DE673773C

DE673773C - Herstellung von Wasserstoff

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Publication number: DE673773C
Application number: DER77946D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-04-27
Filing date: 1929-04-27
Publication date: 1939-03-29

Description

Herstellung von Wasserstoff Nach dem Verfahren des Patents 652 248 wird ein Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch durch Spaltung von Kohlenwasserstoffen oder solche enthaltenden Gasen mittels Wasserdampfes und Luft hergestellt, indem in zwei Stufen gearbeitet wird, derart, daß in der ersten Stufe nur Wasserdampf und in der zweiten Stufe nur Luft zugesetzt wird. Es hat sich nun herausgestellt, daß die zweistufige Arbeitsweise besonders vorteilhaft zur Herstellung von reinem Wasserstoff oder, wenn das Ausgangsgas, z. B. Kokereigas, schon Stickstoff enthält, von technisch reinem Wasserstoff in der Weise verwendet werden kann, daß man in der ersten Stufe nur Wasserdampf zusetzt und in. der zweiten Stufe statt Luft reinen Sauerstoff.
Es ist bekannt, Wasserstoff aus Kohlenwasserstoffen ohne Wasserdampfzusatz lediglich durch Umsatz mit Luft oder Sauerstoff herzustellen. Hierbei werden aber aus i Volumteil Methan zunächst nur 2 Volumteile Wasserstoff erhalten. Bei der Spaltung von Kohlenwasserstoften mit Wasserdampf allein entstehen zwar aus i Volumteil Methan 3 VolumteileWasserstoff, jedoch ist hierbei die Endothermie sehr groß, so daß ein erheblicher Wärmeaufwand erforderlich ist. Mit vorliegender Erfindung wird der Vorteil größerer Wasserstoffbildung dadurch ausgenutzt, daß zunächst mit Wasserdampf bei verhältnismäßig tiefen Temperaturen die Spaltung so weitgehend wie möglich betrieben und nur die restliche Spaltung der Methankohlenwasserstoffe mit Sauerstoff durchgeführt wird. Man braucht also nur im ersten Teil der Reaktion Wärme zuzuführen, während der zweite Teil exotherm von selbst verläuft.
Je nach dem Stickstoffgehalt des Ausgangsgases ist der erhaltene Wasserstoff durch einen geringen Anteil von Stickstoff verunreinigt, der jedoch wegen der durch die vorangegangene Wasserdampfspaltung erfolgten Volumenvermehrung stets wesentlich geringer als diejenige des Ausgangsgases ist. Geht man von reinen Kohlenwasserstoffen oder stickstofffreien Gemischen aus, so erhält man reinen Wasserstoff.
Ausführungsbeispiele i. Ausgehend von einem Leuchtgas von folgender Zusammensetzung:

CO z . . . . . . 1,8 Volumprozent,

Cn Hin . . . . 2,0 -

O@ . . . . . . . 0,5 -

CO . . . . . . 6,o -

-

CH 4 . . . . . 27,2

H2 . . . . . . 54.,3 -

wird durch Spaltung mit Wasserdampf bei einer Temperatur bis etwa goo° über einem Katalysator ein Gasgemisch folgender Zusammensetzung erhalten:

CO= . . . . . 5,3 Volumprozent,

CnAm

CO ...... 12.3 -

CH, . . . . . 6,4 -

H= . . . . . . 71.2 -

@i= . . . . . . . 4,8 -

Dieses Gasgemisch, in dein also noch 6,4 Volumprozent Methan enthalten sind, tritt. in die zweite Stufe ein, in welcher durch Zusatz von reinem Sauerstoff einerseits der restliche Methananteil in Kohlenoxyd und Wasserstoff übergeführt und andererseits die Temperatur bis etwa i ioo° ohne äußere Wärmezufuhr gesteigert wird. Das Gasgemisch hat nach Verlassen der zweiten Stufe folgende Zusammensetzung

C O.= . . . . . 2,o Volumprozent,

Cn Hm

O. . .. . . . . . - -

CO ...... 20,5 -

CH. . . . . . - -

H. . . . . . . . 72,8 -

N= . . . . . . 4.5 -

Das in dem Gasgemisch enthaltene Koblenoxv d wird in an sich bekannter Weise über einem Kontakt mit Wasserdampf in Wasserstofft und Kohlensäure umgewandelt, die in beliebiger Weise absorbiert wird, so daß die Endzusammensetzung 95,4 Volumprozent Wasserstoff und 4,6 Volumprozent Stickstoff enthält.
?. Für die Verarbeitung reiner Koblenwasserstoffe oder solcher, welche außer diesen nur H_, C O oder CO. enthalten, mit Wasserdampf und Luft auf reinen Wasserstoff sei als Beispiel die Spaltung von Methan angegeben: ioo cbin Methan werden mit 55 kg Wasserdampf in einer ersten Stufe durch Außenheizung so weit aufgelicizt, claß das Gasgemisch den mit Nickelkontakt gefüllten Reaktionsraurn mit einer Temperatur voll 84o° verläßt. Dein Gasgemisch (Zusammensetzung: i5,5 cbm CO, 29 cbm CO, 55,5 cbm C H4, 149 cbin H=) werden vor Eintritt in die zweite Stufe 3o cbin auf etwa 5oo bis 6oo° vorgewärmter Sauerstoff zugeführt; in der zweiten Stufe erfolgt ohne äußere Wärmezufuhr. die restliche L"rnsetzung des vorhandenen Methans, und gleichzeitig wird auch ein Teil der Kohlensäure in Kohlenoxyd übergeführt. Das Gas verläßt den Kontaktraum mit folgender Zusammensetzung: 5.5 cbin CO-, 94.5 cbm CO, 245,5 cbm H=. N ach Umwandlung des Kohlenoxvds in Kohlensäure unter Wasserstoffgewinnung und Absorption der Kohlensäure werden 340 cbm Wasserstoff gewonnen.

Claims

PATL:IT<1NSPRU Cii Weiterbildung des Verfahrens nach Patent 652 248, nach welchem Stickstoff-Wasserstoff-Gemische dadurch hergestellt werden, daß man Kohlenwasserstoffe oder solche enthaltende Gase in Anwesenheit wenig empfindlicher Katalysatoren in einer ersten Stufe mit Dampf bei. Temperaturen um 850°, jedoch nicht über 95o°, und in einer zweiten Stufe mit Luft umsetzt, worauf in an sich bekannter Weise das Kohlenoxyd mit Dampf zu Wasserstoff und Kohlendioxyd umgesetzt und letzteres entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks Herstellung von Wasserstoff, insbesondere von technisch reinem Wasserstoff, in der zweiten Stufe statt Luft Sauerstoff zusetzt.