JP2005510435A - 重油のガス化のためのプロセス - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高粘度の液体炭化水素原料を合成ガスへ転化するためにガス化装置に供給するプロセスを提供する。フィードストック、水蒸気、酸素含有ガス、及び再循環された冷却水はすべて4流フィードインジェクターを通してガス化装置に供給される。この設計のフィードストックは、例外的に重いフィードのより良好な噴霧を提供し、その結果、合成ガスへの良好な転化を提供するように2つの酸素流の間に挟まれている。フィードインジェクターの中央のバイヨネットは、冷却水の最循環である第4の流れに対する流路を提供する。この配置によって、粘度を上げ、その結果、ガス化装置中の転化を下げる、フィードストックの混合と冷却が避けられる。
本発明は、高粘度の液体炭化水素フィードストックの部分酸化、又はガス化のための新規なプロセスに関する。定義によって、ガス化装置、部分酸化反応器、又はガス化装置は、フィードストックを合成ガスに転化する、フィードストックの部分酸化が行われる反応器を記載するのに互換的に使用される。部分酸化反応器は、部分酸化反応条件と同様、当技術分野で周知である。例えば、参照によりすべて本明細書の記載の一部とする、米国特許第、4,328,006、4,959,080号及び5,281,243号を参照のこと。ガス化装置のフィードストックは、合成ガスを製造するために、ガス化装置内で、空気、エンリッチト・エア、又はほぼ純粋な酸素のような酸素含有ガス、及び水又は水蒸気のような温度適正化剤と反応される。酸素を用いて、フィードストック中の炭素を部分的に酸化し、主として一酸化炭素と水素ガスとする。温度適正化剤を用いて、ガス化装置内部の温度を制御する。酸素と温度適正化剤は共に合成ガスの組成に影響を与え得るが、ガス化装置の制御は本発明の範囲外である。
実際には、この反応を記載したように実施するのは難しい。水ガスシフト反応(2)を介して、常に若干の水と二酸化炭素の産生があるであろう。
この反応は可逆的である、即ちそれが進行する程度は温度と圧力の条件に依存する。合成ガスの製造には高温と低圧が有利である。
ガス化装置の上部に設けられた4流フィードインジェクターの中央の導管を通して水流を通過させる工程であって、該フィードインジェクターが放射状に配置された同心円状の中央、第2、第3、及び外部円筒導管を含み、該導管が排出のための下流出口オリフィスで開放している上記工程、
同時に高粘度炭化水素フィード流を該第3円筒導管を通過させる工程、
同時に遊離酸素含有ガス流を、任意選択的に温度適正化剤と混合して、該第2及び外部円筒導管を通過させる工程、
外部導管出口オリフィスの前、その場所、又はその下流で、上記の流れを一緒に混合する工程、及び
該ガス化装置の反応ゾーンで上記混合物を反応させる工程
を含む、高粘度炭化水素フィード流の部分酸化のための連続プロセスを含むことを認めるはずである。
Claims (15)
- (1)ガス化装置の上部に設けられた4流フィードインジェクターの中央導管を通して水流を通過させる工程であって、該フィードインジェクターが放射状に配置された第2、第3、及び外部円筒導管を含み、該導管が排出のための下流出口オリフィスで開放している上記工程、
(2)同時に高粘度炭化水素フィード流を該第3円筒導管を通過させる工程、
(3)同時に遊離酸素含有ガス流を、任意選択的に温度適正化剤と混合して、該第2及び外部円筒導管を通過させる工程、
(4)外部導管出口オリフィスの前、その場所、又はその下流で、上記(1)、(2)及び(3)からの流れを一緒に混合する工程、及び
(5)該ガス化装置の反応ゾーンで(4)からの混合物を反応させる工程
を含む、高粘度炭化水素フィード流の部分酸化のための連続プロセス。 - 水が、ガス化装置からのカーボン煤を含む、再循環されたガス化系水である、請求項1記載のプロセス。
- フィードインジェクター中の水の速度が毎秒約1.0から120フィート(0.3から36.58m)である、請求項2記載のプロセス。
- 高粘度炭化水素フィードストックが、バージンクルード、石油蒸留及びクラッキングからの残留物、石油留出物、還元クルード、全クルード、アスファルト、コールタール、石炭液化油、シェールオイル、タールサンドオイル、溶剤脱歴ボトム及びそれらの混合物からなる群より選ばれる、請求項1記載のプロセス。
- 高粘度炭化水素フィードストックが480°F(249°C)の温度で約600センチポイズ又はそれより大きい粘度を有する、請求項4記載のプロセス。
- 高粘度炭化水素フィードストックが約550°F(288°C)と600°F(316°C)の間の温度でガス化装置に供給される、請求項4記載のプロセス。
- フィードインジェクター中の高粘度炭化水素フィードストックの速度が毎秒約10から120フィート(3から36.58m)である、請求項4記載のプロセス。
- 高粘度炭化水素フィードストックの速度が毎秒約25から75フィート(7.63から22.89m)である、請求項7記載のプロセス。
- 遊離酸素含有ガスが、空気、エンリッチト・エア、及びほぼ純粋な酸素からなる群より選ばれる、請求項1記載のプロセス。
- 温度適正化剤が、水蒸気、水又は不活性ガスのいずれかである、請求項9記載のプロセス。
- 第1及び外部環状流路を通過する酸素含有ガスの速度が、毎秒約50フィート(15.24m)から音速の範囲にある、請求項9記載のプロセス。
- 第1及び外部環状流路を通過する酸素含有ガスの速度が毎秒約150から750フィート(45.72から228.6m)の範囲にある、請求項11記載のプロセス。
- ガス化装置の反応ゾーン中の条件が、約1,700°F(930°C)と約3,000°F(1650°C)の間の温度、及び約1気圧(100KPa)と約250気圧(25,000KPa)の間の圧力である、請求項1記載のプロセス。
- ガス化装置の温度が、約2,000°F(1100°C)と約2,800°F(1540°C)の間である、請求項13記載のプロセス。
- ガス化装置の圧力が約15気圧(1500KPa)と約150気圧(1500KPa)の間である、請求項13記載のプロセス。
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