JP2001504431A

JP2001504431A - 溶融金属反応器と方法

Info

Publication number: JP2001504431A
Application number: JP52360398A
Authority: JP
Inventors: ドナルドピーマローン
Original assignee: マラソンアッシュランドペトロリウムエルエルシー
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 2001-04-03
Also published as: EP0954511A1; WO1998022385A1; AU1081197A

Abstract

(57)【要約】１つまたはそれ以上（好ましくは３つ）の簡単なシングルチャンバ坩堝は溶融金属を収容し、水素を生成するために炭化水素を、一酸化炭素を生成するために酸素含有ガスを、次いで再び炭化水素ガスを等々連続して供給される。操作はタイマーまたは組成制御下でスウィングバルブ配列によって制御される。

Description

【発明の詳細な説明】溶融金属反応器と方法関連出願への相互参照それぞれ、同時係属米国特許出願第763,097号、1991年９月20日提出（ドケット6391AUS）；第08/939,533、1992年９月１日提出（ドケット6391BUS）；第08/051.753号、1993年４月22日提出（ドケット6391MUS）；第08/165,068号、1 993年12月10日提出および現在米国第5,435,814号、1995年７月25日発行（第6431 BUS）；第08/303,806号、1994年９月９日提出（ドケット6464AUS）。発明の背景Ｉ．発明の分野この発明は、炭化水素の２つの気流、すなわち比較的純粋な水素ガス含有気流と一酸化炭素含有気流の２つの気流への直接的なガス化に関する。より詳しくは、複数のシングルチャンバ溶融金属反応器と、シングルチャンバ反応器に炭化水素供給物または酸化剤を供給する際にシングルチャンバ反応器に共通の水素ヘッダおよびＣＯヘッダに選択的に順に接続するためのスイングバルブ装置との使用に関する。 II．先行技術の説明一般的に、溶融鉄ガス発生機は、金属循環を備える単一反応ゾーンまたは２ゾーン溶融鉄ガス発生機である。 Bachの米国特許第4,574,714号および第4,602,574号は、単一反応ゾーン溶融鉄ガス発生機を例示しており、一方Tyrerの米国特許第1,803,2 21号、Razorの米国特許第4,187,672号、Mayesの米国特許第4,338,096号およびRu mmelの米国特許第2,647,045号は２ゾーン溶融鉄ガス発生機の概念を例示している。そのような装置によると妥当な結果が得られるが、どの装置も、複数のシングルチャンバ溶融鉄反応器または各々の坩堝（るつぼ）へ炭化水素供給物および酸化剤を導入するよう適合させた坩堝から水素および一酸化炭素ガスをそれぞれ異なる時に制御して採集するもので水素および一酸化炭素ガスの両方の高純な生産をもたらさない。この発明は先行技術の単式または複式金属浴装置の問題点を克服する。発明の簡単な概要よって、この発明は、 a）溶融金属を収容する密閉圧力容器の形態の複数のシングルチャンバ反応器、 b）各反応器は炭化水素材料および酸化剤を該溶融金属に供給するための炭化水素供給物および酸素供給物入口部を少なくとも１つと、水素および酸化炭素を該反応器から除去するための生成物ガス出口部を備え、 c）該反応器の該生成物ガス出口部に一般に接続した水素ヘッダ、 d）該反応器の該生成物ガス出口部に一般に接続した一酸化炭素ヘッダ、 e）各反応器の該少なくとも１つの入口部に接続した炭化水素供給源、 f）各反応器の該少なくとも１つの入口部に接続した酸化剤供給源、 g）該炭化水素供給源および該酸化剤供給源を、各反応器の該少なくとも１つの入口部に順に接続するための手段、および h）水素が豊富な気流および一酸化炭素生成物ガスが該水素ヘッダおよび該一酸化炭素ヘッダによりそれそれ選択的に回収されるように、各反応器を交互に、該反応器が該炭化水素供給源から供給されている際には該水素ヘッダ、および該反応器が該酸化剤供給源から供給されている際には該一酸化炭素ヘッダに選択的に接続するための手段、からなる炭化水素供給物を実質的に純粋な水素からなるガスと一酸化炭素からなる別のガス流に直接変換するための装置を提供する。詳細な説明図面の簡単な説明図１は、炭化水素供給とガス生成物除去のための共有ヘッダをガス生成物冷却剤の下流にあるスイングバルブとともに有し、反応器の環境より低い温度環境でスイングバルブを機能させる、この発明の好ましい具体例を形成する、３つのシングルチャンバ溶融金属反応器用スイングバルブ装置概略図である。図２は、図１のスイング装置の時間に対する水素生成物ガスのパーセント純度のプロットであり、周期的に、水素がほとんどゼロのとき（COおよびあるいはCO₂からなる）COはほとんど100％であり、またその逆になる。図３は、図１の個々の反応器の一つの分解透視図であり、分割された耐熱材、溶融金属ならびに耐熱性底および蓋に入口および出口を有する耐熱性上部のみを示す。図４は、反応器の耐熱性の部分と圧力容器の間の環状部に詰めた断熱物を有する合金圧力容器に入れられた、図３のと類似の溶融金属反応器のより詳しい断面図である。フランジを付けた上部は、供給物入口部および生成物ガス出口部用のノズルを支持している。パッキン押えは吸込ランス(lance)を囲み、耐圧嵌合を提供している。図５は、実施例２に記載のような各生成物ガス用の精製装置を意図した、この発明の別の具体例を形成する装置の概略図である。表Ａ、ＢおよびＣは好ましい、より好ましい、および最も好ましいレベルのプロセスパラメーター、供給物および生成物組成、および反応器配置を示している。好ましい具体例の説明供給材料：天然ガス(CH4)、液化石油ガス(LPG)、プロパン、石油ナフサ、軽留出物または重留出物、真空および他の残油、溶媒脱アルファルト化ピッチ(Solvent d easphalated pitch，SDA)、芳香族抽出物、FCCスラリー油、破片(trash)、くず( garbage)、タイヤ、石炭、実質的には他の炭化水素含有材料。生成物：生成物は、CO、CO₂、H₂、加えて溶融金属から周期的に排出できるスラグで産出できる供給物中の硫黄と他の汚染物質である。精錬所（精油所）では硫黄は水素流中にガスとして排出され、次いでクラウス(Claus)プロセスおよびSCO T（ユニット）によるSCOT（シェルクラウスオフガス処理）で従来法で処理されることが好ましい。制御：従来のアナログまたはデジタル制御を使用し、好ましくは光もしくは赤外線高温計または保護された熱電対で温度を；分光計で炭素を；核放射線でレベルを測定し、供給物、CH₃、CO₂、H₂Oの温度を維持するのを可能にする。その温度は十分高くなければならない。例えば、予め設定した範囲内に特定の金属炭素組成物液体および溶解した炭素レベルおよびH₂生成物を維持するためには少なくとも1150℃。溶融金属の温度は、反応器または坩堝に供給する間は1150℃〜1600℃が好ましく、1250℃〜1500℃がより好ましく、シングルチャンバ反応器または坩堝内での酸化サイクルの間はそれより50℃〜150℃ 高いのが通常好ましい。スイングは経過時間、供給物質、溶融金属中の炭素割合、生成物純度または他の変数に基づいて制御され得る。この発明は、逐次、炭化水素供給物を供給して水素を、次いで酸素含有ガスに供給して一酸化炭素を生成する溶融金属を入れる、２またはそれ以上の、好ましくは３つの簡単なシングルチャンバ反応器または坩堝を利用することにより例示される。この発明は、坩堝が水素産生モードにあるとき、炭化水素供給物の反応器への輸送に応答して、水素を収集するために複数のシングルチャンバ坩堝を水素ヘッダに接続させるスイングバルブシーケンス（swing valving sequen ce）を利用している。この発明は、水素産生と一酸化炭素産生との移行期間中、通気路または反応器を一酸化炭素ヘッダに接続するための手段を組み込むことをさらに意図している。各反応器または坩堝は、構成の簡便さと反応器操作中の熱膨張効果の抑制のために分割された耐熱材を内部に支持する耐圧性スチールハウジングからなるのが好ましい。好ましくは、溶融金属内に沈めた遠位端から放出するために、吸込ランスまたは散布管が、溶融金属上方の蒸気の空間を通って下方向きに炭化水素材料を供給し、一方、反応器または坩堝の頂部には、反応器操作中に生成物ガスを送出する生成物ガス出口部が備えられる。スイングバルブは、より低温での操作およびスイングバルブの長い寿命のために、そのような生成物出口部中のガス生成物熱交換機の下流に位置するのが好ましい。装置はタイマーで操作して数分毎に水素産生から一酸化炭素産生にスイッチしてもよい。随時な炭素酸化サイクル中に溶解炭素レベルの最小値をさらに下げて、溶融物中のいかなる硫黄も酸化し、溶融物から硫黄を除いてもよい。その後、さらに酸化することによってバナジウムを溶融物から定期的に除いてもよい。これらのより高度な酸化サイクルは、溶融物または生成物中の硫黄（および／またはバナジウム）含量の測定に応じて開始、終了してもよい。この発明は、シングルチャンバ反応器に供給されるピッチの粘度を変化させるために高圧ポンプに続く底部排出口を有し、モータで駆動される機械的撹拌機を備えた希釈液とピッチを混合するための混合タンクを組み入れることにさらに特徴がある。天然ガスの供給源（source）は、溶融鉄浴を貫通する第２のランスによって接続され、温度制御と熱収支を各反応器に提供し、ピッチ供給物の炭素：水素比における変動を埋め合わせるのが好ましい。この発明はさらに、生成ガス出口部ラインを通じて外部に流出する生成物ガス、すなわち水素および一酸化炭素を、底部排出経路とクエンチに凝縮水を戻すための再循環装置とを有するノックアウトドラム内に入る前に、クエンチ続いて下流の冷却器に通すことを、さらに意図している。ノックアウトドラムからの水素生成物ガスはさらに、硫化水素(H₂S)を除去し実質的に硫黄のない水素気流を圧縮装置に送出するスクラバに供給してもよい。硫黄のない水素気流は、圧力を約１気圧上昇させ、新しい水素をメタノールノックアウトドラムから発生する再循環水素および一酸化炭素と合わせる再循環圧縮機へ流れる。合流されたH₂ /CO流はさらに熱交換機へ向けられ、平行に連結した一対の転換反応器を通るように向けられる一方、熱交換機からの排出流はさらなる冷却器を通って、メタノールノックアウトドラムに戻される。その底から凝縮メタノールおよび水が粗メタノール流として除去される。そのような流れは次いで、乾燥および精製に付されてもよい。同時に、別の反応器または別の複数の反応器は酸化剤を受けとり、一酸化炭素生成物ガスを発生させ、このガスは次いで水クエンチおよび水冷却プロセスに付され、水除去ドラムに送られそこから回収された水がポンプによって水クエンチへ再循環される。水除去ドラムから排出された一酸化炭素流はスクラバに送られ、そこで一酸化炭素はほとんど化学量論量の約2.01対１で水素と混合される。したがって、この発明は、複数のシングルチャンバ反応器または坩堝と反応器に入るのが炭化水素原料か酸化剤かに従って、周期的に交互に複式反応器をヘッダに接続する共通の接合部とを使用して炭化水素材料を水素および一酸化炭素ガス生成物に直接ガス化する装置と、そのようなスイング装置によって高純度な生成物ガスを産生するプロセスに関している。この発明の直接ガス化水素および一酸化炭素プラントは、特に石油残渣が軽い炭化水素溶媒と接触すると発生する精製所副産物流である溶媒脱アスファルト化ピッチ(SDA残留物)としてしばしば知られている精製所プロセス流を利用するのによく適している。溶媒は、残渣から蒸留油を除去し、炭素に富み、水素に乏しく、硫黄に富み、金属に乏しいピッチを残す。この流れおよび類似の特性を有する他の流れは、大部分の精製所に存在し、これらの流れ全てはこの発明で炭化水素供給物として容易に使用されることができる。この発明の水素プラントのさらに別の利点はエタンまたはメタンを実質的に純粋な水素を産生するために添加する可能性である。低水素含有炭素の例は、溶媒、脱アスファルト剤(deasp hlater)、上記に記載したSDA残留物および真空蒸留塔からの残渣および石炭である。実質的に純粋な水素を得るための炭化水素は、実質的に炭素および水素のみが少なくとも1:1、好ましくは少なくとも1.5:1、広くは1:1〜4:1の範囲のH:Cモル比からなる物質である。メタンのH:Cは4:1で、エタンは3:1でオクタンは2.25:1であることに注目されたい。適当な供給物である石油コークは約0.1:1である。この発明によれば、２またはそれ以上（好ましくは３）の簡単なシングルチャンバ坩堝が溶融金属を収容し、連続的に炭化水素供給物を供給して水素を産生し、次いで酸素含有ガスを供給してCO₂を産生し、次いで再び炭化水素を供給した。その操作は、水素を産生するときには水素ヘッダ、またCOを産生するときにはCOヘッダ、あるいはH₂産生とCO産生の移行の間は通気路（またはCOヘッダに）（図２参照）にチャンバ坩堝を接続するスイングバルブシーケンスにより制御される。各坩堝２（図３）は耐圧スチールハウジング４内にあり、構造を簡単にし熱膨張効果を減らすために分割された耐熱材６を使用し、炭化水素を供給するための入口ランス30（散布管）および生成物ガスを送出する出口32を有するのが好ましい。炭化水素を供給する入口および生成物ガスを送出する出口の両方は、各坩堝２のヘッド８に位置し、坩堝の本体にタイロッド９により結合するのが好ましい、図４。スイングバルブは、より低温で操作するために生成物熱交換器の下流に位置するのが好ましい。随時サイクルの間に溶解炭素レベルを更に下げるためにさらに酸化を行ない、溶融物中のいかなる硫黄も酸化して溶融物から硫黄を除去することができる。次いでバナジウムを酸化するさらなる酸化によって溶融物から周期的にバナジウムを除去することができる。炭化水素供給物を汚染している無機物は、溶融金属の上に浮かぶスラグを通常形成する。以下の表は様々な溶融金属層で起こる反応の幾つかを示す。炭素サイクルおよびおそらく酸化サイクル中にスラグ層中で起こりうる反応： CaO+FeS＋C--＞CaS+Fe+CO↑ CaO+FeCl₂+C--＞CaCl₂+Fe+CO↑ 炭素サイクル中に溶融金属中に起こる反応： C+3Fe--＞Fe₃C C_nH_m+3nFe--＞nFe₃C+m/2H₂↑ C_kH_mN_n+3kFe--＞kFe₃C+m/2H₂↑+n/2N₂↑ C_kH_mO_n+3(k−n)Fe--＞(k-n)Fe₃C+M/2H₂↑＋nCO↑ C_kH_mO_n+(3k+n)Fe--＞kFe₃C+m/2H₂↑+nFeSまたはnH₂S↑ C_kH_mO_n+3kFe--＞kFe₃C+m/2H₂↑+n/2Cl₂↑ 酸化サイクル中に溶融金属中で起こる反応： 2Fe₃C+O₂--＞6Fe+2CO↑ Fe₃C+H₂O--＞3Fe+H₂↑＋CO↑ 実施例１（この発明にするH₂およびCOの産生）図１は、それぞれ３つの溶融反応器10、12および14のための、全体を１で示すスイングバルブ装置を概略的に示し、これらの反応器は炭化水素原料供給源16に順に接続し炭化水素原料供給源16はこの場合表Ｄの最初の４つの欄に示した分析の溶媒脱アスファルト化ピッチ(SDA)を供給する。様々なプロセスパラメーター、供給物および生成物組成、ならびに反応器パラメーターが表Ａ、ＢおよびＣにそれぞれ示されている。この溶媒脱アスファルト化ピッチを１日当たり約215トン（時間当たり1 7,916ポンド）でまず入口バルブ20を経て反応器10に、貫通ランス30を経て溶融鉄40に供給する。反応器中の溶融鉄の中または溶融鉄に非常に接近しているときのみにピッチがその分解温度に達するように、ランス30を断熱し、流出量が十分になるよう注意しなければならない。これによりピッチから遊離された炭素を瞬時に溶解し、反応器ガス相でのコークスまたは炭素デポジットまたはすすの発生を防止する。ピッチは、「生成物ガス」と題された表Ｄの最後の５つの欄に示したような生成物に分解する。これらの生成物は、出口部ライン50を通じて放出され、高圧沸騰水冷却器60内で冷却され、その後定圧沸騰水冷却器70内でさらに冷却され、サイクルのこの期間では開放状態にあるスイングバルブ80を通過するとき、その温度は約275℃に下がっている。生成物水素は図７に示され、表Ｄに説明されるように、放出のため水素ヘッダ100へ移動する。同時に、第２の反応器１２は酸素供給バルブ112を経て実質的に純粋な極低温空気分離プラント酸素を供給される。酸素は反応器12内の溶融金属中に溶解した炭素と接触し、それを主にCOへ酸化する。COは流出ライン52を通って放出され連続的に熱交換機62と72（熱交換機60と70に対応）を通過し、COバルブ122（水素バルブ82は閉じたまま）を通ってCOヘッダ130へ移動し、そこでCO₂への変換または化学合成中での使用のために放出される。全ての純度とCOの流量、温度、圧力と共に表Ａに示す。予め設定された時間の後、この実施例では約３分間後、反応器10のピッチ入口バルブ20を閉じ、酸素入口バルブ110を開け、ほぼ同時に反応器12の酸素入口バルブ112を閉じ、ピッチ供給バルブ22を開けてバルブを逆に操作する。開閉の正確な順序や間は、任意の除去と共に、最も高品質なガスの最良な産生に都合のよいように変化させてもよい。このように進行している間じゅう、反応器14は待機状態にある。待機中、反応器14はその耐熱材、ランス等を取り換えることにより再組み立てすることができるだろう。待機状態はほぼ毎日または必要に応じて反応器10、12および14 の間で交代する。様々な制御装置を用いて、３つの反応器10、12および14全てに共通な水素ヘッダ106およびこの３つの反応器に共通な一酸化炭素ヘッダ108に結合した、スイングバルブ80、82、84および120、122、124の周期的な開放および閉鎖を含むスイング装置の操作をしてもよいことは明らかであろう。図１の具体例において、電気タイマー160が、１対のリード162を経て電源に接続し、それそれ電磁スイングバルブ80、120、82、122、84および124に直接つながる排出制御リード169、166、168、170、172および174を含んでいる。タイマー160は上述のように、閉鎖から開放にまたその逆にバルブを切り替えるためのスイッチ手段を含む。例えばサイクルの最初の部分で反応器10、12および14が炭化水素供給源16 から供給され水素が生成されている時、スイング装置が水素ヘッダ106と反応器の間の接続を確実にする。サイクルの第２の部分で、反応器は酸化剤供給（supp ly）18から酸化剤を受取、その結果一酸化炭素または二酸化炭素の発生気体を生成し、その発生気体は様々なガス生成物出口部50、52、54を通じて溶融鉄浴40の上の空間にある反応器の上部から出て、今や駆動され開放されたスイングバルブ 120、122および124を通じて、場合に応じて、一酸化炭素ヘッダ108に供給されライン130を経て排出される。図２を参照して、反応器10、12、14の各々についての単一サイクルの操作中の水素の最大純度に関して、バルブ80、82、84、120、122および124はガスの流れを一酸化炭素マニホルド［一酸化炭素レベルが最大平衡値の25％である］に進路を変え、ガスを水素マニホルド［そのレベルが最大平衡値の75％である］に切り替えられるのは明らかである。反応器の操作の大部分の間、反応器から水素および一酸化炭素ヘッダを遮断するかまたは、反応器チャンバ内部から大気中に通気するかかいずれかが好ましい。再び図１において、点線は通気管路140、142、144とそれそれの通気管路のための開閉バルブ146、148および150の両方を示す。これらの通気管路は反応器10、12および14と装置操作を制御する80、82、84、120、122および124のスイングバルブの中間の各生成物ガス出口ライン50、52、54に接続している。さらに、代案として示された具体例において、タイマーにより駆動されるライン180 、190および192がタイマーをそれそれ開閉バルブ146、148および150に接続して電磁的に操作される。これは、複数の溶融金属反応器のスイングバルブを操作するための制御装置の唯一の具体例である。２つが別のモードで操作され、一方第３のものが修復のため閉鎖されるのが好ましい。溶融金属40の高さより上の反応器チャンバ内またはガス生成物排出ライン以内の特定なガス含量を感知するセンサーを用いる他の制御装置が使用されてもよい。水素または一酸化炭素の特定なガスレベルを感知すると、各反応器についての操作サイクルが炭化水素供給物従ってサイクルの水素生成期間であるかまたは、酸化剤の供給物と一酸化炭素の発生ガスの生成期間にあるかに応じて、スイングバルブが開放から閉鎖にまたその逆に周期的に切り替えられる。通気管路140、142、142、144を使用することによって、個々の反応器のための操作のサイクルの大部分の時間にわたって、水素および一酸化炭素気流の質が保証される。または、反応器サイクルの水素産生期間と一酸化炭素部分の間で反応器の内部チャンバを単に除去するのが望ましい。同様に、装置は供給用高圧ポンプで400psiで操作されてもよく、任意に希釈供給装置を有してもよい。実施例２（生成物気流の精製）図５は、攪拌装置および高圧ポンプ230につながれている底部出口204を備えた、希釈剤とピッチを混合するための混合タンク200と、インケルゾルランド（Ingersol Rand）社製垂直プランジャポンプと、混合タンク200にライン206 を経てポンプ220によって供給するか高圧ポンプ230によって供給されるピッチの粘度を変化させる希釈タンク210とを示す。表Ｅは実施例２、図５の精製装置のための様々な操作パラメーターを示している。ポンプはライン232を通じて、例えば、図１の溶融金属反応器10中の溶融金属ランス30に伝達される。天然ガス234の供給源(source)は題２のランス32 （代わりに、ピッチ用に使用されたランスと同じのを使用してもよい）と接続し、反応器10内の溶融金属浴Ｍに入る。この天然ガスは温度調節および熱収支に使用され、ピッチ供給物中の炭素：水素比の変動を補う。生成物ガス（サイクル中のこの時点では水素H₂）は生成物ガス出口ライン250を経てクエンチ252を通り、次いで冷却器260および270(図１、実施例１の冷却器60および70とほとんど同じ) を通って、凝縮された水をクエンチ252に戻すための再循環ライン278およびポンプ274を含む底部出口と再循環装置276を有するノックアウトドラム内へ流れる。ノックアウトドラム272からの水素はライン282を経て、スクラバ手段280に供給され、硫化水素(H₂S)を除去され、実質的に硫黄のない水素気流をライン284を通して圧縮機290[約830万パスカル（1200psig）の出口圧を有する］へ送出される。硫黄のない水素気流は次いで、ライン286を経て再循環圧縮機300に流れ込む。この圧縮機300は圧力を約１気圧上昇させ、新しい水素をメタノールノックアウトドラム310からライン292を経て送られた再循環水素やCOと合わせる。合流した H₂/CO流は、熱交換機320内に流れ、次いで平行に位置したメタノール変換反応器 330および335を同時に通過する。熱交換機320からの排出流はライン322を経て冷却器340に送られ、ノックアウトドラム310へ戻される。その底から凝縮されたメタノールおよび水がライン312により粗メタノール流として除去され、必要に応じて乾燥およびさらに精製される。同時に、反応器12（図１に示す、図５には示さず）は、坩堝12から図５の水クエンチ400へCOを提供し、それは蒸気冷却器410および水冷却器420に、次いで水除去ドラム430内に導かれ、そこから水はライン432によってポンプ435によって水クエンチ400へ再循環される。生じたCO 気流は、水除去ドラム430からライン434を経てスクラバ手段280(前述）へ移動し、ここで水素と混合される。水素：CO比は約2.01：１、すなわちほとんど化学量論量的である。この明細書中における文献への言及は、そのような特許または文献を引用によって組み込むものである。請求されるものは：

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年２月１０日（１９９９．２．１０）【補正内容】請求の範囲１．a）溶融金属を収容する密閉圧力容器の形態の複数のシングルチャンバ反応器、 b）各反応器は炭化水素材料および酸化剤を該溶融金属に供給するための炭化水素供給物および酸素供給物入口部を少なくとも１つと、水素および酸化炭素を該反応器から除去するための生成物ガス出口部を備え、 c）該反応器の該生成物ガス出口部に一般に接続した水素ヘッダ、 d）該反応器の該生成物ガス出口部に一般に接続した一酸化炭素ヘッダ、 e）各反応器の該少なくとも１つの入口部に接続した炭化水素供給源、 f）各反応器の該少なくとも１つの入口部に接続した酸化剤供給源、 g）該炭化水素供給源および該酸化剤供給源を、各反応器の該少なくとも１つの入口部に順に接続するためのバルブまたはバルブ類、およびh）水素が豊富な気流および酸化炭素生成物ガスが該水素ヘッダおよび該一酸化炭素ヘッダによりそれぞれ選択的に回収されるように、各反応器を交互に、該反応器が該炭化水素供給源から供給されている際には該水素ヘッダ、および該反応器が該酸化剤供給源から供給されている際には該一酸化炭素ヘッダに選択的に接続するためのバルブまたはバルブ類、からなる炭化水素供給物を実質的に純粋な水素からなるガスと一酸化炭素からなる別のガス流に直接変換するための装置。２．該水素ヘッダと該一酸化炭素ヘッダに交互に各反応器を選択的に接続する手段が、各反応器の各ガス出口部内に少なくとも１つのスウイグバルブと、該スイングバルブを制御するための制御手段とからなる請求項１の装置。３．該反応器の該ガス生成物出口部内に所定の水素および酸化炭素レベルを感知する手段と、該感知手段に接続された、一定の出口部内で所定の水素レベルを感知したことに反応して該一定の出口部を該水素ヘッダに接続するための手段と、該感知手段に接続された、一定のガス生成物出口部内で所定のレベルの酸化炭素を感知したことに反応して該一定のガス生成物出口部を該一酸化炭素ヘッダに接続し、該一定のガス生成物出口部と該水素ヘッダとの接続を終了させるための手段とを有する請求項１の装置。４．各反応器の水素の供給と酸化剤の供給との移行期に反応器の内部を通気するために該反応器に効果的につながれたか、または該反応器の下流で各生成物ガス出口部に効果的につながれた通気手段をさらに含む請求項１の装置。５．a）溶融金属浴の少なくとも１つをシングルチャンバ圧力容器少なくとも一つ内に準備し、ｂ）該溶融金属浴に周期的に順に供給し、ｃ）炭化水素供給物と酸化剤供給物とを供給して、炭素を該溶融金属中に溶解させ、該溶融金属浴が該炭化水素供給物を供給されている期間中は該圧力容器から実質的に純粋な水素ガスを放出させ、ｄ）該溶融金属浴が該酸化剤を供給されている異なる期間中は実質的に純粋な酸化炭素ガスを生成する該溶解炭素を酸化する酸化剤、ステップの組み合わせからなる、溶融金属浴中の炭化水素を反応させて実質的に純粋な水素ガスと酸化炭素生成物ガスを順に供給する方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．a）溶融金属を収容する密閉圧力容器の形態の複数のシングルチャンバ反応器、 b）各反応器は炭化水素材料および酸化剤を該溶融金属に供給するための炭化水素供給物および酸素供給物入口部を少なくとも１つと、水素および酸化炭素を該反応器から除去するための生成物ガス出口部を備え、 c）該反応器の該生成物ガス出口部に一般に接続した水素ヘッダ、 d）該反応器の該生成物ガス出口部に一般に接続した一酸化炭素ヘッダ、 e）各反応器の該少なくとも１つの入口部に接続した炭化水素供給源、 f）各反応器の該少なくとも１つの入口部に接続した酸化剤供給源、 g）該炭化水素供給源および該酸化剤供給源を、各反応器の該少なくとも１つの入口部に順に接続するための手段、および h）水素が豊富な気流および酸化炭素生成物ガスが該水素ヘッダおよび該一酸化炭素ヘッダによりそれそれ選択的に回収されるように、各反応器を交互に、該反応器が該炭化水素供給源から供給されている際には該水素ヘッダ、および該反応器が該酸化剤供給源から供給されている際には該一酸化炭素ヘッダに選択的に接続するための手段、からなる炭化水素供給物を実質的に純粋な水素からなるガスと一酸化炭素からなる別のガス流に直接変換するための装置。２．該水素ヘッダと該一酸化炭素ヘッダに交互に各反応器を選択的に接続する手段が、各反応器の各ガス出口部内に少なくとも１つのスイングバルブと、該スイングバルブを制御するための制御手段とからなる請求項１の装置。３．該反応器の該ガス生成物出口部内に所定の水素および酸化炭素レベルを感知する手段と、該感知手段に接続された、一定の出口部内で所定の水素レベルを感知したことに反応して該一定の出口部を該水素ヘッダに接続するための手段と、該感知手段に接続された、一定のガス生成物出口部内で所定のレベルの酸化炭素を感知したことに反応して該一定のガス生成物出口部を該一酸化炭素ヘッダに接続し、該一定のガス生成物出口部と該水素ヘッダとの接続を終了させるための手段とを有する請求項１の装置。４．各反応器の水素の供給と酸化剤の供給との移行期に反応器の内部を通気するために該反応器に効果的につながれたか、または該反応器の下流で各生成物ガス出口部に効果的につながれた通気手段をさらに含む請求項１の装置。５．ａ）溶融金属浴の少なくとも１つをシングルチャンバ圧力容器内に準備し、ｂ）該溶融金属浴に炭化水素供給物と酸化剤供給物とを順に供給し、順に炭素を該溶融金属中に溶解させ水素ガスをそこから放出させ、ｃ）酸化炭素をそこで発生させそこから放出させ、ｄ）周期的かつ順に、該溶融金属浴が該炭化水素供給物を供給されている期間中は該圧力容器から実質的に純粋な水素ガスを周期的かつ連続的に除去し、ｅ）該溶融金属浴が該酸化剤を供給されている異なる期間中は実質的に純粋な酸化炭素ガスを除去する、ステップの組み合わせからなる、溶融金属浴中の炭化水素を反応させて実質的に純粋な水素ガスと酸化炭素生成物ガスを順に供給する方法。６．それぞれが少なくとも１つの供給物入口部と少なくとも１つの生成物ガス出口部を有する少なくとも２つの溶融金属浴反応器を用い、水素ヘッダが各反応器の該少なくとも１つの生成物ガス出口部に一般に接続され、一酸化炭素ヘッダが各反応器の該少なくとも１つの生成物ガス出口部に一般に接続され、該水素ヘッダおよび該一酸化炭素ヘッダと該生成物ガス出口部を選択的に接続および分断するためのスウィングバルブを該各容器の該生成物ガス出口部内に設け、該スウィングバルブを周期的かつ順に動作させるための制御手段をさらに含む請求項５の方法。７．該スウィングバルブをタイマーが制御する請求項６の方法。８．該スウィングバルブを少なくとも１つのガス組成によって制御する請求項６の方法。９．該反応器の内部を少なくとも周期的に通気するステップをさらに含む請求項５の方法。１０．ａ）該炭化水素材料を該複数の反応器に供給する前にピッチと希釈剤を混合することによって供給するピッチの粘度を変えること；ｂ）温度制御と熱収支とピッチ供給物中の炭素：水素比の変動の補償とを達成するために該反応器の溶融金属浴中に天然ガスを供給すること；ｃ）該反応器の該溶融金属中に炭化水素材料を供給しつつ該反応器の該生成物ガス出口部を経る水素流をクエンチし次いで冷却し、ノックアウトドラム内で該水素からいかなる水含有を除去し、該ノックアウトドラムから凝縮水を再循環して水素ガスクエンチに戻すことのうちの少なくとも１つをさらに含む請求項５の方法。