DE585420C

DE585420C - Herstellung von Wasserstoff oder Wasserstoff-Stickstoff-Gemischen

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Publication number: DE585420C
Application number: DEH121984D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-05-04
Filing date: 1928-05-04
Publication date: 1933-10-13

Description

Herstellung von Wasserstoff oder Wasserstoff-Stickstoff-Gemischen Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff: und Stickstoff-Wasserstoff-Gemischen aus Methan oder methanreichen Gasen, wobei. im Prozeß I das Methan mit Wasserdampf zu Kohlensäure und Wasserstoff oxydiert wird, während im Prozeß II durch Oxydation des Methans mit Sauerstoff oder mit Luft ein in der Hauptsache aus Kohlenoxyd und Wasserstoff bestehendes Reduktionsgas erhalten wird, welches zur Regenerierung des im Prozeß I benutzten Katalysators dient.
Es hat sich gezeigt, daß dieses Verfahren auf .gewinnbringende Weise abgeändert werden kann, wenn man den bisherigen Teilprozeß II zur Herstellung des Kohlenoxyd-Wasserstoff-Gemisches durch die in bekannter Weise durch partielle Oxydation von Methan erhaltenen Abgase ersetzt.
Dieser neue Teilprozeß erlaubt die Herstellung eines Kohlenoxyd und Wasserstoff enthaltenden Reduktionsgases für die Regenerierung der Eisenmassen des Methan-Eisen-Wasserdampf-Prozesses und zudem die Gewinnung bedeutender Mengen an Formaldehyd gewissermaßen als Nebenprodukt.
Bei der erwähnten Formaldehydsynthese bilden sich bekanntlich neben Formaldehyd noch beträchtliche Mengen an Kohlenoxyd und Wasserstoff, so daß die Abgase nach Abscheidung des Formaldehyds in der Hauptsache aus Kohlenoxyd, Wasserstoff und nicht umgesetztem Methan bestehen. Bekanntlich ist man bei der Formaldehydsynthese im Großbetriebe zwecks Erzielung einer guten Ausnutzung der angewandten Gase infolge der nur geringen Konzentrationen an Formaldehyd gezwungen, im Kreislauf zu arbeiten und die Gase möglichst lange im Umlauf zu halten. Dabei reichert sich das Reaktionsgemisch immer mehr mit Kohlenoxyd und Wasserstoff an, wodurch die Formaldehydausbeute noch weiter zurückgeht, so daß zwecks Verbesserung der Zusammensetzung der Reaktionsgase fortlaufend große Gasmengen aus dem Kreislauf genommen werden müssen.
Erfindungsgemäß werden die Restgase der Formaldehydsynthese für die Herstellung von Wasserstoff nach demHauptpatent verwendet, indem sie in erster Linie an Stelle der bisher im Prozeß II erzeugten Gase zur Reduktion des im Prozeß I benutzten Katalysators dienen. Unter Umständen ist es hierbei vorteilhaft, jene Abgase der Formaldehydsynthese zwecks vollständiger Umsetzung des Methans zu Kohlenoxyd und Wasserstoff vor ihrer Verwendung im Prozeß I über einen besonderen Kontakt zu leiten.
Durch diese Arbeitsweise erreicht man den Vorteil, daß der Prozeß II des Hauptpatents ganz in Wegfall kommt und große Mengen an Formaldehyd und in hoher Konzentration als Nebenprodukt gewonnen werden. Ferner werden durch die Kombination des Methan-Eisen-Wasserdampf-Prozesses mit dem der Formaldehydsynthese aus Methan die Anlage-und Betriebskosten beider Prozesse ganz bedeutend vermindert.
Selbstverständlich können die Abgase der Formaldehydsynthese, sofern diese noch einen größeren Prozentgehalt an Methan aufweisen, dem Methan-Wasserdampf-Prozeß beigegeben oder für sich nach demselben behandelt werden, wie dies aus dem Hauptpatent bereits hervorgeht. Beispiel-Ein Gemisch von Methan und Sauerstoff im Verhältnis i : i wird zwecks Herstellung von Formaldehyd bei etwa 7oo° C durch einen ,Reaktionsofen und weiterhin im Kreislauf geführt. Nachdem sich das Kreislaufgas mit Verbrennungsgasen angereichert hat, wird kontinuierlich solches Kreislaufgas abgezapft und durch frisches Methan-Sauerstoff-Gemisch ersetzt. Je Kubikmeter Frischgas wurden beispielsweise 15 bis 25 g Formaldehyd gewonnen, wobei das abgezapfte Gas folgende Zusammensetzung zeigte: 16 Volumprozent Wasserstoff, 40 Volumprozent Kohlenoxyd, 34,8 Vblumprozent Methan, 6,5 Volumprozent Kohlensäure, 2,7 Volumprozent Sauerstoff.
Dieses Gasgemisch wird entweder direkt als Reduktionsgas für Prozeß I verwendet oder erst nachdem es zuvor nach Zusatz von Sauerstoff (etwa 0,15 m3 Sauerstoff auf i mg Gasgemisch) bei etwa goo° C über Silber, Kupfer und Nickel enthaltende Kontaktmassen geleitet wurde, wobei folgendes Gasgemisch entsteht: 47 Volumprozent Wasserstoff, 43 Volumprozent Kohlenoxyd, 3,6 Volumprozent Methan, 5,4 Volumprozent Kohlensäure, i,o Volumprozent Sauerstoff. Bei der Reduktions- und Heizperiode im Prozeß I entstehen dann z. B. folgende Abgase: 30 Volumprozent Wasserstoff, 39 Volumprozent Kohlensäure, 25 Volumprozent Stickstoff, 3,0 Volumprozent Kohlenoxyd, 2,5 Volumprozent Methan, Rest Sauerstoff.
Bei der folgenden Methan-Wasserdampf-Periode (Prozeß I) wirken Methan und Wasserdampf bei etwa 70o bis 8oo° bei Gegenwart von eisenhaltigen aktivierten Katalysatoren aufeinander ein. Es entsteht hierbei ein Gas mit 83 Volumprozent Wasserstoff, 16,3 Volumprozent Kohlensäure, o,5 Volumprozent Kohlenoxyd, Spuren von Methan und Sauerstoff.
Nach Entfernung derKohlensäure verbleibt ein sehr reiner Wasserstoff, und durch Vereinigung der Abgase aus Heiz- und Regenerierperiode und der Gasungsperiode entsteht ein nahezu reines Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch.
Bei der Herstellung des Heiz- und Reduktionsgases wird gleichzeitig als wichtiges Nebenprodukt Formaldehyd gewonnen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Abänderung des Verfahrens nach dem Patent 581 986, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung des Wasserstoffs aus Methan mit der Synthese des Formaldehyds durch partielle Oxydation von Methan derart verbunden wird, daß die anKohlenoxyd undWasserstoffreichen Abgase der Synthese des Formaldehyds bei der Herstellung von Wasserstoff aus Methan und Wasserdampf als Reduktionsgas an Stelle der Abgase aus Prozeß II im Prozeß I verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase der Formaldehydsynthese dem Methan-Wasserdampf-Prozeß beigegeben oder für sich nach diesem Prozeß behandelt werden.