DE2137151A1 - Verfahren zur synthesegaserzeugung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Synthesegaserzeugung Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von CO und H2, z.B. Synthesegas, aus flüssigen Kohlenwasserstoffen durch Partialoxidation mit einem sauerstoffhaltigen Gas. Eine typische erfindungsgemässe Ausführungsform betrifft ein nichtkatalytisches Verfahren zur Synthesegaserzeugung, wobei das Gas von der Gasgeneratortemperatur auf eine Temperatur,die oberhalb der Gastaupunkttemperatur liegt, abgekühlt wird und anschliessend mit heissem Öl bei eir£ emperatur oberhalb der Taupunkttemperatur in Kontakt tritt, um die Kohlenstoffentfernung aus dem Gas zu beeinflussen. In einer weiteren typischen erfindungsgemässen Ausführungsform handelt es sich um die Synthesegaserzeugung durch direkte Partialoxidation eines Kohlenwasserstofföls, indem Sauerstoff und Dampf miteinander reagieren, wobei nicht umgewandelter Kohlenstoff aus dem heissen Synthesegasgeneratorausstrom durch Waschen mit heissem Öl unter Bildung einer Bildung einer Aufschlämmung von Kohlenstoff in Öl entfernt wird. Der Schlamm wird als mindestens ein Teil des Synthesegasgeneratoreingangsstroms auf denselben zurü2ckgeführt,und anschliessend wird der gereinigte, abgekühlte Gasstrom mit Wasser umgesetzt, um sicherzustellen, dass die Kohlenwasserstoff-Öldämpfe aus dem Gasstrom entfernt werden.
• Die Erzeugung von CO und H2 oder Synthesegas durch nichtkatalytische Reaktion flüssiger Kohlenwasserstoffe mit Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter liuft in Gegenwart von Dampf oder C02 ist bekannt. Die Partialoxidation flüssiger Kohlenwasserstoffe, hauptsächlich schwerer Heizöle, stellt ein sehr wirtschaftliches Verfahren zur Produktion von Synthesegas in grossen Mengen dar. Im Partbalosidationsverfahren reagiert der Kohlenwasserstoff mit sauerstoffhaltigem Gas in einer geschlossenen, dichten Reaktionszone in Abwesenheit eines Katalysators oder einer Packung bei einem sich durch die Temperatur von etwa 980 - 17600C, vorzugsweise im Temperaturbereich von etwa 1200-1540°C, einstellenden Druck.
• Bei Verwendung von Kohlenwasserstoffölen als Ausgangsmaterial für das Verfahren wird ein Moderator, beispielsweise Dampf oder C02, zur Kontrolle der Reaktionszonentemperatur innerhalb eines gegebenen Temperaturbereiches benutzt. Das Kohlenwasserstofföl wird gewöhnlich vorgewärmt und kann teilweise oder vollständig verdampft und mit dem Dampf vermischt oder in diesem verteilt werden. Solche Kohlenwasserstofföl-Dampfinischungen oder -dispersionen werden gewöhnlich auf eine Temperatur von 260 - 43000, im allgemeinen auf eine Tempera--tur von mindestens 31500, vorgewärmt, während der Sauerstoff gewöhnlich nicht vorgewärmt wird. Die Reaktionszone weist gewöhnlich einen Druck oberhalb von etwa 7,0 kg/cm2, z.B.
• 42 - 70 k vom2 auf. Jüngere Verfirensentwicklungen gehen zu höheren Verfahrensdrucken, bis zu etwa 176 210 kg/cm²,über.
• Der Produktgasstrom besteht in erster Linie aus CO und H2 und enthält relativ kleine Anteile 002, Methan und mitgerissenen Kohlenstoff. Fester im Verfahren produzierter Kohlenstoff wird in Form sehr feiner Teilchen freigesetzt und wird durch Wasser oder Öl sehr leicht benetzt.
• Der der Re-aktionszone zuzuführende Sauerstoffanteil wird derart eingestellt, dass nahezu maximale Ausbeuten an CO und H2 erhalten werden. Gewöhnlich zieht man es vor, hochreinen Sauerstoff einzusetzen. Z.B. enthalten die sauerstoffreichen Gasströme einen 95% Sauerstoffüberschuss pro Volumen. Dera.-tige Sauerstoffkonzentrationen sind ohne weiteres in Kommerziellen Sauerstoffanlagen herstellbar.
• Die die Gaserzeugungszone verlassenden Produktgase enthalten große Wärmemengen. Diese Wärme kann vorteilhafterweise zur Umwandlung von Wasser in Dampf verwendet werden, indem der Heissgasstlom durch einen geeigneten Wärmetauscher, wie z.B.
• ein Abhitzkessel, strömt.
• Im allgemeinen ist es erwünscht, um eine maximale Ausnutzung des eingesetzten Sauerstoffs zu erreichen, den Synthesegasgenerator in der Weise zu fahren, dass etwa 0,5 bis etwa 2% Kohlenstoff, enthalten in dem dem Gasgenerator zuzuführenden Kohlenwasserstoff, als freier Kohlenstoff freigesetzt und mit dem den Synthesegenerator verlassenden Produktgas abgeführt wird. Der im Synthesegasstrom mitgeführte Kohlenstoff kann durch Umsetzung des Gasstroms mit Wasser in einer geeigneten Gas-Slüssigkeit-Kontaktanlage, beispielswese ein Sprühturm, eine Anlage mit Austauschböden oder eine gepackte Kolonne, wirksam entfernt werden. Durch die Gasstromwäsche bildet sich eine Aufschlämmung von Kohlenstoff in Wasser, welche flüssig und bis zu einer Konzentration von 3 Gew.-% Kohlenstoff in der Aufschlämmung pumpbar ist. Die Verwendung der Aufschlämmung stellt in vielen Fällen ein Problem dar, zu dessen Lösung verschiedene Verfahren erfunden worden sind.
• Normalerweise erfolgt die Entfernung des Kohlenstoffs aus dem Wasser durch Überführung des Kohlenstoffs in Öl unter Bildung einer Aufschlämmung von Kohlenstoff in Ö1, welche als Brennstoff für den Synthesegasgenerator oder für andere Zwecke verwendet werden kann. Geeignete Verfahren zur Kohlenstoffrückgewinnung aus der wässerigen Aufschlammung sind bekannt, und sie sind ausführlich, beispielsweise in den U.S.-Patenten Nr. 2.999.741 (R.M. Dille et.al.) und Wr.2.992.906 (F.E. Guptill jr.), beschrieben worden.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Synthesegaserzeugung durch direkte Partialoxidation mit Sauerstoff und Dampf in einer Strömungsreaktionszone-bei einer bei gegebenen Reakt-ionsbedingungen sich einstellenden Temperatur im Bereich von 980-1650°C unter gleichzeitiger Herstellung freien Kohlenstoffs, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Reaktionszone ausströmende Produktgas auf eine Temperatur im Bereich von 200-2q00C, aber oberhalb des Taupunktes des im Produktgas- enthaltenen.Wasserdampfes abgekühlt, das abgekühlte Produktgas in innigen Kontakt mit flüssigen Kohlenwasserstoffen bei einer Temperatur oberhalb des Taupunktes des im Produktgas enthaltenen Wasserdampfes gebracht und dadurch die im Produktgasstrom mitgeführten Kohlenstoffteilchen aus dem Produktgasstrom ohne Kondensation des im Produktgas enthaltenen Wasserdampfes entfernt werden.
• Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Kohlenstoffentfernung aus Synthesegas, wobei der Kohlenstoff direkt aus dem Gas in Öl übertragen wird. Hierdurch ist die Notwendigkeit teurer und mit Schwierigkeiten verbundener Verfahren zur effektiven tbertragung des Kohlenstoffs aus der wässerigen Auf schlämmung in ein Kohlenwasserstofföl ausgeschlossen. Das erfindungsgemässe Verfahren stellt somit eine Verbesserung konventioneller Synthesega serzeugungsverfahren dar, wie es oben beschrieben wurde. Das vorliegende Verfahren ist insbesondere vorteilhaft durch die direkte Aufnahme des Kohlenstoff s aus dem Synthesegas in ein Kohlenwasserstofföl, wodurch die Notwendigkeit der Anwendung von zwischenzuschaltenden leichten Destillatfraktionen, wie z.B. Benzin oder Schwerbenzin als Kohlenstoffüberträger, ausgeschaltet wird.
• Obgleich verschiedene flüssige Kohlenwasserstoffe als Ausgangsmaterialien zur Synthesegaserzeugung geeignet sind, werden auf Grund wirtschaftlicher Überlegungen Kohlenwasserstofföle mit einer API-Dichte-kleiner als 10°-bevorzugt.
• Schwere Heizöle, die zur Verwendung im erfindungsgemässen Verfahren geeignet sind, umfassen z.B. schwere Destillate, Rückstandsheizöl, Bunkerheizöl, Heizöl Nr. 6 und flüssige Rückstände aus verschiedenen Erdöldestillations- und Crackverfahren-sowie ähnlicher Verfahren. Vorzugsweise weist das fliissige YLohlenwasserstoff-Ausgangsmaterial für den Synthesegasgenerator einen anfänglichen Siedepunkt von etwa oberhalb 200°C auf.
• Die beiliegende Zeichnung gibt eine geeignete Anlage wieder, in welcher eine bevorzugte Ausführung des erfïndungsgemässen Verfahrens durchgeführt werden kann: Kohlenwassorstoff-Ausgangsmaterial nachfolgend be schriebener Herkunft wird durch die Leitung (7) in den Brenner (8) -des Synthesegasgenerators (9) eingeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das durch die Leitung (7) strömende Kohlenwasserstoffausgangsöl Kohlenstoff, den aus dem Synthesegasgeneratorprodukt durch direkten Kontakt mit dem Kohlenwasserstoffausgangsöl (Vorgang wird nachfolgend beschrieben) entfernt wurde. Dampf, einer geeigneten Quelle entstammend, kann, falls benötigt, zusammen mit dem Öl durch die Leitung (7) eingeführt werden. Sauerstoff geeigneter Herkunft tritt in den Brenner (8) durch die Leitung (11) ein und kann wahlweise mit Dampf vermischt sein. Das über Leitung (7) eintretende Öl wird flüssig durch das zentrale Rohr des Brenners (8) mit Sauerstoff, welcher aus Leitung (11) kommt, vermischt axial in den oberenTeil der Reaktionszone (10) des Gasgenerators (9) geschickt. Details der Konstruktion eines Brenners, welcher als Brenner (8) in einem Synthesegasgenerator geeignet ist, sind in den U.S.-Patenten Nr. 2.928.459 und 2.928.460 (Eastman et.al.), ausgegeben am 15.3.1960, enthalten. Der Synthesegasgenerator (9) besteht aus einem zylindrischen Druckreaktor (12) mit einer feuerfesten und hitzebeständigen Ummantelung (13), die eine zylindrische, widerstandsfähige, leere Reaktionskammer (10) umschliesst. Die Reaktionsmischung,kommend aus dem Brenner (8), besteht aus Öl, Kohlenstoff, Dampf und Sauerstoff und wird durch Eingang (14) axial in den oberen Bereich der Reaktionskammer (10) eingegeben. Die Reaktionsprodukte verlassen den unteren Teil der Reaktionszone (10) durch einen Ausgang (15) und strömen durch das Verbindungsstück (16) und die Transportleitung (17), welche mit einer geeigneten feuerfesten und hitzebeständigen Ummaantelung (18) ausgekleidet sind.
• In der Reaktionszone (10) des Synthesegasgenerators (9) reagiert die Mischung aus Öl, Kohlenstoff, Dampf und Sauerstoff bei einer bei den gegebenen Reaktionsbedingungen sich einstellenden Temperatur oberhalb 980°C, z.B. bei einer Temperatur im Bereich 1200 - 15400C, und bildet Syn!hesegas, welches aus CO, H2 und geringen Anteilen 002, inerten Atmosphärengasen und festem Kohlenstoff besteht.
• Die relativen Anteile von Öl, Dampf und Sauerstoff werden sorgfältig eingestellt, um eine im wesentlichen vollständige Umwandlung des im Kohlenwasserstofföl vorhandenen Kohlenstoffs in CO zu erzielen und eine den Reaktionsbedingungen entsprechende (autogene) Reaktionszonentemperatur im Bereich von 980 - 16500C, vorzugsweise im Temperaturbereich von 1200 - 1540°C, aufrechtzuerhalten. Kleine Anteile freien Kohlenstoffs, z.B. 1-5% des im Ausgangsmaterial enthaltenen und durch die Leistung (7) herangeführten Kohlenstoffs, erscheinen als fester Kohlenstoff im Produkts -»strom. Weiter sind kleine Anteile C02, z.B. 5-7 Mol-%, bezogen suf trockenes Produktgas, im Synthesegasprodukt enthalten. Gewöhnlich sind 90-92% des im Kohlenwasserstoffausgangsmaterialstroms enthaltenen Kohlenstoffs direkt in CO umgewandelt. Dass mindestens ein Teil des C°2 im Produktgas vorhanden ist, ergibt sich aus der Wassergasreaktionr(water gas shift reaction). Auch ist gewöhnlich ein kleiner Methanolanteil, z.B.
• 0,2-0,5 Mol-%, bezogen auf trockenes Produktgas, im Synthesegas vorhanden. Etwas Stickstoff und Argon können ebenfalls im Produktgas vorhanden sein. Diese Anteile sind von der Ölreinheit und dem verwendeten Sauerstoff abhängig.
• Alle im Kohlenwasserstofföl enthaltene Asche, beispielsweise die bei der Konvertierung schwerer Rückstände in Synthesegas freiwerdende Asche, wird durch den unteren Teil der Reaktionszone (9) als Asche oder Schlacke in der Schlackenkammer (19) gesammelt. Die Schlackenkammer (19) ist dem Verbindungsstück (16) angeschlossen. Jede geschmolzene Asche oder Schlacke, die aus der Reaktionskammer (10) durch-den Ausgang (15) ausgefahren wird, fällt unmittelbar in ein in der Schlackenkammer (19) befindliches Wasserbad (21). Das Wasserbad (21) kühlt die heisse Asche oder Schlacke aus dem Generator ab und bildet kleine feste Körner aus denselben.
• Das Wasser wird durch die Leitung (22) in den Schlackensammler (19) eingebracht, indem es durch die Wasserummantelung (23) in den oberen Teil der Schlackenkammer (21) strömt und von dort durch die Öffnungen (24) auf die darunterliegende Kammer (19) rieselt. Die Wasserummantelung (27) schützt den Tei1:..'er Schlacke£rammer (19) vor einer Überhitzung, der über dem Wasserbadniveau (21) und unter der feuerfesten Ummantelung (18) des Verbindungsstücks (16) liegt. Die Ansammlungen festen Materials, z.B. verfestigte Schlacke oder Asche aus dem Brennstoff, können, falls erforderlich, durch die Leitung (26), welche vom Ventil (27) überwacht wird, aus der Schlackenkammer (19) ausgetragen werden. Das Wasserniveau in der Schlackenkammer (21) wird in geeigneter Weise durch Abführen von Wasser aus der Schlackenkammer durch die Beitung (29), welche vom Ventil (28) kontrolliert wird, das wiederum von der Flüssigkeitsstandkontrolle (30) gesteuert ist, geregelt.
• Die den Gasgenerator (9) verlassenden heissen Produktgase passieren die Transportleitung (17) zum hbhitzkessel (32), in welchem der Gasstrom durch-indirekten Wärmetausch mit Wasser auf eine Temperatur oberhalb des Taupunktes, z.B. auf eine Temperatur im Bereich von 200 - 2900C abgekühlt wird.
• Hierbei bildet sich Hochdruckdampf, der in den Dampfsammler (33) abgenommen und von dort durch die Leitung (34) zur Prozessverwendung abgeführt wird. Das fiir den Abliitzkessel benötige Wasser wird, falls erforderlich, über die Leitung (35) und den Schlammsammler (36) zugeführt. Die den Abhitzkessel durchströmenden Gase enthalten mitgeführte Kohlenstoffteilchen, welche bei der Synthesegaserzeutng gebildet wurden.
• Das abgekühlte Produktgas verlässt den Abhitzkessel (32) und gelangt durch die Transportleitung (38) in eine Gas-Flüssigkeit-Kontaktanlage (39), in welcher Öl durch die Leitung (41) und die Einspritzdüsen (42) eingeblasen wird.
• Ein enger Kontakt zwischen dem aus der Transportleitung (38) kommenden Produktgas und dem durch die Leitung (4-1) herangeführten Öl wird in der Kontaktanlage (39), die vorzugsweise die Form eines Venturi-Rohrs aufweist, hergestellt. Sie (39) kann aber auch als Düse oder- Lochplatte ausgebildet sein. In der Kontaktanlage (39) erfolgt eine Beschleunigung des Gasstroms, und das Öl wird in den beschleunigten Gas--strom durch die Venturi-Rohröffnung oder die Öffnungen der Lochplatte aus einer Vielzahl von Düsen (42), von denen zwei in der Zeichnung angegeben sind, eingeblasen. Venturi-Rohr und Lochplatte sind bekannt.
• Die Kontaktreaktion oder das Waschen des Gasstroms mit einem flüssigen Kohlenwasserstoff wird bei einer Temperatur oberhalb der Taupunkttemperatur des Produktgases, z.B. bei einer Temperatur im Bereich von 175 - 5000C, durchgeführt.
• Der Taupunkt des Produktgasstroms ist im Bereich von 145 -2000C. Der verwendete flüssige Kohlenwasserstoff weist einen anfänglichen atmosphärischen Siedepunkt von oberhalb 145°C, vorzugsweise oberhalb 2000C, auf. Im allgemeinen eignet sich das Prozesaheizöl zum Waschen des l'roduktgasst-roms, um eine Kohlenstoff entfernung zu erreichen.
• Die Kohl enstoff-Öl-Ni chung aus der Wäsche eignet sich zum Einsatz als Prozessbrennstoff. Öleinspritzgeschwindigkeiten von 3,8 - 38 Liter Öl / 28,3 m3 Gas können angewendet werden.
• Vorzugsweise erfolgen Öleinspritzgeschwindigkeiten von 7,5 -19 Leiter Öl / 28,3 m3 Gas.
• Die sich in der Kontaktanlage (39) bildende Gas-Öl-Mischung wird in den Separator (43) geleitet, in welchem eine rernung von gekühltem gereinigtem Produktgas und dem den Kohlenstoff aus dem Produktgasstrom enthaltenden Öl erfolgt. Der Separator (43) ist im oberen Teil eines geeigneten Reaktors vom Zyklontyp, wobei das gereinigte Gas zentrisch und axial aus- und in die Leitung (44) gebracht wird. Kohlenwasserstoff, welches als Ausgangsmaterial für den Synthesegasgenerator geeignet ist, wird in den Separator (43) durch die Bettung (45) und die Pumpe (46) eingegeben. Das 01 passiert den Erhitzer (47), welcher in geeigneter Weise mit dem Ventil (48), welches durch die Flüssigkeitsstandkontrolle (49) gesteuert wird, verbunden ist, und tritt iii den unteren Teil des Separators (43) ein, wo eine Vermischung mit dem kohlenstoffhaltigen vom Produktgasstrom abgetrennten Öl erfolgt.
• Die Kohlenstoff-Öl-Aufschlämmung wird aus dem Separator (43) abgezogen, wobei ein Teil desselben mit IIilfe der Pumpe (51) und durch die Leitung (4-1) zu den Einspritzdüsen (42) geführt wird. Der verbleibende Teil der Kohlenstoff-Öl-Aufschlämmung wird aus dem Separator (43) über die Pumpe (52), welche in geeigneter Weise durch das Ventil (53) gesteuert wird, das der Überwachung durch die Strömungsgeschwindigkeitskontrolle (54) unterliegt, entfernt und durch die.Leitung (55) in die Leitung (7) - als Ausgangsmaterial für den Synthesegasgenerator - gepumpt. Das kohlenstoffhaltige Öl aus dem Separator (43) kann das gesamte oder ein Teil des Ausgangsmaterials sein. Falls benötigt, kann Ölausgangsmaterial durch den Erhitzer (4r/) und die Leitung (56) auf die I?umpe (52) geführt werden, wa.: vom Ventil (57) gesbeuert wird. Kohlenstoff-Öl-Aufschlämmung kann über Leitung (58) mit dem zwischengeschalteten Konürollventil (59) zur Verwendung als Brennstoff abgezogen werden.
• Das abgekühlte und gereinigte aus dem Separator (43) durch die Leitung (44) abgeführte Produktgas passiert eine Gas-Flüssigkeits-Kontaktanlage (60),in wel cher Wasser durch die Leitung (61) und die Einspritzdüsen (62) eingespritzt wird.
• In der Kontaktanlage (60) erfolgt eine innige Berührung des aus der Leitung (44) kommenden Produktgases, welches wenig Öldampf und Kohlenstoffteilchen aus dem Separator (43) mit sich führt,mit dem durch die Leitung (61) eingeführten Wassers. Die Kontaktanlage (60) stellt in geeigneter Weise ein Venturi-Rohr oder eine Lochplatte dar, ähnlich wie die Kontaktanlage (39). In (60) erfolgt eine Beschleunigung des Gasstroms und das Wassereinspritzen in den beschleunigten Gasstrom an der Öffnung des Venturi-Rohres oder der Lochplatte durch eine Vielzahl von Düsen (62), von denen zwei in der Zeichnung wiedergegeben sind.
• Die in der Kontaktanlage (60) gebildete Gas-Wasser-Nischung fliesst in den Separator (63), in welchem eine Abtrennung des abgekühlten, -gereinigten Produktgases vom Wasser, welches Restöl und aus dem Produktgasstrom entfernten Kohlenstoff enthält, erfolgt. Der Separator (63) kann in geeigncter Weise ein Tuim mit einem Packungsteil (64), oberhalb des aus der Kontaktanlage (60) kommenden Gaseintritts angeordnet, sein. Wasser wird vom unteren Teil des Separators (63) in die Kontaktanlage (60) mit der Pumpe (65) gepumpt. Frischwasser, z.B. Kondensat aus der Anlage, wird dem Turm (63) durch die Leitung (66) und der Pumpe (67) zugeführt, wobei die Zuführung in geeigneter Weise durch die Strömungsgeschwindigkeits- I-ontrollc (68) geregelt wird. Das Wasser mit Öl und aus dem Produktgasstrom herrührendem Kohlenstoff sammelt sich im unteren Bereich des Separators (63) und wird aus diesem durch die Leitung (G9) und über das Ventil (70), welches über die Flüssigkeitsstandkontrolle (71) gesteuert wird, entfernt.
• Das Wasser aus dem Separator (63) kann der Anlage durch die Leitung (72) und das Kontrollventil (73) entnommen oder kann nach Passieren der Pumpe (74) durch die Leitung. (75) in den Erhitzer (76) zur Erzeugung von Dampf für den Synthesegasgenerator geführt werden.
• Vorzugsweise ist die Temperatur im Wasserwaschschritt im Einklang mit einer wirksamen Entfernung des Öldampfes aus dem Gasstrom so hoch wie möglich gewählt. Der Wasserwaschtemperaturbereich kann 37-2600C, vorzugsweise 145-2300C, sein.
• Im allgemeinen ist es erwünscht, den Wasserwaschschritt bei einer Temperatur von etwa lO0C unterhalb der Ölwaschtemperatur zu führen. Das Wasserverhältnis liegt bei der Wäsche im Bereich von 3,8 - 38 Liter Wasser / 28,3 m3 Produktgas.
• Der Erhitzer (76), verwendbar ist ein Einrohrdampfkessel, wandelt das Wasser -in Prozessdampf um. Der aus dem Erhitzer (76) durch die Leitung (77) strömende Dampf wird, wie benötigt, entweder in die Sauerstoffzufuhrleitung (11) oder die Ölzufuhrleitung (7) über die Regelventile (78) und (79) geführt. Ein Teil oder aller benötigter Dampf für die Synthesegaserzeugung kann aus dem dem Separator (63) entnommenen Wasser stammen oder es kann ein Teil oder der gesamte Dampf aus dem durch die Leitung (81) mit der Pumpe (82) zugeführten Frischwasser entstammen. Falls es gewünscht wird, dem Synthesegasgenerator den Dampf vermischt mit dem Öl durch die Leitung (7) zuzuführen, wird der Dampf -.vorteilhafterwei se aus dem ölhaltigen Wasser entstammend. dem Separator (63) erzeugt.
• Falls der Dampf über die Sauerstoffzufuhrleitung eingebracht wird, sollten keine Öldämpfe vorhanden sein. Dann ist eine Dampferzeugung aus dem durch die Leitung (81) zugeführten Frischwasser vorzuziehen.
• Beispiel: Prozessheizöl mit einer API-Dichte von 8,80 wurde auf ll30C vorgewärmt und in eine 0,052 m3 grosse Reaktionazone in einem Strömungssynthesegasgenerator mit einer Geschwindigkeit von 207,5 kg (205,6 Liter) /Stunde eingegeben. 99,7 Vol-% reiner Sauerstoff wurde auf 204°C vorgewärmt und mit einer Geschwindigkeit von 139,8 Nm3/ Stunde in Mischung mit 97,9kg/ Stunde Prozessdampf der Temperatur von 489 0C in die Reaktionazone geführt. Die sich einstellende Mischung von 01, Dampf. und Sauerstoff reagiert im Generator bei gegebenen Bedingungen sich einstellenden Temperaturen im Bereich von 1200-1370°C und einem Druck bei 88,3 kg/cm2.
• Das aus der Reaktionszone mit 12000C und einer Geschwindigkeit von 571,5 Nm3/Stunde austretende Gas hatte folgende Zusammensetzung (Vol.-% oder Mol-%, auf Trockengas bezogen): -CO 45,27 H2 45,05 CO2 6,36 Methan 0,79 N2 °,33 H2S 0,14 Ar 0;06 C (%C in Heizöl)1,63 Das Rohproduktgas aus dem Generator enthielt 6,88 Mol-% Wasserdampf (36,5 kg/Stunde). Das Produktgas hatte eine Taupunkttemperatur von 158,80C und enthielt 2,95 kg/Stunde freien Kohlenstoff als Nebenprodukt.
• Das Produktgas aus dem Synthesegasgenerator wurde auf 260 0C durch indirekten Wärmetausch in einem Abhitzkessel gekühlt und sodann in einem Venturi-Kontaktrohr und -Separator mit einem 8,80 API-Dichte-Heizöl, welches auch als Prozessbrennstoff verwendet wurde, in Kontakt gebracht. Durch den direkten Kontakt mit dem Öl kühlte das Produktgas auf etwa 243°C ab, und das Öl entfernte aus dem Gasstrom Russ. Das Öl wurde mit einer Geschwindigkeit von 7,95 Liter Öl /28,3m3 Trockengas oder 23,45 kg/Stunde in das Venturi-Kontaktrohr und - Separator gegeben. Das mit Kohlenstoff beladene Öl, enthaltend 1,42 Gew.-% C, wurde mit der gleichen Geschwindigkeit aus der Quenchanlage abgezogen Der nicht umgesetzte Kohlenstoff im Produktgas betrug 1,63 Gew.-% des im Ausgangsmaterial enthaltenen Kohlenstoffs.
• Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens beim Betreiben eines Synthesegasgenerators besteht darin, dass, da der Kohlenstoff aus dem Produktgasstrom durch Waschen mit einem Kohlenwasserstofföl entfernt wird, die Notwendigkeit aus dem Quenchwasser nach herkömmlichen Synthesegaserzeugungsverfahren auszuführenden Kohlenstoffwiedergewinnung ausgeschlossen wird. Das vorliegende Verfahren benötigt keine grössere Zahl von Wärmetauschern und Trennreaktoren mehr und macht Gebrauch von einem Abhitzkessel, der die im heissen Synthesegas enthaltene Wärme direkt zur Hochdruckdampfherstellung benutzt.

Claims (9)

(Neue) P a t e n t a n s p r ü c h e

1) Verfahren zur Synthesegaserzeugung durch direkte Partialoxidation flüssiger Kohlenwasserstoffe mit Sauerstoff und Dampf in einer Strömungsreaktionszone bei einer bei gegebenen Reaktionsbedingungen sich einstellenden Temperatur im Bereich von 980 - 16500C unter gleichzeitiger Herstellung freien Kohlenstoffs, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das aus das Reaktionszone ausströmende Produktgas auf eine Temperatur oberhalb des Taupunktes des im Produkt-~ gas enthaltenen Wasserdampfes abgekühlt, das abgekühlte Produktgas in innigen Kontakt mit flüssigen Kohlenwasserstoffen bei einer Temperatur oberhalb des Taupunktes des im Produktgas enthaltenen Wasserdampfes gebracht und dadurch die im Produktgasstrom mitgeführten Kohlenstoffteilchen aus dem Produktgasstrom ohne Kondensation des im Produktgas enthaltenen Wasserdampfes entfernt werden.

2) Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k en n -z e i 0 h n e t , daß der Produktgasstrom anschließend mit Wasser bei einer Temperatur unterhalb 260°C behandelt wird, um die Entfernung von Kohlenwasserstoffdämpfen herbeizuführen.

3) Verfahren nach'Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -.z e i c h n e t , daß das Produktgas nach der Behandlung mit den flüssigen Kohlenwasserstoffen mit Wasser bei einer Temperatur im Bereich von etwa 37 - 260 0c und einer Wassermenge von etwa 3,8 - 38 Liter Wasser/ 28,3 m3 ausströmenden Produktgases gewaschen wird, und damit alle noch vorhandenen Kohlenstoffteilchen entfernt und die Kohlenwasserstoffdämpfe unter Herstellung eines Wasser-Kohlenwasserstoff-Gemisches auskondensiert werden und ein Teil des Wasser-Kohlenwasserstoff-Gemisches in einer Heizzone unter Herstellung eines Dampf-Kohlenwasserstoffdampf-Gemisches verdampft und dieses der Reaktionszone des Synthesegasgenerators als mindestens ein Teil des Ausgangsmaterials zugeführt wird.

4) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a -durch g e k e n n z e i c h n e t , daß die die Kohlenstoffteilchen enthaltenden flüssigen Kohlenwasserstoffe der Reaktionszone als mindestens ein Teil des Kohlentasserstoffausgangsmaterials zugeführt werden.

5) Verfahren nach Anspruch 1 - 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i 0 h n e t , daß die Gaserzeugung, die Gaskühlung und die Gaswäsche bei im wesentlichen gleichen Drucken im Bereich von 7,0 -210 kg/cm2 durchgeführt werden.

6) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß 1 - 5 Gew.-% Kohlenstoff, der in dem der Reaktionszone zugeführten Ausgangsmaterial vorhanden ist, im Produktgas als Kohlenstoffteilchen mitgeführt wird.

7) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das abgekühlte Produktgas in innigen Kontakt mit flüssigen Kohlenwasserstoffen, die einen anfänglichen atmosphärischen Siedepunkt oberhalb 1450C aufweisen, gebracht wird.

8) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Produktgas bei einer Temperatur im Bereich von 175 - 260 0C in innigen Kontakt mit flüssigen Kohlenwasserstoffen gebracht wird.

9) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das aus der Reaktionszone ausströmende Produktgas auf eine Temperatur von 200 - 290°C abgekühlt wird.