DE2436297C2

DE2436297C2 - Verfahren zur Erzeugung von Methan

Info

Publication number: DE2436297C2
Application number: DE2436297A
Authority: DE
Inventors: Friedrich-Wilhelm 6381 Seulberg Möller
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1974-07-27
Filing date: 1974-07-27
Publication date: 1982-12-30
Also published as: DE2462153A1; DE2436297B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Methan einer Qualität, die für den Austausch mit Erdgas geeignet ist, aus Wasserstoff und Kohlenoxide enthaltenden Rohgasen aus der Vergasung von Kohle, Teeren oder schweren Rückstandsölen unter erhöhtem Druck, welche gekühlt und von Kataiysatorgiften, besonders von Schwefelverbindungen, gereinigt und einer mindestens zweistufigen Methanisierung an Nickelkatalysatoren mit Wasserdampf bei Drücken von 5 bis 100 bar und Temperaturen im Bereich von 200 bis 500°C unterworfen werden, wobei das Produktgas der vorausgegangenen Methanisierungsstufe in der letzten Methanisierungsstufe an einem indirekt gekühlten, fest angeordneten Katalysator ohne Kreislaufführung von Produktgas umgesetzt wird.

Es ist bekannt, daß sich Kohlen, Teere und schwere Rückstandsöle durch Vergasen mit Wasserdampf und Sauerstoff unter erhöhtem Druck und bei höheren Temperaturen in ein Rohgas überführen lassen, dessen Gehalt an Kohlenoxiden größer ist als der Wasserstoffgehalt des Gases. Die durch die Druckvergasung von Kohle etwa bei 20 bis 80 bar mit Wasserdampf und Sauerstoff erzeugten Rohgase enthalten im allgemeinen viel CO₂ (28 bis 32 Vol.-%) und CO (15 bis 20 Vol.-%) bei einem relativ geringen H₂-Gehalt (35 bis 44 Vol.-%). Bei der Vergasung von Teeren und Rückstandsölen bei Temperaturen von etwa 1100 bis 1500° C erhält man ein Rohgas, das 3 bis 6 Vol.-% CO₂,46 bis 50 Vol.-% CO und 40 bis 48 VoI.-% H₂ enthält. Schwere Rückstandsöle sind Kohlenwasserstoffe, die oberhalb von 250° C sieden.

Die gereinigten und dabei insbesondere von Schwefelverbindungen befreiten Rohgase können durch bekannte, ein- oder mehrstufige Methanisierungsver-

fahren mit Hilfe von Nickelkatalysatoren zu Gasen — COj-frei gerechnet - mit mindestens 90 VoL-⁰Zo Methan umgewandelt werden, die mit Erdgas austauschbar oder mischbar sind. Der Wasserstoffgehalt dieser Gase soll 2 Vol.-% nicht übersteigen, vielfach wenden auch Wasserstoffgehalte von weniger als 1 Vol.-% gefordert Das Gas enthält meist noch inerte Bestandteile in Form von Stickstoff und Argon sowie restliches Kohlendioxid.

Bei der Methanisierung werden die Oxide des Kohlenstoffs mit Wasserstoff katalytisch zu Methan und Wasserdampf durch folgende Reaktionen umgesetzt, die exotherm verlaufen:

CO + 3 H₂ = CH₄ + H₂O
CO₂ + 4 H₂ = CH₄ + 2 H₂O

Auf Grund thermodynamischer Zusammenhänge ist bekannt, daß möglichst niedrige Umsetzungstemperaturen erforderlich sind, um hohe Methangehalte bzw. niedrige RestgehaJte an Kohlenoxid und Wasserstoff zu erzielen. Vielfach ist es dabei zusätzlich erforderlich, vor dem Passieren der letzten Katalysatorschicht einen Großteil des in den vorausgegangenen Umsetzungsstufen gebildeten Wasserdampfs zu entfernen, um die weitere Methanbildung bei gleicher Temperaturlage zu begünstigen.

Bei einem bekannten Verfahren wird das gewaschene Rohgas zunächst in einer sogenannten Kreislaufmethanisierungsstufe bei höheren Austrittstemperaturen umgesetzt, wobei der oberhalb von etwa 280°C liegende aktive Temperaturbereich des Nickelkatalysators ausgenutzt wird. In dieser Methanisierungsstufe wird zur Verdünnung des Einsatzgases ein Teil des gebildeten Produktgases nach Abkühlung in einem Abhitzekessel zum Eingang dieser Stufe zurückgeführt. Diese Kreislaufmethanisierungsstufe kann mehrstufig ausgeführt werden, indem das Rohgas in mehrere Teilströme aufgeteilt und durch hintereinandergeschaltete Reaktoren geleitet wird. Dabei stellt das Austrittsgas des ersten Reaktors das Verdünnungsgas für den zweiten Reaktor dar, und das Produktgas des letzten Reaktors der Reihe wird teihveise als Verdünnungsgas zum ersten Reaktor zurückgeführt.

Das in der Kreislaufmethanisierungsstufe gebildete Produktgas enthält auf Grund der Gleichgewichtseinstellung bei vergleichsweise hoher Temperatur noch einen beträchtlichen Anteil an Wasserstoff, der nur bei niedrigeren Temperaturen mit weiteren Kohlenoxiden zu Methan umgesetzt werden kann. Es ist deshalb auch eine bekannte Verfahrensweise, das Produktgas der Kreislaufmethanisierungsstufe zu kühlen und einer ersten Nachmethanisierung zu unterwerfen, die ohne vorherigen Entzug von Wasserdampf als sogenannte nasse Nachmethanisierungsstufe betrieben wird. Da durch die nasse Methanisierung der gewünschte Methangehalt im Produktgas noch nicht erreicht wird, ist es weiterhin üblich, das erhaltene Gas abzukühlen, einen Großteil des darin enthaltenen Wasserdampfs auszukondensieren, dieses Gas wieder aufzuheizen und nochmals über Nickeikatalysatoren zu leiten. Diese sogenannte trockene Nachmethanisierungsstufe ergibt das gewünschte, mit Erdgas austauschbare Gas, aus dem nur noch überschüssiges CO2 ausgewaschen zu werden braucht.

Gelegentlich wird auch unter Umgehung der nassen Nachmethanisierungsstufe das aus der Kreislaufstufe abgezogene Produktgas unmittelbar gekühlt und nach

Auskondensieren von Wasserdampf in die trockene Nachmethanisierung geschickt. Der Methangehalt dieses Produktgases ist jedoch geringer, und auch die Rückgewinnung von freigesetzter Reaktionswärme wird verschlechtert, so daß der thermische Wirkungsgrad der Gesamtanlage gegenüber der zuerst geschilderten Verfahrensweise sinkt. Außerdem wird durch den geringen Wasserdampfanteil und die vergleichsweise hohe Austrittstemperatur des Gases aus der Nachmethanisierung die Gefahr der Rußbildung durch die Boudouard-Reaktion gegenüber dem Verfahren mit aufeinanderfolgender nasser und trockener Nachmethanisierung wesentlich erhöht.

In Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 3. Auflage (1957), Band 9, Seite 745, wird ein zweistufiges Methanisierungsverfahren mit fest angeordneten Nickelkatalysatoren ohne Kreislaufführung von Produktgas erläutert, bei dem die Abfuhr der Reaktionswärme durch Druckwasser erfolgt Die einstufige Methanisierung ohne Produktgas-Kreisla-f gemäß DE-OS 19 22 181 weist ebenfalls eine Wasserkühlung auf. Aus der GB-PS 1152 008 ist die einstufige Methanisierung an einem indirekt mit Gas gekühlten, im Wirbelzustand gehaltenen Katalysator beschrieben. In der US-PS 31 28 163 wird es als bekannt be lehnet, einen Methanisierungskatalysator in Schich en oder Zonen aufzuteilen und dazwischen gekühltes Gas einzuleiten, wobei dieses Gas an der Umsetzung teilnehmen kann. In Eucken-Jakob »Der Chemie-Ingenieur« (1940) Seiten 83-88, werden Röhrenreaktoren für exotherme katalytische Reaktionen beschrieben, bei denen das Frischgas den Katalysator zunächst indirekt kühlt, bevor es im Gegenstrom zum Kühlgas durch den K.ftalysatorbereich geleitet wird. Diese Reaktoren werden insbesondere für die katalytische Oxidation von SO2 zu SO3 vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art Reaktionswärme nicht nur abzuführen, sondern auch zu nutzen und dabei die Kühlung in der letzten Methanisierungsstufe mit Gas durchzuführen. Gleichzeitig soll in dieser Methanisierungsstufe ein intensiver Reaktionsverlauf bei hoher Katalysatoraktivität erreicht werden und das vorherige Auskondensieren von Wasserdampf im umzusetzenden Gas entfallen. Erfindungsgemäß wird dies durch die Verfahrensmaßnahmen erreicht, die im Kennzeichen des Patentanspruchs genannt sind. Da auch die letzte Stufe unter den Bedingungen der nassen Methanisierung arbeitet, kann das Restgas geringfügig mehr Wasserstoff aufweisen, als dies bei der Anwendung einer trockenen Methanisierung der Fall ist, wobei der Wasserstoffgehalt jedoch immer noch unter der geforderten Höchstgrenze bleibt.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Wiedererwärmung des Gases vor der trockenen Methanisierung nach der Auskondensation von Wassei dampf entfällt, werden teure Wärmeaustauscheinrichtungen eingespart. Auf Grund des geringeren Druckverlustes in der erfindungsgemäßen Verfahrensführung steigt der Abgabedruck des Endgases, wodurch Energie bei der im Regelfall erforderlichen Verdichtung für die Abgabe in das Verteilernetz gespart wird. Ist zur Einstellung des Inertgasgehaltes des Endgases zuzsätzlich die Auswaschung überschüssigen Kohlendioxids erforderlich, so fördert der erhöhte Gasdruck die CO2-Absorption insbesondere beim Verwenden physikalisch wirkender Waschmittel. Wird die erfindungsgemäße Methanisierung bei so hohem Druck betrieben, daß das Endgas direkt in das Gasnetz abgegeben werden kann, so kann gleichzeitig auch der Druck in der vorausgehenden Vergasung zur Erzeugung des Rohgases niedriger gewählt werden. In diesem Fall kommt die Energieersparnis der Vergasungsanlage zugute, wo die Vergasungsmittel Sauerstoff und Wasserdampf nur mit geringerem Druck zur Verfugung gestellt werden brauchen.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß das erfiudungsgemäße Verfahren mit einem geringeren Katalysatorvolumen auskommt, als bei Anwendung einer nassen und einer trockenen Nachmethanisierungsstufe erforderlich wäre. Für die Methanisierung empfiehlt sich ein Katalysator, der 40 bis 65 Gew.-% Nickel auf einem wasserdampffesten Trägermaterial enthält. Wird die Methanisierung in zwei Stufen durchgeführt, sind Umseizungstemperaturen von 250 bis 500⁰C in der ersten und von 250 bis 400⁰C in der zweiten Stufe zweckmäßig.

Ein Schaltungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Hilfe der Zeichnung erläutert Es zeigt

Fig. 1 die zweistufige Methanisierung des gereinigten Rohgases und

F i g. 2 den Temperaturverlauf in der letzten Methanisierungsstufe im Verfahren gemäß Fig. 1.

Im Verfahren der F i g. 1 wird das von Katalysatorgiften gereinigte Rohgas, welches übverwiegend Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Wasserstoff enthält, in der Leitung 4a dem rückgeführten Produktgas in der Leitung 7 zugemischt. Das Rohgas kommt von der nicht dargestellten Gaswäsche mit einer Temperatur unter 200°C und üblicherweise von höchstens 100⁰C. Wurde das Rectisol-Verfahren zur Gaswäsche verwendet, so beträgt die Austrittstemperatur des Gases etwa 20° C.

Das Gemisch wird in der Leitung 7a dem Methan>sierungsreaktor 6 aufgegeben. Der Reaktor 6 kann, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt, als Schachtreaktor mit einer schraffiert gezeichneten Katalysatorfüllung 6a ausgebildet sein. Der Methanisierungskatalysator enthält Nickel als aktive Komponente, vorzugsweise mit einem Anteil von 40 bis 65 Gew.-%, auf einem wasserdampffesten Trägermaterial. Als Trägermaterial kommt z. B. Aluminiumoxid, Aluminiumsilikat, Magnesiumsilikat, Magnesiumspinell oder Gemische dieser Verbindung in Frage. Abweichend von F i g. 1 kann das Katalysatormaterial 6a auch in mehrere Schichten unterteilt oder auf mehrere hintereinandergeschaltete Reaktoren verteilt sein.

Ein Teil des Produktgases des Reaktors 6 wird im Abhitzekessel 8 gekühlt; ungekühltes Produktgas wird in der Leitung 9 abgezweigt und ein Teil des gekühlten Produktgases in der Leitung 7 mit Hilfe des Verdichters 10 im Kreislauf zurückgeführt. Hinter dem Abhitzekessei 8 wird ein Produktgas-Teilstrom auch in der Leitung ί 1 abgezogen und mit dem Gas der Leitung 9 gemischt, um die gewünschte Temperatur des Gases einzustellen, das in der Leitung 12 in die letzte Methanisierungsstufe (Reaktor 30) gegeben wird.

Die im Abhitzekessel 8 dem Produktgas entzogene Wärme dient zur Erzeugung von Wasserdampf, der in der Leitung 13 einer Dampftrommel 14 zugeführt wird, welche Speisewasser in der Leitung 15 zugeführt erhält, das im Wärmeaustauscher 31 vorgewärmt wurde und aus dei Leitung 32 kommt. Das Wasser in der Trommel 14 wird in der Leitung 16 zum Abhitzekessel 8 geführt. Überschüssiger Dampf wird der Dampftrommel 14 durch die Leitung 17 entnommen. Dieser Dampf steht

ζ. B. als Vergasungsmittel für die Druckvergasung zur Erzeugung des Rohgases zur Verfügung.

Nicht zwingend notwendig, aber für die Praxis vorteilhaft ist es, einen einstellbaren Teilstrom des Produktgases der Leitung 12 ungekühlt in der Leitung 33 am Wärmeaustauscher 31 vorbeizuführen und diesen Teilstrom dem gekühlen Produktgas-Teilstrom zuzumischen, um damit die Eintrittstemperatur des Gases für den Reaktor 30 einzustellen. Das vorgekühlte Produktgas in der Leitung 34 tritt in den Reaktor 30 ein und verzweigt sich dort auf Kanäle 35, die zwischen Katalysatorbehältern 36 ausgebildet sind. Die Katalysatorbehälter 36 sind am oberen Ende offen, so daß dort das umzusetzende Gas ungehindert in das Katalysatormaterial 5 eindringen kann, wie das durch die abgebogenen Strömungspfciic Al angedeutet ist. Das dafür nötige Druckgefälle im Vergleich der Gase in den Leitungen 34 und 39 ist in der Anlage vorhanden.

Das Katalysatormaterial 5 in den Behältern 36 sitzt auf Rosten 37, unter denen jeweils noch ein Gassammelraum 38 frei bleibt. Die Gassammeiräume 38 der verschiedenen Behälter sind, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist, untereinander verbunden, so daß das in den verschiedenen Behältern gebildete Produktgas gemeinsam in der Leitung 39 abgezogen werden kann.

Das Produktgas der Leitung 39 wird in der ebenfalls nur schematisch dargestellten Kühlstufe 20 abgekühlt, wobei sich üblicherweise Luftkühlung und Wasserkühlung ergänzen. Über die Leitung 21 wird das bei dieser Kühlung anfallende Kondensat abgezogen. Das Produktgas in der Leitung 22 wird, falls erforderlich, einer nicht dargestellten Nachbehandlung zur Entfernung überschüssigen Kohlendioxids und zur Trocknung zugeführt

Die Katalysatorbehälter 36 enthalten in ihrem oberen Bereich jeweils Abschirmungen 40, die den Wärmeübergang weitgehend behindern. Dadurch wird das Katalysatormaterial in diesem Bereich durch das in den Kanälen 35 nach oben strömende Gas kaum gekühlt, und die Temperataur des umzusetzenden Gases steigt mit wachsender Eindringtiefe in das Katalysatormaterial zunächst an. Die Kühlung wird jedoch für den Katalysatorbereich zwischen den Rosten 38 und der unteren Begrenzung der Abschirmungen 40 wirksam, so daß dort die Temperaturen zu den Rosten 38 hin wieder abnehmen. Die ungekühlte Katalysatorstrecke beträgt etwa das 0,2- bis 0,4fache der Höhe der Katalysatorschüttung.

Im Verfahren gemäß F i g. 1 tritt das Produktgas der Kreislaufmethanisierung in der Leitung 34 mit der leicht einstellbaren Temperatur C, vergleiche F i g. 2, in den Reaktor 30 ein und erwärmt sich bei Aufwärtsströmen durch die Kanäle 35, bis die Temperatur H am unteren Rand der Abschirmungen 40 erreicht ist Die Strömungsstrecke entlang dieser Abschirmungen bringt keine weitere Temperaturerhöhung, was im Kurvenstück bis zum Punkt K berücksichtigt ist Mit der Temperatur K von etwa 300⁰C tritt das Produktgas dann von oben in die Katalysatorbehälter 36 ein und strömt dort durch das Katalysatormaterial zu den Rosten 38, währendem die Methanisierungsreaktionen ablaufen. Im umzusetzenden Gasgemisch steigt die Temperatur zunächst bis zum Punkt L an, weil auf Grund der Abschirmungen 40 keine Wärme der exothermen Methanbildung abgeführt wird Danach fällt die Temperatur durch die indirekte Kühlung wiede allmählich zum Punkt Mhin ab, welcher die Temperatur des in der Leitung 39 abgezogenen Produktgases angibt Das Verfahren der Fig. 1 ist sehr flexibel, weil sich auf einfache Weise die Eintrittstemperatur des umzusetzenden Gases in der Leitung 34 einstellen läßt, was z. B. mit Hilfe der Umgehungsleitung 33 erfolgen kann. Mit der Eintrittstemperatur des Gases in den Reaktor 30 läßt sich auch die Kühlwirkung des Gases in den Kanälen 35 einstellen. Damit hat diese Eintrittstemperatur auch einen Einfluß auf die Endtemperatur des umgesetzten Gases (Punkt M) da M von der

ίο Eintrittstemperatur des eingeleiteten Produktgases abhängt. Durch die flexible Kühlung kann der jeweiligen Aktivität des Katalysators in Abhängigkeit von dessen Alter optimal Rechnung getragen werden.

In dem folgenden Zahlenbeispiel werden drei verschiedene gereinigte Rohgase bei der Umwandlung in mit Erdgas austauschbares Gas gemä.3 dem erfindungsgemäßen Verfahren betrachtet. Die Gase I und II stammen von einer Kohledruckvergasung mit Sauerstoff und Wasserdampf, wobei im Gas 1 das als Stöchiometriezahl bezeichnete Volumenverhältnis H2: (3 CO + 4 CO₂) = 0,6 und im Gas 11 die Stöchiometriezahl 1 beträgt. Das Gas III stammt aus der thermischen Vergasung von schwerem Rückstandsöl (Bunker-C-Öl) bei Temperaturen zwischen 1200 und 1400⁰C mit Sauerstoff und Wasserdampf.

Beispiel

Die Gase I, II und III durchlaufen die Verfahrensschaltung der Fi g. 1. In Leitung 4a stehen je 1000 kmol dieser Gase mit einer Temperatur von 30° C und einem Druck von 25 bar zur Verfügung, ihre Zusammensetzung ist die der Tabelle 1

Tabelle 1

	Gas I	Gas II	Gas 111
	(Molprozent)
CO₂	8,00	3,00	8,00
40 CO	16,00	17,20	27,30
H₂	59,10	62,40	69,20
CH₄	16,50	17,00	0,30
Inerte	0,40	0,40	0,20

4300/4650/6000 kmol feuchten Gases in Leitung 7 mit einer Temperatur von 345/340/330°C werden dem Gas der Leitung 4a zugemischt

Durch die Leitung 7a strömen zum Reaktor 5300/5650/700 kmol feuchten Gases mit jeweils 300⁰C,

trockenes Gas) 03354 03585 0,5129

Der Katalysator im Reaktor 6 weist 58 Gew.-°/o Nickel auf einem Aluminiumoxid-Träger auf, die Schütthöhe beträgt 2,65 m. Das Produktgas des Reaktors 6 hat jeweils eine Temperatur von 460⁰C und die in Tabelle 3 angegebene Zusammensetzung:

die Z,usi	immensetzung g	lot laoen	e ι an.	I
Tabelle	2			I ,1 P
		Gas I	Gas Il	Gas III I
CO₂	(Molprozent)	12,08	3,41	20,46 I
CO	(Molprozent)	4,31	4,24	5,19 I
H₂	(Molprozent)	20,75	23,96	21,67 I
CH₄	(Molprozent)	62,09	67,58	52,17 I
Inerte	(Molprozent)	0,77	0,81	0,51 I
H₂O	(mol/mol			1

Tabelle 3

Gas I

Gas 11

Gas I

CO₂ (Molprozent) 13,44

CO (Molprozent) 0,41

H₂ (Molprozent) 7,92

CH₄ (Molprozent) 77,33

Inerte (Molprozent) 0,90

H₂O (mol/mol

trocknes Gas) 0,4475

3,54 23,89

0,14 0,47

11,78 8,58

83,60 66,47

0,94 0,59

0,4721 0,6542

Im Abhitzekessel 8 wird der größte Teil des Gases aus dem Reaktor 6 auf 335/330/320⁰C gekühlt. Das in der Leitung 12 abgezogene Gas in einer Menge (feucht) von 643,0/627,4/557,3 kmo! und einer Temperatur von jeweils 350⁰C wird im Speisewasservorwärmer 31 weiter auf 195/175/195°C abgekühlt, wobei das in der Leitung 32 mit 105⁰C zufließende Speisewasser auf 175/175/150°C aufgeheizt und in der Leitung 15 der Dampftrommel 14 zugeführt wird. Durch die im Abhitzekessel 8 und Speisewasservorwärmer 31 abgegebenen Wärmemengen werden 14 500/15 600/ 19 200 kg Wasser verdampft, die als Sattdampf von 70 bar Druck in der Leitung 17 verfügbar sind.

Da im Beispiel die Umgehungsleitung 33 nicht benutzt wird, betragen in der Leitung 34 die Temperaturen der Gase 195/175/195°C (Punkt C der F i g. 2). In den Kanälen 35 des Reaktors 30 wird das Gas bis auf eine Temperatur von jeweils 300⁰C (Punkt Hder F i g. 2) am Beginn der Abschirmungen 40 aufgeheizt. In der wärmeisolierten Strömungsstrecke des Kühlgases kann praktisch keine Wärme ausgetauscht werden, so daß das Gas auch mit der vorerwähnten Temperatur von 300⁰C in den Katalysator 5 (Punkt K der Fig.2) gelangt. Die Schütthöhe des Katalysators 5 und damit die in Betracht zu ziehende Strömungsstrecke beträgt wiederum in allen Fällen 4 m, es wird der gleiche Katalysator wie im Reaktor 6 verwendet. In der ungekühlten Strömungsstrecke im Katalysator, die 1 m lang ist, steigt die Temperatur bis auf den Maximalwert (Punkt L in Fig.2) von 345/350/345⁰C an. Das umzusetzende Gas enthält dabei noch einen restlichen Wasserstoffanteil von 2,1/4,5/2,6 Molprozent Die bis hierher erreichte Zusammenarbeit des Gases etwa

derjenigen entsprechen, die bei einem herkömmlichen Verfahren mit einer einstufigen nassen Nachmethanisierung zu erzielen wäre.

Im gekühlten Teil des Katalysators 5 vermindert sich die Temperatur der Gase beim weiteren Durchströmen zu den Rosten 37 hin stetig, bis schließlich mit 250⁰C für die umgesetzten Gase I, II, III die Endtemperatur (Punkt M in Fig. 2) erreicht ist. Das Gas mit dieser Endtemperatur steht in Leitung 39 zur Verfügung. In der Schlußkühlung 20 wird Wasser kondensiert, und das die Methanisierung durch die Leitung 22 verlassende Produktgas mit jeweiligs einem Druck von 20,5 bar und einer Temperatur von 30⁰C besitzt die Zusammensetzung der Tabelle 4:

^1J Tabelle	4	(Molprozent)	Gas I	Gas Il	Gas III
		(Molprozent)	12,87	1,22	24,18
CO₂	(Molprozent)	0,01	0,01	0,01
²⁰ CO	(Molprozent)	0,83	1,75	0,90
H₂	(Molprozent)	85,32	95,98	74.27
CH₄	Wasserdampf (mol/mol	0,97	1,05	0,64
Inerte	²⁵ trockenes Gas)
	0,0002	0,0002	0,0002

Für die Gase I und III ist üblicherweise die

Auswaschung überschüssigen Kohlendioxids in der nicht dargestellten Schlußwäsche erforderlich, wodurch Endgase folgender Qualitäten erzielt werden, die in Tabelle 5 angegeben sind:

Tabelle 5

Gas I
(Molprozent)

Gas 111

CO₂
CO

CH₄
Inerte

0,50
0,01
0,95
97,43
1,11

0,50
0,01
1,17
97,47
0,85

Das Gas II kann ohne CO₂-Wäsche verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Erzeugung von Methan einer Qualität, die für den Austausch mit Erdgas geeignet ist, aus Wasserstoff und Kohlenoxide enthaltenden Rohgasen aus der Vergasung von Kohle, Teeren oder schweren Rückstandsölen unter erhöhtem Druck, welche gekühlt und von Katalysatorgiften, besonders von Schwefelverbindungen, gereinigt und einer mindestens zweistufigen Methanisierung an Nickeikatalysatoren mit Wasserdampf bei Drücken von 5 bis 100 bar und Temperaturen im Bereich von 200 bis 500° C unterworfen werden, wobei das Produktgas der vorausgegangenen Methanisierungsstufe in der letzten Methanisierungsstufe an einem indirekt gekühlten, fest angeordneten Katalysator ohne Kreislaufführung von Produktgas umgeseizt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das Produktgas der vorausgegangenen Methanisierungsstufe mit (bezogen auf trockenes Gas) mindestens 60 Vol.-% Methan und unverändertem Wasserdampfgehalt von 0,25 bis 0,7 kg/Nm³ Gas vorgekühlt in die letzte Methanisierungsstufe leitet, das Gas zunächst als Kühlgas verwendet und dann im Gegenstrom durch den Katalysator führt und daß man den Eintrittsbereich des Katalysators über eine Strecke vom 0,2- bis 0,4fachen der insgesamt durchströmten Katalysatorstrecke vermindert kühlt, wobei im Katalysator ein Temperaturmaximum von 345 bis 350° C erreicht wird.