JP5744913B2 - 二段階ガス化器からの低メタン合成ガスの製造 - Google Patents
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Description
本出願は、引用することにより本発明の内容となる「二段階ガス化器からの低メタン合成ガスの製造」の名称の2010年1月12日に出願された米国暫定特許出願第61/294,354号の優先権を35USC§119(e)の下で主張する非暫定出願である。
本発明は炭素質供給原料を例えば合成ガスの如き所望する気体状生成物に転化させるガス化方法に関する。より具体的には、この開示はガス化反応器からの低いメタン濃度を有する合成ガスの製造を可能にする改良に関する。本発明の方法は種々の化学物質の工業的規模の製造用の供給原料としての合成ガスの使用前に過剰のメタンを除去するための合成ガスの費用のかかる処理を必要としない。
ガス化方法は固体または液体の供給原料、例えば石炭、石油コークスおよび石油残渣、を合成ガスに転化するために広く使用されている。合成ガスは主として水素ガス(H2)および一酸化炭素(CO)から構成され、そして発電用燃料として並びに化学物質、例えば水素、メタノール、アンモニア、合成/代替天然ガスまたは合成輸送機関油、の製造用供給原料としての両方で使用される。炭素質物質のガス化により製造される合成ガスは一般的には幾らかのメタンを含有する。合成ガス中のメタンの相対量は使用するガス化システムのタイプで変動するが、二段階システム、例えばコノコフィルプス(ConocoPhillips)E−GasTM二段階ガス化器、中より高いことがしばしば観察される。別の例はLurgi GmbH(フランクフルト)の固定床乾燥−底部ガス化器設計である。一般的には、合成ガスが2000°Fより低い温度において反応器から出るいずれかのガス化システムにより製造される合成ガスの中には有意量のメタンが存在しうる。
ンは他の方法、例えば低温貧油吸収、により除去することができる。しかしながら、これらの方法は建造しそして操作するために費用がかかる。
本発明では、炭素質供給原料をガス化する方法が提供される。この方法はガス化反応器中で供給原料を部分的に酸化し、それによりH2、CO、および少割合のメタンを含んでなる生成物ガスを製造することを一般的に含んでなる。生成物ガスのメタン含有量は一般的には約0.01%〜1.5%(乾燥容量)の間であるが、0.6%より多いメタン含有量は多くの化学製造方法用の供給原料としての生成物ガスの使用を妨害しうるため好ましくは0.6%より低い。
本発明の利点は以下の記述を利用し且つ添付図面を参照すると当業者に明らかになるであろう。
本発明は製造される合成ガスの温度が通常は2000°Fより低いいずれのガス化システムにも適用可能であり、そして製造される合成ガスのメタン含有量はメタンの少なくとも一部を最初に除去することなく化学製造用の供給原料としてのその使用を妨害しない。そのような製造方法は石炭−液体プラント、または水素、アンモニア、ウレア、メタノール、もしくはブチルアルデヒドの製造を包含しうるが、それらに限定されない。
00°Fの間に上昇させる。第一反応区域中で発生した熱はガス流と共に上方に運ばれ、それにより供給水の蒸発、炭素−水蒸気反応並びにCOおよびH2Oの間の水−ガス反応を包含する燃焼されない第二反応区域中で起きる熱分解用の熱を与える。炭素−水蒸気反応はCOおよびH2を生成し、それにより、これらの使用可能なガスの収率を増加させる。
本発明の方法によると、抽出ガス100はクエンチ室70の中の出口から得られる。こ
の抽出ガスは、メタン含有量がガス化器の第二反応区域(上段階40)から出される合成ガスよりはるかに低い合成ガスを含んでなる。二段階のスラリーが供給されたE−GasTMガス化器から出される合成ガスの組成を測定するために分析が行われた。ガス試料は、第二反応区域120の頂部並びにクエンチ室70の中の抽出ガス出口100の両方から採取された。2つの試料の化学的組成が分析され、そして各試料内の種々の気体状成分の相対量が表2に示される。
この開示の目的のためには、用語「合成ガス(syngas)」は合成ガス(synthesis gas)または合成ガス(synthetic gas)と同義語であり、用語「ガス」はメタン、天然ガス、並びにガソリンまたはいずれかの他の液体炭化水素燃料と同じ意味を有する。
gas)」の使用は1.5%(乾燥容量)またはそれより低いメタン含有量を有する合成ガスをさす。
Claims (6)
- 以下の段階:
a)ガス化反応器下部に第一反応区域、ガス化反応器上部に第二反応区域および該第一反応区域の直下に溶融灰を冷却するためのクエンチ区域を含んでなるガス化反応器を準備し、供給原料の部分的酸化が第一反応区域内で起きる主反応であり、そして供給原料の熱分解が第二反応区域内で起きる主反応であり、
b)該第一反応区域中で炭素質供給原料を部分的に酸化してH2、CO、およびメタンを含んでなる生成物ガスを製造し、
c)該生成物ガスの一部をガス化器の該クエンチ部分中の出口から抽出して抽出ガスを作成し、該抽出ガス流は該第二反応区域から出る生成物ガスと比べて減じられたメタン含有量を有しており、
d)抽出ガスを洗浄ドラムに送り、該ドラムが水を使用して抽出ガスから粒子を除去し、それにより清浄化された抽出ガス流を作成し、
e)清浄化された抽出ガス流を化学物質の製造用の炭素質供給原料として使用するために送ること
を含んでなる方法。 - 該清浄化された抽出ガスが0.01%〜1.5%(容量)の間のメタンを含有する、請求項1の方法。
- 該清浄化された抽出ガスが0.6%(容量)より少ないメタンを含有する、請求項1の方法。
- 該清浄化された抽出ガスが0.25%(容量)より少ないメタンを含有する、請求項1の方法。
- 該清浄化された抽出ガス流がフィッシャー−トロプシュ法またはメタノール、アンモニア、酢酸メチル、ウレア、硝酸アンモニウムウレア、ブチルアルデヒドもしくは水素ガスの製造方法を含んでなりうる化学製造方法用の供給原料として使用される、請求項1の方法。
- 該第二反応区域から出る生成物ガスのメタン含有量が0.5%〜10%(容量)の間で
ある、請求項1の方法。
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