Gewinnung von Hydriergas für die Hydrierung von Kohle und Kohlenwasserstoffen
aus' Methan und Wasserstoff enthaltenden Gasen. Bei der llydrierung von Kohle und
Kohlenwasserstoffen unter hohem Druck entstehen Abgase, die neben einem Restbestandteil
des Hvdrierengsgases überwiegend aus Methan oder dessen Homologen und daneben aus
kleinen Mengen von Fremdgasen, insbesondere Stickstoff, Kohlenoxvd und Kohlensäure,
bestehen. Der verhältnismäßig beträchtliche Gehalt dieser Abgase an Wasserstoff
kann nur eine unzulängliche Verwendung als Heizmaterial finden, wenn es nicht gelingt,
auf wirtschaftlichem Wege die Abgase in ein genügend wasserstoffreiches, wenn auch
nicht aus reinen Wasserstoff bestehendes Hydrierungsgas zu verwandeln.Production of hydrogenation gas for the hydrogenation of coal and hydrocarbons
from gases containing methane and hydrogen. In the llydration of coal and
Hydrocarbons under high pressure produce exhaust gases, which in addition to a residual component
of the Hvdrierengsgases mainly from methane or its homologues and besides from
small amounts of foreign gases, especially nitrogen, carbon dioxide and carbonic acid,
exist. The relatively large amount of hydrogen in these exhaust gases
can only find inadequate use as heating material if it does not succeed
in an economical way the exhaust gases in a sufficiently hydrogen-rich, albeit
to convert hydrogenation gas that does not consist of pure hydrogen.
Es ist nun zwar bekannt, daß man die in erheblicher Menge in den Abgasen
enthaltenen unkondensierbaren Kohlenwasserstoffe in Wasserstoff umsetzen kann, sei
es, daß man sie lediglich durch Anwendung hoher Temperaturen von zooo° und darüber
zersetzt, sei es, daß man sie mit Wasserdampf umsetzt. Beide Verfahren sind aber
ohne weiteres für die Regenerierung der Abgase praktisch unzulänglich, weil in den
meisten Fällen, d. h. bei der bloßen Spaltreaktion, der gewonnene Wasserstoff für
die Wiederverwendung des Gases als Hydrierungsgas nicht ausreicht, und weil sonst
zugleich mit dem Wasserstoff Kohlenoxyd in solchen Mengen entsteht, daß der Hydrierungsprozeß
und der Kreislauf des Gases auf die Dauer nicht erfolgreich durchgeführt werden
kann. -_\`ach vorliegender Erfindung wird das aus Methan und Wasserstoff bestehende
Abgas einer Behandlung mit Wasserdampf zunächst bei hoher Temperatur und darauf
bei niederer Temperatur unterworfen, deren erste die erwähnte Umwandlung des Methans
in Wasserstoff und Kohlenoxyd zur Folge hat, wähiend bei der zweiten das Kohlenoxyd
in an sich ebenfalls bekannter Weise in Wasserstoff und Kohlensäure umgewandelt
wird. Diese Kohlensäure kann im Gegensatz zum Kohlenoxyd in bekannter Weise leicht
aus dem Gasgemisch entfernt werden. Die Entfernung der Kohlensäure erfolgt zweckmäßig
vor Verwendung des Gases als Hydrierungsgas, kann aber bei dem im Kreislauf geführten
Prozeß jeweilig nach jedesmaliger Wiederverwendung des Gases zur Hydrierung erfolgen.
Die
Anhäufung vor, Fremdgasen, insbesondere des Stickstoffs, in dem Gasgemisch bei fortgesetztem
Kreisprozeß kann dadurch vermieden werden, daß ein hinreichend großer Bruchteil
des Gases aus dem Kreislauf herausgezogen wird. Die Möglichkeit, dies zu tun, ohne
die fortgesetzte Verwendung des regenerierten Gases im Kreislauf zu beeinträchtigen,
beruht auf der außerordentlichen Vermehrung der Wasserstoffmenge durch die stufenweise
Behandlung der Gase mit Wasserdampf, die die Bildung von Wasserstoff in jeder der
beiden Behandlungsstufen bedingt.It is now known that they are found in considerable quantities in the exhaust gases
can convert contained uncondensable hydrocarbons into hydrogen, be
it is that they can only be obtained by applying high temperatures of zooo ° and above
decomposes, be it that they are reacted with water vapor. Both procedures are, however
readily practically inadequate for the regeneration of the exhaust gases because in the
most cases, d. H. in the mere fission reaction, the hydrogen obtained for
the reuse of the gas as a hydrogenation gas is not sufficient, and because otherwise
At the same time as the hydrogen, carbon oxide is formed in such quantities that the hydrogenation process
and the gas cycle cannot be carried out successfully in the long run
can. -_ \ `After the present invention, it will consist of methane and hydrogen
Exhaust gas from a treatment with steam initially at high temperature and then on
subjected at low temperature, the first of which is the aforementioned conversion of methane
in hydrogen and carbon monoxide, while in the second the carbon monoxide
converted into hydrogen and carbonic acid in a manner also known per se
will. In contrast to carbon dioxide, this carbonic acid can easily in a known manner
be removed from the gas mixture. The removal of the carbonic acid is expedient
before using the gas as a hydrogenation gas, but can be used in the case of the circulated
Process take place after each reuse of the gas for hydrogenation.
the
Accumulation of foreign gases, especially nitrogen, in the gas mixture with continued
Circular process can be avoided that a sufficiently large fraction
of the gas is withdrawn from the circuit. The ability to do so without
affect the continued use of the regenerated gas in the circuit,
is based on the extraordinary increase in the amount of hydrogen by the gradual
Treating the gases with water vapor, which causes the formation of hydrogen in each of the
conditional on both treatment stages.
Man kann bei dem vorliegenden Verfahren unter Umständen auch noch
kohlenwasserstoffhaltige Gase anderer Herkunft mitverwenden, indem man die Anlage
zur Hydrierung von Kohle und Kohlenwasserstoffen an eine Erdgasquelle, Krackanlage
oder Verkokungsanlage anschließt, die ihrerseits methan- und wasserstoffhaltige
Gase liefern. Diese Gase kann man im Bedarfsfalle getrennt oder zusammen mit den
Abgasen der Hy drierungsanlage umsetzen und gleichzeitig mit den umgewandelten Abgasen
der Hydrierungsanlage für deren Betrieb verwenden.In the case of the present method, one can also
Use hydrocarbon-containing gases from other sources by using the system
for hydrogenation of coal and hydrocarbons to a natural gas source, cracking plant
or coking plant, which in turn contains methane and hydrogen
Deliver gases. These gases can be used separately or together with the
Convert exhaust gases from the hydrogenation system and at the same time with the converted exhaust gases
of the hydrogenation plant for their operation.
Eine Anlage zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens ist durch
die beiliegende Zeichnung wesentlich schematisch veranschaulicht.A system for carrying out the present process is through
the accompanying drawing illustrates essentially schematically.
i bezeichnet den Reaktionsbehälter einer Hydrierungsanlage. 2 ist
der Kondensator zur Abscheidung der dampfförmigen Produkte. 3 ist das Entspannungsgefäß,
in dem die flüssigen Kondensate von den Abgasen getrennt werden. 4. ist eine Einrichtung
zur Extraktion der in den Gasen noch enthaltenen Leichtbenzindämpfe. 5 ist eine
Einrichtung zur Abscheidung von in den Gasen enthaltenem Schwefelwasserstoff. Mit
6 sind die nach dem Regenerativsystem arbeitenden Überhitzungsapparate bezeichnet,
in die "die Abgase nach Zumischung von ZVasserdampf, der durch die Leitung ; zugeleitet
wird, zwecks Durchführung der Reaktion in der Hochtemperaturstufe eingeleitet werden.
8 bezeichnet den Kontaktapparat, in welchem die Gase in der niederen Temperaturstufe
zur Reaktion mit Wasserdampf gebracht werden, behufs Umsetzung des bei der Hochtemperaturreaktion
gebildeten Kohlenoxyds. Da die Durchführung des Hy drierungsprozesses kohlenoxydfreies
Gas nicht verlangt, die Gegenwart des Kohlenoxyds irr Hydrierungsgas vielmehr nur
insofern nachteilig ist, als sie den Partialdruck des wirksamen Wasserstoffs herabsetzt,
so ist es nicht erforderlich, die Umsetzung des Kohlenoxyds in durch Auswaschen
o. dgl. leicht entfernbare Kohlensäure völlig durchzuführen, sondern man kann einen
gewissen Gehalt an Kohlenoxyd dem Gase belassen. Dadurch gewinnt der Prozeß erheblich
an Wirtschaftlichkeit. 9 ist ein Wasserdampfzuleitungsrohr für den Kontaktapparat.
Die Durchführung der Reaktion im Kontaktapparat erfolgt in bekannter Weise unter
Verwendung eines geeigneten Katalysators, wie z. B. Eisenoxyd. An Stelle von Wasserdampf
kann auch Wasser in flüssiger Form in die heißen Gase eingeführt werden, die dann
die Verdampfung durch die ihnen innewohnende Wärme bewirken, sofern nur darauf geachtet
wird, daß in dein Kontaktapparat 8 die für die Durchführung der Reaktion erforderliche
Temperatur nicht überschritten wird.i denotes the reaction vessel of a hydrogenation plant. 2 is
the condenser for the separation of the vaporous products. 3 is the expansion vessel,
in which the liquid condensates are separated from the exhaust gases. 4. is a facility
for the extraction of the light gasoline vapors still contained in the gases. 5 is a
Device for the separation of hydrogen sulphide contained in the gases. With
6 the overheating devices working according to the regenerative system are designated,
into the "the exhaust gases after admixture of ZVasserdampf, which through the line; is fed
will be initiated for the purpose of carrying out the reaction in the high temperature stage.
8 denotes the contact apparatus in which the gases are in the lower temperature level
be made to react with water vapor, for the purpose of converting the in the high-temperature reaction
formed carbon monoxide. Since the implementation of the hydrogenation process is carbon-free
Gas is not required, but only the presence of carbon monoxide in the hydrogenation gas
is disadvantageous in that it lowers the partial pressure of the active hydrogen,
so it is not necessary to convert the carbon monoxide in by washing it out
o. The like. Easily removable carbon dioxide to carry out completely, but one can
leave a certain content of carbon monoxide in the gas. As a result, the process wins considerably
of economic efficiency. 9 is a water vapor supply pipe for the contactor.
The reaction in the contact apparatus is carried out in a known manner under
Use of a suitable catalyst, such as. B. iron oxide. Instead of water vapor
water in liquid form can also be introduced into the hot gases, which then
cause evaporation through their inherent heat, provided that care is taken
that in your contact apparatus 8 is necessary for carrying out the reaction
Temperature is not exceeded.
Die Temperatur der ersten Stufe des Verfahrens liegt bei etwa iioo°
und die der zweiten Stufe bei etwa 3oo bis 5oo°. Mit io ist ein Kühlappärat für
das regenerierte Gas, mit i i eine Vorkompressionspumpe und mit 12 ein Waschturm
zur Entfernung der Kohlensäure bezeichnet. Durch den Kompressor 13 wird das fertige
Hydriergas auf den Arbeitsdruck gebracht, um es erneut in den Reaktionsbehälter
i einzuführen. Bei 14 ist das Zuleitungsrohr für das Hydrierungsgut. Mit 15 ist
eine Leitung zur Abführung der nicht gasförmigen Hydrierungsprodukte, mit 16 ein
Rohr zur Entfernung des Abgasüberschusses bezeichnet.The temperature of the first stage of the process is about 100 °
and that of the second stage at about 300 to 500 degrees. With io is a cooling device for
the regenerated gas, with i i a pre-compression pump and with 12 a washing tower
for the removal of carbon dioxide. The compressor 13 is the finished
Hydrogenation gas brought to the working pressure to return it to the reaction vessel
i introduce. At 14 is the feed pipe for the hydrogenation material. At 15 is
a line for discharging the non-gaseous hydrogenation products with 16 a
Pipe for removing the excess exhaust gas.