DE602111C

DE602111C - Herstellung von Wasserstoff oder Stickstoff-Wasserstoff-Gemischen aus Methan oder methanhaltigen Gasen

Info

Publication number: DE602111C
Application number: DEH115324D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-02-23
Filing date: 1928-02-23
Publication date: 1934-09-04

Description

Herstellung von Wasserstoff oder Stickstoff -Wasserstoff -Gemischen aus Methan oder methanhaltigen Gasen Für die Herstellung von Wasserstoff oder Wasserstoff-Stickstoff--Gemischen durch Umsetzung von Methan oder methanreichen Gasen mit Wasserdampf sind bereits die verschiedensten Katalysatoren, wie Nickel, Kobalt oder Eisen, einzeln oder in beliebiger Mischung unter Zusatz von besonderen Metallen oder Metallverbindungen und evtl. in Verbindung mit Kontaktträgern bekanntgeworden.
Diese Katalysatoren erfordern aber zur Durchführung des Verfahrens zum Teil sehr hohe Temperaturen (8oo bis zooo° C und darüber) und erzielen hierbei niemals eine Umsetzung bis zur Kohlensäure, sondern liefern ein mehr oder weniger kohlenoxydhaltiges Gasgemisch. Andererseits sind auch schon niedrigere Temperaturen vorgeschlagen worden, wobei zwar die Kohlenmonoxydbildung mehr und mehr zurückgeht, jedoch nur eine teilweise Umsetzung der Ausgangsgase erreicht und ein großer Wasserdampfüberschuß notwendig wird. Stets ist man also gezwungen, zwecks Erzielung eines wirtschaftlichen Betriebes und einer guten Wasserstoffausbeute in zwei oder mehreren Prozessen unter Anwendung verschiedener Katalysatoren zu arbeiten.
Das nachstehend beschriebene Verfahren vermeidet diese Übelstände gleichzeitig und erreicht also in einem Arbeitsgange bei niedriger Temperatur eine vollständige Umsetzung bis zur Kohlensäure mit guter Wasserstoffausbeute sowohl im Hinblick auf den Methan wie auch auf den Wasserdampfver-, brauch. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Katalysator selbst bzw. sein Hauptbestandteil ein Handelsprodukt ist und überall leicht und billig zu beschaffen ist.
Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß man an Stelle der obengenannten Katalysatoren hochaktive Kohle, die nach irgendeinem der bekannten Verfahren hergestellt ist, verwendet, und zwar entweder für sich allein oder in Verbindung mit anderen Katalysatoren, wie Eisen, Kobalt, Nickel, Mangan, Zinn usw. oder deren Verbindungen, besonders den Carbonaten, Carbonylen, Oxyden, Hydroxyden usw., mit denen der eigentliche Katalysator gemischt, überzogen oder getränkt wird.
Über derartige Katalysatoren leitet man zwecks Herstellung von Wasserstoff oder Stickstoff-Wasserstoff-Gemischen ein Gemisch von Methan oder methanreichen Gasen zusammen mit Wasserdampf evtl. unter Zusatz von etwas- Luft oder Sauerstoff bei Temperaturen bis zu 6oo° C, wobei das Methan in ein Gemisch von Wasserstoff und Kohlensäure oder-von Wasserstoff, Stickstoff und Kohlensäure übergeführt wird.
Zur Wiederbelebung dieser Katalysatoren leitet man nach Bedarf ein ebenfalls aus Methan und Sauerstoff erhaltenes oder ein anderes Gasgemisch, welches in der Hauptsache aus Kohlenoxyd und Wasserstoff besteht, über die benutzten Kontaktsubstanzen, worauf man diese noch kurze Zeit nur mit Wasserdampf oder mit Wasserdampf und Luft behandelt.
In ähnlicher Weise lassen sich auch stark methanhaltige Gasgemische verarbeiten, wie z. B. Koksofengase, Leuchtgase usw.
Die folgenden Beispiele mögen das Verfahren gemäß der Erfindung weiterhin erläutern: i. Über aktive Kohle wurde bei 58o bis 6oo° C ein Gemisch aus Methan und Wasserdampf, und zwar mit einem Volumenverhältnis von i : 4. bis i :3 geleitet. Es wurde hierbei ein Gasgemisch von folgender Zusammensetzung erhalten: 78,7 Volumprozent Wasserstoff, ig,o Volumprozent Kohlensäure, o,9 VolumprozentKohlenoxyd, Rest: Methan.
a. Über einen Katalysator, bestehend aus aktiver Kohle mit einem Zusatz von Eisen, Nickel und Mangan, wurde bei einer Temperatur von etwa 55o bis 6oo° C ein Gemisch aus Methan mit einem geringen Überschuß an Wasserdampf geleitet. Es wurde eine praktisch vollständige Umsetzung erzielt und die Gase hatten folgende Zusammensetzung: 79,8 Volumprozent Wasserstoff, 19,5 Volumprozent Kohlensäure, o,5 Volumprozent Kohlenoxyd, Rest: Methan.
Nach Entfernung der Kohlensäure verbleibt ein Wasserstoff mit einem Reinheitsgrad von 98,5 bis 99 Prozent.
Kurz zusammengefaßt besteht also der technische Fortschritt des beanspruchten Verfahrens darin, daß hiernach die Umsetzung des Methans mit Wasserdampf zu Kohlensäure und Wasserstoff bei wesentlich niedrigeren Temperaturen und in einem Arbeitsgange und bei guter Wasserstoffausbeute, insbesondere kleinem Wasserdampfüberschuß, durchgeführt werden kann, was gleichzeitig eine Verbesserung der Wärmeökonomie und -große Haltbarkeit der apparativen Einrichtungen zur Folge hat.
Es sind zwar bereits Katalysatoren, wie Nickel und Kobalt, bekanntgeworden, auf denen sich während der Katalyse Kohlenstoff niederschlägt. Dieser Kohlenstoff ist aber keinesfalls identisch mit aktiver Kohle und dient derselbe auch nicht katalytischen Zwekken, sondern muß vielmehr, wenn der betreffende Prozeß nicht zum Stillstand kommen soll, mittels Wasserdampf wieder entfernt werden. Bei dem vorliegenden Verfahren dient aber die aktive Kohle als Katalysator und soll natürlich als solche erhalten bleiben.

Claims

PATLNTANSPRÜCHC: i. Verfahren zur Herstellung@von Wasserstoff oder Stickstoff-Wasserstoff-Gemischen aus Methan oder methanhaltigen Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß Methan oder methanreiche Gase mit Wasserdampf bei Temperaturen bis zu 6oo° C über hochaktive Kohle geleitet werden. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem daselbst genannten Katalysator noch Eisen, Nickel, Kobalt, Kupfer, Mangan, Zinn usw. in Form ihrer Metalle oder auch in Form ihrer Verbindungen, insbesondere den Carbonaten, Carbonylen, Oxyden, Hydroxyden usw., zugesetzt werden. 3. Verfahren nach Anspruch i und :2, dadurch gekennzeichnet, daß die daselbst benutzten Katalysatoren zu ihrer Wiederbelebung mit einem durch Oxydation von Methan mit Sauerstoff oder Luft erhaltenen kohlenoxyd- und wasserstoffhaltigem Gasgemisch oder mit einem auf anderem Wege gewonnenen Gase mit ähnlicher Zusammensetzung evtl. unter Zusatz von Luft behandelt werden und darauffolgend noch kurz mit Wasserdampf oder Wasserdampf und Luft behandelt werden.