JP2002147720A - 部分酸化法用予備混合バーナブロック - Google Patents
部分酸化法用予備混合バーナブロックInfo
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、口金（２）、反応材料として使用される炭化
水素／酸素混合物の通路のための複数の炭化水素流路
（３）、及び空気又は空気／酸素混合物の通路のための
少なくとも１個の酸素流路（４）を有するバーナブロッ
ク（１）に関する。点火バーナ（５）が存在しても良
い。バーナブロックにより、１４００℃未満の温度での
アセチレン製造用炭化水素の燃焼が可能となる。
水素／酸素混合物の通路のための複数の炭化水素流路
（３）、及び空気又は空気／酸素混合物の通路のための
少なくとも１個の酸素流路（４）を有するバーナブロッ
ク（１）に関する。点火バーナ（５）が存在しても良
い。バーナブロックにより、１４００℃未満の温度での
アセチレン製造用炭化水素の燃焼が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、部分酸化法、好ま
しくは、メタン、液化ガス、ナフサ又は同様の出発物質
からのアセチレンと合成ガスとの組合せ製造において使
用することができる新規なバーナブロックに関するもの
である。特に、バーナブロックは、新規開発された低温
処理で行われる部分酸化法に使用することが適当であ
る。
しくは、メタン、液化ガス、ナフサ又は同様の出発物質
からのアセチレンと合成ガスとの組合せ製造において使
用することができる新規なバーナブロックに関するもの
である。特に、バーナブロックは、新規開発された低温
処理で行われる部分酸化法に使用することが適当であ
る。
【０００２】
【従来の技術】アセチレンの非触媒製造方法の多くは、
炭化水素の熱分解又は部分酸化に基づくものである。天
然ガス、種々の石油留分（例えばナフサを含む）、及び
残油（浸漬火炎法）等を含む、広範囲の出発物質が使用
される。熱力学的及び運動パラメータは、通常、アセチ
レンを製造するための熱分解法又は酸化法における反応
条件の選択に対して決定的な影響をもたらす。古典的方
法における対応する工程の重要な必要条件は、１４００
℃を超える反応温度で急速なエネルギー供給、１０−２
〜１０−３秒の出発材料又は反応生成物の極めて短時間
の滞留時間、アセチレンの低い部分圧及び形成されたガ
スの急速冷却である。熱分解及び部分酸化の際、アセチ
レンは、ガス混合物、いわゆるクラッキングガスの形で
得られる。クラッキングガスは、通常約５〜２０容量％
のアセチレンを含む。アセチレンは、クラッキングガス
から、例えばＮ−メチルピロリドン、ジメチルホルムア
ミド、灯油、メタノール又はアセトンによりクラッキン
グガスから抽出され、次いでさらに精製される。
炭化水素の熱分解又は部分酸化に基づくものである。天
然ガス、種々の石油留分（例えばナフサを含む）、及び
残油（浸漬火炎法）等を含む、広範囲の出発物質が使用
される。熱力学的及び運動パラメータは、通常、アセチ
レンを製造するための熱分解法又は酸化法における反応
条件の選択に対して決定的な影響をもたらす。古典的方
法における対応する工程の重要な必要条件は、１４００
℃を超える反応温度で急速なエネルギー供給、１０−２
〜１０−３秒の出発材料又は反応生成物の極めて短時間
の滞留時間、アセチレンの低い部分圧及び形成されたガ
スの急速冷却である。熱分解及び部分酸化の際、アセチ
レンは、ガス混合物、いわゆるクラッキングガスの形で
得られる。クラッキングガスは、通常約５〜２０容量％
のアセチレンを含む。アセチレンは、クラッキングガス
から、例えばＮ−メチルピロリドン、ジメチルホルムア
ミド、灯油、メタノール又はアセトンによりクラッキン
グガスから抽出され、次いでさらに精製される。
【０００３】アセチレンを製造する個々の工程は、特に
高い反応温度の発生については異なっている。熱エネル
ギーの供給及び移動は、ここでは重要な役割を担う。
高い反応温度の発生については異なっている。熱エネル
ギーの供給及び移動は、ここでは重要な役割を担う。
【０００４】本出願人のザクセ−バルトロメ(Sachsse-B
artholome)法は、いわゆる自動クラッキング法であり、
メタン、液化ガス又は石油エーテル等の出発材料に適し
ている。世界中に広く建設されたプラントの大多数は、
出発材料として天然ガスを基礎としている；若干は原材
料としてナフサを用いている。工業的方法において、メ
タンと酸素が、例えば５００〜６００℃に別々に予備加
熱され、混合され、そして特定のバーナ中で火炎形成し
て反応する。Ｏ２／ＣＨ４比は、約１：２に設定され、
不完全な燃焼のみが起こる。ＣＨ４の一部の発熱酸化及
びアセチレンと水素を与えるＣＨ４の吸熱脱水素２量化
の両方が、火炎中で起こる。数ミリ秒の滞留時間の後、
反応ガスは、水中又は冷却油中に噴霧することにより、
急冷される。アセチレン１００ｋｇに対して約５ｋｇの
煤煙が形成される。アセチレンは通常Ｎ−メチルピロリ
ドン又はジメチルホルムアミド等の抽出剤を用いて分離
される。クラッキングガス中のアセチレンの容量比は、
約８％であり、主成分は５７容量％の水素及び２６容量
％の一酸化炭素であり、これらはこの比率において極め
て適当な合成ガスである。
artholome)法は、いわゆる自動クラッキング法であり、
メタン、液化ガス又は石油エーテル等の出発材料に適し
ている。世界中に広く建設されたプラントの大多数は、
出発材料として天然ガスを基礎としている；若干は原材
料としてナフサを用いている。工業的方法において、メ
タンと酸素が、例えば５００〜６００℃に別々に予備加
熱され、混合され、そして特定のバーナ中で火炎形成し
て反応する。Ｏ２／ＣＨ４比は、約１：２に設定され、
不完全な燃焼のみが起こる。ＣＨ４の一部の発熱酸化及
びアセチレンと水素を与えるＣＨ４の吸熱脱水素２量化
の両方が、火炎中で起こる。数ミリ秒の滞留時間の後、
反応ガスは、水中又は冷却油中に噴霧することにより、
急冷される。アセチレン１００ｋｇに対して約５ｋｇの
煤煙が形成される。アセチレンは通常Ｎ−メチルピロリ
ドン又はジメチルホルムアミド等の抽出剤を用いて分離
される。クラッキングガス中のアセチレンの容量比は、
約８％であり、主成分は５７容量％の水素及び２６容量
％の一酸化炭素であり、これらはこの比率において極め
て適当な合成ガスである。
【０００５】この方法における温度は、他の公知のアセ
チレン製造法のように、１４００℃を超える温度であ
る。続く反応を防止するために、滞留時間は、ミリ秒範
囲であり、その後反応ガスは、冷却剤の直接挿入により
急速に冷却される。この操作中、対応する混合物は、使
用する冷却剤により、種々の程度に冷却され、そしてア
セチレンは選択溶剤による得られる混合物から分離さ
れ、洗浄される。
チレン製造法のように、１４００℃を超える温度であ
る。続く反応を防止するために、滞留時間は、ミリ秒範
囲であり、その後反応ガスは、冷却剤の直接挿入により
急速に冷却される。この操作中、対応する混合物は、使
用する冷却剤により、種々の程度に冷却され、そしてア
セチレンは選択溶剤による得られる混合物から分離さ
れ、洗浄される。
【０００６】上記のアセチレン／合成ガス製造原理の改
良は、ＤＥ−Ａ４４２２８１５に開示されている。ここ
での出発混合物は、別に予め暖めた後、混合チャンバー
で従来の方法にて生成する。次いで、アセチレン形成を
伴う燃焼が、バーナチャンバーに配置されたバーナブロ
ックで起こる。バーナブロックの流路（チャンネル）は
有孔基板により出口側で覆われている。これにより、得
られるアセチレン／合成ガス混合物中のアセチレンと合
成ガスとの相対比を広い範囲で変化させることができ
る。
良は、ＤＥ−Ａ４４２２８１５に開示されている。ここ
での出発混合物は、別に予め暖めた後、混合チャンバー
で従来の方法にて生成する。次いで、アセチレン形成を
伴う燃焼が、バーナチャンバーに配置されたバーナブロ
ックで起こる。バーナブロックの流路（チャンネル）は
有孔基板により出口側で覆われている。これにより、得
られるアセチレン／合成ガス混合物中のアセチレンと合
成ガスとの相対比を広い範囲で変化させることができ
る。
【０００７】ザクセ−バルトロメ法の不利は、クラッキ
ングガス中における高濃度アセチレンガスを達成するた
め、出発材料として使用される炭化水素と酸素を約３０
０〜７００℃の間に予め暖め、その後混合する点であ
る。発火性の混合物は、このように、酸素／炭化水素比
約１：２で製造される。炭化水素の時期尚早の燃焼は、
ただ、特定の設計法により、バーナブロックの混合ゾー
ン上流における滞留時間を短く維持することだけで、防
止され得る。しかしながら、発火性混合物の処理におい
て、ある不確定性及び危険性の度合いが常に存在する。
工程パラメータがある限界値を超えるか或いは下回るだ
けでなく、プラント材料に由来する欠点、例えばさび粒
子のガス混合物中への侵入によってそうなった場合、予
測できない発火及び収量低下が発生し得る。
ングガス中における高濃度アセチレンガスを達成するた
め、出発材料として使用される炭化水素と酸素を約３０
０〜７００℃の間に予め暖め、その後混合する点であ
る。発火性の混合物は、このように、酸素／炭化水素比
約１：２で製造される。炭化水素の時期尚早の燃焼は、
ただ、特定の設計法により、バーナブロックの混合ゾー
ン上流における滞留時間を短く維持することだけで、防
止され得る。しかしながら、発火性混合物の処理におい
て、ある不確定性及び危険性の度合いが常に存在する。
工程パラメータがある限界値を超えるか或いは下回るだ
けでなく、プラント材料に由来する欠点、例えばさび粒
子のガス混合物中への侵入によってそうなった場合、予
測できない発火及び収量低下が発生し得る。
【０００８】別の不利は、急冷により、熱エネルギーの
相当量が失われるか、或いはエネルギーの最適回収が不
可能になることである。対応する冷却液は、１５００〜
１６００℃の高温度レベルで使用開始されるが、それ
は、使用後、最大温度３００℃を物理的に有する。この
ような加熱目的用の相対的冷却液の適用範囲は大いに限
定される。同様に、１４００℃を超える反応温度での発
生に必要な高エネルギー燃焼は、結局、特に高い処理温
度で約束される煤煙形成ような重要な他の不利として記
すべきである。煤煙形成は、合成ガスとアセチレンの収
量を減少させるだけでなく、煤煙又は煤煙コークスによ
り汚染された冷却液の洗浄及びクラッキングガス混合物
の洗浄も複雑化する。
相当量が失われるか、或いはエネルギーの最適回収が不
可能になることである。対応する冷却液は、１５００〜
１６００℃の高温度レベルで使用開始されるが、それ
は、使用後、最大温度３００℃を物理的に有する。この
ような加熱目的用の相対的冷却液の適用範囲は大いに限
定される。同様に、１４００℃を超える反応温度での発
生に必要な高エネルギー燃焼は、結局、特に高い処理温
度で約束される煤煙形成ような重要な他の不利として記
すべきである。煤煙形成は、合成ガスとアセチレンの収
量を減少させるだけでなく、煤煙又は煤煙コークスによ
り汚染された冷却液の洗浄及びクラッキングガス混合物
の洗浄も複雑化する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述の不利を回避する
ために、本出願人によるＤＥ−Ａ１９９１４２２６．２
は、これまで公知のものとは原理的に異なるもので、且
つ炭化水素の部分燃焼によりアセチレン／合成ガス混合
物を製造するために適している方法の構造に特徴がある
低温法を開示している。酸素の存在下、適当な炭化水素
の熱処理によりアセチレンと合成ガスとを分離するこの
方法は、これまで開示された方法と対照的に、１４００
℃の最高温度で行われる。
ために、本出願人によるＤＥ−Ａ１９９１４２２６．２
は、これまで公知のものとは原理的に異なるもので、且
つ炭化水素の部分燃焼によりアセチレン／合成ガス混合
物を製造するために適している方法の構造に特徴がある
低温法を開示している。酸素の存在下、適当な炭化水素
の熱処理によりアセチレンと合成ガスとを分離するこの
方法は、これまで開示された方法と対照的に、１４００
℃の最高温度で行われる。
【００１０】アセチレンと合成ガスの製造用出発材料
は、例えば、点火、エネルギーの供給又は発熱反応によ
り、エネルギーの供給と同時に又は供給前に加熱するこ
とができる。出発材料又は出発混合物から形成される反
応混合物は、本発明に従い、工程中、１４００℃の最高
温度を有する。
は、例えば、点火、エネルギーの供給又は発熱反応によ
り、エネルギーの供給と同時に又は供給前に加熱するこ
とができる。出発材料又は出発混合物から形成される反
応混合物は、本発明に従い、工程中、１４００℃の最高
温度を有する。
【００１１】公知の方法とは対照的に、反応器の平均滞
留時間は比較的長く、一般に少なくとも１０ミリ秒であ
り；好適態様では冷却が直接冷却により行われる。
留時間は比較的長く、一般に少なくとも１０ミリ秒であ
り；好適態様では冷却が直接冷却により行われる。
【００１２】熱処理は、一般に１２００℃〜１４００℃
の温度で行われる。１３５０℃までの範囲が特に好まし
い。
の温度で行われる。１３５０℃までの範囲が特に好まし
い。
【００１３】より低い工程温度の優位性は、第１に煤煙
が減少し、第２に必要エネルギーがこれまでの方法より
低く、有効なエネルギー回収が可能であることである。
が減少し、第２に必要エネルギーがこれまでの方法より
低く、有効なエネルギー回収が可能であることである。
【００１４】酸素は、通常、空気、酸素又は空気／酸素
混合物の形で出発混合物に供給される。酸素源として、
水蒸気及び／又は二酸化炭素を添加することも可能であ
る。これらは、酸素／炭素のモル比が０．１〜０．８、
好ましくは０．４〜０．６となるような量で反応混合物
に添加される。
混合物の形で出発混合物に供給される。酸素源として、
水蒸気及び／又は二酸化炭素を添加することも可能であ
る。これらは、酸素／炭素のモル比が０．１〜０．８、
好ましくは０．４〜０．６となるような量で反応混合物
に添加される。
【００１５】出発混合物の組成は、製造すべきクラッキ
ングガスの用途に依存している。上述の方法により製造
することができる重要なクラッキングガスは、例えばア
セチレン／メタノール合成ガス、アセチレン／アンモニ
ア合成ガス、アセチレン／水素リッチガス、アセチレン
／一酸化炭素リッチガス、アセチレン／オキソガス及び
アセチレン／エチレン合成ガスである。天然ガス以外
に、液化ガス（プロパン又はブタン）、石油エーテル、
芳香族化合物、熱分解ベンジン油（クラッキング法か
ら）及び／又は石油精製からの真空蒸留残渣を使用する
ことができる。出発混合物は、１０容量％までの、回収
クラッキングガス、回収ガス（例、クラッキングガスの
洗浄により得られる残留メタン）、他の方法又は合成ガ
スから得られる残留ガスを、含んでいても良い。酸素
を、アンモニア合成ガス及びアセチレンが得られる空気
状の出発混合物に添加することができる。高メタン含有
量の天然ガスへの蒸気添加により、優先的にアセチレン
／水素リッチガスが得られ、高級炭化水素の使用により
アセチレン／一酸化炭素リッチガスが得られる。
ングガスの用途に依存している。上述の方法により製造
することができる重要なクラッキングガスは、例えばア
セチレン／メタノール合成ガス、アセチレン／アンモニ
ア合成ガス、アセチレン／水素リッチガス、アセチレン
／一酸化炭素リッチガス、アセチレン／オキソガス及び
アセチレン／エチレン合成ガスである。天然ガス以外
に、液化ガス（プロパン又はブタン）、石油エーテル、
芳香族化合物、熱分解ベンジン油（クラッキング法か
ら）及び／又は石油精製からの真空蒸留残渣を使用する
ことができる。出発混合物は、１０容量％までの、回収
クラッキングガス、回収ガス（例、クラッキングガスの
洗浄により得られる残留メタン）、他の方法又は合成ガ
スから得られる残留ガスを、含んでいても良い。酸素
を、アンモニア合成ガス及びアセチレンが得られる空気
状の出発混合物に添加することができる。高メタン含有
量の天然ガスへの蒸気添加により、優先的にアセチレン
／水素リッチガスが得られ、高級炭化水素の使用により
アセチレン／一酸化炭素リッチガスが得られる。
【００１６】酸素及び／又は酸素含有化合物の存在下に
炭化水素を燃焼することによりアセチレン／合成ガス混
合物を製造する方法に関する、出願でＤＥ−Ａ１９９１
４２２６．２の内容は、本出願の重要で不可欠な部分で
あり、引用することにより本出願に取り込まれている。
炭化水素を燃焼することによりアセチレン／合成ガス混
合物を製造する方法に関する、出願でＤＥ−Ａ１９９１
４２２６．２の内容は、本出願の重要で不可欠な部分で
あり、引用することにより本出願に取り込まれている。
【００１７】ＤＥ−Ａ１９９１４２２６．２に開示され
た方法は、種々の組成の出発材料を用い、そしてアセチ
レン／合成ガス混合物の所望の組成に依存して変化する
種々の圧力、温度及び滞留時間で行われるもので、さら
にこの方法は、所望により、使用される反応材料の発火
性混合物が、バーナで火炎形成して酸化される前に発生
することがないように行うべきである。
た方法は、種々の組成の出発材料を用い、そしてアセチ
レン／合成ガス混合物の所望の組成に依存して変化する
種々の圧力、温度及び滞留時間で行われるもので、さら
にこの方法は、所望により、使用される反応材料の発火
性混合物が、バーナで火炎形成して酸化される前に発生
することがないように行うべきである。
【００１８】本発明の目的は、アセチレン／合成ガス混
合物を製造するための低温法を行うことができ、且つこ
の低温法におけるこれらの発火性混合物の存在を回避す
ることができるバーナブロックを提供することにある。
合物を製造するための低温法を行うことができ、且つこ
の低温法におけるこれらの発火性混合物の存在を回避す
ることができるバーナブロックを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
が、炭素／酸素混合物の通路として設計された複数の流
路を含む口金を有するバーナブロックより達成されるこ
とを見出した。また空気、酸素又は空気／酸素混合物が
通過して流出する酸素流路も存在する。
が、炭素／酸素混合物の通路として設計された複数の流
路を含む口金を有するバーナブロックより達成されるこ
とを見出した。また空気、酸素又は空気／酸素混合物が
通過して流出する酸素流路も存在する。
【００２０】
【発明の実施の形態】得られる炭化水素／酸素混合物の
燃焼は、バーナブロックを通過した後開始される。
燃焼は、バーナブロックを通過した後開始される。
【００２１】酸素は、空気、酸素又は酸素／空気混合物
の形で、システムに供給される。酸素源として水蒸気又
は二酸化炭素を添加することもできる。これは、炭化水
素／酸素混合物及び酸素流路を通って流入する酸素にも
当てはまる。酸素源として好適な上述の化合物全て、以
下では酸素と呼ぶ。
の形で、システムに供給される。酸素源として水蒸気又
は二酸化炭素を添加することもできる。これは、炭化水
素／酸素混合物及び酸素流路を通って流入する酸素にも
当てはまる。酸素源として好適な上述の化合物全て、以
下では酸素と呼ぶ。
【００２２】本発明のバーナブロックは、複数の炭化水
素流路を含む口金から構成される。出発材料として使用
される炭化水素は、例えばメタン、天然ガス、液化ガス
（プロパン／ブタン）、石油エーテル、芳香族混合物、
熱分解ベンジン、さらに残油でも良く、この炭化水素
は、上記複数の流路を通過する。出発材料は、予め空
気、酸素、空気／酸素混合物又は酸素含有化合物（例、
水又は二酸化炭素）と混合される。例えば、ザクセ−バ
ルトロメ法と対照的に、本発明のバーナブロックは、ま
ず発火性混合物を形成しない大量の酸素の、炭化水素へ
の添加を可能にし、それにも拘わらず次の反応空間にお
ける安定な点火及び燃焼が達成される。炭素／酸素混合
物を、特別な予防措置無しに製造することができ、そし
てこの混合物は混合ブロック及びバーナブロックの上流
部分を、比較的長い滞留時間で通過する。
素流路を含む口金から構成される。出発材料として使用
される炭化水素は、例えばメタン、天然ガス、液化ガス
（プロパン／ブタン）、石油エーテル、芳香族混合物、
熱分解ベンジン、さらに残油でも良く、この炭化水素
は、上記複数の流路を通過する。出発材料は、予め空
気、酸素、空気／酸素混合物又は酸素含有化合物（例、
水又は二酸化炭素）と混合される。例えば、ザクセ−バ
ルトロメ法と対照的に、本発明のバーナブロックは、ま
ず発火性混合物を形成しない大量の酸素の、炭化水素へ
の添加を可能にし、それにも拘わらず次の反応空間にお
ける安定な点火及び燃焼が達成される。炭素／酸素混合
物を、特別な予防措置無しに製造することができ、そし
てこの混合物は混合ブロック及びバーナブロックの上流
部分を、比較的長い滞留時間で通過する。
【００２３】これは、少なくとも１個の酸素流路を含む
バーナブロックにより達成される。そしてこの酸素流路
において、別の酸素が、予め製造され且つ複数の流路よ
り流出する炭化水素／酸素混合物に添加される。この酸
素流路は、複数の炭化水素流路内において、中央に位置
することが好ましい。特に、この酸素流路を、複数の炭
化水素流路内にその同心円状に配置することが好まし
い。複数の酸素流路が存在する場合、上記配置は所望の
頻度で繰り返すことができる。上述の酸素流路／炭化水
素流路配置を有する個々のバーナブロックを複数組み合
わせて、単一のまとまったバーナブロックとすることも
可能である。
バーナブロックにより達成される。そしてこの酸素流路
において、別の酸素が、予め製造され且つ複数の流路よ
り流出する炭化水素／酸素混合物に添加される。この酸
素流路は、複数の炭化水素流路内において、中央に位置
することが好ましい。特に、この酸素流路を、複数の炭
化水素流路内にその同心円状に配置することが好まし
い。複数の酸素流路が存在する場合、上記配置は所望の
頻度で繰り返すことができる。上述の酸素流路／炭化水
素流路配置を有する個々のバーナブロックを複数組み合
わせて、単一のまとまったバーナブロックとすることも
可能である。
【００２４】バーナブロックの上流で製造された非発火
性の炭化水素／酸素混合物の組成は、当然、混合後、バ
ーナブロックに流入する前の混合物の温度に依存して異
なる。対応する出発混合物の発火（点火）限界は、当該
熟練技術者にとって公知であるか、あるいは対応する算
数表(tables)により明らかであるか、あるいは実験的に
決定することができる。炭化水素／酸素混合物を製造
し、バーナブロックに室温で流入することが好ましい。
この場合、天然ガス使用時、純粋酸素を使用する場合、
メタン含有量が６０容量％を超える混合物が使用され
る。
性の炭化水素／酸素混合物の組成は、当然、混合後、バ
ーナブロックに流入する前の混合物の温度に依存して異
なる。対応する出発混合物の発火（点火）限界は、当該
熟練技術者にとって公知であるか、あるいは対応する算
数表(tables)により明らかであるか、あるいは実験的に
決定することができる。炭化水素／酸素混合物を製造
し、バーナブロックに室温で流入することが好ましい。
この場合、天然ガス使用時、純粋酸素を使用する場合、
メタン含有量が６０容量％を超える混合物が使用され
る。
【００２５】本発明の好ましい態様において、点火バー
ナを、さらに本発明のバーナブロックに設置することで
ある。これは、バーナブロックを通過後形成される炭化
水素と酸素との混合物に点火するためである。このタイ
プの点火バーナは、基本的に、反応の開始時に混合物に
点火することのみ必要である。所望により、点火バーナ
はまた、燃焼混合物の発火安定性を確実にするために役
立ち得る。点火バーナは炭化水素流路と酸素流路の間の
領域に設置することが好ましい。
ナを、さらに本発明のバーナブロックに設置することで
ある。これは、バーナブロックを通過後形成される炭化
水素と酸素との混合物に点火するためである。このタイ
プの点火バーナは、基本的に、反応の開始時に混合物に
点火することのみ必要である。所望により、点火バーナ
はまた、燃焼混合物の発火安定性を確実にするために役
立ち得る。点火バーナは炭化水素流路と酸素流路の間の
領域に設置することが好ましい。
【００２６】本発明のバーナブロックは、幅のあるプロ
セス工学の優位性を保証する。従って、炭化水素／酸素
混合物は、反応材料をただ粗混合するような比較的簡単
な方法で混合することができる。さらに、反応材料を高
温に予め暖める必要はない。反応材料を室温で予備混合
するだけで十分である。好ましいエネルギーバランスに
加えて、室温における混合操作の実施により、高い酸素
含有量を有するが、発火性が無く、特定の手段無しに処
理することができる混合物を作製することができるとの
優位性が得られる。バーナ流路を通過し、さらに酸素と
混合し、そしてバーナブロックで一般に行われている温
度まで加熱した後のみに、発火性混合物が形成する。こ
のようにして形成した混合物は、１４００℃未満の温度
でアセチレン／合成ガス混合物の作製に理想的である。
同時に、バーナは、混合物の処理量及び化学両論性に関
して大きな制御範囲を有する。
セス工学の優位性を保証する。従って、炭化水素／酸素
混合物は、反応材料をただ粗混合するような比較的簡単
な方法で混合することができる。さらに、反応材料を高
温に予め暖める必要はない。反応材料を室温で予備混合
するだけで十分である。好ましいエネルギーバランスに
加えて、室温における混合操作の実施により、高い酸素
含有量を有するが、発火性が無く、特定の手段無しに処
理することができる混合物を作製することができるとの
優位性が得られる。バーナ流路を通過し、さらに酸素と
混合し、そしてバーナブロックで一般に行われている温
度まで加熱した後のみに、発火性混合物が形成する。こ
のようにして形成した混合物は、１４００℃未満の温度
でアセチレン／合成ガス混合物の作製に理想的である。
同時に、バーナは、混合物の処理量及び化学両論性に関
して大きな制御範囲を有する。
【００２７】本発明のバーナブロックは、炭化水素から
アセチレン／合成ガス混合物の製造に好適である。従っ
て、例えば、アセチレン／メタノール合成ガス、アセチ
レン／アンモニア合成ガス、アセチレン／水素リッチガ
ス、アセチレン／一酸化炭素リッチガス、アセチレン／
オキソガス及びアセチレン／エチレン合成ガスを製造す
ることができる。この反応は、所望の圧力（好ましくは
大気圧）で行うことができる。好適な反応器は、火炎領
域が形成されてなくても、火炎反応器又は管状反応器で
ある。
アセチレン／合成ガス混合物の製造に好適である。従っ
て、例えば、アセチレン／メタノール合成ガス、アセチ
レン／アンモニア合成ガス、アセチレン／水素リッチガ
ス、アセチレン／一酸化炭素リッチガス、アセチレン／
オキソガス及びアセチレン／エチレン合成ガスを製造す
ることができる。この反応は、所望の圧力（好ましくは
大気圧）で行うことができる。好適な反応器は、火炎領
域が形成されてなくても、火炎反応器又は管状反応器で
ある。
【００２８】本発明のバーナブロックはまた、アセチレ
ンを製造しない合成ガス混合物の製造に使用することも
できる。上述の炭化水素を、その後出発物質として使用
することができる。これらは所望の比で酸素と混合さ
れ、その後本発明のバーナブロックに添加される。次い
で、燃焼を、アセチレン収量が消失する、合成ガス製造
のための通常の条件（温度、圧力、滞留時間）において
行う。
ンを製造しない合成ガス混合物の製造に使用することも
できる。上述の炭化水素を、その後出発物質として使用
することができる。これらは所望の比で酸素と混合さ
れ、その後本発明のバーナブロックに添加される。次い
で、燃焼を、アセチレン収量が消失する、合成ガス製造
のための通常の条件（温度、圧力、滞留時間）において
行う。
【００２９】添付の図１には、例として、本発明のバー
ナブロック１の好ましい態様を示している。これは、炭
化水素流路３を含むバーナ口金（基部）２から構成され
ている。炭化水素流路は酸素流路４の周囲に同心円状に
配列されている。混合温度で発火しない混合物を得るた
めに、前もって酸素と予備混合された炭化水素を、流路
３を通すことによりバーナブロック１を通過させ、次い
で流出後酸素と混合する。集中的な混合がもたらされ、
その後混合物は発火し（点火され）、燃焼して、１４０
０℃未満で所望のガス混合物が得られる。点火バーナ５
は混合物の発火を保証する。炭化水素と酸素との混合
は、バーナブロックの上流の混合チャンバー６で行われ
る。
ナブロック１の好ましい態様を示している。これは、炭
化水素流路３を含むバーナ口金（基部）２から構成され
ている。炭化水素流路は酸素流路４の周囲に同心円状に
配列されている。混合温度で発火しない混合物を得るた
めに、前もって酸素と予備混合された炭化水素を、流路
３を通すことによりバーナブロック１を通過させ、次い
で流出後酸素と混合する。集中的な混合がもたらされ、
その後混合物は発火し（点火され）、燃焼して、１４０
０℃未満で所望のガス混合物が得られる。点火バーナ５
は混合物の発火を保証する。炭化水素と酸素との混合
は、バーナブロックの上流の混合チャンバー６で行われ
る。
【００３０】Ａは炭化水素／酸素出口、Ｂは酸素及び／
又は空気／酸素出口である。
又は空気／酸素出口である。
【００３１】
【実施例】図１に示されるバーナブロックにおいて、１
２００ｍ３(s.t.p)／ｈの天然ガスは、９０ｍ３(s.t.p)
／ｈの酸素と、混合チャンバーを通ることにより混合さ
れ、得られた混合物は炭化水素流路を通過して流出す
る。３０ｍ３(s.t.p)／ｈの酸素が、中央の酸素流路を
通って流出する。点火バーナにより点火された後、燃焼
はバーナの下流において安定化する。天然ガス／酸素混
合物は、燃焼及び次の１３００℃の平均温度の反応後領
域による酸素欠乏条件下において、６容量％のアセチレ
ン、７容量％のメタン、２０容量％の一酸化炭素、４０
容量％の水素、３容量％の二酸化炭素、残留蒸気及び少
量の煤煙及び高級炭化水素からなる混合物に転化され
る。
２００ｍ３(s.t.p)／ｈの天然ガスは、９０ｍ３(s.t.p)
／ｈの酸素と、混合チャンバーを通ることにより混合さ
れ、得られた混合物は炭化水素流路を通過して流出す
る。３０ｍ３(s.t.p)／ｈの酸素が、中央の酸素流路を
通って流出する。点火バーナにより点火された後、燃焼
はバーナの下流において安定化する。天然ガス／酸素混
合物は、燃焼及び次の１３００℃の平均温度の反応後領
域による酸素欠乏条件下において、６容量％のアセチレ
ン、７容量％のメタン、２０容量％の一酸化炭素、４０
容量％の水素、３容量％の二酸化炭素、残留蒸気及び少
量の煤煙及び高級炭化水素からなる混合物に転化され
る。
【図１】本発明によるバーナブロックの好ましい実施形
態を示す図である。
態を示す図である。
１ バーナブロック ２ バーナ口金（基部） ３ 炭化水素流路 ４ 酸素流路 ５ 点火バーナ ６ 混合チャンバー Ａ 炭化水素／酸素出口 Ｂ 酸素及び／又は空気／酸素出口
フロントページの続き (72)発明者 ディーター、シュタップフ ドイツ、68199、マンハイム、ローゼンシ ュトラーセ、111 (72)発明者 ミヒャエル、バハトラー ドイツ、67056、ルートヴィッヒスハーフ ェン、ビ−エ−エスエフ アクチェンゲゼ ルシャフト／デーペーペー／ペーテー−デ ー219 (72)発明者 オラフ、シャイトシュテガー ドイツ、68163、マンハイム、ラインダム シュトラーセ、30 (72)発明者 ペーター、ペスラー ドイツ、67069、ルートヴィッヒスハーフ ェン、ノーベルシュトラーセ、21 Ｆターム(参考） 3K017 CA07 CB02 CB05 CD03 CF01 CF02 CH04 3K065 TA04 TA06 TA15 TD04 TD05 TE06 TF08 TH03 4H029 AA01 AA06 AA11 AB03 AB11 AE27
Claims (11)
- 【請求項１】 口金（２）、反応材料として使用される
炭化水素／酸素混合物の通路のための複数の炭化水素流
路（３）、及び空気、酸素又は空気／酸素混合物の通路
のための少なくとも１個の酸素流路（４）を有するバー
ナブロック（１）。 - 【請求項２】 酸素流路（４）が複数の炭化水素流路
（３）で包囲されている請求項１に記載のバーナブロッ
ク。 - 【請求項３】 酸素流路（４）が複数の炭化水素流路
（３）により同心円状に包囲されている請求項１又は２
に記載のバーナブロック。 - 【請求項４】 点火バーナが設けられている請求項１〜
３のいずれかに記載のバーナブロック。 - 【請求項５】 混合チャンバー（６）がバーナブロック
（１）の上流に設けられている請求項１〜４のいずれか
に記載のバーナブロック。 - 【請求項６】 １４００℃未満の温度にて、炭化水素と
酸素からアセチレン／合成ガス混合物を製造する方法で
あって、請求項１〜５のいずれかに記載のバーナブロッ
クを使用することを特徴とする方法。 - 【請求項７】 アセチレン／合成ガス混合物が、アセチ
レン／メタノール合成ガス、アセチレン／アンモニア合
成ガス、アセチレン／水素リッチガス、アセチレン／一
酸化炭素リッチガス、アセチレン／オキソガス、及びア
セチレン／エチレン合成ガスから選択される請求項６に
記載の方法。 - 【請求項８】 通常の温度で発火しない炭化水素／酸素
混合物を、バーナブロックに導入する請求項６又は７に
記載の方法。 - 【請求項９】 炭化水素として、メタン、天然ガス、液
化ガス、石油エーテル、芳香族混合物、熱分解ベンジン
又は残油を使用する請求項６〜８のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項１０】 炭化水素／酸素混合物が室温でバーナ
ブロックに導入され、且つ該混合物が６０容量％を超え
るメタンを含んでいる請求項８に記載の方法。 - 【請求項１１】 アセチレンの収量が消失する条件下
に、炭化水素と酸素から合成ガス混合物を製造する方法
であって、請求項１〜５のいずれかに記載のバーナブロ
ックを使用することを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE10041739.6 | 2000-08-25 | ||
| DE10041739A DE10041739A1 (de) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | Vormisch-Brennerblock für partielle Oxidationsprozesse |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002147720A true JP2002147720A (ja) | 2002-05-22 |
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| EP (1) | EP1182181A1 (ja) |
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| CN100404485C (zh) * | 2005-05-31 | 2008-07-23 | 中国石油化工集团公司 | 通过烃的部分氧化工艺多产乙炔的方法 |
| CN102226533B (zh) * | 2011-05-26 | 2012-10-10 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种用于超声速燃烧研究的高速预混火焰炉 |
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| DE102017204584A1 (de) | 2017-03-20 | 2018-09-20 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Brennerkopf zur Anordnung im Kopf eines Vergasers zur Primäroxidation gasförmiger Vergasungsstoffe in Vergasern nach dem Prinzip der autothermen Reformierung (ATR) oder der nichtkatalytischen Partialoxidation (POX) |
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| KR20180085708A (ko) | 2018-07-19 | 2018-07-27 | 임예지 | 터보플레임 버너 |
| RU2761844C1 (ru) | 2018-10-23 | 2021-12-13 | Сабик Глобал Текнолоджиз Б.В. | Способ и реактор для превращения углеводородов |
| EP3689818A1 (en) * | 2019-01-31 | 2020-08-05 | Casale Sa | Reactor and process for partial oxidation |
| CN115307141B (zh) * | 2021-12-08 | 2024-04-19 | 苏州大学 | 一种延长燃烧器中氢气火焰长度的方法及氢燃烧器装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US5431559A (en) * | 1993-07-15 | 1995-07-11 | Maxon Corporation | Oxygen-fuel burner with staged oxygen supply |
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-
2001
- 2001-08-15 US US09/929,074 patent/US20020064741A1/en not_active Abandoned
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- 2001-08-23 EP EP01119686A patent/EP1182181A1/de not_active Withdrawn
- 2001-08-24 KR KR1020010051287A patent/KR20020016575A/ko not_active Application Discontinuation
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