DE1146998B

DE1146998B - Verfahren zum Spalten von fluessigen verdampfbaren Kohlenwasser-stoffen zu Kohlenoxyd und Wasserstoff in Abstichgaserzeugern

Info

Publication number: DE1146998B
Application number: DEB43545A
Authority: DE
Inventors: Dr Adolf Steinhofer; D J Erich Kittel; Dr Walter Knobloch
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1957-02-16
Filing date: 1957-02-16
Publication date: 1963-04-11

Description

Verfahren zum Spalten von flüssigen verdampfbaren Kohlenwasserstoffen zu Kohlenoxyd und Wasserstoff in Abstichgaserzeugern Aus der britischen Patentschrift 685 485 ist ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenoxyd-Wasserstoff-Gemischen bekannt, bei dem gasförmige, flüssige oder feste kohlenstoffhaltige Ausgangsstoffe im glü- henden Koksbett eines Abstichgaserzeugers durch Umsetzung dieser Stoffe mit Luft, an Sauerstoff angereicherter Luft oder reinem Sauerstoff eventuell unter Zusatz endothermer Vergasungsmittel hergestelk werden. Bei diesem Verfahren werden die flüssigen oder festen Ausgangsstoffe im Zustand feiner Zerteilung mit den Vergasungsmitteln gemischt. Bei der Verwendung flüssiger Kohlenwasserstoffe in feiner Zerteilung kommt es bei diesem Verfahren jedoch zur Benetzung der inneren Wandflächen der Brenner oder Mischräume durch flüssige Kohlenwasserstoffe, die bei hohen Sauerstoffkonzentrationen eine spontane Zündung des Reaktionsgemisches im Brenner bzw. Mischraum verursachen kann. Ein weiterer Nachteil der bekannten Arbeitsweise ist das Auftreten von Ruß im erzeugten Gas und die Erhöhung des Endmethangehaltes bei großen Kohlenwasserstoffdurchsätzen.
Es wurde nun gefunden, daß man bei der Späftung von flüssigen, verdampfbaren Kohlenwasserstoffen in Abstichgaserzeugern hohe Ausbeuten an Kohlenoxyd und Wasserstoff erhält und die genannten Schwierigkeiten vermeidet, wenn man die Kohlenwasserstoffe verdampft und vor ihrem Eintritt in den Gaserzeuger mit einem endothermen Vergasungsmittel und Sauerstoff oder an Sauerstoff angereicherter Luft mischt und zur Verrneidung einer Nebelbildung im Mischraum vor dem Gaserzeuger die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe und bzw. oder die Vergasungsmittel überhitzt. Es wird dadurch erreicht, daß im Gaserzeuger von Anfang an ein homogenes Gemisch von Kohlenwasserstoff und endothennem Vergasungsmittel mit dem Sauerstoff vorhanden ist, wodurch eine praktisch restlose Spaltung der Kohlenwasserstoffe ohne Ruß- und Harzbildung gewährleistet ist. Insbesondere setzt sich der Sauerstoff mit den dampfförmigen Kohlenwasserstoffen um, bevor der Koks des Generators mit demselben reagieren kann. Die Umsetzung der Kohlenwasserstoffe ist bei dieser Arbeitsweise so vollständig und so schnell, daß auf dielVerwendung eines Katalysators verzichtet werden kann. Selbstverständlich kann man einen solchen in besonderenFällen noch zuführen.
Um im Mischraum vor dem Gaserzeuger eine Nebelbildung zu verhindern, ist es notwendig, die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe und bzw. oder die Vergasungsmittel auf eine entsprechende Temperatur zu erhitzen. Die Umsetzung des Gemisches von dampfförmigen Kohlenwasserstoffen mit Vergasungsmitteln kann in der Weise geschehen, daß man die Stoffe in einer geeigneten Mischvorrichtung zusammenführt. Man kann auch das endotherine Vergasungsmittel den flüssigen Kohlenwasserstoffen vor ihrer Verdampfung ganz oder teilweise zusetzen und so die Verdampfung der höhersiedenden Anteile erleichtern. Dabei wird gleichzeitig erreicht, daß bei Störungen in der Zuführung der Kohlenwasserstoffe eine sofortige automatische Spülung und Sperrung der Leitung für die Kohlenwasserstoffe erfolgt.
Für die Verdampfung der flüssigen Kohlenwasserstoffe wird zweckmäßig die fühlbare Wärme des im Gaserzeuger hergestellten Gases verwendet, die bei einer Kombination von Kohlenwasserstoffspaltung und Vergasung von festen Brennstoffen höher liegt als bei der Vergasung fester Brennstoffe allein.
Als exothermes Vergasungsmittel verwendet man vor allem Sauerstoff. Man kann jedoch auch an Sauerstoff angereicherte Luft verwenden. Als endotherme Vergasungsmittel eignen sich vor allem Wasserdampf und Kohlendioxyd.
Der aus dem hergestellten Gas abgeschiedene Flugkoks kann zur weiteren Vergasung in den Gaserzeuger eingeführt werden. Infolge des hohen Temperaturniveaus in diesem wird eine weitgehende Vergasung dieses Flugkokses erreicht. Man kann dabei z. B. in der Weise arbeiten, daß der im Staubsack und Wirbler abgeschiedene Flugkoks an einer oder mehreren Stellen dem Gaserzeuger zugeführt wird. Die verdampften Kohlenwasserstoffe können an derselben Stelle oder getrennt davon zugeleitet werden.
Neben den flüssigen, verdampfbaren Kohlenwasserstoffen können auch noch gasförmige Kohlenwasserstoffe getrennt davon direkt dem Gaserzeuger zugeführt werden.
Beispiel Ein mit Koks beschickter Abstichgaserzeuger wird über dessen Brenner mit 8000 Nm3/h Sauerstoff beaufschlagt. Dem Sauerstoff wird vor Eintritt in die Brenner jeweils Wasserdampf in einer solchen Menge zugefügt, daß die Temperatur im Koksbett noch ein sicheres Aufschmelzen der Asche gewährleistet. Das Vergasungsmittelgemisch wird vor der Einführung in die Brenner auf 2501 C erhitzt. Ein im wesentlichen aus C.- bis C.-Kohlenwasserstoffen bestehendes Kohlenwasserstoffgemisch mit einem Siedebereich von 40 bis 160' C, dessen Hauptanteil bei etwa 1003 C siedet, wird außerhalb der Brenner, vorgemischt mit einem Teil des für die Umsetzung benötigten Wasserdampfes, verdampft, auf 200' C erhitzt und in den Brennem mit den Vergasungsmitteln gemischt. Die hohe Strömungsgeschwindigkeit in den Brennem bewirkt eine gute Homogenisierung des entstehenden Gemisches. Das Gemisch reagiert bei Austritt aus den Brennem sofort vollständig ab. Der Durchsatz an flüssigen Kohlenwasserstoffen kann bis auf 5,5 uh gesteigert werden, ohne daß Schwierigkeiten im Betrieb des Gaserzeugers auftreten. Der Methangehalt des zu 96 % aus Kohlenoxyd und Wasserstoff bestehenden Gases liegt zwischen 0,08 und 0,12 Volumprozent. Es wurde keinerlei Rußbildung beobachtet.
Zerstäubt man dagegen das gleiche Kohlenwasserstoffgemisch mittels Druckdüsen innerhalb der Brenner in das Vergasungsmitteigemisch hinein, so tritt bereits bei einem Durchsatz von 1,5 t/h an Kohlenwasserstoffen Ruß im erzeugten Gas auf. Bei einem Kolgenwasserstoffdurchsatz von 3 t/h ist die äußerste Grenze der Belastung erreicht. Der Methangehalt des erzeugten Gases überschreitet die 0,2-Volumprozentgrenze, und die Rußentwicklung ist so stark, daß trotz zweistufiger Gasreinigung Schwierigkeiten bei der Weiterverarbeitung des erzeugten Gases auftreten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Spaltung von flüssigen, verdampfbaren Kohlenwasserstoffen zu Kohlenoxyd und Wasserstoff in Abstichgaserzeugern, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenwasserstoffe verdampft und vor ihrem Eintritt in den Gaserzeuger mit einem endothermen Vergasungsmittel und Sauerstoff oder an Sauerstoff angereicherter Luft gemischt werden, wobei man zur Verrneidung einer Nebelbildung im Mischraum vor dem Gaserzeuger die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe und bzw. oder die Vergasungsmittel überhitzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Kohlenwasserstoffe vor ihrer Verdampfung mit dem endothermen Vergasungsmittel oder einem Teil davon zusammengebracht werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfung der flüssigen Kohlenwasserstoffe durch die fühlbare Wärme des erzeugten Gases erfolgt. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem erzeugten Gas ausgeschiedene Flugkoks in den Gaserzeuger zurückgeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 479029, 592189; österreichische Patentschrift Nr. 126352; britische Patentschrift Nr. 685 485; USA.-Patentschrift Nr. 1172 925.