DE723215C

DE723215C - Verfahren zum Herstellen von Synthesegas

Info

Publication number: DE723215C
Application number: DEL99223D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Laatsch
Original assignee: WILHELM LAATSCH
Current assignee: WILHELM LAATSCH
Priority date: 1939-10-11
Filing date: 1939-10-11
Publication date: 1942-07-30

Description

Verfahren zum Herstellen von Synthesegas Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Synthesegas aus Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methan enthaltenden Industriegasen oder Erdgas, wobei unter Synthesegas ein Gas verstanden wird, das annähernd der stöchiometrischen Zusammensetzung C O -f- z H2 oder wenig mehr Wasserstoff entspricht, wie es für die wichtigsten Synthesen, insbesbndere die Benzinsynthese, in Frage kommt.
Es ist bekannt, daß man Synthesegas erhält, wenn man im richtigen Verhältnis Methan mit Sauerstoff umsetzt. Ebenso läßt sich Methan mit Wasserdampf oder Kohlensäure zu Gemischen von Kohlenoxyd und Wasserstoff verarbeiten, wenn auch nicht im geforderten Verhältnis. Zu diesem gelangt man bekanntlich, wenn man mit beiden zusammen nach folgender Gleichung arbeitet: 3 C H4 --@- 2 H2 0 + C 02 = 4 C 0 + 8 H2 (vgl. Brennstoff-Chemie, Bd. 13 [193z] S. 423). Bei dieser Maßnahme wird neben der Gegenwart von Wasserdampf auch das Vorhandensein von Kohlensäure als ohne weiteres gegeben vorausgesetzt. Das ist in der Praxis nicht immer der Fall; Kohlensäure fehlt beispielsweise bei den meisten Erdgasquellen, Leuchtgasanstalten und Kokereien. Die naheliegende Beschaffung von Kohlensäure durch Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Gasen oder Stoffen mit Luft schaltet wegen der bekannten schlechten Ausbeute und anderer Übelstände halber aus.
Nach der vorliegenden Erfindung, die eine neue Kombination einiger bekannter Einzelmaßnahmen darstellt, wird die fehlende Kohlensäure laufend aus dem fertigen Synthesegas selbst erzeugt und im Kreislauf des Verfahrens geführt. Zur Erzeugung der ' Kohlensäure wird ein Teil des Synthesegases in an sich bekannter Weise mit Wasserdampf konvertiert. Es fällt dabei Wasserstoff .ab, der als Wärmequelle benutzt werden kann, so daß das Verfahren in wärmetechnischer Ausgeglichenheit verläuft und betriebsfremden Brennstoff kaum erfordert.
Nach dem durch die Skizze veranschaulichten Verfahren wird ein berechneter Teil des fertigen Synthesegases, bei reinem Methan als Ausgangsmaterial genau ein Viertel, heiß mit einer entsprechenden Menge Wasserdampf vermengt, auf Reaktionstemperatur gekühlt und bei etwa 5oo° einem Eisenoxydkontakt A zugeführt. Hier wird in bekannter Weise das Kohlenoxyd desselben mit Wasserdampf zu Kohlensäure oxydiert. Das erhaltene Gasgemisch heizt dann mittelbar entweder einen Wasser dampferzeuger B oder den Bicarbonatbehälter des Kohlensäuretrennungsapparates C, wird hier in bekannter Weise in Wasserstoff und Kohlensäure geschieden, und diese gelangt, vorgewärmt durch den Wärmeaustauscher D, zusammen mit weiterem, ebenfalls vor gewärmtem Wasserdampf und Frischgas bei etwa 925' zu einem Eisenschwammkontakt -F', der indirekt durch den abgetrennten Wasserstoff beheizt wird und wo die Spaltung in bekannter Weise stattfindet. Das Synthesegas verläßt den Wärmeaustauscher bis auf die gewünschte Temperatur gekühlt. Bei der Inbetriebsetzung ist eine kleine Anlaufzeit erforderlich, bis der zuerst allein zur Verfügung stehende Wasserdampf die erforderliche Umlaufkohlensäure erzeugt hat. Die Abzweigung des fertigen Synthesegases wird durch Schieber oder Ventile V reguliert.
Das vorliegende Verfahren besitzt dengünstigen wärmetheoretischen Effekt des Sauerstoffverfahrens, doch ist es im Gegensatz zu diesem auch auf Gase mit größeren Kohlenoxyd- und Wasserstoffgehalten, die vom Sauerstoff vor dem Methan oxydiert werden würden, anwendbar. Es erspart die Beschaffung von Kohlensäure aus fremdem Betrieb oder wärmetechnisch getrennter Erzeugungsanlage und setzt nur das Vorhandensein von Wasser voraus. Die Schwefelarmut der Ausgangsgase wird während der Kohlensäuretrennüng erhöht, auch wenn man beispielsweise mit Druckwasser arbeitet; denn diesem können schwefelbindende Reagenzien zugesetzt werden. Ebenso kann man die Ausgangsgase dem Kohlensäurescheider zuführen und dann erst in den Wärmeaustauscher leiten, wodurch eine weitere Entschwefelung erreicht wird. Der Wirkungsgrad der Kolileiisäureabscheidung ist groß, weil das zu trennende Gasgemisch etwa 85 Gewichtsprozente Kohlensäure enthält. Nach dem Verfahren können auch Kohlenwasserstoffe anderer und höherer Art und Kohlenhydrate als Dampf oder Gas verarbeitet werden. Auch lassen sich Abgase der Benzinsynthese durch das Verfahren regenerieren.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Synthesegas durch katalytische Umsetzung von methanhaltigen Gasen mit Wasserdampf und Kohlensäure bei etwa 9?5-@ dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil des fertigen Synthesegases zusammen mit Wasserdampf bei etwa 500 in an sich bekannter Weise über einen Eisenoxydkontakt leitet, das dabei entstehende Gemisch von Kohlensäure und Wasserstoff trennt, die Kohlensäure zusammen mit frischem Wasserdampf dem methanhaltigen Ausgangsgas zuführt und den Wasserstoff gegebenenfalls zur Beheizung des Synthesegaskatalysators und eines Wasserdampferzeugers verwendet.