DE3912003A1 - Reaktor zum reformieren von kohlenwasserstoff und verfahren zum reformieren von kohlenwasserstoff - Google Patents

Reaktor zum reformieren von kohlenwasserstoff und verfahren zum reformieren von kohlenwasserstoff

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DE3912003A1
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Katsutoshi Murayama
Masatoshi Yamaguchi
Tooru Nakamura
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Publication date
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Description

Diese Erfindung betrifft einen Reaktor zum Erzeugen eines reformierten Oases aus Kohlenwasserstoff durch eine reformierende Reaktion mit Dampf und eine partielle Oxida­ tion sowie ein Verfahren für die reformierende Reaktion.
Reformiertes Gas, das aus Kohlenwasserstoff erhalten ist, der Wasserstoff und Kohlenoxide (CO+CO2) als Hauptkom­ ponenten enthält, wird in vielen Industriezweigen ver­ wendet, die Wasserstoff verwenden, d.h., reformiertes Gas wird als ein Gas für die Synthese von Ammoniak und Methanol, als hydriertes Gas für verschiedenartige chemische Reaktionen, als Stadtgas, als Gas für eine Brennstoffbatterie (fuel battery) und dergleichen ver­ wendet.
Reformierter Kohlenwasserstoff wird hauptsächlich durch die beiden nachfolgenden Reformierungsverfahren erzeugt.
(1) Dampf-Reformierungsverfahren
Ein Gasgemisch aus Kohlenwasserstoff mit Dampf wird der nachfolgenden Reformierung mit Dampf bei 5 bis 40 atms und 700 bis 900°C durch Erhitzen eines mit Katalysator gefüllten Reaktionsrohres in einem Brennheizofen unter­ zogen.
C n H m +n H₂O→n CO+(n+m/2) H₂ (1)
CO+H₂O↔CO₂+H₂ (2)
Das obige Verfahren ermöglicht es, wirksam Wasserstoff etc. aus einem Kohlenwasserstoff durch die Verwendung von Dampf zu erhalten, der in einer Einrichtung als Material rück­ gewonnen wird.
(2) Partielles Oxidierungsverfahren
Ein sauerstoffhaltiges Gas wird in ein Mischgas aus Kohlen­ wasserstoff und Dampf eingeleitet, um einen Teil des Kohlen­ wasserstoffes zu verbrennen, und die reformierende Dampf­ reaktion (steam reforming reaction) wird durch Wärme durch­ geführt, die aus der Verbrennung gewonnen wird.
Das obige Verfahren erfordert keine äußere Beheizung und wird deshalb in einem Druckgefäß mit einfachem Aufbau aus­ geführt. Manchmal wird ein Katalysator verwendet und manchmal nicht. Ein Reaktor für dieses Verfahren verwendet eine Beschichtung aus wärmebeständigem Material, und die Reaktion wird bei hoher Temperatur und hohem Druck durchgeführt. Der Ertrag an Kohlenoxiden (CO+CO₂) durch dieses Verfahren ist im allgemeinen größer als jener, der durch das Dampf- Reformierungsverfahren erhalten wird.
Ferner wird die reformierende Reaktion auch durch eine Kombination der beiden obengenannten Verfahren erzeugt.
Beispielsweise wird in einer Vorrichtung zum Erzeugen von Ammoniak zunächst Kohlenwasserstoff entsprechend einem Dampf-Reformierungsverfahren reformiert, und dann wird Luft in das resultierende, reformierte Gas eingeleitet, um eine partielle Oxidationsreaktion auszuführen, wobei ein reformiertes Gas mit einem Molverhältnis von 3/1 erhalten wird.
Das kanadische Patent 10 76 361 beschreibt auch ein Ver­ fahren zum Erhalten eines reformierten Gases, das eine Zusammensetzung aufweist, die für die Methanolsynthese geeignet ist, und zwar durch Kombinieren eines Dampf- Reformierungsverfahren und eines partiellen Oxidationsverfahrens.
Ferner beschreibt die japanische offengelegte Patentver­ öffentlichung 82 691/1978 ein Verfahren zum Erwärmen eines Reaktionsrohres des Wärme-Austauscher-Typs zur Dampf­ reformierung unter Verwendung eines reformierten Gases, das aus einem Reaktor zur partiellen Oxidation kommt und eine höhere Temperatur aufweist. Das australische Patent 83 21 604 beschreibt ein Verfahren, welches die Durch­ führung einer Dampf-Reformierungsreaktion in einem Ka­ lysator-gefüllten Reaktionsrohr innerhalb des Reaktors aufweist, dann die Ausführung einer partiellen Oxidations­ reaktion und das Erwärmen des Katalysator-gefüllten Reak­ tionsrohres mit dem resultierenden Gas.
Beim Dampf-Reformierungsverfahren wird ein Reaktions­ rohr gleichförmig durch ein Verbrennungsgas erwärmt, das eine hohe Temperatur von etwa 1000°C aufweist. Ein Reformierungsofen kann jedoch einen Wärmewirkungsgrad von nur 50 bis 55% ergeben. Deshalb erfordert das Dampf-Reformierungsverfahren die Verwendung einer großen Brennstoffmenge und hohe Kosten für Einrichtungen zur Wärmerückgewinnung. Um einen Katalysator gleichförmig zu erwärmen, ist es ferner erforderlich, viele Reaktions­ rohre und Brenner vorzusehen. Deshalb nimmt die Größe eines Reformierungsofens zu und die gleichförmige Erwär­ mung der Reaktionsrohre ist schwierig geworden. So ist die Kapazität der Anlage begrenzt.
Die partielle Oxidationsreaktion wird innerhalb eines einfach aufgebauten Druckbehälters unter hohem Druck durchgeführt. Deshalb sind weder teure Reaktionsrohre noch komplizierte Brenner erforderlich, und dessen Wärme­ verlust ist gering. Da jedoch ein Verbrennungsgas in einem reformierten Gas enthalten ist, ist es erforderlich, für die Verbrennung Sauerstoff mit hoher Reinheit zu ver­ wenden, den Fall einer Einrichtung zum Erzeugen von Ammoniak ausgenommen, wo Stickstoff als Material verwendet wird.
Aus dem obigen Grund ist eine Vorrichtung zum Abtrennen von Sauerstoff aus Luft erforderlich und deshalb sind die Kosten für den Aufbau der Vorrichtung und die erforderliche Energie hoch. Da ferner Wasserstoff in der partiellen Oxi­ dationsreaktion verbrennt wird, ist die Wasserstoffkonzen­ tration im reformierten Gas gering und die Konzentrationen der Kohlenoxide (CO+CO2) sind hoch.
In einem Verfahren, das eine Kombination aus einem Dampf- Reformierungsverfahren und einem partiellen Oxidations­ verfahren verwendet, ist es möglich, ein reformiertes Gas zu erhalten, das für Reaktionen geeignet ist, die Wasser­ stoff und Kohlenoxide (CO+CO2) als Materialien verwenden, etwa eine Reaktion zum Erzeugen von Methanol. Ferner sind bei diesem Kombinationsverfahren die Probleme der obenge­ nannten beiden Verfahren wechselweise verringert. Das Kombinationsverfahren aus dem Stand der Technik hat je­ doch die folgenden Probleme:
Zunächst beschreibt das kanadische Patent 10 76 361 eine Einrichtung zum Erzeugen von Methanol, welche eine Kom­ bination ist, und zwar auf dieselbe Weise wie in einer Einrichtung zum Erzeugen von Methanol, aus einem Primär- Reformierungsofen gemäß dem Dampf-Reformierungsverfahren und einem Sekundär-Reformierungsofen gemäß dem partiellen Oxidationsprozeß. Diese Einrichtung erfordert eine Vor­ richtung zum Abtrennen von Sauerstoff aus der Luft, teure Reaktionsrohre und eine Wärmerückwinnungseinrichtung. Deshalb nehmen ihre Baukosten zu und die Verbesserung im Wärmewirkungsgrad ist auch gering.
Die japanische offengelegte Patentveröffentlichung 82 691/1978 beschreibt ein Verfahren, bei welchem Reak­ tionsrohre für die Dampf-Reformierung innerhalb eines Druckgefäßes vorgesehen sind und durch ein partielles Oxidationsgas bei hohen Temperaturen erwärmt werden. Somit ist der Wärmewirkungsgrad verbessert. Bei diesem Verfahren wird die Spannung durch Längen der Reak­ tionsrohre infolge ihrer Erwärmung durch das Verbiegen kleiner Rohre absorbiert. Da jedoch viele kleine Rohre innerhalb eines Druckgefäßes vorgesehen sind, macht es beträchtliche Schwierigkeiten, eine Einrichtung her­ zustellen, bei welcher viele Reaktionsrohre vorgesehen sind, und es ist unmöglich, die kleinen Rohre zu über­ prüfen oder zu reparieren, nachdem die Einrichtung her­ gestellt wurde. Es ist auch schwierig, Reaktionsrohre zu ersetzen. Die kleinen Rohre bilden jenen Abschnitt der Einrichtung, mit welchem Gas bei hohen Temperaturen in Berührung gerät, und es ist jener Abschnitt, in dem höchstwahrscheinlich Schwierigkeiten auftreten.
Das australische Patent 83 21 604 löst das obige Problem der Beschädigung von Reaktionsrohren durch Längung. Nach­ dem die Dampf-Reformierungsreaktion in den Reaktionsrohren durchgeführt wurde, wird jedoch die partielle Oxidations­ reaktion dadurch durchgeführt, daß man das resultierende Reaktionsgas mit Sauerstoffgas in Berührung bringt. Des­ halb steigt die Temperatur in diesem Gas-Berührungsab­ schnitt sehr hoch an, und es besteht das Risiko des Bruchs der Reaktionsrohre und der Bildung freien Kohlenstoffs.
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, einen leicht unter­ haltbaren Reaktor zum Reformieren von Kohlenwasserstoff vorzusehen, der eine Kombination aus einem Dampf-Re­ formierungsverfahren und einer partiellen Oxidations­ reaktion verwendet, sowie ein betrieblich leicht unter­ haltbares Verfahren zum Reformieren von Kohlenwasser­ stoff.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Reaktor und ein Verfahren zum Reformieren von Kohlenwasserstoff vorzusehen, der bzw. das den Bruch von Reaktionsrohren und die Leckage aus diesen verringern kann, um das Risi­ ko einer Verbrennungsexplosion zu verhindern, wenn Bruch und Leckage auftreten, und zwar dadurch, daß man ein Reaktionsrohr in Berührung mit partiell oxidiertem, reformierten Gas bringt, um mit einer Dampf-Reformierungs­ reaktion fortzufahren, statt Verbrennungsgas bei hoher Temperatur zum Erwärmen des Reaktionsrohrs zu verwenden.
Es ist ein anderes Ziel dieser Erfindung, einen Reaktor und ein Verfahren zum Reformieren von Kohlenwasserstoff vorzusehen, der bzw. das die Menge an Sauerstoff verrin­ gern kann, der für die partielle Oxidation zu verwenden ist, und zwar dadurch, daß man unmittelbar eine Dampf- Reformierungsreaktion mit Wärme vorsieht, die in der partiellen Oxidation erzeugt wurde.
Es ist ferner ein anderes Ziel dieser Erfindung, einen Reaktor zum Reformieren von Kohlenwasserstoff vorzusehen, von welchem der Wärmeverlust gering ist und von welchem die Energie-Verbrauchseinheit verringert werden kann, ver­ glichen mit einem herkömmlichen Dampf-Reformierungsofen, sowie ein Verfahren zum Reformieren von Kohlenwasser­ stoff, das im Wärmewirkungsgrad hervorragend ist.
Es ist ein noch anderes Ziel dieser Erfindung, einen Reak­ tor zum Reformieren von Kohlenwasserstoff vorzusehen, der in der Abmessung mühelos vergrößert werden kann, verglichen mit einem herkömmlichen Dampf-Reformierungsofen, sowie ein Verfahren zum Reformieren von Kohlenwasserstoff, das die Großproduktion gestattet.
Diese Erfindung sieht einen Reaktor zum Reformieren von Kohlenwasserstoff durch eine Dampf-Reformierungsreaktion und eine partielle Oxidation vor, der folgende Merkmale aufweist:
(a) zwei Rohrwände, die aus einer ersten Rohrwand und einer zweiten Rohrwand auf einer Seite eines vertikalen Reformierungsreaktors bestehen, wobei die erste Rohrwand gemeinsam mit einer Wand des Re­ formierungsreaktors eine Kammer zum Zuführen eines sauer­ stoffhaltigen Gases bildet, die erste und zweite Rohrwand zusammen mit der Wand des Reformierungsreaktors eine Kammer zum Zuführen eines Mischgases aus Kohlen­ wasserstoff und Dampf bilden und die zweite Rohrwand zusammen mit der Wand des Reformierungsreaktors eine Kammer für eine Wärmeaustauschkammer des reformierten Gases bil­ den,
(b) mindestens ein Innenrohr, das eine Öffnung zur Kammer zum Zuführen von sauerstoffhaltigem Gas auf­ weist und sich innerhalb der Kammer zum Wärmeaustausch des reformierten Gases erstreckt, wobei das Innenrohr durch die erste Rohrwand hindurchgehend angeordnet ist,
(c) ein Reaktionsrohr mit einer Öffnung zur Kammer zum Zuführen eines Mischgases, das sich innerhalb der Kammer zum Wärmeaustausch des reformierten Gasesso erstreckt, daß das Reaktionsrohr das Innenrohr umgibt, wobei das Reak­ tionsrohr durch die zweite Rohrwand durchgehend ange­ ordnet ist und das Innenrohr eine geringere Länge als das Reaktionsrohr in der Kammer für den Wärmeaustausch des reformierten Gases aufweist und Löcher oder Schlitze aufweist, um das sauerstoffhaltige Gas in seinen Teil seitens des Endabschnittes des Innenrohres zuzuführen, das in der Kammer für den Wärmeaustausch des reformierten Gases angeordnet ist,
(d) ein Katalysator, der in dem Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und dem Reaktionrohr eingefüllt ist und von einem Katalysatorträger getragen ist, der im Endab­ schnitt des Reaktionsrohres der Kammer für den Wärmeaus­ tausch des reformierten Gases angeordnet ist, wobei der Katalysatorträger reformiertes Gas durchtreten läßt, und
(e) eine Zuführdüse für sauerstoffhaltiges Gas, die für die Kammer zum Zuführen dieses Gases vorgesehen ist, eine Zuführdüse für das Mischgas, die für die Kammer zum Zuführen dieses Gases vorgesehen ist, und eine Auslaß­ düse für reformiertes Gas, die für die Kammer für den Wärmeaustausch des reformierten Gases vorgesehen ist.
Ferner sieht diese Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen von reformiertem Gas aus Kohlenwasserstoff durch Verwen­ dung eines Reaktors zum Reformieren von Kohlenwasserstoff vor, welche eine Kammer zum Zuführen von sauerstoffhaltigem Gas, eine Kammer zum Zuführen eines Mischgases aus Kohlen­ wasserstoff und Dampf sowie eine Kammer zum Wärmeaustausch des reformierten Gases in dieser Reihenfolge von der einen Seite des Reformierungsreaktors aus aufweist, und der ferner eine Katalysatorschicht aufweist, die in einen Raum zwischen einem Innenrohr, das eine Öffnung zur Kammer zum Zu­ führen von sauerstoffhaltigem Gas aufweist, und einem Reak­ tionsrohr eingefüllt ist, das so angeordnet ist, daß das Innenrohr in seinem Mittelabschnitt angeordnet ist und eine Öffnung zur Kammer zum Zuführen von Mischgas vorliegt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
  • - Durchführen einer Dampf-Reformierungsreaktion in der Katalysatorschicht auf der Seite der Kammer zum Zu­ führen des Mischgases aus Kohlenwasserstoff und Dampf durch Zuführen des Mischgases aus Kohlenwasserstoff und Dampf zur Katalysatorschicht von der Kammer zum Zuführen des Mischgases her,
  • - Ausführen einer partiellen Oxidationsreaktion und einer Dampf-Reformierungsreaktion durch Zuführen von sauer­ stoffhaltigem Gas, das in das Innenrohr durch die Kammer zum Zuführen des sauerstoffhaltigen Rohres zur Katalysatorschicht durch Löcher oder Schlitze zugeführt wird, die in diesem Teil des inneren Rohres vorgesehen sind, welches der Kammer zum Zuführen des Mischgases gegenüberliegend angeordnet ist, und
  • - Zulassen der Bewegung des resultierenden, reformierten Gases aus dem Reformierungsreaktor vom Reaktionsrohr her durch die Kammer für den Wärmeaustausch des refor­ mierten Gases.
In der Zeichnung zeigt die Figur die schematische Ansicht eines Querschnitts durch einen Kohlenwasserstoff reformierenden Reaktor dieser Erfindung.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eingehende Studien über Kohlenwasserstoff reformierende Reaktoren und Verfahren angestellt, die die obenerwähnten Probleme aufweisen, und demzufolge einen optimalen Reaktor und ein optimales Verfahren gefunden, welches eine Kombination aus einem Dampf-Reformierungsverfahren und einem par­ tiellen Oxidationsverfahren ist, wobei die Probleme der Bildung freien Kohlenstoffs etc. sowie die Schädigung eines Reaktionsrohres durch Längung bei hoher Tempe­ ratur dadurch vermieden werden können, daß man ein Innenrohr im Inneren eines einen Katalysator ver­ wendenden Reaktionsrohres vorsieht, das innerhalb eines Reaktor angeordnet ist, und sauerstoffhaltiges Gas in den Endabschnitt des den Katalysator verwendenden Reak­ tionsrohres durch das Innenrohr hindurch zuführt. Das "sauer­ stoffhaltige Gas" dieser Erfindung bedeutet Sauerstoff, mit Sauerstoff angereichertes Gas oder Luft.
Der Reformierungsreaktor und das Reformierungsverfahren dieser Erfindung werden nachfolgend gemäß der Zeichnung beschrieben.
Die Zeichnung zeigt den Aufbau eines vertikalen Kohlen­ wasserstoff reformierenden Reaktors der Erfindung, wobei der obere Abschnitt mit einer Kammer zum Zuführen von sauerstoffhaltigem Gas versehen ist und der untere Abschnitt hiervon mit einem Brenner zum Anfahren versehen ist. In der Zeichnung weist der vertikale, zylindrische Reformie­ rungsreaktor zwei Rohrwände 2, 5 in seinem oberen Abschnitt, ein Innenrohr 7 mit vielen kleinen Löchern in seinem unteren Abschnitt, das vertikal von der ersten Rohrwand 2 aus aufgehängt ist, und ein Reaktionsrohr 6 auf, bei dem ein Katalysator in den Innenraum innerhalb dessen und außerhalb des Innenrohres eingefüllt ist und das vertikal an der zweiten Rohrwand 5 aufgehängt ist. Angesichts der gleichförmigen Erwärmung des Reaktionsrohres ist die kreisförmige Gestalt die am meisten bevorzugte. Das Mischgas aus Kohlenwasserstoff und Dampf wird durch eine Speisedüse 3 für Mischgas in eine Kammer 4 zum Ein­ führen von Mischgas und dann in eine Katalysatorschicht 8 eingeleitet, die in den Raum zwischen dem Reaktionsrohr 6 und dem Innenrohr 7 eingefüllt ist, um eine Dampf-Refor­ mierungsreaktion durchzuführen. Das sauerstoffhaltige Gas wird durch eine Speisedüse 9 für sauerstoffhaltiges Gas in eine Kammer 10 zum Einführen von sauerstoffhaltigem Gas und durch das Innenrohr 7 in den unteren Abschnitt der Katalysatorschicht eingeleitet, um eine partielle Oxidationsreaktion im unteren Abschnitt der Katalysator­ schicht durchzuführen. Das reformierte Gas erwärmt nach der partiellen Reaktion das Reaktionsrohr, während es sich nach oben an einer Kammer 15 für den Wärmeaustausch des reformierten Gases entlang bewegt, die außerhalb des Reaktionsrohres angeordnet ist, und tritt bei einer Aus­ laßöffnung 17 für reformiertes Gas aus.
Zusätzlich ist der untere Abschnitt des Reformierungs­ reaktors mit einem Heizbrenner zum Anfahren des Refor­ mierungsreaktors versehen, und wenn der Betrieb begonnen wird, dann werden ein Brennstoff und ein sauerstoffhal­ tiges Gas dem Brenner zugeführt und verbrannt, um das Reaktionsrohr zu erwärmen.
Die Dampf-Reformierungsreaktion im oberen Abschnitt der Katalysatorschicht wird bei einer Temperatur zwischen 600 und 800°C durchgeführt. Es ist deshalb erwünscht, das Mischgas aus Kohlenwasserstoff und Dampf auf eine Tempera­ tur von zwischen 400 und 600°C aufzuheizen, bevor man es von der Einlaßöffnung für das Mischgas her einleitet.
Zusätzlich kann das Mischgas aus Kohlenwasserstoff und Dampf ein gereinigtes Gas aus einer Methanol- oder Ammoniak­ syntheseeinrichtung oder Kohlensäure enthalten, um die Zusammensetzung des reformierten Gases einzustellen oder Wasserstoff zurückzugewinnen. In der Kammer 4 zwischen den Rohrwänden zum Zuführen von Mischgas ist es er­ wünscht, ein wärmeisolierendes Material bei Abschnitten nahe der Hülle und der ersten Rohrwand 2 vorzusehen, um zu verhindern, daß das Mischgas Wärme abstrahlt.
Nickel-Katalysatoren werden üblicherweise als Katalysa­ tor für eine Kohlenwasserstoff-Reformierungsreaktion ver­ wendet. Da diese Reaktion eine endotherme Reaktion ist, läuft die Reaktion fort, während sie mit Wärme aus dem reformierten Gas außerhalb des Reaktionsrohres versehen wird. Da die Temperatur des Mischgases im oberen Be­ reich der Katalysatorschicht abnimmt, ist es erwünscht, im oberen Bereich einen hochaktiven Katalysator einzu­ füllen, der schon bei einer verhältnismäßig niedrigen Tempe­ ratur reagiert. Wenn das Maß der Reaktion in diesem Be­ reich für die Dampf-Reformierungsreaktion groß ist, dann nimmt das Maß der Reaktion im nachfolgenden partiellen Oxidationsbereich ab. Es ist erwünscht, den Wärmeüber­ tragungsbereich eines Reaktionsrohres, die Menge an Katalysator und die Art des Katalysators so auszuwählen, daß das Maß der Reaktion in dem Bereich so groß wie mög­ lich ist.
Sauerstoffhaltiges Gas, das durch die Einlaßdüse 9 für sauerstoffhaltiges Gas eingeleitet wird, wird zum unteren Bereich der Katalysatorschicht durch das innere Rohr 7 geleitet, um eine Partial-Oxidationreaktion im unteren Bereich der Katalysatorschicht durchzuführen. Das sauer­ stoffhaltige Gas wird in das reformierte Gas eingeschlossen, nachdem es bei der Partial-Oxidationreaktion verwendet wur­ de, und dementsprechend werden inaktive Komponenten, die im sauerstoffhaltigen Gas enthalten sind, in das reformierte Gas aufgenommen. Es ist deshalb erwünscht, daß das sauer­ stoffhaltige Gas eine möglichst hohe Reinheit aufweist, ausgenommen die Verwendung inaktiver Komponenten (Stick­ stoff) für eine Reaktion wie etwa die Ammoniaksynthese. Ein reines Sauerstoffgas, Luft oder Gas, das mit Sauer­ stoff angereichert ist, werden in Abhängigkeit von ihrer Anwendungsform benützt. Sauerstoffhaltiges Gas, das durch das Innenrohr 7 hindurchtritt, trachtet nicht nur danach, Wärme von der Katalysatorschicht an deren Außenseite aufzunehmen, um die Katalysatorschicht 8 zu kühlen, son­ dern verursacht auch einen Oxidationsschaden am Innen­ rohr. Es ist deshalb erwünscht, das Innenrohr 7 so klein wie möglich auszubilden, und es ist auch erwünscht, ein wärmebeständiges, wärmeisolierendes Material, wie etwa Keramikmaterial, an der Innen- und/oder Außenfläche des Innenrohres zu verwenden. Das sauerstoffhaltige Gas wird zur Katalysatorschicht 11 durch die kleinen Löcher oder Schlitze hindurch freigelassen, die im Endabschnitt des Rohres ausgebildet sind. Der Endabschnitt des Innenrohres ist mit einem Verteilerabschnitt 12 versehen, der viele kleine Löcher oder Schlitze aufweist, um das sauerstoff­ haltige Gas hierdurch in weitem Umfang zu verteilen. Durch das weite Verteilen des sauerstoffhaltigen Gases wird die Verbrennungsreaktion in gemäßigtem Maße durch­ geführt und die extreme Temperaturzunahme ist verhindert, um dem Bruch des Reaktionsrohres, des Innenrohres und des Katalysators zu verhindern. In diesem partiellen Oxidations­ bereich wird nicht nur eine Verbrennungsreaktion sondern auch eine Dampf-Reformierungsreaktion durchgeführt. Es ist deshalb erwünscht, einen Katalysator mit hoher Wärmebe­ ständigkeit zu verwenden.
Sei dieser Erfindung ist die Länge des Reaktionsrohres innerhalb der Kammer für den Wärmeaustausch reformierten Gases größer ausgebildet als die Länge des Innenrohres, was die Reformierungsreaktion fördert, und es ist möglich, eine nahezu ausgeglichene Zusammensetzung zu erhalten.
Der unterste Abschnitt des Reaktionsrohres ist mit einem Katalysatorträger 13 versehen, durch welchen Gas ausströmt. Reformiertes Gas bei 850 bis 1100°C wird in die Kammer für den Wärmeaustausch reformierten Gases durch den Katalysatorträger 13 hindurch freigesetzt. Die Kammer zum Wärmeaustausch des reformierten Gases besteht aus einer druckbeständigen Wand und einem Wärmeisoliermaterial, und in ihrem unteren Abschnitt endet reformiertes Gas, das von jedem der Reaktionsrohre freigesetzt wurde, seine Bewegungsrichtung und strömt nach oben, während das refor­ mierte Gas die Reaktionsrohre mit Wärme versorgt. Um den Wirkungsgrad dieser Wärmeübertragung zu fördern, kann eine Prallplatte an der Mantelseite des Reaktors vorgesehen sein. Das reformierte Gas, das aufwärts strömt, hat eine Temperatur, die bis zu einem gewissen Ausmaß niedriger ist als die Oberflächentemperatur des Reaktionsrohres in dem Partial-Oxidationsbereich, und hat die Wirkung, die Oberfläche des Reaktionsrohres in diesem Bereich zu kühlen. Im Dampf-Reformierungsbereich bei niedriger Temperatur im oberen Abschnitt des Reaktionsrohres ver­ ringert das reformierte Gas seine Temperatur dadurch, daß es das Reaktionsrohr mit Wärme versieht, und tritt aus der Auslaßdüse 17 für reformiertes Gas aus. Sei der Wärme­ rückgewinnung in dem Dampf-Reformierungsbereich bei niedriger Temperatur nimmt erwünschtermaßen die Tempera­ tur des reformierten Gases um nicht weniger als 200°C ab, und nicht weniger als 20% des Kohlenwasserstoffes als Material wird reformiert.
In Anbetracht der Reaktionsbedingungen für den Reformierungs­ reaktor und den Reformierungs-Reaktionsprozeß dieser Er­ findung liegt der Druck zwischen 10 und 150 atm, bevor­ zugt zwischen 30 und 100 atm und die Temperatur am Auslaß­ abschnitt des Reaktionsrohres liegt zwischen 850 und 1050°C, bevorzugt zwischen 900 und 1000°C. Mischgas, das in die Katalysatorschicht eingeleitet wird, hat eine Raumge­ schwindigkeit von zwischen 2000 bis 8000 l/h und eine lineare Geschwindigkeit von zwischen 0,5 und 2,0 m/s.
In dem Dampf-Reformierungsbereich bei niedriger Tempera­ tur im oberen Abschnitt der Katalysatorschicht werden er­ wünschtermaßen nicht weniger als 15% und bevorzugt 20 bis 30% des Kohlenwasserstoff als Material reformiert. Zusätzlich ist das Reformierungsverhältnis des Kohlen­ wasserstoffes als Material dargestellt durch(1,0 - (Kohlen­ wasserstoff (CH4)-Gehalt im reformierten Gas (Mol)) / Kohlenstoffgehalt (Mol) im Kohlenwasserstoff als Ausgangs­ material)×100 (%). Dementsprechend wird die Wärme­ rückgewinnung so durchgeführt, daß die Temperatur an re­ formiertem Gas aus dem Auslaß des Reaktionsrohres im Aus­ laßabschnitt des Reaktionsrohres um 200 bis 400°C ab­ nimmt und eine Temperatur erreicht, die um etwa 50 bis 150°C höher ist als die Temperatur des Mischgases, das im Reaktor aufzugeben ist.
Bei einem Beispiel reformierter Gase, die unter den obigen Bedingungen gewonnen wurden, ist, wenn reformiertes Gas zum Erzeugen von Methanol durch Verwendung von Erdgas, das Methan enthält, als Hauptkomponente erzeugt wurde, die Zusammensetzung des resultierenden reformierten Gases, das das stöchiometrische Verhältnis von Wasserstoff/Kohlen­ oxiden 1 : 00-1,06 beträgt, und der CH4-Gehalt nicht mehr als 3 mol% beträgt. Somit ist die resultierende Zusammen­ setzung optimal für die Synthese von Methanol.
Das Reaktionsrohr dieser Erfindung hat im allgemeinen einen Innendurchmesser von 50 bis 125 mm und eine Länge von 10 bis 20 m. Beispiele eines Material für das Reaktions­ rohr umfassen Nickel, Chrom, Molybdänstahl oder Stahl, der dadurch erhalten wurde, daß man ihm eine kleine Menge an Niob, Wolfram etc. zugesetzt hat. Das Innenrohr weist üblicherweise einen Durchmesser von 10 bis 30 mm auf und jeder Abschnitt des Innenrohr, der den Verteiler­ abschnitt aufweist, weist eine Länge innerhalb des Reak­ tionsrohres auf, die um 10 bis 20% kürzer ist als jene des Reaktionsrohres. Die Größe der kleinen Löcher oder Schlitze, die in dem Verteilerabschnitt des Innenrohres ausgebildet sind, können aus einem solchen Bereich ge­ wählt werden, daß die Katalysatorpartikel daran gehin­ dert werden, in das Innenrohr einzutreten. Das Material für das Innenrohr kann aus jenen für das Reaktionsrohr aus­ gewählt werden, und es ist erwünscht, daß die Innen- und Außenfläche des Innenrohres mit einem wärmebe­ ständigen, wärmeisolierenden Material, wie etwa einem Keramikmaterial, versehen ist, wie dies oben erwähnt ist. Bei einem funktionierenden Ausführungsbeispiel, das in der Zeichnung enthalten ist, ist es nicht erforderlich, den unteren Abschnitt des Reaktionsrohres zu befestigen. Wenn jedoch die Kammer zum Zuführen des sauerstoffhaltigen Gases im unteren Abschnitt eines reformierenden Reaktors ange­ ordnet ist und ein Brenner zur Betätigung am oberen Ab­ schnitt des Reformierungsreaktors angebracht ist, dann ist es erwünscht, ein Trageteil vorzusehen, um den oberen Abschnitt des Reaktionsrohres an der Wand des Reaktors zu befestigen. Zusätzlich werden im allgemeinen nickel­ artige Katalysatoren verwendet, um Kohlenwasserstoff zu reformieren.
Der Kohlenwasserstoff reformierende Reaktor dieser Er­ findung löst das Problem aus dem Stand der Technik wie folgt.
Das Dampf-Reformierungsverfahren aus dem Stand der Technik erfordert einen von außen her beheizten Reformierungsofen großen Ausmaßes, und die Einrichtung zum Erzeugen von Ammoniak aus dem Stand der Technik erfordert die Ver­ wendung zweier Reformierungsöfen für die von außen her beheizte Reformierung und die intern beheizte partielle Oxidation.Im Gegensatz hierzu ermöglichen es der Re­ formierungsreaktor und das Reformierungsverfahren dieser Erfindung, die Reformierung durch einen einzigen, intern beheizten Reformierungsofen durchzuführen. Da die Re­ formierungsreaktion im intern beheizten Reformierungs­ ofen unter hohem Druck ausgeführt wird, kann der Re­ formierungsreaktor in der Abmessung sehr klein gehalten werden und dessen Baukosten können deshalb verringert werden. Dementsprechend werden auch die Produktionskosten verringert.
Beim Reformierungsreaktor und Reformierungsverfahren die­ ser Erfindung arbeitet das reformierte Gas nach der par­ tiellen Oxidationreaktion als Medium zum Beheizen des Reaktionsrohres. Aus diesem Grund ist die Druckdifferenz zwischen dem Reaktionsrohr und dem Beheizungsmedium ge­ ring, und die Wandstärke des Reaktionsrohres ist ver­ kleinert. Das Reaktionsrohr erfordert als sein Material die Verwendung eines hochwärmebeständigen, teuren Ma­ terials, wie Nickel, Chrom, Molybdän, Niob und dergleichen. Deshalb werden, wenn die Wandstärke des Reaktionsrohres verringert werden kann, auch die Kosten für die Herstellung der Einrichtung verringert, und demzufolge werden auch die Kosten zum Erzeugen reformierten Gases verringert.
Beim Reformierungsreaktor dieser Erfindung ist keinerlei spezielle Einrichtung erforderlich, um eine Lösung für die Schäden vorzusehen, die an den Reaktionsrohren durch die Wärmebelastung infolge des Verbrennungsgases bei hohen Temperaturen verursacht werden, da das Reaktionsrohr gerad­ linig ist und an seinem einen Ende in der Wärmeaustausch­ kammer des reformierten Gases offen ist.
Bei den herkömmlichen Dampf-Reformierungsverfahren ist das Medium zum Erwärmen des Reaktionsrohres Brenngas bei hoher Temperatur. Somit besteht die Gefahr einer Explo­ sion, wenn der Bruch des Reaktionsrohres und eine Leckage aus diesem stattfindet, während bei dem erfindungsgemäßen Reformierungsreaktor und Reformierungsverfahren das Ri­ siko, wenn das Reaktionsrohr bricht oder leck wird, sehr klein ist, da reformiertes Gas das Medium zum Beheizen des Reaktionsrohres ist.
Bei dem Reformierungsreaktor und Reformierungsverfahren dieser Erfindung wird Wärme, die von der partiellen Oxi­ dation erzeugt wird, unmittelbar für die Dampf-reformieren­ de Reaktion verwendet. Deshalb ist das Maß an Sauerstoff, der für die partielle Oxidation verwendet werden soll, ver­ ringert. Ferner wird die Zusammensetzung des reformierten Gases durch die partielle Oxidationsreaktion eingestellt, und es ist deshalb möglich, reformiertes Gas zu erhalten, das für verschiedenartige Synthesen geeignet ist, wie etwa die Synthese von Methanol, die Ammoniaksynthese und der­ gleichen.
Der Reformierungsreaktor dieser Erfindung ist ein intern beheizter Reaktor und kann in der Größe verringert werden. Deshalb ist der Wärmeverlust durch Abstrahlung gering, und die Energie-Verbrauchseinheit ist verbessert, ver­ glichen mit einem Dampf-Reformierungsofen aus dem Stand der Technik. Ferner ist auch ein Reformierungsprozeß mit hervorragendem Wärmewirkungsgrad vorgesehen. Da der Re­ formierungsreaktor dieser Erfindung im Ausmaß klein ist und im Aufbau einfach, sind seine Konstruktion und Her­ stellung einfach, es ist mühelos möglich, die Abmessung seiner Einrichtung zu vergrößern, verglichen mit dem her­ kömmlichen Dampf-Reformierungsofen, und es ist ein Re­ formierungsverfahren vorgesehen, welches die Produktion im großindustriellen Maßstab ermöglicht.
Beispiel 1
Ein Gas zum Erzeugen von Methanol wurde aus Erdgas und gereinigtem Gas (purged gas) aus einer Synthese-Einrichtung für Methanol durch Verwendung eines Kohlenwasserstoff reformierenden Reaktors dieser Erfindung erzeugt. Der Hauptzustand zum Betreiben des reformierenden Reaktors war wie folgt (die Zusammensetzungen des Gase sind in mol-% ausgedrückt):
(1) Gasgemisch als Ausgangsmaterial
Zuführdruck
54,5 kg/cm²A
Zuführtemperatur 550°C
Zuführmengen @ Erdgas 2560 kg-mol/h
(CH₄ 89%, C₂H₆ 8,5%, C₃H₈ 1,5%, N₂ 0,5%) @ gereinigtes Synthesegas 1000 kg-mol/h
(CH₄ 12,0%, CO 2,5%, CO₂ 6,0%, H₂ 75,5%, N₂ 4,0%) @ Dampf 8885 kg-mol/h
(2) Sauerstoffgas
Zuführdruck
53,5 kg/cm²A
Zuführtemperatur 200°C
Zuführmenge 1300 kg-mol/h
(O₂ 99,0%, N₂ 1,0%)
(3) Auslaß in den Dampf-Reformierungsbereich bei niedriger Temperatur
Druck
52,0 kg/cm²A
Temperatur 670°C
Gasmenge 13 816 kg-mol/h
(CO₂ 4,54%, CO 1,04%, H₂ 22,32%, CH₄ 16,4%, N₂ 0,38%, H₂O 55,25%)
(4) Auslaß aus dem Reaktionsrohr
Druck
51,0 kg/cm²A
Temperatur 927°C
Gasmenge 17 865 kg-mol/h
(CO₂ 6,65%, CO 8,96%, H₂ 39,88%, CH₄ 1,44%, N₂ 1,44%, H₂O 42,70%)
Gas aus dem Auslaß des Reaktionsrohres lieferte die Wärme für die Dampf-Reformierungszone bei niedriger Temperatur, und Gas im Auslaß aus dem Reformierungs­ reaktor hatte einen Druck von 50,7 kg/cm²A und eine Temperatur von 656°C.
Im Reformierungsreaktor wurden etwa 20% des Kohlen­ wasserstoffs des Ausgangsmaterials in dem Dampf- Reformierungsbereich bei niedriger Temperatur refor­ miert, und Gas am Auslaß aus dem Reaktor zeigt 91% Reformierung. Somit war ein reformiertes Gas erhalten, das geeignet war für die Synthese von Methanol.
Beispiel 2
Ein Gas zur Erzeugung von von Ammoniak wurde aus Erd­ gas und gereinigtem Gas aus einer Synthese-Einrichtung für Ammoniak unter Verwendung eines Kohlenwasserstoff- reformierenden Reaktors dieser Erfindung hergestellt. Der Hauptzustand zum Betreiben des Reformierungsreaktors war wie folgt (die Zusammensetzung von Gasen bedeuten mol.-%):
(1) Gasgemisch als Ausgangsmaterial
Förderdruck
72,0 kg/cm²A
Fördertemperatur 550°C
Fördermengen @ Erdgas 2300 kg-mol/h
(CH₄ 89%, C₂H₆ 8,5%, C₃H₈ 1,5%, N₂ 0,5%) @ gereinigtes Synthesegas 700 kg-mol/h
(CH₄ 8,5%, H₂ 64,5%, N₂ 21,5%, Ar 5,5%) @ Dampf 8621 kg-mol/h
(2) Sauerstoffhaltiges Gas (sauerstoffhaltige Luft)
Zuführdruck
71,0 kg/cm²A
Zuführtemperatur 550°C
Zuführmenge 3350 kg-mol/h
(O₂ 33,0%, N₂ 66,2%, Ar 0,80%)
(3) Auslaß in dem Dampf-Reformierungsbereich bei niedriger Temperatur
Druck
69,5 kg/cm²A
Temperatur 670°C
Gasmenge 12 865 kg-mol/h
(CO₂ 4,04%, CO 0,79%, H₂ 20,00%, CH₄ 15,47%, N₂ 1,26%, Ar 0,30%, H₂O 58,14%)
(4) Auslaß des Reaktionsrohres
Druck
68,5 kg/cm²A
Temperatur 908°C
Gasmenge 18 491 kg-mol/h
(CO₂ 5,93%, CO 6,58%, H₂ 32,51%, CH₄ 1,62%, N₂ 12,87%, Ar 0,35%, H₂O 40,14%)
Gas aus dem Auslaß des Reaktionsrohres lieferte Wärme für den Dampf-Reformierungbereich bei niedriger Tempera­ tur, und Gas im Auslaß aus dem Reformierungsreaktor hatte einen Druck von 68,2 kg/cm²A und eine Temperatur von 667°C.
Im Reformierungsreaktor wurden etwa 22% des aufgegebenen Kohlenwasserstoffes in dem Dampf-Reformierungsbereich bei niedriger Temperatur reformiert, und Gas am Auslaß des Reaktors zeigte mehr als 88% Reformierung. Somit war das reformierte Gas geeignet für die Ammoniaksynthese.

Claims (15)

1. Kohlenwasserstoff-Reformierungsreaktor für eine Dampf-Reformierungsreaktion und eine partielle Oxidationsreaktion, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • (a) zwei Rohrwände (2, 5), die aus einer ersten Rohrwand (2) und einer zweiten Rohrwand (5) auf der einen Seite eines vertikalen Reformierungsreaktors (1) bestehen, wobei die erste Rohrwand (2) zusammen mit einer Wand des Reformierungsreaktors (1) eine Kammer (10) zum Zuführen eines sauerstoffhaltigen Gases bildet, die erste und zweite Rohrwand (2, 5) gemeinsam mit der Wand des Reformierungsreaktors eine Kammer (4) bilden, um ein Mischgas aus Kohlenwasserstoff und Dampf zuzu­ führen, und die zweite Rohrwand (5) gemeinsam mit der Wand des Reformierungsreaktors (1) eine Kammer (15) als Wärmeaustauschkammer für reformiertes Gas bildet,
  • (b) mindestens ein Innenrohr (7) mit einer Öffnung zur Kammer (10) zum Zuführen von sauerstoff­ haltigem Gas, wobei es sich innerhalb der Kammer (15) für den Wärmeaustausch des reformierten Gases erstreckt und das Innenrohr (7) durch die erste Rohrwand (2) hin­ durchgehend angeordnet ist,
  • (c) ein Reaktionsrohr (6) mit einer Öffnung zur Kammer (4) zum Zuführen von Mischgas, das sich innerhalb der Kammer (15) zum Wärmeaustausch des reformierten Gases so erstreckt, daß das Reaktionsrohr (6) das Innenrohr (7) umgibt, das Reaktionsrohr (6) durch die zweite Rohrwand (5) hindurchgehend angeordnet ist, und das Innenrohr (7) eine kleinere Länge aufweist als das Reaktionsrohr (6) in der Kammer (15) zum Wärmeaustausch des reformierten Gases und mit Löchern oder Schlitzen zum Zuführen von sauerstoffhaltigem Gas in seinen Teil seitens des End­ abschnitts (12) des Innenrohrs (7), das in der Kammer zum Wärmeaustausch (15) des reformierten Gases angeordnet ist,versehen ist,
  • (d) ein Katalysator (8), der in einem Zwischenraum zwischen dem Innenrohr (7) und dem Reaktionsrohr (6) eingefüllt ist, wobei der Katalysator (8) durch einen Katalysatorträger (13) getragen ist, der im Endab­ schnitt des Reaktionsrohres (6 ) in der Kammer (15) zum Wärmeaustausch des reformierten Gases angeordnet ist, und wobei der Katalysatorträger (13) es dem reformierten Gas gestattet, durch ihn hindurchzutreten, und
  • (e) eine Zuführdüse (9) für sauerstoffhaltiges Gas, die zur Kammer (10) zum Zuführen des Gases vorgesehen ist, wobei eine Zuführdüse (3) des Gasgemisches für die Kammer (4) vorgesehen ist, um das Gas zuzuführen, und eine Auslaßdüse (17) für reformiertes Gas zur Kammer (15) vorgesehen ist, und zwar zum Wärmeaustausch des refor­ mierten Gases.
2. Kohlenwasserstoff-Reformierungsreaktor nach Anspruch 1, wobei ein Brenner (18) zum Anfahren an der der Kammer (10) zum Zuführen von sauerstoffhaltigem Gas gegenüber­ liegenden Seite des Reaktors (1) vorgesehen ist.
3. Kohlenwasserstoff-Reformierungsreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Reaktors (1), die die Kammer (15) für den Wärmeaustausch des reformierten Gases bildet, mit einer Schicht (16) aus wärmeisolierendem Material versehen ist.
4. Wasserstoff-Reformierungsreaktor nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Reaktors (1) und die erste Rohr­ wand (2) und/oder die zweite Rohrwand (5), die die Kammer (4) zum Zuführen des Mischgases bilden, mit einer Schicht (16) aus wärmeisolierendem Material versehen ist.
5. Kohlenwasserstoff-Reformierungsreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (7) mit einer wärmebeständigen, wärme­ isolierenden Materialschicht an seiner Außenseite und/oder Innenseite versehen ist.
6. Kohlenwasserstoff- Reformierungsreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Innenrohrs (7) innerhalb des Reaktions­ rohrs (6) um 10 bis 20% kleiner ist als jene des Reaktions­ rohrs (6).
7. Kohlenwasserstoff-Reformierungsreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (7) und das Reaktionsrohr (6) gerad­ linig sind.
8. Verfahren zum Erzeugen reformierten Gases aus Kohlen­ wasserstoff durch Verwendung eines Reaktors zum Reformieren von Kohlenwasserstoff, der eine Kammer zum Zuführen von sauerstoffhaltigem Gas, eine Kammer zum Zuführen eines Gas­ gemisches aus Kohlenwasserstoff und Dampf sowie eine Kammer für den Wärmeaustausch des reformierten Gases in dieser Reihenfolge von der einen Seite des reformierenden Reaktors ausgehend aufweist, und der ferner eine Katalysatorschicht aufweist, die in einen Raum zwischen einem Innenrohr, das eine Öffnung zur Kammer zum Zuführen des sauerstoffhaltigen Gases aufweist, und einem Reaktionsrohr eingehüllt ist, das so angeordnet ist, daß das Innenrohr in seinem Mittel­ abschnitt angeordnet ist,und eine Öffnung zur Kammer zum Zuführen des Gasgemisches aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
  • - Durchführen einer Dampf-Reformierungsreaktion in der Katalysatorschicht auf der Seite der Kammer zum Zuführen des Gasgemisches aus Kohlenwasserstoff und Dampf durch Zuführen des Gasgemisches aus Kohlenwasser­ stoff und Dampf zur Katalysatorschicht von der Kammer zum Zuführen des Gasgemisches her,
  • - Durchführen einer partiellen Oxidationsreaktion und der Dampf-Reformierungsreaktion durch Zuführen sauer­ stoffhaltigen Gases, das in das Innenrohr durch die Kammer zum Zuführen von sauerstoffhaltigem Gas zugeführt wurde, zur Katalysatorschicht durch Löcher oder Schlitze zuge­ führt wird, die in jenem Teil des Innenrohrs vorge­ sehen sind, welches der Kammer zum Zuführen des Gas­ gemisches gegenüberliegt, und
  • - Zulassen, daß das resultierende, reformierte Gas sich auf dem reformierenden Reaktor aus dem Reaktionsrohr durch die Kammer für den Wärmeaustausch des reformierten Gases hindurch hinausbewegt.
9. Verfahren zum Erzeugen reformierten Gases nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampf- Reformierungsreaktion vor der partiellen Oxidation der Reaktion bei einer Temperatur von zwischen 600 und 800°C durchgeführt wird.
10. Verfahren zum Erzeugen reformierten Gases nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch aus Kohlenwasserstoff und Dampf auf eine Temperatur von zwischen 400 und 600°C vorerwärmt wird, bevor es in die Kammer zum Zuführen des Gases eintritt.
11. Verfahren zum Erzeugen eines reformierten Gases nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Temperatur des re­ formierten Gases nach der Dampf-Reformierungsreaktion und der partiellen Oxidationreaktion zwischen 850 und 1100°C beträgt.
12. Verfahren zum Erzeugen eines reformierten Gases nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Druck innerhalb des reformierenden Reaktors zwischen 10 und 150 atm bzw.bar beträgt.
13. Verfahren zum Erzeugen reformierten Gases nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gasgemisch, das der Katalysa­ torschicht zugeführt werden soll, eine Volumengeschwindig­ keit von zwischen 2800 und 8000 l/h und eine lineare Geschwindigkeit von zwischen 0,5 und 2,0 m/s aufweist.
14. Verfahren zum Erzeugen eines reformierten Gases nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dampf-Reformierungreaktion vor der partiellen Oxidationsreaktion nicht weniger als 15% der mol-% des Kohlenwasserstoffes zu reformieren hat.
15. Verfahren zum Erzeugen eines reformierten Gases nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß reformiertes Gas, das aus dem Reaktionsrohr in die Kammer für den Wärmeaustausch des reformierten Gases gelangt, den Bereich des Re­ aktionsrohrs für die partielle Oxidationsreaktion abkühlt, dann den Bereich für die Dampf-Reformierungs­ reaktion des Reaktionsrohres aufheizt und aus dem Reformierungsreaktor austritt.
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