DE546205C

DE546205C - Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff aus Methan

Info

Publication number: DE546205C
Application number: DEI28675D
Authority: DE
Inventors: Dr Georg Niemann; Dr Otto Schmidt
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1926-08-01
Filing date: 1926-08-01
Publication date: 1932-03-10

Description

Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff aus Methan Wenn man Methan oder im wesentlichen aus Methan bestehende Gase mit Wasserdampf in Gegenwart von Katalysatoren bei höheren Temperaturen behandelt, so erhält man bekanntlich ein Gemisch von Wasserstoff und Kohlensäure, in welchem je nach den Arbeitsbedingungen mehr oder weniger große Mengen von unverändertem Methan enthalten sind. Das Gleichgewicht bei dieser Reaktion liegt so, daß bei Temperaturen von 6oo° C auch bei .einem Wasserdampfüberschuß immer noch erhebliche Mengen Methan vorhanden sind. Will man die Reaktion praktisch vollständig zu Ende führen, so muß man entweder mit einem sehr großen überschuß von Wasserdampf bei mäßigen Temperaturen arbeiten oder sehr hohe Temperaturen, etwa 8oo bis tooo° C, anwenden; beide Verfahren sind technisch unzweckmäßig.
Es wurde nun gefunden, daß man auch bei niedrigen Temperaturen Methan quantitativ umsetzen kann, wenn man die Umsetzung stufenweise vornimmt und zwischen den Stufen die Kohlensäure bei so hohen Temperaturen absorbiert, daß eine Kondensation von Wasser nicht eintritt. Als Absorptionsmittel sind solche Oxyde geeignet, die die Absorption bei erhöhten Temperaturen, insbesondere oberhalb von etwa too° C, auszuführen gestatten, damit die Absorption ohne kostspielige Kondensation des Wasserdampfes ausgeführt werden kann. Hierbei kann man Oxyde solcher Metalle verwenden, deren Carbonate eine nicht zu hohe Dissoziationstemperatur haben, damit ihre Regenerierung erleichtert wird. Hierzu eignen sich verschiedene Carbonate bildende Metalloxyde, insbesondere Calciumoxyd, gebrannter Dolomit usw. Auch Aktivierungsmittel, wie Erdalkalihalogenide, können zugegen sein.
Die geeignetste Temperatur für die Absorption der Kohlensäure ist bei den einzelnen Oxyden verschieden. Sie liegt für Kalk bei etwa 350° C. Es ist eine Frage der örtlichen Verhältnisse, ob man das Calciumcarbonat durch Glühen wieder in Calciumoxyd verwandeln oder anderweitig vervyerten will.
Sowohl die Spaltung der Kohlenwasse rstoffe ,als ,auch die Absorption der Kohlensäure kann unter erhöhtem Druck vorgenommen werden. Dies bietet den Vorteil, daß die Apparatur kleiner sein kann und die Absorption der gebildeten Kohlensäure besser verläuft. Es gelingt aber auch beim Arbeiten ohne Druck mit Leichtigkeit, einen quantitativen Umsatz zwischen Methan und Wasserdampf schon bei Temperaturen unter 6oo° C zu erzielen, so daß auf diese Weise die Umwandlung besonders glatt und einfach erfolgt.
Es ist zweckmäßig, mit gereinigten, ,insbesondere schwefelfreien Gasen zu arbeiten. Beispiel Die Reaktion wird in einem System von vier Kammern ausgeführt. Die erste und dritte Kammer sind mit einem aktivierten Nickelkontakt beschickt, wie er .durch Fällen der Nitrate des Nickels und des Aluminiums mit Kaliumcarbonat, nachfolgendes Trocknen und Reduzieren bei 35o° C erhalten wird; die zweite und vierte Kammer enthalten linsengroße Stückchen von Calciumoxyd, das durch Erhitzen von Calciumcarbonat auf 8oo° C hergestellt wurde.
Das Methan wird zunächst mit dem 5- bis 7fachen Überschuß der theoretisch erforderlichen Menge Wasserdampf beladen und tritt in die erste Kammer ein. Hier vollzieht sich bei 55o' C die Umwandlung des Methans in der Weise, daß. nach vollständiger Absorption der Kohlensäure bei 35o° C in Kammer 2 das Gas 97 % Wasserstoff und 3 % Methan enthält. In Kammer 3 gelingt dann die Umwandlung des Restes von Methan bei 5 5o° C, ohne erneute Zufuhr von Wasserdampf. Die Herausnahme der neu gebildeten Kohlensäure in der letzten Kammer führt dann zu praktisch reinem Wasserstoff.
Statt Kalk kann man zur Absorption der Kohlensäure auch gebrannten Dolomit verwenden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff durch Überführung von Methan in Wasserstoff und Kohlensäure mit Hilfe von Wasserdampf unter Mitwirkung von Katalysatoren bei erhöhter Temperatur und Entfernung der Kohlensäure aus dem erhaltenen Gasgemisch durch Absorption, darin bestehend, daß man die Umsetzung des Methans bzw. der im wesentlichen aus Methan bestehenden Gase stufenweise vornimmt und zwischen den Stufen die Absorption der Kohlensäure bei so hohen Temperaturen bewirkt, daß eine Kondensation von Wasser nicht eintritt.