162282. lajstromszámú szabadalom • Berendezés szénhidrogének reformálására vízgőzzel, nyomás alatt
SZABADALMI 162282 MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG LEÍRÁS áÉI Bejelentés napja: 1971. III. 03. (MA-2204) Nemzetközi osztályozás: : C 01 b 2/00 ^mESm Bejelentés napja: 1971. III. 03. (MA-2204) **^ Elsőbbsége: Német Demokratikus Köztársaság, 1970. III.4. (WP 12 i/145 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: 1972. VIII. 28. Megjelent: 1974. IX. 13. .-• Feltalálóik): Preiss Gottfried oki. mérnök, Markkleeberg, Rübesam Horst oki. mérnök, Tieroff Heinz főmérnök, Zwenkau, Piekara Ulrich oki. mérnök, Leipzig, Német Demokratikus Köztársaság Tulajdonos: VEB Maschinen - und Apparatenbau Grimma, Grimma, Német Demokratikus Köztársaság Berendezés szénhidrogének reformálására vízgőzzel, nyomás alatt 1 A találmány tárgya berendezés szénhidrogének vízgőzzel, szilárd katalizátorok jelenlétében, magas hőmérsékleten, nyomás alatt végzett, hidrogén-szénmonoxid elegyekhez vezető reformálására. A gőzzel végzett, ismert reformálási eljárásokkal nagyipari méretekben állítanak elő hidrogént, hidrogén-szénmonoxid elegyeket és az ammóniaszintézishez felhasználható szintézisgázt. A szénhidrogének és vízgőz katalizátor jelenlétében végrehajtott reakciójában képződő hidrogén-szénmonoxid elegyeket ezután egy vagy két lépésben, katalizátor jelenlétében vízgőzzel kezelik. A kezelés során a szénmonoxid széndioxiddá alakul, és a vízgőzből hidrogén képződik. A széndioxidot rendszerint úgy távolítják el, hogy az elegyet aktivált abszorbensekkel mossák. A gázelegy maradék széndioxid-tartalmát katalizátor jelenlétében végzett metános kezeléssel, speciális mosási műveletekkel vagy diffúziós eljárásokkal távolítják el, és így meghatározott tisztaságú hidrogéngázt, illetve az ammóniaszintézisben felhasználható szintezisgázt állítanak elő. A széndioxid eltávolításával továbbá hidrogént és szénmonoxidot előre meghatározott arányban tartalmazó elegyet kapnak. Tekintettel arra, hogy csaknem valamennyi hidrogéngázt vagy szintézisgázt igénylő műveletet nagy nyomáson kell végrehajtani, a felhasználandó gázokat utókomprimálásnak kell alávetni. A mindenkori teljes eljárás gazdaságosabbá tétele -elsősorban az elektromos energia megtakarítása -- érdekében a gázgyártásban kapott végtermékeket lehetőleg nagy' kiindulási nyomásról kell tovább komprimálni, ennek megfelelően a szénhidrogéneket nagy nyomáson kell vízgőzzel reformálni A reformálás során szilárd nikkel-katalizátorok jelenlétében végbemenő reakciókat megfelelő pontossággal írhatjuk le az 1. - 3. bruttó reakcióegyenletekkel: CH4 *H 2 0 D 3H 2 *CO-Q, (1) CnH2n/2tnH í°D (2n*l) H s + n CO - q2 (2) CO-HJOD -H2 *C0 2 *Q 3 (3) 5 Az 1. és 2. reakcióegyenletben vázolt fő reakciók erősen endotermek, ennek megfelelően a rendszerrel kívülről nagymennyiségű hőt kell közölni. Nagy konverziófok biztosítása érdekében a termodinamikai feltételeknek megfelelően a reakciót 750 C°-nál magasabb hőmérsékleten kell végezni.~A 10 már lehetőleg elég magas hőmérsékletre előmelegített reakcióelegy felfűtéséhez és a reakcióhő fedezéséhez szükséges hőmennyiséget pl. a következőképpen vezetik a rendszerhez: a fütőtérben tüzelőanyagot - pl. földgázt - égetnek, és a fejlődött hővel felfűtik a reformerben merőlegesen el-15 helyezett, rendszerint katalizátorral töltött reaktorcsöveket. Az 1. és 2. reakcióegyenletben vázolt folyamat nagymértékű nyomásfüggésének következtében adott hőmérsékleten és adott mennyiségű vízgőz jelenlétében a nyomás növekedése a hidrogén és szénmonoxid képződését vissza-20 szorítja. Ez azt jelenti, hogy ha igen kis mennyiségű metánt tartalmazó végterméket kívánun előállítani 20 atmoszféránál nagyobb nyomáson, a reakciót 850 C-uil magasabb hőmérsékleten kell végezni, vagy növelni kell a vízgőz mennyiségét. Tekintettel arra, hogy a reformálás gazdaságosságát a reak-25 torba vezetett gőz mennyiségének növelése nagymértékben rontja, a gyakorlatban rendszerint a reakcióelegy hőmérsékletét növelik, a hőmérsékletnövelésnek azonban a felhasznált reaktorcsövek stabilitása határt szab. Ismeretesek olyan berendezések a gőzzel vágzett refor-30 málásra, ahol a fűtőtér tetején hosszúlángú szén elégetésére alkalmas égó'testek, és a fűtőtér alján a képződött füstgázok összegyűjtésére és elvezetésére alkalmas csövek vannak elrendezve. A fenti reformáló berendezések hátránya, hogy a reaktor-35 hoz vezetett hőmennyiség a reaktorcsövek mentén nem 162282
