CH129578A - Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff. - Google Patents

Description

      Verfahren    zur Erzeugung von     Wasserstoff.       Unter den bisher gebräuchlichen Ver  fahren zur Erzeugung von Wasserstoff er  gibt nur das elektrolytische ein genügend  reines Gas.  



  Bei den unter Verwendung von Wasser  stoff arbeitenden Kontaktverfahren, zum  Beispiel bei der     Ammoniaksynthese,    verlieren  bekanntlich die Kontaktstoffe leicht ganz  oder teilweise ihre Wirksamkeit, wenn sie  selbst mit sehr geringen Mengen     gewisser     Verunreinigungen, sogenannten     .,Giften",    in  Berührung kommen; die reagierenden Stoffe  müssen folglich in diesen Kontaktverfahren  von äusserster Reinheit sein.  



  Das Verfahren gemäss der vorliegenden  Erfindung betrifft nun die Herstellung eines  von Kontaktgiften freien Wasserstoffes.  



  Eine ziemlich verbreitete Arbeitsweise  zur Herstellung von Wasserstoff besteht in  der katalytischen Behandlung von Wasser  gas. Das Verfahren geht im grossen und gan  zen so vor sich:  Das nach     bekannten    Verfahren gewon  nene Wassergas, das gewöhnlich etwa. 50  Wasserstoff und 40 % Kohlenoxyd enthält,    wird unter bestimmten Temperaturverhält  nissen     gleichzeitig    mit Wasserdampf über  Katalysatoren (gewöhnlich Eisen, Eisen  oxyde oder Metalle der Eisengruppe) geführt,  so dass ein Gemisch von Wasserstoff und       Kohlensäureanhydrid    entsteht, aus welchem  der Wasserstoff mit Leichtigkeit abgeschie  den werden kann.  



  Die stattfindenden Umsetzungen schlie  ssen so ab:  1. C     +        H20    = CO'     -\-        H2    - 28.300     Ral.     2. CO     +        H=0    =<B>CO,</B>     --I-        HZ        -I-    10.000     Kal.     Dieses Verfahren hat seine Übelstände.  



  Vor allem findet die Darstellung von Wasser  gas nach dem üblichen Verfahren nicht un  unterbrochen, sondern periodisch statt, und  ferner enthält der durch Katalyse so er  zeugten Wassergases gewonnene Wasserstoff  immer Schwefelwasserstoff, Schwefelkohlen  wasserstoffe und wechselnde Mengen     Koh-          lenwasserstoffe,    hauptsächlich Methan, die  sich teils aus dem Brennstoff, teils in der       Wassergaserzeugungsphase,    teils zufolge der  grossen vom Wasser herrührenden Wasser  stoffmenge bilden können.

   Die Kohlenwas-           serstoffe    haben keine schädliche     Wirkung     auf die Kontaktstoffe, wohl aber den Nach  teil, dass sie sich in den     Katalyse-Arbeits-          kreisen    anhäufen, so dass sie ausgeschieden  werden müssen. Der Schwefelwasserstoff  und die     Schwefelkohlenwasserstoffe    dagegen  sind geradezu "giftige" Gase für die Kon  taktstoffe in den verschiedenen Kontaktver  fahren, bei welchen Wasserstoff zur Ver  wendung gelangt, und können sogar die  Wirksamkeit des zur Katalyse von Wasser  stoff und Wassergas verwendeten Materials  stark herabsetzen.

   Nun aber bietet die rest  lose Ausscheidung des Schwefelwasserstoffes  und der     Schwefelkohlenwasserstoffe    grosse       Schwierigkeiten,    wie schon aus der grossen  Anzahl der hierzu vorgeschlagenen und ge  schützten Verfahren hervorgeht.  



  Diese     Übelstände    können erfindungs  gemäss dadurch beseitigt werden, dass man  ein Gasgemisch, das Sauerstoff und Kohlen  säureanhydrid enthält, über einen hoch  gradig erhitzten Brennstoff streichen lässt,  das so gebildete Kohlenoxyd von seinen Ver  unreinigungen befreit, mit Wasserdampf     ka-          talysiert,    und endlich aus der erzeugten Gas  mischung den Wasserstoff vom Kohlensäure  anhvdrid abscheidet.  



  <I>Beispiel:</I>  Über glühende Kohlen lässt man eine Gas  mischung streichen, die aus     Kohlensäure-          anhvdrid    und Sauerstoff in solchem Mi  schungsverhältnis besteht,     dass    die Umsetzung       exothermisch    wird.

   Man kann zum Beispiel  eine Umsetzung gemäss nachstehender Glei  chung bewirken:  3. 3C     -I-        CO2        +        0=    = 4 C0     -I-    21.000     Kal.     Um die hierbei mit dem     l(ohlenoxy    d im  Gleichgewicht stehende     Kohlensäureanhydrid-          menge    auf ein Mindestmass herabzusetzen,  lässt man vorteilhaft die Umsetzung bei der  höchsten möglichen     Temperatur    stattfinden,  zum Beispiel bei ungefähr<B>1000'</B> C, da bei  dieser Temperatur nicht ganz 0,

  9     Volum-          prozent        Kohlensäureanhydrid    mit     etwas     mehr als 99,1     Volumprozent    Kohlenoxyd und  fester Kohle im Gleichgewicht stehen (ver  gleiche     Boudouard;    Zeitschrift für     angew,            Lhemie,    1900, 812). Bei dieser Temperatur  zersetzen sich ausserdem die etwa vorhande  nen     kleinen    Mengen Methan und anderer  Kohlenwasserstoff in Kohlenstoff und Was  serstoff.  



  Unter solchen Reaktionsbedingungen wird  der im Brennstoff vorhandene Schwefel zu  Schwefeldioxyd oxydiert, und man erhält  so ein Gemisch von Kohlenoxyd mit klei  nen Beimengungen von Kohlendioxyd und  Schwefeldioxyd, die sich leicht, zum Bei  spiel durch alkalische Absorption, entfernen  lassen.  



  Das von diesen Verunreinigungen befreite       Kohlenoxyd    ist nun für die Wasserdampf  katalyse geeignet und das sich nach Glei  chung 2 neben dem Wasserstoff bildende       Kohlensäureanhydrid        wird    von ersterem ge  trennt und kann zum Teil für     eine    neue  Umsetzung in der ersten Stufe des vor  liegenden Verfahrens zur Darstellung des  Kohlenoxyds verwendet werden.  



  Wenn man die thermischen Wirkungen  der Umsetzung zur Erzeugung von Wasser  gas mit denjenigen vergleicht, die oben für  die Erzeugung von Kohlenoxyd angegeben  sind, und dabei im Auge behält, dass Wasser  dampf an der angegebenen Umsetzung nicht  teilnimmt, so erkennt man,     dass'    das erfin  dungsgemässe Verfahren ausser dem bereits       angeführten,    Vorzüge, an Stelle von     112S     und     Sch-ivefelkohlenwasserstoffen    Schwefel  dioxyd zu liefern, auch noch eine bedeutende  wirtschaftliche     Überlegenheit    gegenüber dem  von Wassergas ausgehenden Verfahren auf  weist.  



  Beim Verfahren gemäss der vorliegenden  Erfindung kann man auch ein stickstoff  haltiges     Sauerstoff-C02-Gemisch    über den  hoch erhitzten Brennstoff leiten; es     entsteht     hierbei     stickstoffhaltiges    C0, aus welchem  man, nach Entfernung der     Verunreinigungen,     Katalyse mit Wasserdampf und     Abschei-          dung    der gebildeten Kohlensäure ein Gemisch  von     Stickstoff    und Wasserstoff enthält, das  sich vorzüglich für die     Ammoniaksynthese     eignet; auch kann es in dem hierzu besonders      günstigen Mischungsverhältnis hergestellt  werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung eines von Kon taktgiften freien Wasserstoffes, dadurch ge kennzeichnet, dass man ein Sauerstoff und Kohlensäureanhydrid enthaltendes Gemisch über einen hochgradig erhitzten Brennstoff streichen lässt, das so gebildete Kohlenoxyd von seinen Verunreinigungen befreit mit Wasserdampf katalysiert und endlich aus der erzeugten Gasmischung den Wasserstoff vom K'ohlensäureanhydrid abscheidet. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Gasgemisch über den hochgradig erhitzten Brennstoff streichen lässt, welches ausser Sauerstoff und Kohlensäureanhydrid Stickstoff eDt- hält, zum Zweck, nach der Entfernung der Verunreinigungen, Katalyse mit Wasserdampf und Entfernung der Koh lensäure ein für die synthetische Herstel lung von Ammoniak geeignetes Gas gemisch zu gewinnen.

   \?. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man ein solches Gas gemisch über den erhitzten Brennstoff streichen lässt, dessen Kohlensäure aus dem bei dem Verfahren entstehenden, Wasserstoff und gohlensäureanhydrid enthaltenden Gasgemisch abgeschieden wurde.