Verfahren zum Herstellen von Stadtgas aus Methan und anderen aasförmigen
Kohlenwasserstoffen Es ist bekannt, Stadtgas aus gasförmigen Kohlenwasserstoffen,
insbesondere Methan, durch Umsetzung mit Wasserdampf unter Verwendung von Nickelkatalysatoren
herzustellen. Man verwendet hierbei Schachtöfen, Retorten oder sogenannte Rohrbündelöfen.
Die Rohrbündelöfen gestatten im Gegensatz zu den Schachtöfen einen kontinuierlichen
Betrieb, haben aber den Nachteil, daß sie sehr kostspielig sind. Bei Verwendung
der üblichen Retorten oder Kammeröfen zeigt sich der Nachteil, daß die Umsetzung
sehr schlecht vonstatten geht, weil es nicht möglich ist, dem Inneren der Reaktionsräume
,die nötige Wärme zuzuführen.Process for the production of town gas from methane and other carrion forms
Hydrocarbons It is known to produce town gas from gaseous hydrocarbons,
especially methane, through reaction with water vapor using nickel catalysts
to manufacture. Shaft furnaces, retorts or so-called tube bundle furnaces are used here.
In contrast to the shaft furnaces, the tube bundle furnaces allow a continuous one
Operation, but have the disadvantage that they are very expensive. Using
the usual retorts or chamber furnaces shows the disadvantage that the implementation
goes very badly because it is not possible to get inside the reaction chambers
to supply the necessary heat.
Es wurde nun gefunden, daß die geschilderten Nachteile vermieden werden
und Stadtgas aus Methan und anderen gasförmigen Köhlenwasserstoffen durch teilweise
Umsetzung mit Wasserdampf in Gegenwart Nickel enthaltender Katalysatoren bei Außenheizung
bequem und in einfacheren Apparaturen hergestellt werden kann, wenn man die Umsetzung
in an sich bekannter Weise in Retorten oder Kammern aus feuerfesten Stoffen vornimmt,
deren. Wandabstand nicht über 15 cm beträgt, und erfindungsgemäß Katalysatoren
verwendet, welche mehr als 5% und weniger als 30 °/a Nickel enthalten. Im allgemeinen
findet eine :doppelwandige Beheizung statt. Das Verfahren gestattet auch die üblichen
Retorten und Kammern von größerer Breite als die angegebene zu verwenden. In diesem
Fall ist es jedoch erforderlich, in diese Kammern Verdränger aus feuerfesten Stoffen
einzubauen, so daß Zwischenräume entstehen, die die erwähnte Dicke nicht überschreiten.
In diesem Fall findet im allgemeinen nur eine einseitige Beheizung :statt, so daß
die Dicke auch merklich geringer als r5 cm
sein kann, z. B. 8 bis
io cm. Das Verfahren- gestattet zwar nicht, die hohen Umsätze zu erreichen, wie
sie bei metallischen Wandungen erzielt werden, ermöglicht aber; leicht zugängliche,
in Gaswerken vielfach vorhandene Anlagen zu verwenden. Es wird bei kontinuierlicher
Arbeitsweise ein -Gas von stets gleichbleibender Beschaffenheit erhalten.It has now been found that the disadvantages outlined are avoided and town gas can be prepared from methane and other gaseous hydrocarbons by partial reaction with steam in the presence of nickel-containing catalysts with external heating conveniently and in simpler apparatus if the reaction is carried out in a manner known per se in Retorts or chambers made of refractory materials, whose. The distance from the wall is not more than 15 cm, and according to the invention catalysts are used which contain more than 5% and less than 30 ° / a nickel. In general, double-walled heating takes place. The method also allows the use of the usual retorts and chambers of greater width than that specified. In this case, however, it is necessary to build displacers made of refractory materials into these chambers, so that gaps are created which do not exceed the thickness mentioned. In this case there is generally only one-sided heating: instead of, so that the thickness can also be noticeably less than r5 cm, e.g. B. 8 to 10 cm. Although the process does not allow the high conversions to be achieved as is achieved with metallic walls, it does allow; Easily accessible systems that are often used in gasworks. With continuous operation, a gas of constant quality is obtained.
Die Leistung solcher Öfen ist zwar infolge der an sich nicht so gut
wärmeleitenden Wandungen begrenzt durch die Wärmemenge, die dem Innern des Reaktionsraumes
zugeführt werden kann. Diese Wärmemenge ist um @so größer, je größer das Temperaturgefälle
zwischen der Außenwand und dem -Innern des Reaktionsraumes, d. h. der Katalysatorschicht,
ist. Wenn man daher im vorliegenden Fall die eingangs erwähnten sehr aktiven Katalysatoren
verwendet, welche die Umsetzung schon bei Temperaturen von etwa 7oo° auszuführen
gestatten, so erhöht sich die Durchsatzleistung beträchtlich. Die in Frage kommenden
Katalysatoren, welche mehr als 5 % und weniger als 30'/o Nickel enthalten, erhält
man z. B. durch Ausfällen von Nickelsalzen in Gegenwart von Aktivatoren, wie z.
B. Magnesiumoxyd, gegebenenfalls unter Zugabe anderer Stoffe, wie Kaolin, Tonerde,
Tonerde-Zement u. dgl.The performance of such ovens is not so good as a result of them
heat-conducting walls limited by the amount of heat that the inside of the reaction chamber
can be fed. This amount of heat is greater, the greater the temperature gradient
between the outer wall and the interior of the reaction space, d. H. the catalyst layer,
is. If, therefore, the very active catalysts mentioned at the outset are used in the present case
used, which carry out the implementation at temperatures of about 7oo °
allow, the throughput increases considerably. The ones in question
Catalysts which contain more than 5% and less than 30% nickel are obtained
one z. B. by precipitation of nickel salts in the presence of activators such.
B. magnesium oxide, if necessary with the addition of other substances such as kaolin, clay,
Alumina cement and the like
Kammern und Retorten mit Wänden aus feuerfesten keramischen Materialien
sind bekanntlich gasdurchlässig. Es ist deshalb vorteilhaft, im Innern der Reaktionsräume
einen nur geringen Überdruck aufrechtzuerhalten, um das Eindringen von stark stickstoffhaltigen
Heizgasen von außen zu vermeiden. Der aufrechtzuerhaltende Überdruck beträgt im
vorliegenden Fall zweckmäßig nicht mehr als io bis 15 cm Wassersäule. Er wird durch
Verwendung und geeignete Anordnung von Gebläsen erzeugt.Chambers and retorts with walls made of refractory ceramic materials
are known to be gas-permeable. It is therefore advantageous inside the reaction chambers
to maintain only a slight overpressure to prevent the ingress of highly nitrogenous
Avoid heating gases from outside. The overpressure to be maintained is im
In the present case, it is advisable not to have more than 10 to 15 cm water column. He is going through
Use and appropriate arrangement of fans generated.
Als Ausgangsstoffe eignen sich Methan oder methanreiche Gase, wie
z. B. Erdgas, Grubengas, Abgase von Raffinerien und Kohlenhydrierungsanlagen, ferner
andere gasförmige Kohl.enwasserstoffe oder Gase, die reich an diesen sind. Die Ausgangsgase
sollen mindestens 8o % Methan bzw. gasförmige Kohlenwasserstoff. enthalten.Methane or methane-rich gases, such as
z. B. natural gas, mine gas, exhaust gases from refineries and carbohydrate plants, as well
other gaseous hydrocarbons or gases rich in them. The starting gases
should be at least 80% methane or gaseous hydrocarbons. contain.
Beispiel In einem Vertikalkammerofen, der Kammern von 40 cm Dicke
enthält, baut man in die Mitte der Kammern Schamottewände von 2o am Dicke ein.,
so daß zu beiden Seiten des Einbaues Kammern von io cm Dicke übrigbleiberi. In diese
Kammern füllt man einen Katalysator, der durch Fällen von Nickelsalzlösungen auf
feinverteiltes Magnesia hergestellt ist und 2o% Nickel enthält. Der Katalysator
wird zu Pillen von 2 cm Durchmesser gepreßt. Durch Verteilerrohre am Boden der Kammern
leitet man ein Gemisch von ioo Raumteilen Erdgas (Zusammensetzung: 93°/o Methan,
7% Stickstoff) und 8o bis ioo kg Dampf ein. Die Kammern werden wie Üblich von außen
auf etwa iioo bis i2oo° geheizt. Im Innern stellt sich oben in den Kammern eine
Temperatur von etwa 75o° ein, und man erhält aus der angegebenen Menge etwa 2o5
Raumteile eines Stadtgases von folgender Zusammensetzung: 7,5 % Kohlensäure, 7 %
Kohlenoxyd, 51,5% Wasserstoff, 3o,60/a Methan, 3,4% Stickstoff.Example In a vertical chamber furnace with chambers 40 cm thick
contains fireclay walls of 2o thick in the middle of the chambers.,
so that chambers 10 cm thick remain on both sides of the installation. In these
The chambers are filled with a catalyst, which is created by precipitating nickel salt solutions
finely divided magnesia and contains 20% nickel. The catalyst
is compressed into pills 2 cm in diameter. Through distribution pipes at the bottom of the chambers
a mixture of 100 parts by volume of natural gas (composition: 93% methane,
7% nitrogen) and 80 to 100 kg of steam. The chambers are, as usual, from the outside
heated to around iioo to i2oo °. Inside there is one at the top of the chambers
Temperature of about 75o °, and you get about 2o5 from the specified amount
Volume parts of a town gas with the following composition: 7.5% carbonic acid, 7%
Carbon dioxide, 51.5% hydrogen, 30, 60 / a methane, 3.4% nitrogen.
Das Gas entspricht den üblichen Normen für Stadtgas: Der untere Heizwert
beträgt 416o ka1/I\Tcb.m, -die Dichte (bezogen auf Luft = i) 0,42, die Durchsatzleistung-
beträgt je qm Heizfläche 5 bis io m3/Stunde.The gas complies with the usual standards for town gas: the lower calorific value
is 416o ka1 / I \ Tcb.m, -the density (based on air = i) 0.42, the throughput-
amounts to 5 to 10 m3 / hour per square meter of heating surface.