe the manufacture of
DE1567709A1 (de) * 1965-08-18 1970-07-02 Montedison Spa Verfahren zur Herstellung von Synthesegas

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2579843A (en) * 1947-12-10 1951-12-25 Method foe the manufacture of
DE1567709A1 (de) * 1965-08-18 1970-07-02 Montedison Spa Verfahren zur Herstellung von Synthesegas

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0168892A3 (en) * 1984-07-18 1987-09-02 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Production of gas mixtures containing hydrogen and carbon monoxide
EP0168892A2 (de) * 1984-07-18 1986-01-22 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Erzeugung von Wasserstoff und Kohlenmonoxyd enthaltenden Gasmischungen
DE3605811A1 (de) * 1986-02-22 1987-08-27 Uhde Gmbh Vorrichtung zum einsetzen in einem verfahren zur erzeugung von produktgas mit wasserstoff- und kohlenoxidgehalten
EP0522744A2 (de) * 1991-07-09 1993-01-13 Imperial Chemical Industries Plc Synthesegaserzeugung
EP0522744A3 (de) * 1991-07-09 1993-02-17 Imperial Chemical Industries Plc Synthesegaserzeugung
US5252609A (en) * 1991-07-09 1993-10-12 Imperial Chemical Industries Plc Synthesis gas production
AU649548B2 (en) * 1991-07-09 1994-05-26 Imperial Chemical Industries Plc Synthesis gas production
US6872753B2 (en) 2002-11-25 2005-03-29 Conocophillips Company Managing hydrogen and carbon monoxide in a gas to liquid plant to control the H2/CO ratio in the Fischer-Tropsch reactor feed
US6946493B2 (en) 2003-03-15 2005-09-20 Conocophillips Company Managing hydrogen in a gas to liquid plant
US6958363B2 (en) 2003-03-15 2005-10-25 Conocophillips Company Hydrogen use in a GTL plant
WO2004083342A1 (en) * 2003-03-15 2004-09-30 Conocophillips Company Managing hydrogen and carbon monoxide in a gas to liquid plant to control the h2/co ratio in the fischer-tropsch reactor feed
US7462209B2 (en) 2003-04-15 2008-12-09 Shell Oil Company Reactor for performing a steam reforming reaction and a process to prepare synthesis gas
JP2006523596A (ja) * 2003-04-15 2006-10-19 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ 水素、及び水素と一酸化炭素との混合物の製造方法
WO2004092060A1 (en) * 2003-04-15 2004-10-28 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Reactor for performing a steam reforming reaction and a process to prepare synthesis gas
US7550635B2 (en) 2003-04-15 2009-06-23 Shell Oil Company Process for the preparation hydrogen and a mixture of hydrogen and carbon monoxide
US8986631B2 (en) 2003-04-15 2015-03-24 Shell Oil Company Reactor vessel for performing a steam reforming reaction and a process to prepare synthesis gas
EP1650160A1 (de) * 2004-10-20 2006-04-26 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Verfahren und Reaktor zur Erzeugung von Synthesegas
WO2006062403A2 (en) * 2004-10-20 2006-06-15 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Process for the production of synthesis gas and reactor for such process
WO2006062403A3 (en) * 2004-10-20 2006-09-14 Stichting Energie Process for the production of synthesis gas and reactor for such process
FR2890956A1 (fr) * 2005-09-21 2007-03-23 Inst Francais Du Petrole Procede de production de gaz de synthese par vaporeformage et oxydation partielle
EP1770059A1 (de) * 2005-09-21 2007-04-04 Institut Français du Pétrole Verfahren zur Herstellung von Synthesegas durch Dampfreformieren und partielle Oxidation
US7687050B2 (en) 2005-09-21 2010-03-30 Institut Francais Du Petrole Process for producing synthesis gas by steam reforming and partial oxidation

Also Published As

Publication number Publication date
DE3345088C2 (de) 1992-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69715661T2 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von methanol
DE69221556T2 (de) Synthesegaserzeugung
DE69311588T2 (de) Verfahren zur integrierten Herstellung von Methanol und Ammoniak
DE69525852T2 (de) Verfahren zur herstellung von methanol unter verwendung eines einen hohen stickstoffgehalt aufweisenden synthesengases mit wasserstoffrückführung
DE2521189C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines methanreichen Gases
DE69004067T2 (de) Wasserdampfreformierung.
DE69935101T2 (de) Synthesegasherstellung mittels leitender Mischmembranen mit integrierter Konvertierung zu flüssigen Produkten
DE69104735T2 (de) Dampfreformierungsverfahren mit Wärmeaustausch und Reaktorsystem.
DE69818996T2 (de) Herstellung von methanol
DE69407858T2 (de) Stripping von Fuselöl
DE3149856A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von synthesegas
DE2529591A1 (de) Verfahren zur herstellung von methanol
DE2815985A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur reformierung von kohlenwasserstoffen
DE3780182T2 (de) Herstellungsverfahren von synthesegas.
DE3345064C2 (de)
DE2312350A1 (de) Zweistufige vergasung von vorbehandelter kohle
DE3345088A1 (de) Verfahren zur erzeugung von synthesegas
WO2010020358A2 (de) Mehrstufige reaktorkaskade zur russfreien herstellung von synthesegas
EP1717198A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Hochtemperaturreformierung
DE3503455A1 (de) Herstellungsverfahren fuer ein reduktionsgas
DE68914051T2 (de) Gasturbine.
DE2460919A1 (de) Verfahren zur herstellung eines methanreichen gases
DE2460792A1 (de) Verfahren zur herstellung eines methanreichen gases
DE60131471T2 (de) Reaktor zur reformierung von erdgas und gleichzeitige herstellung von wasserstoff
DE3242206C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee