140079. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szénhidrogének lebontására
140079 feldolgozásakor is, melyek kéntartalma a nullától egészen 0.0045 g/m3 értékig terjedt. Mindazonáltal, ha kén éppen csak kisebb mennyiségekben is van jelen, ez nem előnyös, mert a nikkel katalizátor igen' érzékeny ezzel szemben és könnyen megmérgeződik s ha a kén mennyisége kb. 0.0113 g/m3 mennyiségnél nagyobb, ez még kellemetlenebb a hidrogén, termelésében s ezért kénmentesítést kell végezni NaOH-val vagy más módon. Ezért, ha a szénhidrogének már kb. 0.0113 g/m3 ként tartalmaznak, kénmentesítő eljárásokat használnak. Másfelől, ha ily kénmentesítő eljárásokat nem alkalmaztak, akkor a felhasznált szénhidrogének gyakorlatilag kénmentesek' voltak. Ennek folytán az iparban általában nem ajánlják észlelhető mennyiségű ként tartalmazó szénhidrogének alkalmazását. így az egyik szabadalom leírása (Williams 2.119.565 sz.'É. A. E. A-beli szabadalom) megállapítja, hogy bizonyos anyagok, mint pl. a halogének és a kénvegyületek nagyon csökkentik, sőt éppen meg is szüntetik a nikkel katalizátorok hatásosságát erre a célra való alkalmazásban s ezért ajánlja, hogy kerüljük el az ilyen s egyéb katalizátor-mérgek jelenlétét, úgy, hogy más sókkal készítsük a katalizátorokat, ne a kloridokkal s olyan gázokat használjunk, melyek kénvegyületeket nem tartalmaznak. Schmiedt és Nieman 1.882.977 sz, É. A. E. Á-beli szabadalma leírásában olvassuk: „Ajánlatos a tisztított gázok használata, különösen azoké, melyek kénmentesek." Wietzel, Haller és Hennicker 1.934.836 sz. É. A. E. Á-beli szabadalma leírásában viszont olvassuk: „Ha a kiinduló anyagok nagyon szennyezettek, különösen kén szerves vegyületeitől, ezeket el kell távolítani. . .". Hanks és Freyermuth, 1.943.821 sz. É. A. E. A-beli szabadalma leírásában is ez áll: „A mosógáznak lényegileg mentesnek kell lennie olyan anyagoktól, amelyek mérgezik a hidrogén-termelő katalizátort, tehát kénvegyületektől, haloidsóktól és hasonló vegyületektől". Az iparban általánosan elterjedtek ezek a figyelmeztetések, amikben megszabják a szénhidrogén-gázok kéntartalmát s ez elég jól megindokolja az általános idegenkedést használatuktól. Emellett a gyakorlatban a szénhidrogéneknek hidrogén, termelésére való alkalmazásakor í) vagy olyan szénhidrogéneket használtak, melyek lényegileg kéntől és vagy kénvegyületektől mentesek voltak, vagy 2) megfelelő előzetes kéntelenítést végeztek el, ha a kén mennyisége a szénhidrogén gázban 0.0113 g/m3 értékhez közeledett. Az 1) mód szerinti dolgozás nagyon korlátozza a hidrogén termelést mind a termelés helyét illetőleg, mind mennyiségileg is, minthogy kizárja a termelésből sok olyan szénhidrogén alkalmazását, különösen olyan folyékony szénhidrogén használatát, mely eltekintve kéntartalmától, különben alkalmas volna erre. A 2) alatti dolgozás esetén előzetes kéntelenítő kezelésre van szükség s ez szükségesé teszi külön berendezés, személyzet és egyéb nyersanyag alkalmazását, mely időrabló is, költséges is. Folyékony szénhidrogének, mint pl. propán esetében, ezt elgőzölögtetik s a gőzfázisban távolítják el a ként; nagyobb molekulasúlyú szénhidrogének esetében a tisztító eljárás bonyolultabb. Amíg ú. n. „édes" (sweet) földgázát általában olyan garanciával árulnak, hogy nem tartalmaz több H,S-et mint 0.0226 g/m3 s általában ennél kisebb mennyiséget már nem garantálnak, az a helyzet, hogy a hidrogén-gyáros úgy védekezik termelésekor, hogy kéntelenítő berendezést alkalmaz legtöbbször még akkor is, ha a gázforrása 0.0113 g/m3 -nél kevesebbet is tartalmaz. Minthogy tudvalevőleg az ipari üzemekben általában olyan szénhidrogén-nyersanyagokat használnak, melyek kéntartalma több, mint kb. 0.0113 g/m3 , ma ezek nem lehetnek el kéntelenítő berendezések nélkül. A találmánnyal kapcsolatban rájöttünk arra, hogy hidrogént lehet termelni kéntartalmú szénhidrogénekből egyfázisú eljárással, anélkül hogy a szénhidrogénekből előzetes kezeléssel a ként eltávolítanók. Ezt úgy lehet elérni, hogy a kéntartalmú szénhidrogén és gőz keverékét nikkel katalizátorok felett oly hőfokon vezetjük át, amelyeket eddig elkerültek és melyek ezért magasabbak, mint azok a hőfokok, amiket lényegileg kénmentes szénhidrogénből dolgozó hidrogéngyártó iparban eddig alkalmaztak. Nagy krakkoló teljesítményeket lehetett elérni ezzel az újítással, amit eddig lehetetlennek tartottak és pedig mérsékelt kéntartalmú szénhidrogénekből, pl. propánból, sőt nagy kéntartalmú szénhidrogén keverékekből, mint.pl. nyersolajokból is. így a találmány szerinti eljárással, kéntartalmú szénhidrogéneket, bizonyos gőz-szénhidrogén arányban, térfogatsebességgei és katalizátorminőség használatával olyan hőmérsékleteken kell kezelni, mely magasabb annál a hőfoknál, mely azonos gőz-szán, térfogatsebesség és kataüzátorminőségnél eddig „optimálisnak'' számított. Miután általánosságban leírtuk a találmány lényegét, a következő példákkal kívánjuk bemutatni az eljárás előnyeit.. 1. példa. 25% nikkelt, 25% cirkonszilikát és 50% magnéziumoxidot (súlyszázalék) tartalmazó sörétalakú szemcsés (pellets) katalizátort készítettünk s behelyeztük egy hidrogénkemence krakkoló csövébe. Kénmentes szénhidrogént és vízgőzt bocsátottunk át a csövön olyan kísérleti feltételeken, amelyek a következő I. táblázat 1. oszlopában olvashatók. Azután 1 % kéntartalmú ásványolajat finoman elosztott, (atomizált) elgőzösített állapotban kevertünk vízgőzzel s bocsátottunk át a krakkoló csövön azonos gőz-gázarány, térfogatsebesség, katalizátorminőség és hőfok feltételeken. A krakkoló hatás, mint az az I. táblázat 2. oszlopából látható, lecsökkent 90%-ra. Utánna a hőfokot 100 C°-kal emeltük, ekkor a krakkoló hatás 98%-ra emelkedett, mint az az I. táblázat 3. oszlopából látható.
