DE675669C - Verfahren zur Herstellung wasserstoffreicher Gase aus gasfoermigen oder fluessigen Kohlenwasserstoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung wasserstoffreicher Gase aus gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffei Es ist bekannt, chemische Reaktionen in periodisch aufheizbaren Kammern mit wärmespeicherndem, gegebenenfalls katalytisch wirkendem Einbau, sog. Cowpern, auszuführen. Dieses Verfahren eignet sich besonders für Reaktionen, die Anlaß zur Abscheidung von Kohlenstoff geben, da dieser in den Anheizperioden unter Ausnutzung seiner Verbrennungswärme leicht ausgebrannt werden kann. Man arbeitet dabei derart, daß man nach der Reaktionsperiode an Stelle der Reaktionsstoffe Luft am oberen oder unteren Endader Kammer einführt, die den Kohlenstoff wegbrennt. Dieses Verfahren eignet sich beispielsweise für die Gewinnung von ölgas; jedoch nicht für die anders gelagerten Verhältnisse bei der Gewinnung wasserstoffreicher Gase ,aus gasförmigen oder flüssigen Kohleinwasserstoffen durch Erhitzen auf Temperaturen von etwa 9o0° oder mehr, weil hierbei sich große Mengen Kohle in der Mitte oder zwischen der Mitte und am unteren Ende des Wärmespeichers abscheiden. Wenn man hier Luft, z. B. von oben, zum Ausbrennen der abgeschiedenen Kohle .einführt, wird die obere Hälfte der Kammer stark ,abgekühlt, und die Verbrennung der an sich heißen -und glühenden Kohle findet mit hocherhitzter Luft statt. Dies hat nicht nur eine ganz ungleichmäßige Aufheizung der Kammer, sondern auch eine zu starke örtliche Überhitzung der Steine zur Folge, die zum Schmelzen oder sonstigen Schädigungen führen kann.. Will man diesen starken Überhitzungen dadurch begegnen, daß man die Verbrennungsluft nur ganz langsam zuführt, so werden hierdurch die Aufheizzeiten .erheblich verlängert und dadurch der Durchsatz so stark verringert, daß ein wirtschaftlicher Betrieb unmöglich wird.
• Es wurde nun gefunden, daß sich die ge, schilderten Nachbeile vermeiden lassen, wenn der bei der Herstellung wasserstoffreicher Gase .aus gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffei durch Erhitzen ,auf Temperaturen von etwa goo9°- oder höher in periodisch .aufheizbaren Kammern, reit wärmespeicherndem, gegebenenfalls" katalytisch wirkendem Einbau in den Kammern @abgeschiedene Kohlenstoff während der Aufheizperiode durch Einführung von Luft bzw. Sauerstoff unmittelbar in die Zonen der stärksten KohlleäbscheiduAg, die sich in der Mitte oder zwischen der Mitte rund dem unteren. Ende des Wärmespeichers befindet, verbrannt wird und die gebildeten heißen Gase durch kalte Teile .der Kammern zwecks Aufheizung abgeführt werden.
• Auf diese Weise wird verhindert, daß an sich noch heiße Teile des Wärmespeichers durch die eintretende kalte Verbrennungsluft abgekühlt werden. Es gelingt so, eine wesentliche Verkürzung der Aufheizzeiten und somit eine wesentliche Erhöhung des Durchsatzes zu erzielen.
• Das Verfahren kann in verschiedener Weisse ausgeführt werden; z. B. leitet man nach Ablauf der Reaktionsperiode unmittelbar in den Anfang der zweiten Hälfte der Kammer Sauerstoff Bein und führt die Verbrennungsgase in entgegengesetzter Richtung zur vorherigen Strömung der zu zersetzenden Ausgangsstoffe und durch deren Eintrittsstelle ab, wodurch die am weitesten ,abgekühlten Teile der Kammer ,aufgebeizt werden. Man kann auch so ,arbeiten, daß man die Verbrennungsgase der abgeschiedenen Kohlre meinen anschließenden Cowper führt (und diesen damit aufheizt. Unter Umständen kann man denn sauerstoffhaltigen Gasen auch Kohlensäure oder Wasserdampf beimischen.
• Man arbeitet zweckmäßig .derart, daß span den wärmespeichernden, gegebenenfalls katalytisch wirkenden Einbau aus Stoffen mit aufgerauhter Oberfläche, z. B. Chamotte, oder Material, welches Carbide, Silicide, Ferrite oder Chromite enthält, herstellt, damit der sich abscheidende Kohlenstoff gut haftenbleibt.
• Das Verfahren kann bei beliebigen, Drukken ausgeführt werden.
• Beispiel i (Abt. i) In einem mit siliciumcarbidhaltigen Steinen gefüllten, auf eine mittlere Temperatur von iooo° aufgeheizten Cowper spritzt man durch Düse i Rohölrückstände ein. Es tritt Spaltung des Öles ,ein, wobei mann aus i Tonne Öl 9oo cbm Gas von folgender Zusammensetzung erhält.

  o,5 Volumprozent C 02,

  2,0 - 02H4,

  0,s - Co,

  61,5 - H2,

  32,3 - CH4a

  3,2 - N2.

  Dieses Gas kann nach üblicher Reinigung unmittelbar als Leuchtgas verwendet werden. Außerdem entsteht neben Teer noch in beträchtlichen i Mengen Kohlenstoff in Formvoll Ruß; Graphit und Koks, der sich im wesentlichen im unteren Teile des Cowpers an den oberflächig aufgerauhten Steinenabsetzt. Nach Beendigung der Reaktionsperiode wird durch Düse 3 ,auf die heiße Abscheidungskohle Luft geblasen, wobei der Kohlenstoff verbrennt und die weiterziehenden Verbrennungsgase den oberen Teil. des Cowpers, dessen mittlere Temperatur während der Reaktionsperiode auf rund 400° gesunken ist, rasch aufheizen; der Austritt der Verbrennungsgase .erfolgt bei 4. Ist der Kohlenstoff vollkommen verbrannt, so wird der Cowp:er noch durch Zugabe von Gas und Luft durch Schieber 5 und 6 von ,,öden völlig aufgeheizt. Diese Heizgase ziehen -bei;:7 ab. Beispiel 2 (Abb.2) In einen. mit eisenchromithaltigen Steinren gefüllten Cowper, der auf eine mittlere Temperatur von 95o° erhitzt ist, spritzt man durch Düse i mittels überhitzten Wasserdampfes vorgeheizte Rohölrückstände ein. Man erhält aus i t Öl (und 0,3 t Dampf etwa i ioo cbm Gas von folgender Zusammensetzung:

  1,2 Vol!umprozent C02,

  3,2 - C2H4,

  11,2 - CO,

  55,4 . - H2,

  25,5 - C H4,

  3,5 - N2,

  welches mit ,einer Temperatur von goo° durch Cowper 8 abzieht (und hernach einer Kühlung und Waschung unterworfen wird. Der im unteren Teil 2 .des Cowpers 4 an den Steinen abgeschiedene Kohlenstoff wird nach der Reaktionsperiode durch Einblasen von Luft durch Düsen 3 verbrannt (und der Cowper 8 durch die heißen Verbrennungsgase vollends auf Reaktionstemperatur geheizt. Nachdem der Kohlenstoff ausgebrannt ist, wird Schieber 7 geschlossen (und in Cowper 8 Öl gespalten, während in derselben Zeit Cowp,er 4 durch Beheizen mit Gas (Gasschieber 5, Luftschieber 6) von oben wieder auf Reaktionstemperatur geheizt wird. Der Austritt der Verbrennungsgase erfolgt bei 9. Die abziehenden heißen Verbrennungsgase können zur Vorwärmung von Öl (und Dampf verwendet werden. Beispiel 3 (Abb.3) Es wird dieselbe Reaktion wie in Beispiel 2 ausgeführt. Zunächst erfolgt die Spaltung des Öles in Cowper i, wobei Öl mit Wasserdampf durch Düse 6 eingespritzt wird, während die heißen Reaktionsprodukte durch Cowper -- ,und Schieber 5 entweichen. Während diex Reaktion in Cowper i setzt sich im unteren Teil 4 Kohle in größeren. Mengen an den Steinen fest. Neun wird bei geöffnetem Schieber 5 durch 3 Luft in,den Cowper i geblasen; es erfolgt Verbrennung des Kohlenstoffs in 4 und kräftige Aufheizung des (unteren. Teils 7 des Cowp,ers 2 auf Reaktionstemperatur; fehlende Wärme wird dem Cowper noch durch Beheizung mittels Gas und Luft von oben durch Schieber 8 und 9 zugeführt, wobei Schieber 5 (und 3 ,geschlossen und Schieber io geöffnet sind. Die Reaktion wird nun in umgekehrter Richtung ausgeführt, wobei also Öl mit Wasserdampf durch Düse i i eingeführt wird und die heißen Reaktionsprodukte den Cowper i durchströmen und ihn durch io verlassen. Nach Beendigung der Reaktion ierfolgt auch hier die Aufheizung durch Verbrennung des abgeschiedenen Kohlenstoffs unter Einleiten von Luft durch Schieber 3'.`

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung wasserstoffreicher Gase aus gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen durch Erhitzen ;auf Temperaturen von etwa goa°oder höher in periodisch aaufheizb,aren Kammern reit wärmespeicherndem, gegebenenfalls katalytisch wirkendem Einbau unter Verbrennung des abgeschiedenmen Kohlenstoffs mit sauerstoffhaltigen Gasen, dadurch geke nnz,eichnet, daß der in den Kammern abgeschiedene Kohlenstoff während der Aufheizperiode durch Einführung von Luft bzw. Sauerstoff unmittelbar in die Zone der stärksten Abscheidung, die sich in der Mitte oder zwischen der Mitte und dem unteren Ende des Wärmespeichers befindet, verbrannt wird und die gebildeten heißen. Gase durch kalte Teile der Kammern zwecks Aufheizung ,abgeführt werden.