JP5972975B2 - 改良されたoxoプロセス及び廃油から合成ガスを製造する方法 - Google Patents
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Description
RHC=CH2+H2+CO→RH2C−CH2−CHO
(式中、Rは有機基である)
に示すように、1モルの不飽和化合物を1:1の水素/一酸化炭素のモル比を有する合成ガス(シンガス)と反応させる。アルデヒドの高い化学反応性のために、アルコール、カルボン酸等のような更なる化学誘導体を大きな体積で容易に製造することができ、これは次に例えばエステル化合物に更に転化させることができる。
米国特許3,980,591においては、OXO副生成物から誘導される抽出剤を用いて粒子状炭素を回収して分散液を形成し、分散液を合成ガス供給材料として用いる方法が開示されている。
英国特許明細書1568342においては、液体燃料油及び天然ガスを混合し、次に制御された出口温度を有する気化器に供給して特定の割合の蒸気及び液体を与える、合成ガスを製造するための装置が開示されている。次に、混合物を分離器に送り、そこで液体燃料油中に存在する不純物を塔底フラクションとして除去し、一方で精製した蒸気フラクションを改質器セクションに送る(4頁左/右欄をまたがって48〜80行、図1)。
【特許文献】
【特許文献1】 米国特許3,980,591
【特許文献2】 英国特許明細書1568342
【特許文献3】 WO−2009/065559
【特許文献4】 WO−2009/008092
【特許文献5】 EP−2103567−A1
【特許文献6】 米国特許7,670,586
【特許文献7】 米国特許7,214,720
CH4:94.4体積%;
C2H6:3.0%;
C3H8:0.5%;
C4H10:0.2%;
C5H10:0.2%;
CO2:0.2%;
N2:1.5%。
CH4:81.8体積%;
C2H6:2.7%;
C3H8:0.4%;
C4H10:0.1%;
C5H10:0.1%;
CO2:0.9%;
N2:14.0%。
[1]
(a)反応器内において合成ガスを用いてオレフィンをヒドロホルミル化して、OXO生成物、並びにかかるOXO生成物よりも低いか又は高い沸点を有する副生成物廃油を生成させ;
(b)OXO生成物を副生成物廃油から分離し;
(c)蒸発器容器内において廃油を炭化水素ガスと共に蒸発させて、炭化水素ガス及び蒸発した廃油の混合蒸気流を与え、混合蒸気流を直接酸化して合成ガスを与えることで、分離した廃油を合成ガスに転化させ;そして
(d)工程(c)において生成した合成ガスを工程(a)の反応器に再循環する;
ことを含む、転化した廃油の再循環を伴う改良されたOXOプロセス。
[2]
炭化水素ガスが天然ガスである、[1]に記載の改良されたOXOプロセス。
[3]
蒸発器容器内の温度を250°F(121℃)〜750°F(399℃)の間に維持する、[1]に記載の改良されたOXOプロセス。
[4]
蒸発器容器内の温度を350°F(177℃)〜500°F(260℃)の間に維持する、[1]に記載の改良されたOXOプロセス。
[5]
蒸発器容器内の圧力を500psig(3.45MPa/g)〜1500psig(10.34MPa/g)の間に維持する、[1]に記載の改良されたOXOプロセス。
[6]
廃油を500psig(3.45MPa/g)より高く約1500psig(10.34MPa/g)以下の圧力下で蒸発器容器中に注入する、[1]に記載の改良されたOXOプロセス。
[7]
生成する合成ガスが1.65〜1.85のH 2 /COのモル比を有する、[1]に記載の改良されたOXOプロセス。
[8]
生成する合成ガスが1.7〜1.75のH 2 /COのモル比を有する、[1]に記載の改良されたOXOプロセス。
[9]
反応器に供給するオレフィンが2炭素(C 2 )乃至17炭素(C 17 )のモノオレフィンを含む、[1]に記載の改良されたOXOプロセス。
[10]
OXO生成物が、3炭素(C 3 )乃至18炭素(C 18 )のアルデヒド、又は3炭素(C 3 )乃至18炭素(C 18 )のアルコールを含む、[9]に記載の改良されたOXOプロセス。
[11]
OXO生成物がプロピオンアルデヒド又はブチルアルデヒドを含む、[10]に記載の改良されたOXOプロセス。
[12]
(a)炭化水素ガスを昇温温度において蒸発器容器に供給し;
(b)工程(a)と同時に、炭化水素液体及び/又は炭化水素酸素化物液体を、1以上のノズルアセンブリを通して蒸発器容器に供給して、霧化液体を蒸発器に供給し、ここで、液体供給材料1ガロン(3.7853L)あたり少なくとも30標準立方フィート(0.85m 3 )の炭化水素ガスを蒸発器に供給し;
(c)液体を炭化水素ガスと共に蒸発させて、炭化水素ガス及び気化した液体の混合供給流を部分酸化ユニットに供給し;そして
(d)部分酸化ユニット内において混合供給流を酸素と接触させることによって、混合供給流を酸化して合成ガスを生成させる;
ことを含む、炭化水素ガス、並びに炭化水素液体及び/又は炭化水素酸素化物液体から合成ガスを製造する方法。
[13]
蒸発器への液体供給材料が、2炭素(C 2 )乃至30炭素(C 30 )の平均炭素鎖長を有する炭化水素液体及び/又は炭化水素酸素化物液体を含む、[12]に記載の方法。
[14]
蒸発器への液体供給材料が、6炭素(C 6 )乃至30炭素(C 30 )の平均炭素鎖長を有する炭化水素液体及び/又は炭化水素酸素化物液体を含む、[12]に記載の方法。
[15]
蒸発器への液体供給材料が、10炭素(C 10 )乃至30炭素(C 30 )の平均炭素鎖長を有する炭化水素液体及び/又は炭化水素酸素化物液体を含む、[12]に記載の方法。
[16]
蒸発器への液体供給材料が、OXOアルデヒドプロセス又はOXOアルコールプロセスからの廃油である、[12]に記載の方法。
[17]
製造される合成ガスが1.65より高く1.85未満のH 2 /COのモル比を有する、[12]に記載の方法。
[18]
製造される合成ガスが1.7より高く1.75未満のH 2 /COのモル比を有する、[12]に記載の方法。
[19]
混合供給流の酸化を触媒を用いない直接酸化によって行う、[12]に記載の方法。
[20]
液体供給材料1ガロン(3.7853L)あたり少なくとも50標準立方フィート(1.42m 3 )の炭化水素ガスを蒸発器に供給する、[12]に記載の方法。
[21]
液体供給材料1ガロン(3.7853L)あたり30標準立方フィート(0.85m 3 )〜500標準立方フィート(14.16m 3 )の炭化水素ガスを蒸発器に供給する、[12]に記載の方法。
[22]
液体供給材料1ガロン(3.7853L)あたり50標準立方フィート(1.42m 3 )〜200標準立方フィート(5.66m 3 )の炭化水素ガスを供給する、[12]に記載の方法。
[23]
液体供給材料1ガロン(3.7853L)あたり75標準立方フィート(2.12m 3 )〜150標準立方フィート(4.25m 3 )の炭化水素ガスを供給する、[12]に記載の方法。
[24]
炭化水素ガスが天然ガスである、[12]に記載の方法。
[25]
蒸発器に1以上のノズルアセンブリを通して液体を下向きの方向で供給し、炭化水素ガスを液体供給材料に対して対向流で上向きに供給し、更に炭化水素ガス及び気化した液体の混合供給流を蒸発器からその上部部分において排出する、[12]に記載の方法。
[26]
蒸発器内における気体の上向きの見かけ速度が3フィート/秒(0.91m/秒)未満である、[25]に記載の方法。
[27]
蒸発器内における気体の上向きの見かけ速度が2フィート/秒(0.61m/秒)未満である、[25]に記載の方法。
[28]
蒸発器内における気体の上向きの見かけ速度が1.5フィート/秒(0.46m/秒
未満である、[25]に記載の方法。
[29]
蒸発器内における気体の上向きの見かけ速度が1フィート/秒(0.31m/秒)未満である、[25]に記載の方法。
[30]
蒸発器内における気体の上向きの見かけ速度が0.5フィート/秒(0.15m/秒)未満である、[25]に記載の方法。
[31]
蒸発器内における気体の上向きの見かけ速度が0.1フィート/秒(0.03m/秒)乃至3フィート/秒(0.91m/秒)以下である、[25]に記載の方法。
[32]
(a)加熱した炭化水素ガスの供給口、液体炭化水素及び/又は液体炭化水素酸素化物に関する液体供給口、並びに気体供給口及び液体供給口に接続されており、蒸発ユニットの出口にも接続されている蒸発器容器を有する蒸発ユニット、
ここで、蒸発容器は上部部分及び下部部分を有し、
(i)その上部部分内に配置されていて、液体を蒸発容器中に下向きに供給するように構成されている1以上のノズルアセンブリ;
(ii)その下部部分内に配置されていて、加熱した炭化水素ガスを蒸発容器中に供給するように構成されている気体分配器;
を含み;
更に、蒸発容器は、蒸発容器の上部部分において蒸発ユニットの出口に接続されていて、液体炭化水素及び/又は液体炭化水素酸素化物を蒸発させて、蒸発容器内において3フィート/秒(0.91m/秒)未満の蒸発容器内の上向きの見かけ気体速度を維持しながら、炭化水素ガス並びに蒸発した液体炭化水素及び/又は炭化水素酸素化物の混合蒸気流を蒸発ユニットの出口に供給する供給速度、圧力、及び温度で運転するように構成及び適合されており;並びに
(b)炭化水素ガス及び蒸発した液体の混合蒸気供給流を蒸発器ユニットから受容するように構成されており、酸素を混合蒸気供給流に供給してそれを合成ガスに転化させる酸素注入器を備えている、蒸発器ユニットの出口に接続されていている部分酸化ユニット;
を含む合成ガスを製造するための装置。
[33]
蒸発器容器に、液体を蒸発器容器の下部部分から蒸発器容器の上部部分に移送する液体再循環システムが備えられている、[21]に記載の装置。
[34]
廃油再循環システムが加熱器及びパージを含む、[33]に記載の装置。
[35]
部分酸化ユニットが非触媒部分酸化ユニットである、[32]に記載の装置。
[36]
非触媒部分酸化ユニットが、炭化水素ガス及び蒸発した液体の混合蒸気供給流を酸化するための環状バーナーを含む、[35]に記載の装置。
[37]
蒸発器容器に、その上部部分内に配置されていて、液体を蒸発ユニット中に下向きに供給するように構成されている少なくとも2つのノズルアセンブリが備えられている、[32]に記載の装置。
[38]
蒸発器容器に、その上部部分内に配置されていて、液体を蒸発ユニット中に下向きに供給するように構成されている少なくとも4つのノズルアセンブリが備えられている、[32]に記載の装置。
[39]
気体分配器が、気体を蒸発容器中に上向きに供給するように構成されている、[32]に記載の装置。
[40]
蒸発器容器にミスト除去装置が備えられている、[32]に記載の装置。
[41]
2フィート/秒(0.61m/秒)未満の蒸発器内における見かけ気体速度、及び液体1ガロン(3.7853L)あたり少なくとも30フィート 3 (0.85m 3 )の炭化水素ガスの気体/液体供給材料比で運転する、[32]に記載の装置。
Claims (21)
- (a)反応器内において合成ガスを用いてオレフィンをヒドロホルミル化して、OXO生成物、並びにかかるOXO生成物よりも低いか又は高い沸点を有する副生成物廃油を生成させ;
(b)OXO生成物を副生成物廃油から分離し;
(c)蒸発器容器内において廃油を炭化水素ガスと共に蒸発させて、炭化水素ガス及び蒸発した廃油の混合蒸気流を与え、混合蒸気流を直接酸化して合成ガスを与えることで、分離した廃油を合成ガスに転化させ;そして
(d)工程(c)において生成した合成ガスを工程(a)の反応器に再循環する;
ことを含み、
前記蒸発器容器内において、前記廃油と炭化水素ガスとを対向流として接触させる、
転化した廃油の再循環を伴う改良されたOXOプロセス。 - 炭化水素ガスが天然ガスである、請求項1に記載の改良されたOXOプロセス。
- 蒸発器容器内の温度を250°F(121℃)〜750°F(399℃)の間に維持する、請求項1に記載の改良されたOXOプロセス。
- 蒸発器容器内の圧力を500psig(3.45MPa/g)〜1500psig(10.34MPa/g)の間に維持する、請求項1に記載の改良されたOXOプロセス。
- 生成する合成ガスが1.65〜1.85のH2/COのモル比を有する、請求項1に記載の改良されたOXOプロセス。
- 反応器に供給するオレフィンが2炭素(C2)乃至17炭素(C17)のモノオレフィンを含む、請求項1に記載の改良されたOXOプロセス。
- (a)炭化水素ガスを昇温温度において蒸発器容器に供給し;
(b)工程(a)と同時に、炭化水素液体及び/又は炭化水素酸素化物液体を、1以上のノズルアセンブリを通して蒸発器容器に供給して、霧化液体を蒸発器に供給し、ここで、液体供給材料1ガロン(3.7853L)あたり少なくとも30標準立方フィート(0.85m3)の炭化水素ガスを蒸発器に供給し、前記液体と炭化水素ガスとを対向流として接触させ;
(c)液体を炭化水素ガスと共に蒸発させて、炭化水素ガス及び気化した液体の混合供給流を部分酸化ユニットに供給し;そして
(d)部分酸化ユニット内において混合供給流を酸素と接触させることによって、混合供給流を酸化して合成ガスを生成させる;
ことを含む、炭化水素ガス、並びに炭化水素液体及び/又は炭化水素酸素化物液体から合成ガスを製造する方法。 - 蒸発器への液体供給材料が、6炭素(C6)乃至30炭素(C30)の平均炭素鎖長を有する炭化水素液体及び/又は炭化水素酸素化物液体を含む、請求項7に記載の方法。
- 蒸発器への液体供給材料が、OXOアルデヒドプロセス又はOXOアルコールプロセスからの廃油である、請求項7に記載の方法。
- 混合供給流の酸化を触媒を用いない直接酸化によって行う、請求項7に記載の方法。
- 液体供給材料1ガロン(3.7853L)あたり50標準立方フィート(1.42m3)〜200標準立方フィート(5.66m3)の炭化水素ガスを供給する、請求項7に記載の方法。
- 液体供給材料1ガロン(3.7853L)あたり75標準立方フィート(2.12m3)〜150標準立方フィート(4.25m3)の炭化水素ガスを供給する、請求項7に記
載の方法。 - 蒸発器に1以上のノズルアセンブリを通して液体を下向きの方向で供給し、炭化水素ガスを液体供給材料に対して対向流で上向きに供給し、更に炭化水素ガス及び気化した液体の混合供給流を蒸発器からその上部部分において排出する、請求項7に記載の方法。
- 蒸発器内における気体の上向きの見かけ速度が3フィート/秒(0.91m/秒)未満である、請求項13に記載の方法。
- 蒸発器内における気体の上向きの見かけ速度が1フィート/秒(0.31m/秒)未満である、請求項13に記載の方法。
- 蒸発器内における気体の上向きの見かけ速度が0.5フィート/秒(0.15m/秒)未満である、請求項13に記載の方法。
- (a)加熱した炭化水素ガスの供給口、液体炭化水素及び/又は液体炭化水素酸素化物に関する液体供給口、並びに気体供給口及び液体供給口に接続されており、蒸発ユニットの出口にも接続されている蒸発器容器を有する蒸発ユニット、
ここで、蒸発容器は上部部分及び下部部分を有し、
(i)その上部部分内に配置されていて、液体を蒸発容器中に下向きに供給するように構成されている1以上のノズルアセンブリ;
(ii)その下部部分内に配置されていて、加熱した炭化水素ガスを蒸発容器中に供給するように構成されている気体分配器;
を含み;
更に、蒸発容器は、蒸発容器の上部部分において蒸発ユニットの出口に接続されていて、液体炭化水素及び/又は液体炭化水素酸素化物を蒸発させて、蒸発容器内において3フィート/秒(0.91m/秒)未満の蒸発容器内の上向きの見かけ気体速度を維持しながら、炭化水素ガス並びに蒸発した液体炭化水素及び/又は炭化水素酸素化物の混合蒸気流を蒸発ユニットの出口に供給する供給速度、圧力、及び温度で運転するように構成及び適合されており;並びに
(b)炭化水素ガス及び蒸発した液体の混合蒸気供給流を蒸発器ユニットから受容するように構成されており、酸素を混合蒸気供給流に供給してそれを合成ガスに転化させる酸素注入器を備えている、蒸発器ユニットの出口に接続されていている部分酸化ユニット;を含む合成ガスを製造するための装置。 - 蒸発器容器に、液体を蒸発器容器の下部部分から蒸発器容器の上部部分に移送する液体再循環システムが備えられている、請求項17に記載の装置。
- 部分酸化ユニットが非触媒部分酸化ユニットである、請求項17に記載の装置。
- 気体分配器が、気体を蒸発容器中に上向きに供給するように構成されている、請求項1
7に記載の装置。 - 蒸発器容器にミスト除去装置が備えられている、請求項17に記載の装置。
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2012
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