DE2322933C2

DE2322933C2 - Verfahren zur Herstellung eines als Reduziergas geeigneten Synthesegases

Info

Publication number: DE2322933C2
Application number: DE2322933A
Authority: DE
Inventors: William Bernard Whittier Calif. Crouch
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1972-06-28
Filing date: 1973-05-07
Publication date: 1986-03-13
Also published as: SE394883B; GB1399791A; FR2190722B1; BR7304702D0; IT990711B; JPS4963701A; ZA733416B; CA989172A; FR2190722A1; LU67881A1; JPS5633322B2; BE801464A; ATA473073A; NL7308608A; AT365155B; DE2322933A1; NL180304B; NL180304C; US3840355A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines H₂, CO, H₂O, CO₂ und Kohlenstoffteilchen von etwa 0.01 bis 30 Gew.-% (bezogen auf Kohlenstoff in dem zum Einsatz kommenden flüssigen Kohlenwasscrstoff) enthaltenden Synthesegases, das ein molares Reduzierverhältnis von mindestens 10 aufweist und als Reduziergas geeignet ist, durch partielle Oxidation von Kohlenwasserstoffe enthaltenden flüssigen Brennstoffen mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas bei einer Temperatur von etwa 816°C bis 1927°C und einem Druck von 1 bis 245 bar in der Reaktionszone eines Strömungshindernisfreien, nichtkatalytischen Gasgenerators in Gegenwart eines Temperaturmoderators in Abwesenheit von zusätzlichem Wasser, wobei das den freien Sauerstoff enthaltende Gas 0,6 bis 1.2 Atome freien Sauerstoff pro Brennstoff-Kohlenstoffatom enthält.

Das molare Verhältnis (H₂+ CO/H₂O-f CO₂) einer Gasmischung wird als »Reduzierverhältnis« bezeichnet. Dieses Reduzierverhältnis ist ein Maß für die Wirksamkeit einer Gasmischung als Reduktionsmittel. |e höher das Reduzierverhältnis ist, um so größer ist die Wirksamkeit.

Flüssige und gasförmige Kohlenwasserstoffbrennstoffe werden mit Sauerstoff sowie mit odtr ohne Dampf in Abwesenheit von Katalysatoren unter Partialoxidation zu Gasgemischen umgesetzt, die hauptsächlich H₂ und CO sowie einen geringen Anteil an CO₂, H₂O und Kohlenstoffteilchen enthalten. Setzt man flüssige Kohlenwasserstoffe, wie z. B. schweres Heizöl, mit einem Rußanteil von etwa 2 Gew.-% (bezogen auf Kohlenstoff im Einsatzmaterial) ohne Dampf im Partialoxidationsgenerator um, steigen die Temperaturen in der Reaktionszone stark an. Wird Dampf dem Brennstoff zugefügt, vermindert sich das Reduzierverhältnis auf etwa 5 bis 10. Wird Erdgas als alleiniger Brennstoff im Gasgenerator eingesetzt, werden große Mengen erwärmten Dampfes und hohe Sauerstoff/Brennstoff-Verhältnisse benötigt, um den Methangehalt des Produktgases auf annehmbare Werte zu senken, und es kann ein Reduzierverhältnis von etwa 5 bis 10 erhalten werden. In der US-Patentschrift 98 782 wird ein Verfahren zur Herstellung von Motorkraftstoff beschrieben, wonach Erdgas und Öl/Kohlcnstoff-Aufschlämmungen mit Dampf injiziert werden, um übermäßige Verbrennungstemperaturen zu vermeiden.

Wi Das nach diesem Verfahren erzeugte Gas weist ein niedriges Reduzierverhältnis auf.

Aus der DE-OS 19 65 366 ist ein Verfahren zur Herstellung eines hauptsächlich aus CO und H₂ bestehenden Reaktionsgases durch nichtkatalytische Partialoxydation eines flüssigen Kohlenwasserstoff-Brennstoffes bekannt, bei dem man in Abwesenheit von zusätzlichem Wasser ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas einsetzt und zwischen Atmosphärendruck und 250 atm sowie Temperaturen vorzugsweise zwischen 1090 und I93O"C

bi arbeitet. Nach diesem Verfahren wird /war auch ein Gasgemisch mit einem günstigen Reduzierverhältnis erhalten, jedoch liegt der Saiicrstoffverbrauch dort im Verhältnis zur Bildung von H₂+ CO zu hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Synthesegases mittels Partialoxidation Kohlenwasserstoffe enthaltender flüssiger Brennstoffe bereitzustellen, das bei herabgesetztem Sauer-

stoffverbrauch ein hohes Reduzierverhaltnis aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Temperaturmoderator pro Gewichtsteil fiüssiger Brennstoff etwa 0,25 bis 0,75 Gewichtsteile eines im wesentlichen wasserfreien, mindestens 22 Mol-% Methan enthaltenden Gases eingesetzt wird.

Vorzugsweise wird der flüssige Brennstoff in dem methanreichen Gas dispergiert und sodann in die Reaklionszone eingegeben.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird in die Reaktionszone des Gasgenerators kontinuierlich und gleichzeitig mit Hilfe eines im Gasgenerator befestigten und axial mit diesem ausgeric! teten Ringbrenners zentral ein erster Gasstrom, bestehend aus dem freien Sauerstoff enthaltenden Gas, ringförmig um den ersten Gasstrom ein zweiter Gasstrom, bestehend aus der Dispersion des methanreichen Gases mit dem Brennstoff, und ringförmig um den zweiten Gasstrom zusätzlich ein dritter Gasstrom, bestehend aus einem Gas wie Luft, sauerstoffangereicherter Luft, Stickstoff, ein gekühlter und im Kreislauf geführter Teilstrom des Gasausstroms des Gasgenerators oder unter Kühlung gereinigtes und komprimiertes Abgas einer Erzreduktionszone eingegeben werden.

Überraschenderweise tritt bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein synergistischer π Effekt gegenüber dem Verfahren auf, bei dem üblicherweise als Temperaturmoderator Dampf statt methanreiches Gas eingesetzt wird. Die Nettogasmenge pro Einheit des Einsatzöls wird durch Verwendung des methanhaitigen Gases im Vergleich mit einem nichtbrennbaren Träger, wie beispielsweise H₃O oder CO₂, beinahe verdoppelt Das resultierende Produktgas ist geeignet als Reduzier-, Heiz- oder Synthesegas. Es eignet sich insbesondere als Reduktionsgas fur die Metalloxidreduktion. ,₀

Der in dieser Beschreibung verwendete Ausdruck »Kohlenwasserstoffe enthaltender flüssiger Brennstoff« bezieht sich auf geeignete flüssige kohlenwasserstoffhakige Brennstoffe, wie verflüssigtes Erdgas, schweres Heizöh Erdöldestillate und -rückstände, Gasolin, Naphtha, Kerosin, Rohöl, Toprückstand, Asphalt, Gasöl, Rückstandsol, Schieferöl, Teersandöl, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Benzol, Toluol, Xylol, Kohleteer, Kreislaufgasöl aus katalytischen Wirbelschichtcrackanlagen, Furfurolextrakte von Kokereigasöl, Aldehyde, Ketone. Alkohole, organisches Abfallmateriai enthaltende Flüssigkeiten mit Heirvert und Mischungen derselben. Kohlenwasserstofföle mit einer API-Dichte von weniger als 10° werden aus wirtschaftlichen Gründen bevorzugt. Hierunter fallen auch Aufschlämmungen fester kohlenstoffhaltiger Brennstoffe in mindestens einem der oben aufgeführten Kohlenwasserstoffe enthaltenden flüssigen Brennstoffe. Geeignete trockene kohlenstoffhaltige Festbrennstoffe, die aufgeschlämmt werden können, sind Petrolkoks, Schiefer, Teersande und Koks aus Kohle.

Der Kohlenwasserstoffe entl· Jtende flüssige Brennstoff kann bei Raumtemperatur in dem Methan enthaltenden Gas dispergiert werden oder auf eine Temperatur bis zu etwa 649° C, aber unterhalb seiner Cracktemperatur vorgewärmt werden. Es wir« veder Dampf, CO₂ noch ein anderer Träger oder temperatursteuerndes Gas aus einer externen Quelle in das System eingeführt.

Das erfindungsgemäß eingesetzte, Methan enthaltende Gas ist brennbar. So kann im wesentlichen reines Methan (mindestens 95 Mol-% CH₄), Erdgas, Koksofengas und Heizgas, bestehend hauptsächlich aus H₂, CO und mindestens 22 Mol-% CH₄ eingesetzt werden. Dieses Gas ist im wesentlichen trocken und weist einen oberen Heizwert von etwa 4425 kcal/Nm³ bis 10 640 kcal/Nm³ auf.

Die Temperatur des Methan enthaltenden Gases vor seiner Vermischung mit dem Kohlenwasserstoffe enthaltenden flüssigen Brennstoff kann im Bereich Raumtemperatur bis insbesondere 538°C liegen. Das Gewichtsverhältnis zum Kohlenwasserstoffe enthaltenden flüssigen Brennstoff liegt bei etwa 0,25 bis 0,75, vorzugsweise bei etwa 0.4 bis 0,6 kg/kg.

Bevorzugt wird Erdgas eingesetzt, das im allgemeinen zu niedrigen Kosten erhältlich ist. Der hier verwendete Ausdruck »Erdgas« soll Gasgemische umfassen, die brennbar sind und einen oberen Heizwert von etwa 3540 bis 35 400 kcal/Nm¹ aufweisen. Solche trockenen, brennbaren Erdgasgemische können Methan in einem Anteil von etwa 22 bis 99,5 Mol-% (trocken) enthalten und sind Gase oder Gemische derselben, wie sie in der Tabelle I aufgeführt sind:

;iie ι	Mol-% (trocken)
Methan	22 bis 99,5
Äthan	Obis 30
Propan	0 bis 70
Butan	Obis 19
Pentan und schwerer	Obis 10
Stickstoff	0 bis 78
Kohlendioxid	Obis 5
Schwefelwasserstoff	Obis 6
Helium	Obis 2

So hat beispielsweise ein vorzugsweise eingesetztes, per Pipeline angeliefertes durchschnittliches Erdgas einen Heizwert von etwa 7530 bis 10 200 kcal/Nm³ und die Zusammensetzung, in Mol-% (trocken)· 72 6 Methan 24,4 Athan, 0,5 Kohlendioxid und 12,5 Stickstoff.

Das freien Sauerstoff enthaltende Gas ist im wesentlichen reiner Sauerstoff (mindestens etwa 95 Mol-% O₂), siiuerstoffangereicherte Luft (mindestens etv/a 22 Mol-% O₂) oder Luft. Derartige Sauerstoffkonzentrationen sind aus Luftzerlegungsanlagen leicht verfügbar. Es wird nur soviel freier Sauerstoff zugeführt, daß nahezu maximale Ausbeuten an CO und H₂ erhalten werden. Das Atomverhältnis von freiem Sauerstoff zu Kohlenstoff

im Brennstoffeinsatzmaterial liegt bei 0,6 bis 1,2.

Mit Hilfe eines Brenners mit mehreren Durchlässen, wobei dieser axial im Gasgenerator angebracht ist, werden gleichzeitig der flüssige Brennstoff, das freien Sauerstoff enthaltende Gas und das Methan enthaltende Gas in die Reaktionszone des Gasgenerators eingegeben. Der Gasgenerator ist ein Strömungshindernisfreier, nichtkatalytischer, mit feuerfester Auskleidung versehener, zylindrischer Slahldruckkessel. So ist ein Gasgenerator geeignet, wie er in der US-Patentschrift 36 39 261 beschrieben ist, wenn Vorkehrungen getroffen sind, daß der heiße Ausstrom des Generators nicht mit externem Wasser in Berührung kommt. Ein Ringbrenner gemäß US-Patentschrift 29 28 460 kann zur Beschickung der Reaktionszone eingesetzt werden. Vorzugsweise wird der flüssige Brennstoff im Methan enthaltenden Gas sehr fein verteilt. Diese Maßnahme kann mittels üblicher

ίο Vorrichtungen vorgenommen werden. Beispielsweise wird ein Methan enthaltender Gasstrom mit etwa 10 bis 538°C in einen Strom flüssigen Brennstoffes mit etwa 15.6 bis 538°C eingegeben. Im allgemeinen ist es wünschenswert, die Vorwärmung des flüssigen Brennstoffes nur bis 399°C vorzunehmen, um Cracken zu vermeiden. Die Feinverteilung des flüssigen Brennstoffes wird verbessert, wenn das Gemisch von flüssigem Brennstoff und Moderator durch ein relativ langes Rohrstück mit einer Geschwindigkeit von über 6 m/s, vorzugsweise weit über 9 m/s fließt. Der Rohrabschnitt, in welchem die Dispergierung des flüssigen Brennstoffes im Methan enthaltenden Gas erfolgt, weist eine Länge von etwa 100- bis 500mal des Leitungsinnendurchmessers auf, so daß Turbulenz herrscht. Der Rohrabschnitt wird erhitzt.

Auf diese Weise kann beispielsweise eine vorgewärmte Dispersion von flüssigem Brennstoff in Erdgas kontinuierlich den Ringdurchlaß des Brenners direkt in die Reaktionszone des Gasgenerators, in welcher die Partialoxidation erfolgt, passieren. Der Ringbrenner kann hauptsächlich aus einer zentra'vi Leitung und einem konzentrischen Rohr, welches urn die zentrale Leitung angeordnet ist, bestehen und hierdurch einen ringförmigen Durchlaß zwischen beiden bilden. Das Abstrom- oder Austrittsende des konzentrischen Rohres ist vorzugsweise mit einem sich verjüngenden Düsenkopfstück versehen, um zu bewirken, daß die beiden Ströme aufeinanderprallen und sich unterhalb des Brennermundstücks vermischen. Vorzugsweise wird der freien Sauerstoff

enthaltende Strom gleichzeitig und kontinuierlich durch die zentrale Brennerleitung geschickt, um in aufeinanderstoßende und vermischende Beziehung zur durch den King fließenden Dispersion zu treten. Die Ströme kommen miteinander vorzugsweise in der Reaktionszone in Berührung. Das Vermischen der Ströme tritt vorzugsweise an einem Punkt ein, der 0 bis 15 cm vom Brennerabstromende entfernt liegt. Durch diese Maßnahme werden die Teilchen des Brennstoffes einer weiteren Zerkleinerung unterworfen.

Alternativ kann der freien Sauerstoff enthaltende Strom kontinuierlich durch den Ringdurchlaß des Brenners in die Reaktionszone eingegeben werden, während der Dispersionsstrom durch den zentralen Brennerdurchlaß fließt.

Die Geschwindigkeiten am Brennermundstück für den freien Sauerstoff enthaltenden Gasstrom und den Dispersionsstrom liegen bei etwa 9 m/s bis Schallgeschwindigkeit, vorzugsweise bei etwa 91 bis !83 m/s. Die Geschwindigkeiten am Brennermundstück für die verschiedenen Ströme sind vorzugsweise gleich.

In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Ringbrenner eingesetzt, der mit einer weiteren konzentrischen Leitung ausgestattet ist, die über der ersten konzentrischen Leitung angeordnet ist und einen äußeren Ring zwischen denselben ausbildet. Das Abstrom- oder Austrittsende der zweiten konzentrischen Leitung kann vorzugsweise ebenfalls mit einem sich verjüngenden Düsenkopf zur Beeinflussung der Richtung des d^rch den äußeren Ring einfließenden Stroms versehen sein. Der Einsatz einer solchen Anordnung bietet wirtschaftliche Vorteile bei der Verminderung des Gehabes an Kohlenstoffteilchen im Produktgas bei gegebenem Anteil freien Sauerstoffes, der mit dem freien Sauerstoff enthaltenden Gas im Einsatzmaterial eingeführt wird. Die durch die zentrale Leitung und den inneren Ring fließenden Ströme können die bereits beschriebenen sein. Gleichzeitig wird dann durch den äußeren Ring ein mit einer Geschwindigkeit von etwa 9 m/s bis Schallgeschwindigkeit fließender Gasstrom eingeleitet, der aus Luft, sauerstoffangereicherter Luft, Stickstoff, einem Teil des gekühlten und rückgeführicn Ausstromgases des Gasgenerators oder einem unter Kühlung gereinigten und komprimierten Abgas aus einer Erzreduktionszone, wie z. B. aus einem zur Eisenerzreduktion dienenden Hochofen, besteht. Das Mischen der drei Ströme kann durch die an den beiden konzentrischen Leitungen befindlichen, sich verjüngenden Düsenkopfstücke gefördert werden. Vorzugsweise tritt diese Vermischung in der Reaktionszone in einem Abstand von 0 bis 15 cm von der Brennerstirnfläche ein.

Die drei Gasströme werden in die Reaktionszone des Gasgenerators in solchen Anteilen eingeleitet, daß die Partialoxidation bei einer autogenen Reaktionstemperatur von etwa 816 bis 1927°C und bei einem Druck von I bis 245 bar eintritt. Das heiße, den Generator verlassende ^roduktgas besteht hauptsächlich aus H2, CO, CO2. H₂O, CH₄ und einem geringen Anteil an Kohlenstoffteilchen. Es kann in einem üblichen Abhitzkessel abgekühlt werden. Beispiele für geeignete Abhitzkessel sind in den US-Patentschrifien 35 51 347 und 36 29 251 beschrieben.
Die Zusammensetzung des gemäß der Erfindung erzeugten Gases liegt in den Bereichen (Mol-%):

CH₄	Obis 2,0
H₂	35 bis 60,0
CO	35 bis 60.0
CO₂+ H₂O	Obis 7,0
	0 bis 30.0
H₂S	Obis 5,0

Im Produktgas sind 0 bis 30 Gew.-% (bezogen au) Kohlenstoff im Brennstoff) Kohlenstoffteilchen vorhanden.

Wie schon ausgeführt, tritt ein synergistischer Effekt auf, wenn insbesondere Erdgas den als temperatiirstcu-

erndes Gas dienenden Dampf im Verfahren ersetzt. Dieser Effekt wird im nachfolgenden Beisniel demonstriert

Wird flüssiger Brennstoff im Erdgas mitgerissen, wird ein Produktgas mit höherem Reduzierverhältnis erzeugt, als wenn der Gasgenerator entweder ausschließlich mit Erdgas oder mit flüssigem Brennstoff und Dampf beschickt wird.

Beispiel

Ein im wesentlichen aus CO und H₂ bestehendes Gasgemisch wird durch Partialoxidation einer Dispersion von schwerem Heizöl in Erdgas hergestellt. Das schwere Heizöl wies eine API-Dichte von 13.1, einen oberen Heizwert von 10 175 kcal/kg und folgende Zusammensetzung (in Gew.-%) auf:

C	85.7
H:	11.2
S	2.1
N	0.8
Asche	0.03

Die Dispersion wurde mit im wesentlichen reinem Sauerstoff nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem Strömungshindernisfreien, nichtkatalytisehen Gasgenerator umgesetzt.

Die Dispersion wurde mit einer Temperatur von etwa 149°C durch den ringförmigen Durchlaß eines üblichen Ringbrenners in die Reaktionszone des Gasgenerators eingegeben. Der Sauerstoff wurde mit einer Temperatur von etwa 37.8⁰C durch die zentrale Brennerleitung in die Reaktionszone eingeführt. Außerdem Wasser, das aus der Beschickung entsteht, wurde kein Wasser zugesetzt. Eine Zusammenfassung von Beschickung, Arbeitsbedingungen, Produkigaszusammensetzung und Betriebsdaten für den Versuch 1, jeweils pro Stunde, ist in der Tabelle Il gegeben.

Die ebenfalls in der Tabelle Il angeführten Werte für die Versuche 2 und 3 dienen dem Vergleich. Der Versuch 2 betrifft die Siandardarbeitsbedingungen für einen mit Erdgas beschickten Synthesegasgenerator. Es wird kein temperatursteuerndes Gas benötigt. Der Versuch 3 betrifft im we.^cintlichen den Betrieb des Generators gemäß Versuch I, wobei jedoch Dampf das Erdgas als Temperaturmoderator und Trägergas für das schwere Heizöl ersetzt. Das in den Versuchen 1 und 2 eingesetzte Erdgas besaß die folgende Zusammensetzung (in Gew.-%):

N 17.72

C 61.95

H 19.53

O 0.80

Die Versuche 1 bis 3 wurden bei gleichen Verweilzeiten in der Reaktionszone und bei konstantem Druck durchgeführt. Ohne Moderatorgas würden sich in einem ölbefeuerten Gasgenerator sehr hohe Temperaturen. /. B. über 220O°C, einstellen und die feuerfeste Auskleidung zerstören. Mit Dampf allein als Moderatorgas für den Brennstoff. Versuch 3. fallen das Reduzierverhältnis des Produktgases und der pro 1000 Nm^J erzeugte, H; -r- CO verbrauchte freie Sauerstoff stark ab.

Wird ein methanreicher Gasbrennstoff, wie z. B. Erdgas, als alleiniger Brennstoff im Generator umgesetzt, wird bei gewöhnlichem Betrieb kein Dampf oder ein anderes Moderatorgas eingesetzt, damit die autogene Temperatur m der Reaktionszone nicht unter eine zur Aufrechterhaltung der Reaktion benötigte Temperatur absinkt. Wie die Ergebnisse des Versuchs 2 zeigen, wird eine große Erdgasmenge zum Vorwärmen des Erdgases verbraucht, und das Sauerstoff/Kohlenstoff-Verhältnis ist hoch.

Die unerwartet guten Ergebnisse, die erhalten werden, wenn erfindungsgemäß das methanhaltige Gas statt Dampf eingesetzt wird, sind ohne weiteres den Daten des Versuchs 1 zu entnehmen. Weiterhin wird der synergistische Effekt erzielt. Wird nämlich der Gasgenerator mit einem aus Heizöl und Erdgas bestehenden Gemisch betrieben, liegen die Ergebnisse weit über denen, die erhalten werden, wenn Heizöl und Erdgas gctrenr,; dem Gasgenerator zugegeben werden. Aus den »Betriebsdaten« der Tabelle Il ist ersichtlich, daß Je Produktgasqualität, d. h.. das mit Versuch ! erzielte Reduzierverhältnis, höher ist als in den anderen Versuchen. Gemäß dem Verfahren der Erfindung, Versuch 1, ist die Herstellungsgeschwindigkeit von H2 + CO höher als in Versuch 3 (Dampf als Moderatorgas). Auch lieger, die erzeugten Mengen Hj-i-CÜ pro kg schwere Heizölbeschickung im Versuch 1 um etwa 60% höher. Dies stellt einen wesentlichen wirtschaftlichen Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, da dann die Ausbeute für eine gegebene Anlage größer ist.

Tabelle II

Versuch Nr. 1

Generatorbeschickung Schweres Heizöl, kg/h Erdgas. NmVh Freier Sauerstoff (99,5 Mol-% O₂). NmVh ίο Trägergas, NmVh Erdgas Dampf

Arbeitsbedingungen im Generator π Reaktionszonentemperatur, ¹C Druck, kg/cm² Verweilzeit in der Reaktionszone, see

Produktgaszusammensetzung, Mol-% H₂ CO CO₂ H₁O CH₄ H₂S N₂ Ar COS

Betriebsdaten Molares Reduzierverhältnis, H₂ + CO/H₂O + CO₂ Nichtumgewandelter Kohlenstoff (Rußausbeute), % Kohlenstoff im Brennstoff Freier Sauerstoff/Brennstoff-Verhältnis, Nm³/kg Träger/Brennstoff-Verhältnis, kg/kg Sauerstoff/Kohlenstoff-Verhältnis, Atom/Atom ri'cici Sauerstoff-Verbrauch, Ntir/Nrrr H₂-J-CO Nm' H7 + C0/kg Brennstofföl H₂+ CO, NmVh

*) Weitere 24.7 Nm Vh Erdgas wurden zum Vorwärmen der Erdgasbeschickung auf 538^CC benötigt.

154,0	—	211
—	247*)	—
189,8	163,6	183,6
91.2
—	—	62,5
1482	1399	1649
2,11	2,11	2,11
1,01	1,00	1,00
46,12	53,86	38,14
45,28	31.71	46,Jl
1,38	1,56	3,88
5,01	8,64	10,81
0.02	0,02	0,03
0,30	—	0,44
1,74	4,10	0,21
0,13	0,11	0,14
0,02	—	0,04
14,3	8,4	5,8
2,00	0,4	2,00
0,805	0,752	0,864
0,52	—	—
1.11	1,30	1,08
289	252
4,23	—	2,64
652,9	644,9	556,2

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines H₃, CO, H₂O, CO₂ und Kohlenstoffteilchen von etwa 0,01 —30 Gew.-°/n (bezogen auf Kohlenstoff in dem zum Einsatz kommenden flüssigen Kohlenwasserstoff) enthaltenden Synthesegases, das ein molares Reduzierverhältnis von mindestens 10 aufweist und als Reduziergas geeignet ist.

durch partielle Oxidation von Kohlenwasserstoffe enthaltenden flüssigen Brennstoffen mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas bei einer Temperatur von etwa 816°C bis 1927⁰C und einem Druck von 1 bis 245 bar in der Reaktionszone eines Strömungshindernisfreien, nichtkatalytischen Gasgenerators in Gegenwart eines Temperaturmodei ators in Abwesenheit von zusätzlichem Wasser, wobei das den freien Sauerstoff enthaltende Gas 0,6 bis \2 Atome freien Sauerstoff pro Brennstoff-Kohlenstoffatom enthält, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperaturmoderator pro Gewichtsteil flüssiger Brennstoff etwa 0,25 bis 0.75 Gewichtsteile eines im wesentlichen wasserfreien, mindestens 22 MoI-% Methan enthaltenden Gases eingesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Brennstoff in dem methanreichen Gas dispergiert und sodann in die Reaktionszone eingegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Brennstoff auf eine Temperatur bis zu etwa 649° C. aber unterhalb seiner Cracktemperatur, und insbesondere bis zu 399° C vorgewärmt in dem Methan enthaltenden Gas dispergiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Reaktionszone des Gasgenerators kontinuierlich und gleichzeitig mit Hilfe eines im Gasgenerator befestigten und axial mit diesem ausgerichteten Ringbrenners zentral ein erster Gasstrom, bestehend aus dem freien Sauerstoff enthaltenden Gas. ringförmig um den ersten Gasstrom ein zweiter Gasstrom, bestehend aus der Dispersion des methanreichen Gases mit dem Brennstoff, und ringförmig um den zweiten Gasstrom zusätzlich ein dritter Gasstrom, bestehend aus einem Gas wie Luft, sauerstoffangereicherter Luft. Stickstoff, ein gekühlter und im Kreislauf geführter Teilstrom des Gasausstroms des Gasgenerators oder unter Kühlung gereinigtes und komprimiertes Abgas einer Erzreduktionszone eingegeben werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Reaktionszone kontinuierlich und gleichzeitig die Dispersion des methanreichen Gases mit dem Brennstoff mit einer Geschwindigkeit von etwa 9 m/s bis Schallgeschwindigkeit und der freien Sauerstoff enthaltende zentrale Gasstrom mit einer Geschwindigkeit von etwa 9 m/s bis Schallgeschwindigkeit eingeführt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als methanreiches Gas im wesentlichen reines Methan, Erdgas, Koksofengas oder Heizgas, bestehend im wesentlichen aus H₂, CO und CH4, eingeführt wird.