DE69212121T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Synthesegas und deren Anwendung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Synthesegas und deren Anwendung

Info

Publication number
DE69212121T2
DE69212121T2 DE69212121T DE69212121T DE69212121T2 DE 69212121 T2 DE69212121 T2 DE 69212121T2 DE 69212121 T DE69212121 T DE 69212121T DE 69212121 T DE69212121 T DE 69212121T DE 69212121 T2 DE69212121 T2 DE 69212121T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel
process according
oxygen
combustion chamber
reactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69212121T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69212121D1 (de
Inventor
Pierre Boucot
Paul Gateau
Jerome Weill
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Publication of DE69212121D1 publication Critical patent/DE69212121D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69212121T2 publication Critical patent/DE69212121T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B01J8/0446Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
    • B01J8/0476Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more otherwise shaped beds
    • B01J8/0484Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more otherwise shaped beds the beds being placed next to each other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B01J8/0446Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
    • B01J8/0449Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds
    • B01J8/0453Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds the beds being superimposed one above the other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B01J8/0492Feeding reactive fluids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/025Preparation or purification of gas mixtures for ammonia synthesis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/382Multi-step processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/04Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C07C1/0405Apparatus
    • C07C1/041Reactors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/1516Multisteps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/02Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles
    • B01J2208/023Details
    • B01J2208/024Particulate material
    • B01J2208/025Two or more types of catalyst
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14Details of the flowsheet
    • C01B2203/142At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/82Several process steps of C01B2203/02 - C01B2203/08 integrated into a single apparatus

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Synthesegas, das beispielsweise zur Herstellung von Ammoniak, Methanol, Harnstoff, Kohlenwasserstoffen, etc. verwendbar ist.
  • Die gemäß der Erfindung erhaltenen Gase können umgewandelt, dann gegebenenfalls gereinigt oder auch als Reduktionsgase verwendet werden.
  • In bekannter Weise wird das Synthesegas durch Reaktion einer Mischung von Kohlenwasserstoffen oder verbrennbaren Stoffen mit Sauerstoff erhalten.
  • Eine erste Art, Synthesegas herzustellen, besteht darin, eine erste Umwandlung bzw. Reformierung mit einer zweiten Umwandlung bzw. Reformierung zu verbinden. Der Reaktor der ersten Reformierung ist in klassicher Weise aus mit Katalysator gefüllten und entweder durch eine äußere Verbrennung oder durch Wärmeaustausch mit heißen Abströmen, beispielsweise mit jenen des Reaktors der zweiten Umwandlung, geheizten Röhren gebildet. Man führt im allgemeinen in den Reaktor der ersten Umwandlung bzw. Reformierung Kohlenwasserstoff mit einem großen Überschuß von Dampf ein.
  • Die au der ersten Umwandlung bzw. Reformierung resultierenden Abströme werden dann in den zweiten Reformer eingeführt, welcher auch einen Oxidiermittelzusatz empfängt.
  • Die US-PS 3,273,452 beschreibt einen zweiten bzw. Sekundärreformer, dessen Verbesserung in einer zusätzlichen Einführung von Oxidationsmittel zwischen den katalytischen Betten, welche aufeinanderfolgend bzw. schrittweise in diesem Reaktor angeordnet sind, besteht. Die durch die stufenweise Anordnung des Oxidationsmittels verursachte Verbesserung löst indessen nicht den Hauptnachteil dieses Typs von Reaktoren, welche eine bedeutende Menge Dampf, deren Herstellung kostspielig ist, erfordert. Der Dampfüberschuß hat des weiteren den Nachteil, die Verteilung zwischen Wasserstoff, dem Kohlensäuregas und dem Kohlen(mon)oxid, welche im Synthesegas vorliegen, zu verändern.
  • Eine andere Art, Synthesegas mit geringem Dampfverbrauch herzustellen, besteht in der Durchführung einer teilweisen Oxidation der Kohlenwasserstoffe.
  • Die US-PS 4,699,631 zeigt ein solches Beispiel eines Reaktors, der ohne Katalysator mittels einer Flamme arbeitet. Indessen erzeugt dieser Typ von Reaktor immer einen bestimmten Anteil von Ruß, infolge der Verbrennung unter Sauerstoffmangel, was dann eine kostspielige Reinigung erfordert. Wenn man die Rußmenge zu vermindern wünscht, ist man andererseits gezwungen, den Sauerstoffverbrauch zu erhöhen, was die Leistungsfähigkeit des Reaktors vermindert. Daher, obwohl er mit wenig Wasserdampf arbeitet, zeigt dieser Typ von Reaktor den Nachteil der Bildung von Ruß, wenn man den Sauerstoffverbrauch vermindert oder auch wenn man an Luft arbeitet.
  • Andererseits hat die Anmelderin durch die Patentanmeldung EN. 91/09.214 einen Reaktor vom am Beginn der Beschreibung definierten Typ geschützt, welcher eine Kammer "mit kurzer Verweilzeit" umfaßt, das heißt, daß V < 0,4D/P ist, wobei V das Innenvolumen der Kammer, D der in die Verbrennungskammer eintretende Gesamtmassendurchsatz, P der im Inneren der Kammer herrschende Druck ist. Der Zweck eines solchen Reaktors ist es, die Wasserdampfmenge und die Kosten zu verringern.
  • Gleichwohl können für Reaktoren, deren Verbrennungskammer ein zu geringes Volumen aufweist, die Strahlen von Brennstoff und Sauerstoffträger eine Erosion bzw. einen Verschleiß der Oberflächen, gegen welche sie gespritzt werden, nach mehreren Tausend Stunden Betrieb hervorrufen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Synthesegasreaktor vorzuschlagen, dessen Volumen der Verbrennungskammer ausreichend ist, um diese Art von Verschleiß zu vermeiden.
  • Um einen bezüglich Dampf weniger anspruchsvollen Reaktor zu erhalten, ist es andererseits erforderlich erschienen, wenn das Volumen der Verbrennungskammer relativ erhöht ist, schrittweise Brennstoff, dann den komplementären Sauerstoffträger in das katalytische Bett einzuführen, das stromabwärts von der Verbrennungskammer liegt.
  • Die Erfindung hat ein Verfahren zur Umwandlung von Synthesegas zum Gegenstand, das darin besteht, im Inneren eines einzelnen Reaktors bzw. einer Reaktoreinheit durchzuführen:
  • - eine teilweise Verbrennung eines Brenrimateriales in einer nicht-katalytischen Verbrennungskammer (1), die unter Oxidationsmangel arbeitet, wobei das Brennmaterial getrennt vom Oxidationsmittel in die Kammer eingeführt wird, und
  • - ein Einführen von ergänzendem bzw. zusätzlichem Oxidationsmittel in ein katalytisches Bett (4), das stromabwärts von der Verbrennungskammer gelegen ist,
  • dadurch gekennzeichnet, daß es des weiteren darin besteht, Brennmaterial in das katalytische Bett (4) und stromaufwärts vom ergänzenden Oxidationsmittel des Brenumateriales einzuführen und dadurch, daß das Innenvolumen V der Kammer (1) gleich V > 0,4D/P ist, wobei
  • D der in die Kammer eintretende Gesamtmassendurchsatz, ausgedrückt in kg/s, ist,
  • P der im Inneren der Kammer herrschende Druck, ausgedrückt in mPa, ist,
  • V in m³ ausgedrückt ist und
  • die in der Ziffer 0,4 enthaltene Einheit in m²/s ausgedrückt ist.
  • Vorzugsweise ist das in die Verbrennungskammer und das katalytische Bett eingeführte Brennmaterial im wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen gebildet, welche mit Kohlenoxiden bzw. Kohlenmonoxiden und/oder Wasserstoff vermischt sein können.
  • Der Sauerstoffträger kann reiner Sauerstoff oder auch Sauerstoff, gemischt mit Stickstoff, Wasserdampf, kohlensaurem bzw. Kohlensäuregas sein.
  • Vorzugsweise ist das Gesamtangebot bzw. der Gesamtzusatz von Sauerstoffträger, definiert als die Anzahl von in den Reaktor eingeführten, in dem Sauerstoffträger enthaltenen Molen Sauerstoff, bezogen auf die Anzahl von in dem eingeführten Brennmaterial enthaltenen Molen Kohlenstoff zwischen einschließlich 0,3 und 0,65 enthalten und dasselbe Angebot bzw. derselbe Zusatz bezüglich der Einführung von Sauerstoff träger in die Verbrennungskammer beträgt zwischen einschließlich 0,45 und 0,75.
  • Vorteilhaft beträgt das Verhältnis Wasserstoff/Kohlenwasserstoffe, definiert als das Molverhältnis, ausgedrückt in Zahl von Molen Wasserstoff bezogen auf die Zahl von Molen Kohlenstoff des in die Verbrennungskammer eingeführten Brennmateriales, weniger als die Einheit.
  • Außerdem kann Wasserdampf mit dem Sauerstoffträger und/oder dem Brennmaterial eingeführt werden. Das Angebot bzw. der Zusatz von Wasserdampf in den Reaktor, definiert als die Zahl von Molen Wasser bezogen auf die Zahl von Molen Kohlenstoff, ist unter 1,5.
  • Das Brennmaterial kann vor seinem Eintritt in die Verbrennungskammer zwischen 100 und 850ºC, vorzugsweise zwischen 600 und 700ºC vorerhitzt werden. Das Oxidationsmittel kann an jedem Eingang zwischen 100 und 900ºC, vorzugsweise zwischen 135 und 750ºC vorerhitzt werden. Die obere Grenze dieses Bereiches (750ºC) kann auf 600ºC abgesenkt werden, insbesondere im Fall, in dem das Oxidationsmittel Sauerstoff oder im wesentlichen reiner Sauerstoff ist.
  • Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des Verfahrens und/oder der Vorrichtung zur Herstellung von Methanol, Ammoniak, Kohlenwasserstoffen, Harnstoff, Essigsäure, Wasserstoff oder eines Reduktionsgases.
  • Weitere Vorteile und Besonderheiten der Erfindung werden genauer bei der Lektüre der folgenden Beschreibung erscheinen, welche zur Veranschaulichung und in keiner Weise beschränkend unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren gemacht wurde, worin:
  • Fig. 1 ein vereinfachter Längsschnitt eines Senkrechtreaktors gemäß der Erfindung ist,
  • Fig. 2 ein vereinfachter Längsschnitt eines quer liegenden Reaktors gemäß der Erfindung ist,
  • Fig. 3 ein Schema eines Beispieles der Verwirklichung der Erfindung ist.
  • Es werden die gleichen Bezugsziffern für gemeinsame Elemente von verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung verwendet.
  • So ist gemäß diesen Figuren der Reaktor im wesentlichen aus einer Verbrennungskammer 1 gebildet, die mit wenigstens zwei unterschiedlichen Eingängen versehen ist, wobei ein Eingang 2 die Einführung des Brennmateriales erlaubt, der andere Eingang 3 das Injizieren des Sauerstoffträgers, der ein Oxidationsmittel ist.
  • Die Injektions- bzw. Einspritzelemente 2 und 3 erlauben nicht nur das Einführen des Brennmateriales und des Sauerstoffträgers in die Kammer 1, sondern auch um dort die Verbrennung zu stabilisieren.
  • Eine teilweise Verbrennung findet in der Verbrennungskammer 1 statt und die aus dieser Verbrennung stammenden Abströme münden direkt in den zweiten Teil 4 des Reaktors ein, der mit wenigstens einem katalytischen Bett gefüllt ist.
  • Der zweite Teil 4 des Reaktors, nun in der folgenden Beschreibung Katalysator oder katalytisches Bett genannt, bildet einen Teil des Reaktors, da er eine gemeinsame Oberfläche 5 mit der Verbrennungskammer 1 zeigt. Diese Oberfläche ist nicht notwendigerweise horizontal.
  • Außerdem ist das katalytische Bett 4 mit wenigstens einem Eingang 6 für das zusätzliche bzw. ergänzende Oxidationsmittel und wenigstens einem Eingang 7 für das zusätzliche bzw. ergänzende Brennmaterial versehen. In der Fig. 1 sind zwei Injektoren bzw. Düsen 6 und zwei Injektoren bzw. Düsen 7 dargestellt, was eine besondere Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • Der erste Brennmaterialinjektor 7 ist in vorteilhafter Weise stromaufwärts zum ersten Injektor 6 des Sauerstoffträgers, bezogen auf die Richtung des Fortschreitens der Gase im Reaktor, angeordnet.
  • Schließlich sind natürlich ein oder mehrere Ausgänge 8 vorgesehen, die am Ende des katalytischen Bettes 4, bezogen auf die Strömrichtung der Gase im Reaktor, angeordnet sind.
  • Injektoren bzw. Düsen aller Art, die an sich bekannt sind, können zum Einführen der verschiedenen Bestandteile, welche aufgezählt wurden, verwendet werden.
  • Wobei die große Linie des erfindungsgemäßen Reaktors angegeben ist, ist es erforderlich, bestimmte Arbeitsbedingungen genauer anzugeben.
  • Die Verbrennungskammer 1 muß es erlauben, bei ausreichender Verweilzeit und unter Sauerstoffmangel zu arbeiten.
  • Eine Weise, die "ausreichende" Verweilzeit zu definieren, kann darin bestehen, die folgende Ungleichung zuzuweisen:
  • V > 0,4D / P
  • wobei V das Volumen der Kammer 1, ausgedrückt in Kubikmeter, ist,
  • D der in die Kammer 1 eintretende Gesamtmassendurchsatz, ausgedrückt in kg/s, ist und
  • P der in der Kammer 1 herrschende vorbestimmte Betriebsdruck, ausgedrückt in Megapascal, ist.
  • Wie es dem Fachmann bekannt ist, und ohne daß die folgende Beschreibung in beschränkender Weise in Betracht gezogen werden müßte, bestehen die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Katalysatoren aus:
  • - einem Träger auf Basis von Oxiden mit Feuerfesteigenschaften, deren Azidität neutralisiert wurde,
  • - einer aktiven Phase, welche 2 bis 40, vorzugsweise 3 bis 30 Massen-% wenigstens eines reduzierbaren Metalles M, ausgewählt aus Nickel, Cobalt, Chrom, den Metallen des Platinerzes, umfaßt. Einzeln genommen, variiert das Verhältnis der Metalle des Platinerzes, wenn sie vorhanden sind, zwischen 0,01 und 1 Massen-% der vorherigen Gesamtheit.
  • Der Träger auf Basis von Oxiden umfaßt wenigstens ein einfaches oder gemischtes Oxid der folgenden Liste: &alpha;-Aluminiumoxid, Aluminat mit Spinellstruktur NAl&sub2;O&sub4;-xAl&sub2;O&sub3; mit x = 0, 1, 2, wenigstens ein Metall N, ausgewählt aus der Liste: Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Kalium, Aluminat mit Magnetoplombitstruktur (oder auch Hexaaluminat) NAl&sub1;&sub2;O&sub1;&sub9;, wobei N ein Metall der vorher erwähnten Liste ist.
  • Diese Träger können des weiteren gegebenenfalls durch wenigstens ein Metall P, ausgewählt aus Silicium, Kalium, Uran, dotiert sein.
  • Unter den strengsten thermischen Bedingungen, beispielsweise für mittlere Temperaturen über 1000ºC, vorzugsweise über 1100ºC und sehr bevorzugt über 1200ºC, kann es sich als vorteilhaft erweisen, am Kopf eine Schutzschicht vorzusehen, welche beispielsweise aus einem Oxid von Ohrom oder auch einem geringen Anteil Nickel besteht, das bzw. der auf den vorerwähnten Trägern abgeschieden ist. Dieser Katalysator wird die anderen Katalysatoren, welche in der unteren Schicht gelegen sind, wie im folgenden beschrieben, schützen.
  • Die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Katalysatoren werden entweder durch Imprägnieren des vorgeformten Trägers durch eine Lösung, welche wenigstens ein Metall M und gegebenenfalls wenigstens ein Metall P enthält, Trocknen, dann thermisches Aktivieren, oder auch durch Vermischen von Vorläuferoxiden der Metalle Aluminium, M und N, gegebenenfalls P, Informbringen, Trocknen und Aktivieren, hergestellt. Das Metall P kann, wenn es anwesend ist, ohne Unterschied vor oder nach dem Informbringen zugegeben werden.
  • Es ist schließlich möglich, sie durch Copräzipitation oder auch durch das Sol-Gel-Verfahren herzustellen.
  • Die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Katalysatoren können die verschiedensten Formen zeigen: Tabletten, Kugeln, Extrudate, ringförmige Tabletten, gerillte Ringe, Räder mit einer Abmessung von 3 bis 30 mm. Sie können ebenso in Form von Monolithen eingesetzt werden, welche entweder durch die Oxide und/oder die Metalle, welche den vorher erwähnten Metallelementen entsprechen, oder aus Monolithen aus Feuerfeststahl, welche mit diesen Elementen überzogen sind, bestehen. Ein oder mehrere Monolithe können anwesend sein.
  • Es versteht sich von selbst, daß gemäß den Arbeitsbedingungen, die verwendete Charge, die lokale Zusammensetzung, die Anwesenheit oder nicht von Wasserdampf, der Höhe des Risikos der Kohlenstoffablagerung, die oder jene Formel bzw. Formulierung verwendet werden wird. So werden die durch Kalium oder auch Strontium oder auch Kalium und Calcium oder auch Calcium dotierten Katalysatoren vorzugsweise verwendet, wenn das Risiko der Kohlenstoffablagerung am größten ist.
  • Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise in Gegenwart wenigstens eines Katalysators durchgeführt, welcher die selektive Aktivierung der nachgesuchten Reaktionsabläufe erlaubt, nämlich:
  • 1) selektive Umwandlung des Methans und, wenn sie ebenfalls anwesend sind, der höheren Kohlenwasserstoffe durch direkte oder indirekte Reaktion mit Sauerstoff und/oder anwesendem Wasserdampf in Oxide von Kohlenstoff und in Wasserstoff,
  • 2) Aktivierung der weiteren nachgesuchten Reaktionsabläufe und insbesondere der Umwandlung von Koksvorläufern gemäß der Reaktion
  • CHX + H&sub2;O CO + H(2+x) x &ge; 0
  • 3) Ermöglichen des Begrenzens von Disproportionierungsreaktionen von CO
  • 2 CO CO&sub2; + C
  • durch Entfernen von gebildetem Kohlenstoff, wie vorher,
  • 4) wenn CO&sub2; wenigstens teilweise zurückgeführt wird, selektives Aktivieren der Reaktion:
  • CH&sub4; + CO&sub2; 2CO + 2H&sub2;
  • Die dem Fachmann bekannten Katalysatoren, welche ohne Unterschied bei den Verfahren der Dampfreformierung, der Sekundärreformierung, der teilweise katalytischen Oxidation verwendet werden, eignen sich unterschiedlich für die Durchführung der Erfindung. Es ist daher vorzuziehen, daß die verwendeten Katalysatoren eine gute thermische Stabilität (beispielsweise bis zu wenigstens 900ºC und vorzugsweise wenigstens 1000ºC) zeigen.
  • Außerdem können diese Katalysatoren in einem oder mehreren Betten, die wie vorher beschrieben angeordnet sind, eingerichtet sein und durch eine oder mehrere Injektionsvorrichtungen (6, 7) einer oder mehrerer gasförmiger Verbindungen, wie sie unten beschrieben sind, getrennt sein.
  • Die stündliche Volumengeschwindigkeit (VVH), bezogen auf den Kohlenwasserstoff und ausgedrückt in Volumen TPN von Kohlenwasserstoff pro Stunde und pro Volumen des Katalysators, kann in korrigierten VVH-Werten ausgedrückt sein. Wenn m die mittlere Zahl von Kohlenstoffatomen der Charge ist, drückt sich der korrigierte VVH-Wert (welcher jener sein wird, der bei dem Verfahren der Erfindung verwendet wird) aus durch:
  • VVH, korrigiert = VVH x m
  • Man arbeitet mit einem korrigierten VVH-Wert, der zwischen einschließlich 200 und 10.000 h&supmin;¹, vorzugsweise zwischen 400 und 8000 und sehr bevorzugt zwischen 500 und 7000 h&supmin;¹ enthalten ist.
  • Für den Fachmann ist es offensichtlich, daß das Katalysatorbett in n Betten mit Volumina V&sub1;, V&sub2;, ... Vi ... Vn geteilt sein kann, so daß V&sub1;+V&sub2;+ ... +Vi+ ... +Vn = v ist, wobei der VVH- Wert bezogen auf das Gesamtvolumen des Katalysators v ausgedrückt bleibt.
  • Die durch die Leitung(en) 2 der Verbrennungskammer und durch die Leitungen 7 eingeführten Brennmaterialien bestehen vorzugsweise aus Kohlenwasserstoffen (beispielsweise Erdgas oder Methan) vermischt mit Oxiden von Kohlenstoff (CO, CO&sub2;) und/oder mit Wasserstoff und/oder mit inerten Gasen.
  • Des weiteren kann Wasserdampf mit den Kohlenwasserstoffen vermischt sein, vorzugsweise in der am Beginn der Beschreibung definierten Menge.
  • Die Menge bzw. der Anteil an Wasserstoff in den Kohlenwasserstoffen ist so, daß das Verhältnis H&sub2;/Kohlenwasserstoffe unterhalb der Einheit liegt.
  • Die bei verschiedenen Eingängen eingeführte Zusammensetzung von Gasen ist nicht notwendigerweise identisch.
  • Das in Höhe des Einganges 3 eingeführte Oxidationsmittel kann reiner Sauerstoff, eine Mischung aus Sauerstoff und Stickstoff, Luft, eine Mischung aus Sauerstoff und Wasserdampf, eine Mischung aus Sauerstoff und Kohlensäuregas, eine Mischung aus Sauerstoff und anderen inerten Gasen sein.
  • Die Gesamtzufuhr von Wasserdampf und von Kohlensäuregas bleibt gegenüber bestimmten anderen Techniken des Standes der Technik, die weiter oben erwähnt sind, schwach. Tatsächlich wird man vorzugsweise ein Molverhältnis
  • K = H&sub2;O + CO&sub2; / C < 1,5
  • verwenden, worin C den gesamten in den Kohlenwasserstoffen enthaltenen Kohlenstoff darstellt und worin (H&sub2;O + CO&sub2;) die Summe der molaren Durchsätze von Wasser und eingeführtem CO&sub2; darstellen. Zum Vergleich würde das gleiche auf einen klassischen autothermen Reaktor angewendete Molverhältnis über 2 liegen.
  • Da gemäß der Erfindung mit mehreren Oxidationsmitteleingängen gearbeitet wird, wird es ermöglicht, die Zusammensetzung des Brennmateriales und des Oxidationsmittels bei verschiedenen Stufen zu verändern und dennoch besser die Umsetzung zu beeinflussen bzw. zu beherrschen. Beispielsweise wird man für die Ammoniaksynthese, wenn man mit stöchiometrischen Mengen N&sub2; + 3 H&sub2; arbeiten will, auf Höhe des katalytischen Bettes Luft durch den oder die weiteren Eingänge 6 einleiten.
  • Ein Vorerhitzen wird gleichzeitig für das Brennmaterial und für das Oxidationsmittel vor ihrem Einführen in den Reaktor empfohlen. Vorzugsweise kann das Brennmaterial zwischen 100ºC und 850ºC vorerhitzt werden, während das Oxidationsmittel eine Vorerhitzung zwischen einschließlich 100 und 900ºC erleiden kann. Genauer sind Temperaturen, die zwischen einschließlich 200ºC und 750ºC enthalten sind, bevorzugt.
  • Der Druck in der Verbrennungskammer 1 liegt zwischen einschließlich 1 und 150 bar, vorzugsweise zwischen 30 und 100 bar.
  • Das Interesse bzw. die Wichtigkeit der vorliegenden Erfindung wird durch Vergleichen der nachfolgenden Beispiele besser verstanden werden. Das Beispiel 1 zeigt die Ergebnisse des Standes der Technik, während die Beispiele 2 und 3 die Ausführungsformeb der Erfindung veranschaulicht. In allen folgenden Beispielen empfängt der Reaktor Erdgas, welches (in Volumen) 98,7% Methan, 0,9% Ethan und 0,4% Stickstoff enthält.
  • BEISPIEL 1
  • Es betrifft einen Pilotreaktor, dessen inneres Gesamtvolumen 250 l beträgt (Aufbau von Kammer und Katalysator). Dieser Re-aktor ist zur Hälfte mit Katalysator gefüllt, um der Kammer ein Volumen von 125 l zu lassen.
  • Das katalytische Bett umfaßt am Kopf eine erste Schicht eines Katalysators, welcher 3,8% Ohrom auf &alpha;-Aluminiumoxid enthält. Diese Schicht besetzt 20% des Gesamtvolumens des Katalysators. Der Rest besteht aus einem Katalysator, welcher 8,8% Nickel, ebenfalls auf &alpha;-Aluminiumoxid abgeschieden, enthält.
  • Die Verbrennungskammer wird mit Erdgas und Sauerstoff, beide vermischt mit Wasserdampf und bei 777 K eingeführt, beschickt. Das Erdgas enthält 50% seiner Menge an Dampf: die Gesamtmenge (Dampf plus Erdgas) liegt in der Größenordnung von 150 Nm³/h. Reiner Sauerstoff, dessen Durchsatz 58 Nm³/h beträgt, wird mit dem Dampf, dessen Durchsatz 195 Nm³/h beträgt, vermischt.
  • Der Druck im Reaktor beträgt 30 bar.
  • Die Temperatur über der ersten Katalysatorschicht beträgt 1453 K.
  • Der Durchsatz von Erdgas kann von 100 auf 112 Nm³/h (mit 50 Nm³/h Dampf) gebracht werden und der Durchsatz von mit Sauerstoff eingeführtem Dampf kann von 195 Nm³/h auf 170 Nm³/h abgesenkt werden.
  • Die Temperatur am Kopf des Bettes erreicht dann 1476 K.
  • Die Zusammensetzung am Ausgang ist die folgende:
  • H&sub2; 42,8%
  • CO&sub2; 7,2%
  • OH&sub4; 0,6%
  • CO 12,4%
  • H&sub2;O 37%
  • Mit einem solchen Reaktor kann man den Dampfdurchsatz nicht auf unter 160 Nm³/h, bezogen auf Sauerstoff, vermindern, ohne eine Erhöhung des Verlustes an Charge, infolge einer Ladung des Katalysators mit Ruß, hervorzurufen.
  • BEISPIEL 2
  • Das obige Beispiel gemäß der Erfindung zeigt, daß es nicht möglich ist, ein Verhältnis H&sub2;/CO von etwa 2 zu erreichen, was eine notwendige Bedingung für die Herstellung von höheren Kohlenwasserstoffen durch Verfahren vom Fisher-Tropsch-Typ ist.
  • Der Reaktor gemäß diesem zweiten Beispiel ist mit dem von Beispiel 1 identisch, sowie die bei der Verbrennungskammer 1 ankommenden Durchsätze Darüber hinaus bleiben die Volumen der Kammer 1 und des Katalysators 4 unverändert.
  • Indessen münden im katalytischen Bett 4 auf zwei Drittel der Höhe, ausgehend vom Ausgang 8, vier Rohre 7 mit durchstoßenen Öffnungen. Diese Rohre sind durch eine Doppelwandung, gekühlt mit Dampf, geschützt. In diesem Teil des katalytischen Bettes beträgt die Temperatur 1253 K.
  • Durch die Rohre 7 kommt eine Mischung von 112 Nm³/h Erdgas und 22 Nm³/h Dampf bei 780 K an. Die Abkühlung der Rohre dank des Dampfes vermeidet eine Verkokung der Rohre.
  • Auf der Hälfte der Höhe des Bettes 4 münden außerdem vier Rohre 6 mit durchstoßenen Öffnungen. Im Unterschied zu den Rohren 7 zum Einspeisen von Erdgas, bestehen die Rohre 6 aus Aluminiumoxid und werden nicht gekühlt.
  • Das katalytische Bett besteht auf dieser Höhe aus einer Schicht Katalysator mit 3,8% Chrom.
  • Durch die Rohre 6 kommt eine Mischung aus Sauerstoff, Dampf und Kohlensäuregas, alles auf 765 K vorerhitzt, an.
  • Durchsatz O2: 65 Nm³/h
  • Durchsatz Dampf: 24 Nm³/h
  • Durchsatz CO&sub2;: 62 Nm³/h
  • Am Ausgang des Reaktors liegt die Temperatur in der Größenordnung von 1245 K, die Zusammensetzung des Gases ist die folgende:
  • H&sub2; 41,9%
  • CO&sub2; 8,8%
  • CH&sub4; 0,8%
  • CO 19,4%
  • H&sub2;O 29,1%
  • BEISPIEL 3
  • Der Reaktor gemäß Beispiel 2 kann abgewandelt werden, um vorteilhaft den Gehalt an erforderlichem Dampf zu vermindern.
  • Der Reaktor gemäß Beispiel 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung, welche diese Eigenschaft zeigt. Die Fig. 3 veranschaulicht diesen Reaktor.
  • So beträgt das Gesamtvolumen des Reaktors 250 l (0,25 m³). Die Verbrennungskammer 1 stellt ein Volumen von 80 l dar.
  • Auf Höhe der Verbrennungskammer 1 wird durch den für das Erdgas bestimmten Eingang 2 Gas mit einem Durchsatz von 75 Nm³/h und Dampf mit einem Durchsatz von 135 Nm³/h eingeführt. Die Temperatur der eingeführten Mischung beträgt etwa 773 K. Durch den für das Oxidationsmittel bestimmten Eingang 2 wird eine Mischung aus Sauerstoff mit einem Durchsatz von 45 Nm³/h und Dampf mit einem Durchsatz von 135 Nm³/h eingeführt, wobei die Mischung auf die mittlere Temperatur von 793 K gebracht ist.
  • Im Katalysator 4 sind vier Einführungshöhen bzw. -ebenen vorgesehen:
  • - Auf der zur Verbrennungskammer 1 nächstgelegenen Höhe wird eine Mischung aus Erdgas (Durchsatz etwa 85 Nm³/h) und Dampf (Durchsatz etwa 17 Nm³/h) bei einer Temperatur von etwa 773 K eingeführt. Es können vier Rohre vorgesehen sein, im 90º-Winkel die einen zu den anderen, um diese Mischung einzuführen.
  • - Vier weitere Rohre münden auf einer zweiten Höhe des katalytischen Bettes, welche alle einen bestimmten Abstand von der ersten Höhe gelegen sind. Diese Rohre 6 erlauben das Einführen einer Mischung aus Sauerstoff und Dampf bei etwa 673 K. Der Durchsatz von Sauerstoff beträgt vorzugsweise 47 Nm³/h, während der Durchsatz von Dampf nahe bei 25 Nm³/h liegt.
  • Vorzugsweise sind die Rohre 6 bei dieser zweiten Höhe winkelmäßig gleich beabstandet angeordnet und sind des weiteren winkelmäßig gegenüber den Rohren 7 der ersten Höhe verschoben.
  • Auf der dritten Höhe bzw. Ebene des katalytischen Bettes münden des weiteren mehrere (vorzugsweise 4) Rohre 7, welche zum Einführen einer Mischung Erdgas-Dampf bestimmt sind. Der Durchsatz des Erdgases liegt im Bereich von 95 Nm³/h, während der Dampfdurchsatz in der Nähe von 19 Nm³/h liegt. Die Mischung wird bei etwa 773 K eingeführt.
  • Schließlich ist die dritte Ebenen ganz besonders für die Einführung von reinem Sauerstoff bei etwa 573 K mit einem Durchsatz von 55 Nm³/h vorbehalten. Vorzugsweise sind dann vier Rohre vorgesehen, welche die gleichen Eigenschaften wie die Rohre der anderen Ebenen zeigen, nämlich winkelmäßig gleich beabstandet und winkelmäßig gegenüber den Rohren der Ebene 3 verschoben.
  • Vorzugsweise sind die verschiedenen Ebenen gleich beabstandet, jede in einem Abstand, gemessen auf der Längsachse des Reaktors, der gleich dem sechsten der Gesamthöhe des katalytischen Bettes 4 entspricht, angeordnet.
  • Das katalytische Bett ist durch einen Wechsel von Schichten, die jeweils aus 3,8% Ohrom auf &alpha;-Aluminiumoxid und 8,8% Nickel auf &alpha;-Aluminiumoxid bestehen, gebildet, wie durch die Fig. 3 veranschaulicht. Die Injektionsrohre 7, welche in der zweiten und dritten Ebene des katalytischen Bettes angeordnet sind, münden vorzugsweise auf dem Katalysator, der 8,8% Nickel enthält, während die in der zweiten und vierten Ebene angeordneten Rohre 6 in den Katalysator mit 3,8% Chrom münden.
  • In bevorzugter Weise liegt der Abstand d, gemessen auf der Längsachse des Reaktors, zwischen der vierten Ebene und dem auf der Seite des Ausgangs 8 gelegenen Ende des Bettes 4, in der Größenordnung eines Drittels der Gesamthöhe des Bettes.
  • Am Ausgang des Reaktors befinden sich gemäß diesem Beispiel die Gase bei einer Temperatur von etwa 1351 K mit der folgenden Zusammensetzung:
  • H&sub2; 53,6%
  • H&sub2;O 18,5%
  • CH&sub4; 0,6%
  • CO 23,2%
  • CO&sub2; 4,1%
  • Bei diesem Beispiel stellt man fest, daß der Gehalt an Kohlensäuregas über den Empfehlungen für eine Fisher-Tropsch- Synthese liegt. Eine Entkarbonisierung erlaübt es, diesen Gehalt zu senken. Das abgetrennte Kohlensäuregas kann vorteilhaft anstelle eines Teiles des Wasserdampfes eingeführt werden.

Claims (12)

1. Verfahren zur Umwandlung von synthesegas, das darin besteht, im Inneren eines Einzelreaktors zu bewirken:
- eine teilweise Verbrennung eines Brennmateriales in einer nicht-katalytischen Verbrennungskammer (1), die unter Oxidationsmittelmangel arbeitet, wobei das Brennmaterial getrennt vom Oxidationsmittel in die Kammer eingeführt wird und
- ein Einführen von ergänzendem Oxidationsmittel in ein katalytisches Bett (4), das stromabwärts von der Verbrennungskammer gelegen ist, dadurch gekennzeichnet, daß es des weiteren darin besteht, Brennmaterial in das katalytische Bett (4) und stromaufwärts vom ergänzenden Oxidationsmittel des Brennmaterials einzuführen und dadurch, daß das Innenvolumen V der Kammer (1) gleich V > 0,4 D/P ist, wobei
D der in die Kammer eintretende Gesamtmaßendurchsatz, ausgedrückt in kg/s, ist,
P der im Inneren der Kammer herrschende Druck, ausgedrückt in Megapascal, ist,
V in Kubikmeter ausgedrückt ist und
die in der Ziffer 0,4 enthaltene Einheit in m²/s ausgedrückt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Angebot an Wasserdampf im Reaktor, das als die Zahl von Molen Wasser bezogen auf die Zahl von Molen Kohlenstoff definiert ist, unter 1,5 liegt.
3. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Verbrennungskammer (1) und in das katalytische Bett (4) ein Brennmaterial einführt, das im wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen besteht&sub1; welche mit Oxiden von Kohlenstoff und/oder mit Wasserstoff vermischt sein können.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Wasserstoff/Kohlenwasserstoffe, das als das in Zahl von Molen Wasserstoff bezogen auf die Zahl von Molen Kohlenstoff des in die Verbrennungskammer eingeführten Brennmaterials ausgedrückte Molverhältnis definiert ist, kleiner als die Einheit ist.
5. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffträger aus reinem Sauerstoff, einer Mischung aus Sauerstoff und Stickstoff, einer Mischung aus Sauerstoff und kohlensaurem Gas oder einer Mischung aus Sauerstoff und anderen inerten Gasen ausgewählt ist.
6. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man durch die Injektoren (2, 3, 6, 7), welche für den Sauerstoffträger und das Brennmaterial bestimmt sind, des weiteren Wasserdampf einführt.
7. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennmaterial vor seinem Eintritt in die Verbrennungskammer zwischen 100 und 850ºC vorerhitzt wird, und dadurch, daß das Oxidationsmittel bei jedem Eingang zwischen 100 und 900ºC vorerhitzt wird.
8. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtangebot von Sauerstoffträger, das als die Zahl von Molen Sauerstoff, welche in dem in den Reaktor eingeführten Sauerstoffträger enthalten ist, bezogen zur Zahl von Molen von Kohlenstoff, welche im eingeführten Brennmaterial enthalten ist, zwischen einschließlich 0,3 und 0,65 enthalten ist und dadurch, daß das gleiche Angebot, bezogen auf die Einführung von Sauerstoffträger in die Verbrennungskammer, zwischen einschließlich 0,45 und 0,75 enthalten ist.
9. Verwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, auf alle chemischen Herstellungen, welche Synthesegas einsetzen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, zur Herstellung von Wasserstoff.
11. Verwendung nach Anspruch 9, zur Herstellung wenigstens eines höheren Kohlenwasserstoffes.
12. Verfahren nach Anspruch 9, zur Herstellung von Methanol.
DE69212121T 1991-12-03 1992-11-26 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Synthesegas und deren Anwendung Expired - Fee Related DE69212121T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9115060A FR2684313B1 (fr) 1991-12-03 1991-12-03 Procede et dispositif pour la fabrication de gaz de synthese et application.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69212121D1 DE69212121D1 (de) 1996-08-14
DE69212121T2 true DE69212121T2 (de) 1996-11-21

Family

ID=9419694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69212121T Expired - Fee Related DE69212121T2 (de) 1991-12-03 1992-11-26 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Synthesegas und deren Anwendung

Country Status (12)

Country Link
US (1) US5755841A (de)
EP (1) EP0545275B1 (de)
JP (1) JP3748899B2 (de)
KR (1) KR100245781B1 (de)
CA (1) CA2084476C (de)
DE (1) DE69212121T2 (de)
ES (1) ES2092002T3 (de)
FR (1) FR2684313B1 (de)
MY (1) MY109757A (de)
RU (1) RU2117626C1 (de)
TW (1) TW239159B (de)
ZA (1) ZA929307B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004010014A1 (de) * 2004-03-01 2005-09-29 Webasto Ag Reformer und Verfahren zum Umsetzen von Brennstoff und Oxidationsmittel zu Reformat

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2726821B1 (fr) * 1994-11-16 1997-01-03 Patillet Henri Procede et appareil de production de methanol par gazeification de matieres carbonees
JPH11130405A (ja) * 1997-10-28 1999-05-18 Ngk Insulators Ltd 改質反応装置、触媒装置、それらに用いる発熱・触媒体、及び改質反応装置の運転方法
DE69732781T2 (de) 1997-11-28 2006-02-02 Ammonia Casale S.A. Verfahren zur in-situ Modernisierung eines heterogenen exothermen Synthesereaktors
JP2002193858A (ja) 2000-12-28 2002-07-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd バイオマス原料によるメタノール製造方法及びその装置
US6713657B2 (en) 2002-04-04 2004-03-30 Chevron U.S.A. Inc. Condensation of olefins in fischer tropsch tail gas
JP2004075438A (ja) * 2002-08-14 2004-03-11 Toyo Eng Corp 改質器
US20040086432A1 (en) * 2002-10-31 2004-05-06 Labarge William J. Reformer, systems utilizing the reformer, and methods for operating the systems
US7094730B2 (en) * 2002-10-31 2006-08-22 Delphi Technologies, Inc. Gas treatment device, methods for making and using the same, and a vehicle exhaust system
US20060120953A1 (en) 2003-03-06 2006-06-08 Keiichi Okuyama Method for preparing synthesis gas, method for preparing dimethyl ether using synthesis gas, and furnace for preparing synthesis gas
FR2868413B1 (fr) * 2004-04-01 2007-01-19 Abderrezack Djenani Procede de production de gaz de synthese, et une installation pour sa mise en oeuvre
GB0510514D0 (en) 2005-05-24 2005-06-29 Johnson Matthey Plc Steam reforming
DE102006039118B4 (de) * 2006-08-21 2010-09-23 Enerday Gmbh Reformer
FR2918904B1 (fr) * 2007-07-20 2011-07-15 Inst Francais Du Petrole Reacteur echangeur a tube baionnette permettant de fonctionner avec des differences de pression de l'ordre de 100 bars entre le cote tube et le cote calandre.
US20100187479A1 (en) * 2009-01-23 2010-07-29 Carbona Oy Process and apparatus for reforming of heavy and light hydrocarbons from product gas of biomass gasification
CN102690169B (zh) * 2012-05-25 2015-06-24 四川天一科技股份有限公司 一种焦炉气和转炉气联产甲醇和cng、lng的方法
RU2513622C2 (ru) * 2012-08-17 2014-04-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Плазма-Про" Способ микроволновый конверсии метан-водяной смеси в синтез-газ
US8697759B1 (en) * 2012-10-09 2014-04-15 University Of Southern California Efficient, self sufficient production of methanol from a methane source via oxidative bi-reforming
RU2571149C1 (ru) * 2014-06-09 2015-12-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Реактор конверсии метана
CN104177227B (zh) * 2014-09-11 2016-01-20 四川天一科技股份有限公司 焦炉气和煤气制甲醇联产天然气的方法
SE539758C2 (en) * 2014-12-04 2017-11-21 Powercell Sweden Ab Catalytic burner arrangement
KR20200002058A (ko) * 2018-06-29 2020-01-08 주식회사 경동나비엔 개질장치 및 이를 구비한 연료전지 시스템

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE489995A (de) *
BE552748A (de) *
FR489995A (fr) * 1917-08-14 1919-03-26 Joergen Thomas Jensen Bras et main artificiels
FR552748A (fr) * 1922-06-10 1923-05-05 Construction perfectionnée de l'amortisseur pour cycles, voiturettes et autres véhicules analogues
US2171596A (en) * 1934-09-11 1939-09-05 George M Parker Continuous process of gas making
US2220849A (en) * 1938-08-29 1940-11-05 Kellogg M W Co Method for forming synthesis gas
US2482866A (en) * 1944-11-01 1949-09-27 Stanolind Oil & Gas Co Production of carbon monoxide and hydrogen
US2635952A (en) * 1946-07-05 1953-04-21 Standard Oil Co Manufacture of hydrogen-carbon monoxide mixture
GB702035A (en) * 1948-07-07 1954-01-06 Montedison Spa Process and apparatus for the production of synthesis-gas from gaseous aliphatic hydrocarbons and oxygen
US2655442A (en) * 1948-08-23 1953-10-13 Phillips Petroleum Co Process and apparatus for the manufacture of synthesis gas
US2585737A (en) * 1948-10-21 1952-02-12 Standard Oil Dev Co Catalytic reforming process
US2767233A (en) * 1952-01-07 1956-10-16 Chemical Construction Corp Thermal transformation of hydrocarbons
US2942958A (en) * 1953-07-03 1960-06-28 Kellogg M W Co Process for the conversion of a normally gaseous hydrocarbon to carbon monoxide and hydrogen
GB775334A (en) * 1954-06-22 1957-05-22 Basf Ag Improvements in the reaction of gaseous hydrocarbons with oxygen
US2943062A (en) * 1956-01-19 1960-06-28 Kellogg M W Co Conversion of hydrocarbons to a hydrogen-rich gas
US3477824A (en) * 1966-12-15 1969-11-11 Zink Co John Burner and apparatus for reforming hydrocarbons
EP0303438A3 (de) * 1987-08-14 1989-12-27 DAVY McKEE CORPORATION Herstellung von Synthesegas aus kohlenwasserstoffhaltigem Rohrstoff
US4973453A (en) * 1988-02-05 1990-11-27 Gtg, Inc. Apparatus for the production of heavier hydrocarbons from gaseous light hydrocarbons
FR2638443B1 (fr) * 1988-11-03 1991-01-11 Inst Francais Du Petrole Procede pour la production de gaz de synthese par oxydation partielle d'hydrocarbures legers
US5106590A (en) * 1990-05-11 1992-04-21 Davy Mckee (London) Limited Gas mixer and distributor with heat exchange between incoming gases
FR2679217B1 (fr) * 1991-07-18 1994-04-01 Institut Francais Petrole Procede et dispositif pour la fabrication de gaz de synthese et application.

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004010014A1 (de) * 2004-03-01 2005-09-29 Webasto Ag Reformer und Verfahren zum Umsetzen von Brennstoff und Oxidationsmittel zu Reformat
US7578861B2 (en) 2004-03-01 2009-08-25 Enerday Gmbh Reformer and process for reacting fuel and oxidizer into reformate
DE102004010014B4 (de) * 2004-03-01 2011-01-05 Enerday Gmbh Reformer und Verfahren zum Umsetzen von Brennstoff und Oxidationsmittel zu Reformat

Also Published As

Publication number Publication date
EP0545275A1 (de) 1993-06-09
TW239159B (de) 1995-01-21
ZA929307B (en) 1994-06-01
US5755841A (en) 1998-05-26
DE69212121D1 (de) 1996-08-14
JPH05254802A (ja) 1993-10-05
KR930013073A (ko) 1993-07-21
RU2117626C1 (ru) 1998-08-20
ES2092002T3 (es) 1996-11-16
JP3748899B2 (ja) 2006-02-22
FR2684313A1 (fr) 1993-06-04
MY109757A (en) 1997-06-30
CA2084476A1 (fr) 1993-06-04
KR100245781B1 (ko) 2000-03-02
EP0545275B1 (de) 1996-07-10
FR2684313B1 (fr) 1994-01-28
CA2084476C (fr) 2003-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69212121T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Synthesegas und deren Anwendung
DE3779543T2 (de) Katalytische erzeugung von wasserstoff aus kohlenwasserstoffen.
DE69104735T2 (de) Dampfreformierungsverfahren mit Wärmeaustausch und Reaktorsystem.
DE1417796C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines wasserstoffreichen Gases
DE2758395C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Synthesegases
DE60025124T2 (de) Methode und Vorrichtung zur Wasserstoffherstellung mittels Reformierung
DE2949588C2 (de)
DE3912003A1 (de) Reaktor zum reformieren von kohlenwasserstoff und verfahren zum reformieren von kohlenwasserstoff
EP1157968A1 (de) Verfahren zur autothermen, katalytischen Dampfreformierung von Kohlenwasserstoffen
CH653571A5 (de) Eisenoxidkatalysator fuer die dampfreformierung und verfahren zur dampfreformierung.
DE69003604T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Synthesegas durch Verbrennung und seine Anwendung.
DE2545123A1 (de) Verfahren zur herstellung reduzierender gase
DE3503455C2 (de) Herstellungsverfahren für ein Reduktionsgas
DE2750006C2 (de)
DE1567639A1 (de) Verfahren zum Reformieren von leichten Kohlenwasserstoffen
DE69002452T2 (de) Festbettreaktor.
DE2401991A1 (de) Verfahren zum aufbereiten von reduktionsgas
DE1176107B (de) Verfahren zur Herstellung von Ammoniak-Synthesegas
DE952436C (de) Verfahren zur Erzeugung kohlenoxyd- und wasserstoffhaltiger Gasgemische aus gasfoermigen Kohlenwasserstoffen
DE902251C (de) Verfahren zur Gewinnung eines an Wasserstoff und an Kohlenoxyd reichen Gases
DE10232970A1 (de) Verfahren zur Synthese von Ammoniak
EP0365899A2 (de) Reaktor zur Durchführung von Verbrennungsprozessen
DE2902845A1 (de) Verfahren zur herstellung von gasen aus schweroelen
DE1231219B (de) Kontinuierliches Kreislaufverfahren zur Herstellung von Wasserstoff
DE2315799C3 (de) Verfahren zur Reformierung von Kohlenwasserstoff oder eines kohlenwasserstoffhaltigen Gases

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: VONNEMANN, KLOIBER & KOLLEGEN, 80796 MUENCHEN

8339 Ceased/non-payment of the annual fee