JP4434645B2 - 重質原油および蒸留残留物等の重質チャージの部分的酸化により合成ガスを製造する方法 - Google Patents
重質原油および蒸留残留物等の重質チャージの部分的酸化により合成ガスを製造する方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4434645B2 JP4434645B2 JP2003202524A JP2003202524A JP4434645B2 JP 4434645 B2 JP4434645 B2 JP 4434645B2 JP 2003202524 A JP2003202524 A JP 2003202524A JP 2003202524 A JP2003202524 A JP 2003202524A JP 4434645 B2 JP4434645 B2 JP 4434645B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- synthesis gas
- water
- gas
- heavy
- tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0006—Controlling or regulating processes
- B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
- C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/04—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials
- C10K1/06—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials combined with spraying with water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00121—Controlling the temperature by direct heating or cooling
- B01J2219/00123—Controlling the temperature by direct heating or cooling adding a temperature modifying medium to the reactants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00243—Mathematical modelling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、重質チャージ、特に重質原油、「オイルサンド」から得られるビチューメン、および蒸留残留物の部分的酸化により合成ガスを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
重質原油、「オイルサンド」から得られるビチューメン、および石油残留物は、実質的に二種類の方法、すなわち熱だけで中間的に合成ガスを形成する方法または水素化処理による方法、により高品位製品に転化することができる。
【０００３】
熱だけによる方法に関しては、重質チャージを、酸素や蒸気等の燃焼調整剤と共に高温（１０００℃を超える）に加熱することによって、合成ガスを製造する方法が既に知られている。
【０００４】
全ての反応が平衡に達するような高温においては、典型的には、得られるＨ２／ＣＯモル比は高ＣＯ濃度に維持され、ＣＯ２の生成は減る。ＣＯ２ガスは、化学用途に使用されるのであれ、適当な組み合わせサイクル機構で燃焼させて電気エネルギーを発生させるために使用されるのであれ、合成ガスを用いた何れの用途においても総炭素の燃焼生成物である。
【０００５】
非常に高温で生成される合成ガスは、含まれる熱を回収するため、そして、重質チャージ中に含まれる粒子状金属物質、硫化水素、およびその他の化合物の除去処理を可能にするため、冷却する必要がある。
【０００６】
このガスを適当な表面を用いて熱交換するか、または水を直接注入して冷却することにより、粒子状物質や煤煙（供給された重質チャージの不完全燃焼により形成される炭素粒子）を容易に分離することができる。
【０００７】
この分野では多くの特許があり、特に米国特許第２８２８３２６号、第３９８０９５０号、第４６０５４２３号、第４７０５５４２号、および第４７０４１３７号を挙げることができる。
【０００８】
これらの特許から、Ｈ２／ＣＯモル比を知りこのモル比をできるだけ一定に維持することが非常に重要であることが分かる。しかしながら、Ｈ２／ＣＯモル比は、約１未満の値を有するものの、この値が１より高い値に上昇する傾向にあり、その後のガスの使用に明らかな影響を及ぼすという深刻な問題を引き起こす。
【０００９】
米国特許第２８１８３２６号では、炭素燃料を酸素含有ガスを用いて部分的に酸化して合成ガスを製造する方法が記載されており、得られた合成ガスに水を直接注入することにより合成ガスを冷却し、続いてアダクション管（該アダクション管の周囲には両端が開いた同心管が設けられてなり、そのアダクション管と該開放同心管との間に形成された環を通って、冷却されたガスおよび水が上昇できる）により水を分離するものである。特に上記の特許では、遊離炭素および遊離炭化水素の形成が一般的に引き起される分解反応を阻止するため、２０００°Ｆを超える温度で排出された高温のガスを非常に短い時間（具体的には記載されていない）で６００°Ｆに冷却することを推奨している。
【００１０】
米国特許第４７０５５４２号は、操作速度２〜９ｍ／秒で、かつ接触時間０．１〜１秒間、好ましくは０．１〜０．５秒間での冷却を推奨している上記特許の開示の内容を含むものである。
【００１１】
上記２件の特許に記載されているものの、また、液体の水を加えることにより冷却し、その冷却を短時間で行うことが提案されてはいるが、これは本製法自体の正しい機能を保証するには不十分であることが分かる。
【００１２】
実際、上記の分解反応、とりわけ固体の炭素粒子が形成されてしまうという欠点もあるＢｏｕｄｕａｒｔ反応：
２ＣＯ←→Ｃ＋ＣＯ２ （ΔＨ°＝−１７３ｋＪ／モル）
に加えて、さらに水を添加することにより、水性ガス転化（ＷＧＳ）反応：
ＣＯ＋Ｈ２Ｏ（ｇ）←→ＣＯ２＋Ｈ２ （ΔＨ°＝−４１．１１５ｋＪ／モル）
が起こり易くなることが知られている。
【００１３】
ＷＧＳ反応が十分に遅くなり、多くの選択が可能になる約９００℃の温度に到達するのに必要な時間は、特に重要である。
【００１４】
この反応は、熱力学的に温度が次第に低下するため、右に向かって進行する傾向にある。
【００１５】
このようにして得られたガスは、蓄熱量が小さく、水素含有量が高く、ＣＯ含有量が低く、かつ高ＣＯ２濃度である。
【００１６】
ガス組成を調整するための効果的な冷却が行われない場合、ガス化を少量の蒸気で行う必要がある。
【００１７】
このことにより種々の欠点がもたらされるが、特に、
・煤煙の形成、
・発熱ＷＧＳ反応および形成された煤煙（危険な廃物でもある）の放出の両方による熱容量の低下、
・浸食および／または腐食（その結果、より高価な材料を使用することになる）、
が重大な欠点となる。
【００１８】
これらの欠点はすべて、本製法の連続運転を妨げることになる。
【００１９】
しかしながら、水の直接注入によりガスを冷却して煤煙を除去するときに、下降ガス噴流が下部の液体中に入り込む場所で高温の気泡が形成されることに注意が必要であり、この気泡が液体中に十分に分散しないと装置の誤作動が起こる（発泡、不規則な水位、液体の水と共にガスが混入、水相中へのガスの混入）と考えられる。
【００２０】
【発明の概要】
上記の欠点を回避すると同時に、分離された水の全体が高乱流である条件の下で気泡が形成されるのを抑制するため、本発明者らは、アダクション管の下端と開放同心管の下端との距離を、アダクション管下端の直径とガス全体の流量比とに応じてある一定の値以上とすることのより、ガス噴流が開放同心管の下端を越えて液体中に入り込むのを防ぐことができることを見出した。
【００２１】
本発明の目的である、重質チャージから合成ガスを製造する方法は、蒸気の存在下、１０００℃を超える温度で、かつ好ましくは２０気圧以上の圧力下、酸素または酸素高含有空気を用いて前記重質チャージを部分的に酸化し、次に、得られた合成ガス自体に水を直接注入することにより該合成ガスを冷却し、続いて、アダクション管（該アダクション管の周囲には両端が開いた同心管が設けられてなり、そのアダクション管と該開放同心管との間に形成された環を通って、冷却されたガスおよび水が上昇できる）により水を分離する工程を含んでなる方法であって、前記アダクション管の下端と前記開放同心管の下端との間の距離（Ｌ）が、そのアダクションパイプの下端の直径（Ｄ）のｘ倍以上（ここで、ｘは、等式ｘ＝０．０２６Ｆ＋０．１５に従い、ガス流量比（Ｆ）（ｋｇ／ｈ／ｃｍ２で表す）との関係で変化する）である、ことを特徴とするものである。
【００２２】
処理される重質チャージは種々の原料から得ることができ、重質原油、蒸留残留物、接触処理から得られる重質油、例えば接触分解処理から得られる重質サイクル油、サーマルタール（例えばビスブレーキングまたは類似の高温製法から得られるもの）、オイルサンドから得られるビチューメン、各種の石炭、およびその他一般に当該分野で「黒油」と呼ばれる炭化水素系の高沸点チャージから選択することができる。
【００２３】
【発明の具体的説明】
本発明の好ましい実施態様を以下に、図面を参照しながら説明するが、これらによって本発明自体の範囲が制限されるものではない。
【００２４】
図１は、重質チャージの部分的酸化により得られる、炭素粒子含有合成ガス（１）自体に、水（２）を直接注入することにより該合成ガスを冷却し、続いて、適当な容器（Ｒ）中で、アダクション管（ＴＡ）（該アダクション管の周囲には両端が開いた同心管が設けられてなり、そのアダクション管と該開放同心管との間に形成された環を通って、冷却されたガスおよび水が上昇できる）により水を分離する場合を図式的に示したものである。
【００２５】
アダクション管の下端と開放同心管の下端との距離（Ｌ）は、該アダクション管下端の直径（Ｄ）のｘ倍以上である（ここで、ｘは、等式ｘ＝０．０２６Ｆ＋０．１５に従い、ガス全体の流量比（Ｆ）（ｋｇ／ｈ／ｃｍ２で表す）との関係で変化する）。
【００２６】
水は、炭素粒子と共に底部（３）を通って容器から除去されるのに対し、冷却された合成ガスは、側面（４）から排出される。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例を示すが、これらにより本発明の範囲が制限されるものではない。
【００２８】
例１
アスファルテン残留物からなる重質チャージを３０ｔ／ｈで供給し、１３５０℃かつ７２気圧で蒸気１９ｔ／ｈの存在下、３１ｔ／ｈの酸素で部分的酸化を行って合成ガス９６２００Ｎｍ３／ｈを得る。得られた合成ガス自体に水を直接注入して該合成ガスを冷却する。この水の注入により水は部分的に蒸発し、気相の流量が１１７５００Ｎｍ３／ｈに増加する。次に、図１に示す機構により液体の水を分離する。ここで、アダクション管下端の直径Ｄは０．８ｍである。
【００２９】
流量はＦ＝１８．７９ｋｇ／ｈ／ｃｍ２ であるので、ｘの値は０．６４であり、距離Ｌは０．５１ｍ以上でなければならない。
【００３０】
距離Ｌ＝０．５５ｍを選択すると、この系が非常に安定して機能し、発泡の問題はほとんどなく、同心管外側の液体中に気泡が形成されたり水位調整が困難であることはなく、アダクション管と同心管との間に形成された環の中を気相がほぼ全体的に上昇して、液相を含む容器には影響を及ぼさないことが確認される。
【００３１】
例２
アスファルテン残留物からなる重質チャージを３０ｔ／ｈで供給し、１３５０℃かつ７２気圧で蒸気１９ｔ／ｈの存在下、３１ｔ／ｈの酸素で部分的酸化を行って合成ガス９６２００Ｎｍ３／ｈを得る。得られた合成ガス自体に水を直接注入して該合成ガスを冷却する。この水の注入により水は部分的に蒸発し、気相の流量が１１７５００Ｎｍ３／ｈに増加する。次に、図１に示す機構により液体の水を分離する。ここで、アダクション管下端の直径Ｄは０．６ｍである。
【００３２】
流量はＦ＝３３．４０ｋｇ／ｈ／ｃｍ２ であるので、ｘの値は１．０２であり、距離Ｌは０．６１ｍ以上でなければならない。
【００３３】
距離Ｌ＝０．６５ｍを選択すると、この系が非常に安定して機能し、発泡の問題はほとんどなく、同心管外側の液体中に気泡が形成されたり水位調整が困難であることはなく、アダクション管と同心管との間に形成された環の中を気相がほぼ全体的に上昇して、液相を含む容器には影響を及ぼさないことが確認される。
【００３４】
例３（比較例）
アスファルテン残留物からなる重質チャージを３０ｔ／ｈで供給し、１３５０℃かつ７２気圧で蒸気１９ｔ／ｈの存在下、３１ｔ／ｈの酸素で部分的酸化を行って合成ガス９６２００Ｎｍ３／ｈを得る。得られた合成ガス自体に水を直接注入して該合成ガスを冷却する。この水の注入により水は部分的に蒸発し、気相の流量が１１７５００Ｎｍ３／ｈに増加する。次に、図１に示す機構により液体の水を分離する。ここで、アダクション管下端の直径Ｄは０．８ｍである。
【００３５】
距離Ｌ＝０．４５ｍでは、この系の機能が非常に不安定であり、大きな気泡の形態にある気相が存在し、この気泡が上昇して、アダクション管と同心管との間に形成された環の中ではなく同心管外側の液相中に入り込むため、容器中の水位の調整が困難であることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、重質チャージの部分的酸化により得られる、炭素粒子含有合成ガス（１）自体に水（２）を直接注入することにより該ガスを冷却し、次に、適当な容器（Ｒ）中で、アダクション管（ＴＡ）（該アダクション管の周囲には両端が開いた同心管が設けられてなり、そのアダクション管と該開放同心管との間に形成された環を通って、冷却されたガスおよび水が上昇できる）により水を分離する場合を図式的に示したものである。
【技術分野】
本発明は、重質チャージ、特に重質原油、「オイルサンド」から得られるビチューメン、および蒸留残留物の部分的酸化により合成ガスを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
重質原油、「オイルサンド」から得られるビチューメン、および石油残留物は、実質的に二種類の方法、すなわち熱だけで中間的に合成ガスを形成する方法または水素化処理による方法、により高品位製品に転化することができる。
【０００３】
熱だけによる方法に関しては、重質チャージを、酸素や蒸気等の燃焼調整剤と共に高温（１０００℃を超える）に加熱することによって、合成ガスを製造する方法が既に知られている。
【０００４】
全ての反応が平衡に達するような高温においては、典型的には、得られるＨ２／ＣＯモル比は高ＣＯ濃度に維持され、ＣＯ２の生成は減る。ＣＯ２ガスは、化学用途に使用されるのであれ、適当な組み合わせサイクル機構で燃焼させて電気エネルギーを発生させるために使用されるのであれ、合成ガスを用いた何れの用途においても総炭素の燃焼生成物である。
【０００５】
非常に高温で生成される合成ガスは、含まれる熱を回収するため、そして、重質チャージ中に含まれる粒子状金属物質、硫化水素、およびその他の化合物の除去処理を可能にするため、冷却する必要がある。
【０００６】
このガスを適当な表面を用いて熱交換するか、または水を直接注入して冷却することにより、粒子状物質や煤煙（供給された重質チャージの不完全燃焼により形成される炭素粒子）を容易に分離することができる。
【０００７】
この分野では多くの特許があり、特に米国特許第２８２８３２６号、第３９８０９５０号、第４６０５４２３号、第４７０５５４２号、および第４７０４１３７号を挙げることができる。
【０００８】
これらの特許から、Ｈ２／ＣＯモル比を知りこのモル比をできるだけ一定に維持することが非常に重要であることが分かる。しかしながら、Ｈ２／ＣＯモル比は、約１未満の値を有するものの、この値が１より高い値に上昇する傾向にあり、その後のガスの使用に明らかな影響を及ぼすという深刻な問題を引き起こす。
【０００９】
米国特許第２８１８３２６号では、炭素燃料を酸素含有ガスを用いて部分的に酸化して合成ガスを製造する方法が記載されており、得られた合成ガスに水を直接注入することにより合成ガスを冷却し、続いてアダクション管（該アダクション管の周囲には両端が開いた同心管が設けられてなり、そのアダクション管と該開放同心管との間に形成された環を通って、冷却されたガスおよび水が上昇できる）により水を分離するものである。特に上記の特許では、遊離炭素および遊離炭化水素の形成が一般的に引き起される分解反応を阻止するため、２０００°Ｆを超える温度で排出された高温のガスを非常に短い時間（具体的には記載されていない）で６００°Ｆに冷却することを推奨している。
【００１０】
米国特許第４７０５５４２号は、操作速度２〜９ｍ／秒で、かつ接触時間０．１〜１秒間、好ましくは０．１〜０．５秒間での冷却を推奨している上記特許の開示の内容を含むものである。
【００１１】
上記２件の特許に記載されているものの、また、液体の水を加えることにより冷却し、その冷却を短時間で行うことが提案されてはいるが、これは本製法自体の正しい機能を保証するには不十分であることが分かる。
【００１２】
実際、上記の分解反応、とりわけ固体の炭素粒子が形成されてしまうという欠点もあるＢｏｕｄｕａｒｔ反応：
２ＣＯ←→Ｃ＋ＣＯ２ （ΔＨ°＝−１７３ｋＪ／モル）
に加えて、さらに水を添加することにより、水性ガス転化（ＷＧＳ）反応：
ＣＯ＋Ｈ２Ｏ（ｇ）←→ＣＯ２＋Ｈ２ （ΔＨ°＝−４１．１１５ｋＪ／モル）
が起こり易くなることが知られている。
【００１３】
ＷＧＳ反応が十分に遅くなり、多くの選択が可能になる約９００℃の温度に到達するのに必要な時間は、特に重要である。
【００１４】
この反応は、熱力学的に温度が次第に低下するため、右に向かって進行する傾向にある。
【００１５】
このようにして得られたガスは、蓄熱量が小さく、水素含有量が高く、ＣＯ含有量が低く、かつ高ＣＯ２濃度である。
【００１６】
ガス組成を調整するための効果的な冷却が行われない場合、ガス化を少量の蒸気で行う必要がある。
【００１７】
このことにより種々の欠点がもたらされるが、特に、
・煤煙の形成、
・発熱ＷＧＳ反応および形成された煤煙（危険な廃物でもある）の放出の両方による熱容量の低下、
・浸食および／または腐食（その結果、より高価な材料を使用することになる）、
が重大な欠点となる。
【００１８】
これらの欠点はすべて、本製法の連続運転を妨げることになる。
【００１９】
しかしながら、水の直接注入によりガスを冷却して煤煙を除去するときに、下降ガス噴流が下部の液体中に入り込む場所で高温の気泡が形成されることに注意が必要であり、この気泡が液体中に十分に分散しないと装置の誤作動が起こる（発泡、不規則な水位、液体の水と共にガスが混入、水相中へのガスの混入）と考えられる。
【００２０】
【発明の概要】
上記の欠点を回避すると同時に、分離された水の全体が高乱流である条件の下で気泡が形成されるのを抑制するため、本発明者らは、アダクション管の下端と開放同心管の下端との距離を、アダクション管下端の直径とガス全体の流量比とに応じてある一定の値以上とすることのより、ガス噴流が開放同心管の下端を越えて液体中に入り込むのを防ぐことができることを見出した。
【００２１】
本発明の目的である、重質チャージから合成ガスを製造する方法は、蒸気の存在下、１０００℃を超える温度で、かつ好ましくは２０気圧以上の圧力下、酸素または酸素高含有空気を用いて前記重質チャージを部分的に酸化し、次に、得られた合成ガス自体に水を直接注入することにより該合成ガスを冷却し、続いて、アダクション管（該アダクション管の周囲には両端が開いた同心管が設けられてなり、そのアダクション管と該開放同心管との間に形成された環を通って、冷却されたガスおよび水が上昇できる）により水を分離する工程を含んでなる方法であって、前記アダクション管の下端と前記開放同心管の下端との間の距離（Ｌ）が、そのアダクションパイプの下端の直径（Ｄ）のｘ倍以上（ここで、ｘは、等式ｘ＝０．０２６Ｆ＋０．１５に従い、ガス流量比（Ｆ）（ｋｇ／ｈ／ｃｍ２で表す）との関係で変化する）である、ことを特徴とするものである。
【００２２】
処理される重質チャージは種々の原料から得ることができ、重質原油、蒸留残留物、接触処理から得られる重質油、例えば接触分解処理から得られる重質サイクル油、サーマルタール（例えばビスブレーキングまたは類似の高温製法から得られるもの）、オイルサンドから得られるビチューメン、各種の石炭、およびその他一般に当該分野で「黒油」と呼ばれる炭化水素系の高沸点チャージから選択することができる。
【００２３】
【発明の具体的説明】
本発明の好ましい実施態様を以下に、図面を参照しながら説明するが、これらによって本発明自体の範囲が制限されるものではない。
【００２４】
図１は、重質チャージの部分的酸化により得られる、炭素粒子含有合成ガス（１）自体に、水（２）を直接注入することにより該合成ガスを冷却し、続いて、適当な容器（Ｒ）中で、アダクション管（ＴＡ）（該アダクション管の周囲には両端が開いた同心管が設けられてなり、そのアダクション管と該開放同心管との間に形成された環を通って、冷却されたガスおよび水が上昇できる）により水を分離する場合を図式的に示したものである。
【００２５】
アダクション管の下端と開放同心管の下端との距離（Ｌ）は、該アダクション管下端の直径（Ｄ）のｘ倍以上である（ここで、ｘは、等式ｘ＝０．０２６Ｆ＋０．１５に従い、ガス全体の流量比（Ｆ）（ｋｇ／ｈ／ｃｍ２で表す）との関係で変化する）。
【００２６】
水は、炭素粒子と共に底部（３）を通って容器から除去されるのに対し、冷却された合成ガスは、側面（４）から排出される。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例を示すが、これらにより本発明の範囲が制限されるものではない。
【００２８】
例１
アスファルテン残留物からなる重質チャージを３０ｔ／ｈで供給し、１３５０℃かつ７２気圧で蒸気１９ｔ／ｈの存在下、３１ｔ／ｈの酸素で部分的酸化を行って合成ガス９６２００Ｎｍ３／ｈを得る。得られた合成ガス自体に水を直接注入して該合成ガスを冷却する。この水の注入により水は部分的に蒸発し、気相の流量が１１７５００Ｎｍ３／ｈに増加する。次に、図１に示す機構により液体の水を分離する。ここで、アダクション管下端の直径Ｄは０．８ｍである。
【００２９】
流量はＦ＝１８．７９ｋｇ／ｈ／ｃｍ２ であるので、ｘの値は０．６４であり、距離Ｌは０．５１ｍ以上でなければならない。
【００３０】
距離Ｌ＝０．５５ｍを選択すると、この系が非常に安定して機能し、発泡の問題はほとんどなく、同心管外側の液体中に気泡が形成されたり水位調整が困難であることはなく、アダクション管と同心管との間に形成された環の中を気相がほぼ全体的に上昇して、液相を含む容器には影響を及ぼさないことが確認される。
【００３１】
例２
アスファルテン残留物からなる重質チャージを３０ｔ／ｈで供給し、１３５０℃かつ７２気圧で蒸気１９ｔ／ｈの存在下、３１ｔ／ｈの酸素で部分的酸化を行って合成ガス９６２００Ｎｍ３／ｈを得る。得られた合成ガス自体に水を直接注入して該合成ガスを冷却する。この水の注入により水は部分的に蒸発し、気相の流量が１１７５００Ｎｍ３／ｈに増加する。次に、図１に示す機構により液体の水を分離する。ここで、アダクション管下端の直径Ｄは０．６ｍである。
【００３２】
流量はＦ＝３３．４０ｋｇ／ｈ／ｃｍ２ であるので、ｘの値は１．０２であり、距離Ｌは０．６１ｍ以上でなければならない。
【００３３】
距離Ｌ＝０．６５ｍを選択すると、この系が非常に安定して機能し、発泡の問題はほとんどなく、同心管外側の液体中に気泡が形成されたり水位調整が困難であることはなく、アダクション管と同心管との間に形成された環の中を気相がほぼ全体的に上昇して、液相を含む容器には影響を及ぼさないことが確認される。
【００３４】
例３（比較例）
アスファルテン残留物からなる重質チャージを３０ｔ／ｈで供給し、１３５０℃かつ７２気圧で蒸気１９ｔ／ｈの存在下、３１ｔ／ｈの酸素で部分的酸化を行って合成ガス９６２００Ｎｍ３／ｈを得る。得られた合成ガス自体に水を直接注入して該合成ガスを冷却する。この水の注入により水は部分的に蒸発し、気相の流量が１１７５００Ｎｍ３／ｈに増加する。次に、図１に示す機構により液体の水を分離する。ここで、アダクション管下端の直径Ｄは０．８ｍである。
【００３５】
距離Ｌ＝０．４５ｍでは、この系の機能が非常に不安定であり、大きな気泡の形態にある気相が存在し、この気泡が上昇して、アダクション管と同心管との間に形成された環の中ではなく同心管外側の液相中に入り込むため、容器中の水位の調整が困難であることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、重質チャージの部分的酸化により得られる、炭素粒子含有合成ガス（１）自体に水（２）を直接注入することにより該ガスを冷却し、次に、適当な容器（Ｒ）中で、アダクション管（ＴＡ）（該アダクション管の周囲には両端が開いた同心管が設けられてなり、そのアダクション管と該開放同心管との間に形成された環を通って、冷却されたガスおよび水が上昇できる）により水を分離する場合を図式的に示したものである。
Claims (1)
- 蒸気の存在下、１０００℃を超える温度で、かつ２０気圧以上の圧力下、酸素または酸素高含有空気を用いて重質チャージを部分的に酸化し、次に、得られた合成ガス自体に水を直接注入することにより該合成ガスを冷却し、続いて、アダクション管（該アダクション管の周囲には両端が開いた同心管が設けられてなり、そのアダクション管と該開放同心管との間に形成された環を通って、冷却されたガスおよび水が上昇できる）により水を分離する工程を含んでなる、重質チャージから合成ガスを製造する方法であって、前記アダクション管の下端と前記開放同心管の下端との間の距離（Ｌ）が、そのアダクション管の下端の直径（Ｄ）のｘ倍以上（ここで、ｘは、等式ｘ＝０．０２６Ｆ＋０．１５に従い、ガス流量比（Ｆ）（ｋｇ／ｈ／ｃｍ２で表す）との関係で変化する）である、ことを特徴とする、製造方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT2002MI001663A ITMI20021663A1 (it) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | Procedimento per la produzione di gas di sintesi da cariche pesanti quali i greggi pesanti e i residui di distillazione mediante ossidazione |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005002306A JP2005002306A (ja) | 2005-01-06 |
| JP4434645B2 true JP4434645B2 (ja) | 2010-03-17 |
Family
ID=29798559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003202524A Expired - Fee Related JP4434645B2 (ja) | 2002-07-26 | 2003-07-28 | 重質原油および蒸留残留物等の重質チャージの部分的酸化により合成ガスを製造する方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7163647B2 (ja) |
| EP (1) | EP1384699B1 (ja) |
| JP (1) | JP4434645B2 (ja) |
| CN (1) | CN1325369C (ja) |
| AT (1) | ATE293086T1 (ja) |
| DE (1) | DE60300499T2 (ja) |
| DK (1) | DK1384699T3 (ja) |
| ES (1) | ES2237735T3 (ja) |
| IT (1) | ITMI20021663A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7621973B2 (en) | 2005-12-15 | 2009-11-24 | General Electric Company | Methods and systems for partial moderator bypass |
| US20080000155A1 (en) * | 2006-05-01 | 2008-01-03 | Van Den Berg Robert E | Gasification system and its use |
| CN101432400B (zh) * | 2006-05-01 | 2012-11-14 | 国际壳牌研究有限公司 | 气化反应器及其应用 |
| US9051522B2 (en) * | 2006-12-01 | 2015-06-09 | Shell Oil Company | Gasification reactor |
| US8960651B2 (en) * | 2008-12-04 | 2015-02-24 | Shell Oil Company | Vessel for cooling syngas |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2818326A (en) * | 1956-08-07 | 1957-12-31 | Texas Co | Method of shutting down the gas generator |
| US4605423A (en) * | 1982-04-12 | 1986-08-12 | Texaco Development Corporation | Apparatus for generating and cooling synthesis gas |
| US4705542A (en) * | 1984-03-01 | 1987-11-10 | Texaco Inc. | Production of synthesis gas |
| US4704137A (en) * | 1987-02-09 | 1987-11-03 | Texaco Inc. | Process for upgrading water used in cooling and cleaning of raw synthesis gas |
| CN1039306C (zh) * | 1993-02-02 | 1998-07-29 | 中国五环化学工程公司 | 以重质油为原料的制氨工艺中降低能耗的方法 |
| IT1317722B1 (it) * | 2000-01-13 | 2003-07-15 | Snam Progetti | Procedimento per la produzione di gas di sintesi. |
| US6656387B2 (en) * | 2001-09-10 | 2003-12-02 | Texaco Inc. | Ammonia injection for minimizing waste water treatment |
-
2002
- 2002-07-26 IT IT2002MI001663A patent/ITMI20021663A1/it unknown
-
2003
- 2003-07-15 AT AT03077221T patent/ATE293086T1/de active
- 2003-07-15 ES ES03077221T patent/ES2237735T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-07-15 DK DK03077221T patent/DK1384699T3/da active
- 2003-07-15 EP EP03077221A patent/EP1384699B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-07-15 DE DE60300499T patent/DE60300499T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-07-23 US US10/624,560 patent/US7163647B2/en active Active
- 2003-07-25 CN CNB03133086XA patent/CN1325369C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-07-28 JP JP2003202524A patent/JP4434645B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1486924A (zh) | 2004-04-07 |
| US7163647B2 (en) | 2007-01-16 |
| US20050074395A1 (en) | 2005-04-07 |
| DK1384699T3 (da) | 2005-06-27 |
| DE60300499D1 (de) | 2005-05-19 |
| DE60300499T2 (de) | 2006-02-23 |
| EP1384699A1 (en) | 2004-01-28 |
| ES2237735T3 (es) | 2005-08-01 |
| CN1325369C (zh) | 2007-07-11 |
| JP2005002306A (ja) | 2005-01-06 |
| ITMI20021663A1 (it) | 2004-01-26 |
| EP1384699B1 (en) | 2005-04-13 |
| ATE293086T1 (de) | 2005-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11814285B2 (en) | Simultaneous reaction and separation of chemicals | |
| US5441990A (en) | Cleaned, H2 -enriched syngas made using water-gas shift reaction | |
| CA1075905A (en) | Synthesis gas generation | |
| RU2125538C1 (ru) | Способ получения синтетического газа (варианты) | |
| US6110239A (en) | Molten metal hydrocarbon gasification process | |
| JPH0710502A (ja) | 高温の精製ガス流の部分酸化方法 | |
| US3639261A (en) | Process for the generation of synthesis gas from oil | |
| JPS6071691A (ja) | ア−ク法で石炭からアセチレンおよび合成−または還元ガスを得方法 | |
| JPS5844601B2 (ja) | ブブンサンカニヨルゴウセイガスノ セイゾウホウホウ | |
| US4007019A (en) | Production of clean synthesis or fuel gas | |
| US6350289B1 (en) | Two-zone molten metal hydrogen-rich and carbon monoxide-rich gas generation process | |
| JP4434645B2 (ja) | 重質原油および蒸留残留物等の重質チャージの部分的酸化により合成ガスを製造する方法 | |
| US4007018A (en) | Production of clean synthesis or fuel gas | |
| US4411670A (en) | Production of synthesis gas from heavy hydrocarbon fuels containing high metal concentrations | |
| CA1156837A (en) | Process for the preparation of gas mixtures | |
| JPS5817560B2 (ja) | ガス清浄方法とその装置 | |
| JP2609533B2 (ja) | 合成ガスの製造方法および装置 | |
| US3615297A (en) | Carbon recovery process | |
| JPS5851036B2 (ja) | スイソ オヨビ イツサンカタンソガンユウガスノ セイホウ | |
| RU2630118C1 (ru) | Способ переработки углеродсодержащего сырья в реакторе с расплавом металла | |
| US4483690A (en) | Apparatus for production of synthesis gas from heavy hydrocarbon fuels containing high metal concentrations | |
| US2322989A (en) | Process of making carbon black and mixtures of carbon monoxide and hydrogen from hydrocarbon gases | |
| JP6726700B2 (ja) | タール改質装置及びタール改質方法 | |
| JP2001026788A (ja) | 合成ガスの製造方法及びその製造装置 | |
| US4411671A (en) | Production of synthesis gas from heavy hydrocarbon fuels containing high metal concentrations |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060607 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090911 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091110 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091201 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091222 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4434645 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |