144625. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és hasítókemence gázhalmazállapotú szénhidrogéneknek endoterm átalakítására szénoxiddá és hidrogénné
Megjelent: 1958. november 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.625. SZÁM 26. a. 9. OSZTÁLY — 00-68. ALAPSZÁM Eljárás és hasítókemence gázhalmazállapotú szénhidrogéneknek endoterm átalakítására széndioxiddá és hidrogénné Dr. C. Otto & Comp. G. m. b. H., Bochum A bejelentés napja: 1957. május 24. Ausztriai elsőbbsége: 1955. november 22. Gázhalmazállapotú szénhidrogéneknek vízgőzzel és széndioxiddal való reagáltatása vagy kezelése a következő egyenletek szerint megy végbe: 1. C„H2m + nH 2 0 = hCO + (ni + n) H 2 2. Cn H, m + nCO, = 2nCO + mH 2 és ezek az eljárások a reakciónál felhasznált meleg hozzávezetési módja szerint, valamint a reakciótér kialakítása szerint különböztethetők meg. Ez a tér lehet üres, lehet továbbá katalitikusan hatásos vagy semleges töltőanyaggal ellátva. A katalizátor nélkül működő eljárások hátránya, hogy nem működnek korommentesen. Ezért a legtöbb eljárásnál oly katalizátort használnak, amelynek hatóanyaga nikkel. Ha az eljárásnál csöves reaktort használnak, a katalizátort nagy mértékben hőálló csövekben szokták elhelyezni, amelyeket.kívülről fűtenek és amelyeken a keverék állandó áramban halad át. Ez a keverék gázhalmazállapotú szénhidrogénekből és vízgőzből, ül. széndioxidból áll. A hőkihasználás javítása végett a gázalakú feldolgozott anyagok és a reakciótermékek között hőkicserélőket helyezünk el, amelyek a hőátadást javítják, emellett pedig a csöves kemencét elhagyó égéstermékek hőjét hulladékhő-kazánban használják ki. A szakaszos vagy váltott üzemű eljárásnál a katalizátort hengeres aknakemencében helyezik el és időközönként forró égési gázokkal hevítik, majd pedig az átáramló feldolgozott anyagokkal hűtik. A fűtésre vagy hevítésre való gázok oly fűtőkamrából származnak, amely a reakciótértől elkülönített elhelyezésű. A kemence elhagyása után a gázokban visszamaradt hőmennyiséget ugyancsak hulladékhő-kazánban használják ki. Ezek a szakaszos vagy váltott üzemű eljárások a szakirodalomban több helyen szerepelnek, pl. U. G. J. Cycling Catalytic Process (Gas Age, 1950. február 16, 34. oldal) és az Onia—Gegi eljárásban (lásd Het Gas, 1952. évi 8. szám, 206—215. oldal). A már említett csöves eljárás előnyei a folyamatos munka révén adódnak, hátránya viszont a nagy befektetési költség, mert hevítésnek nagy mértékben ellenálló csöveket kell használni, emellett pedig hőkicserélőkre és hulladékhő-kazánra is szükség van. Az eljárás további hátránya abban áll, hogy a katalizátor nagyon érzékeny az anaygok kéntartalmára, miértis kéntartalmú szénhidrogének feldolgozása esetén azokat előzőleg gondosan kell kénteleníteni. A szakaszos eljárás előnyei elsősorban a kisebb befektetési költségekben mutatkoznak, továbbá abban, hogy az eljárást nem zavarja a kiindulási anyagok kéntartalma, mert a szakaszos munka folytán a katalizátor állandóan regenerálódik. Hátránya viszont az eljárásnak a berendezés bonyolult volta, mert égési terep és hulladékhő-kazánt kell alkalmazni. A szakaszos eljárás teljesítőképesságét, az ömlesztett anyag (töltet) és az égési gázok' közötti hőátadás határolja, mely utóbbi alapja a konvekció. A jelen találmány célja gázhalmazállapotú szénhidrogéneknek, tehát pl. de semmiesetre sem kizárólag földgáznak endoterm átalakítása széndioxiddá és hidrogénné, szakaszosan működő eljárás se- t gítségével. A találmány célja a jó termikus hatásfok (kb. 80—90ü / 0 ) elérése, ill. biztosítása anélkül, hogy a távozó (hulladék) hő kihasználására a hasítókemencén kívül berendezésekre lenne szükség; célja továbbá a találmánynak a berendezés teljesítőképességét a felfűtésnél mutatkozó hőátadási szám növelésével számottevően megjavítani. E feladatok megoldása végett, abból az ismert eljárásból indulunk ki, amelynél gázhalmazállapotú szénhidrogéneket endoterm folyamattal szénoxiddá és hidrogénné alakítunk és erre a célra aknakemencében katalizátort használunk. Ennél az ismert eljá- • rásnál a katalizátort az égési gázok szakaszosan, tehát a hasítási művelettel felváltva és közvetve melegítik. A találmány értelmében, a hő bevezetése közvetlenül a fűtőgázoknak a katalizátor-rétegben történő elégetésével jön létre. Ennek az eljárásnak a megvalósítása végett hasítókemencét lehet használni, amely lényegileg katalizátorral töltött aknakemencéből áll és amelynél az eljáráshoz felhasznált hőmennyiség időközönként, tehát. pe-
