145218. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és reakciókemence szintétikus gáz előállítására szénhidrogénekből, főleg metántartalmú gázokból
Megjelent: 1959. szeptember 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 145.218. SZÁM 26. a. 9. OSZTÁLY — OO—69. ALAPSZÁM Eljárás és reakciókemence szintetikus gáz előállítására szénhidrogénekből, főleg metántartalmú gázokból Dr C. Otto & Comp. G. m. b. H., Bochum A bejelentés napja: 1957. május 27. Ausztriai elsőbbsége: 1956. január 19. A 176.827 számú osztrák szabadalmi leírás szintetikus gázok előállítására való eljárást ismertet, amely szerint gázhalmazállapotai oxigénhordozó anyaggal, pl. levegővel kevert szénhidrogéneket katalizátor jelenlétében CO és H2 létesítése \%-t gett hasítanak. Ennek az ismeretes eljárásnak a lényege különleges intézkedések alkalmazásaiban áll, amelyekkel korom keletkezését és gyújtási maradványok, ill. visszagyújtások keletkezését lehet elkerülni. E cél elérése végett a kiindulási gázokat bizonyos minimális áramlási sebesség és egy maximális hőmérséklet betartása mellett a katalitikus hatású reakciótérbe vezetik. Ennek az eljárásnak további kialakításánál a reakcióban résztvevő anyagokat, tehát a szénhidrogéneket és az oxigént vagy levegőt nem közvetlenül juttatják a katalitikus hatású reakciótéribe, hanem előbb kisebb aktivitású, vagy a reakciótér felé növekvő aktivitású katalizátoron vezetik át, lásd a 181.266 számú osztrák szabadalmi leírást. Mindkét eljárás folyamatos működésű és a korommentesség, valamint gazdaságosság szempontjából kielégítő lefolyású. Ezeknek az eljárásoknak a gyakorlati megvalósításánál a fentiekben már említett és a reakcióiban résztvevő anyagok hidegen jutnak a reakció lefolytatására való edénybe, a reakció termékei pedig 700—800 C° hőmérséklettel távoznak. A reakció termékeiben levő (távozó) meleg kihasználására ajánlatos megfelelő intézkedések elvégzése, lehet pl. hulladékhő-kazánt alkalmazni, de az ilyen berendezések használata a befektetési költségeket számottevően növeli. Ezeknél az eljárásoknál továbbá a szénhidrogének • bontásához szükséges szabad oxigén fogyasztása nagyobb, mint annál az eljárásnál, amelynél a reakcióban résztvevő anyagokat előmelegítik. Ez a reakció a következő egyenlet szerint történik: 1. Cn H 2m + 0,5 n0 2 = n CO + m H2 Elméletileg lehetséges ugyan a reakcióban résztvevő anyagok előmelegítésével a távozó termékek hőjét kihasználni, ill. visszanyerni, de ehhez a gazdaságosságot lerontó igen nagy áramlási sebességek lennének szükségesek, ha el akarjuk kerülni az anyagok idő előtti átalakulását és ezzel a koromképződést. A kiinduló anyagok és a végső termékek között mégis lehet hőkicserélődést létesíteni a berendezés egyszerűsítése mellett és az említett hulladékhő-ikazán nélkül, ha lemondunk az eljárás folyamatosságáról. E cél elérése végett a reakciózóna katalizátor-rétegét két előmelegítő zóna között helyezték el, a reakcióban résztvevő anyagok áramlási irányát pedig időközönként megfordították. A szemcsés anyagból álló előmelegítő zóna a távozó reakció termékek melegét a reakcióban résztvevő anyagokra viszi át. Ez az ismert eljárás azonban gázalakú szénhidrogéneknek szabad oxigénnel történő exoterm szétbontásánál nem alkalmazható, mert a keverék előmelegítése folytán a feldolgozott anyagok időelőtt átalakulnak és korom keletkezik. Van továbbá oly, régebbi javaslat is (DRP 887.036), amely szerint a szénhidrogén-tartalmú gázoknak oxigénnel való szétbontásánál ajánlatos a reakciótér felett és alatt regenerátorokat alkalmazni, hogy ily módon az eljárás hőkihasznalását javítani lehessen. Ennél az eljárásnál a széntartalmú gázok bevezetésének irányát időszakosan megfordítják. A regenerátorok lyukasztott és egymásra halmozott kövekből állnak és csupán a széntartalmú gázok melegítésére valók. Az oxigéntartalmú gázokat viszont csak a reakciótérben adagolják, előmelegítés nélkül. A széntartalmú gázoknak oxigénnel való keverése és így e két anyag együttes melegítése e regenerátorok segítségével nem lehetséges, mert ez esetben részleges elégés és ezzel együtt termikus koromkiválasztódás lépne fel. A 176.827 és 181.266 sz. osztrák szabadalmi leírásban ismertetett műveletek révén a forró zónákban a reakció helye előtt mutatkozó koromképződés hátrányát ki lehet kerülni oly katalizátor rétegek alkamazásával, amelyek aktivitása különböző és szemcsenagyságuk is változó a reak-
