JPH02180991A - Method for preventing formation of nickel hyposulfide in partial oxidation of heavy liquid and/or solid fuel - Google Patents

Method for preventing formation of nickel hyposulfide in partial oxidation of heavy liquid and/or solid fuel

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JPH02180991A
JPH02180991A JP23484489A JP23484489A JPH02180991A JP H02180991 A JPH02180991 A JP H02180991A JP 23484489 A JP23484489 A JP 23484489A JP 23484489 A JP23484489 A JP 23484489A JP H02180991 A JPH02180991 A JP H02180991A
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Abstract

PURPOSE: To prevent the formation of ash containing toxic Ni2S2 by partially oxidizing a specified fuel feed material in the presence of a material containing Cu and/or Co.
CONSTITUTION: To (i) a fuel feed material containing heavy hydrocarbon fuel containing S and/or solid carbonaceous fuel having ash containing Ni, V, Si is mixed with (ii) a material containing Cu and/or Co with a weight ratio of Cu and/or Co to Ni of 0.2-10 and a weight ratio of Cu and or Co to Si of 0.0001-0.04, the resulting mixture is reacted with (iv) an oxygen-containing gas in a down-flowing free-flow unobstructed vertical reaction zone with refectory lined walls of a partial oxidation gas generator (iii) in the presence of a temperature regulator and under 2-250 atmospheres and reductive atmosphere at 1800-2900°F to perform a partial oxidation, whereby a hot raw effluent gas substantially containing no Ni2S2 and containing H2 and CO and a slag to be carried away is produced, and 90-99.9 wt.% in the component (i) is converted into carbon monooxide.
COPYRIGHT: (C)1990,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ニッケル、バナジウムおよびケイ素含有灰分
を有して、H2とCoを含むガス状混合物を生成して溶
融スラグを残すような硫黄を含有する重質の液状炭化水
素系または固形の炭素質の燃料を部分酸化する方法に関
するものである。さらに詳しくは、本発明は、前記の溶
融スラグ中に有毒なNi8S、が生成するのを防止する
ための添加剤系に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application] The present invention provides a method for removing sulfur with ash containing nickel, vanadium and silicon, producing a gaseous mixture containing H2 and Co, leaving a molten slag. The present invention relates to a method of partially oxidizing a heavy liquid hydrocarbon-based or solid carbonaceous fuel contained therein. More particularly, the present invention relates to an additive system for preventing the formation of toxic Ni8S in the molten slag.

〔従来の技術、発明が解決すべS−課題〕石油生成物々
どの液状炭化水素燃料、および石炭や石油コークス等の
固形の炭素質燃料のスラリ−を部分酸化することは公知
の方法である。石油の貯蔵品の予見される傾向は、生成
し元原油は次第に重質のものになり、品質が低下して行
くことである。この傾向を補うために、石油精製業者は
、今までよりも重質部分を改質したものを多く使用して
、望ましい軽質の生成物を提供しなければならない。こ
のような品質改良を行うための現在の工業的な“感化院
゛′は、ある種の(遅延か、あるいは流動)コークス化
操作である。現在の精製業の発展の非常に大きな部分は
コークス化装置の据付けと発展を含んでおる、このため
コークス化は今後、当分の間、一般に利用される方法に
なるであろう。
BACKGROUND OF THE INVENTION It is known to partially oxidize slurries of liquid hydrocarbon fuels such as petroleum products and solid carbonaceous fuels such as coal and petroleum coke. The foreseen trend in petroleum stocks is that the source crude oil produced becomes progressively heavier and of lower quality. To compensate for this trend, oil refiners must use more modified heavy fractions than ever before to provide the desired light product. The current industrial "incubator" for achieving such quality improvements is some type of (delayed or flowing) coking operation. A very large part of the current refinery development is coking. equipment installation and development, so coking will likely become a commonly used method for some time to come.

コークス化の主要な不利な点は、生成し之コークスの処
理である。適当に清浄なコークス化装置(コークス器)
を提供することによって、生成するコークスは比較的純
度の高い炭素が要求される用途、例えば電極の製造に代
用されてきた。供給される粗原料の質が低下するにつれ
て、コークス器の操作に影響を及ばずような複合的な要
因が問題になる。粗原料の含む不純物、例えば硫黄、金
属(主としてバナジウム、ニッケルおよび鉄)や生成す
るコークス中で濃縮される灰分などが多くなると、この
ような粗原料から得られるコークスは非常に品質の劣る
ものとなり、多くの通常の用途には利用できない製品に
なる。例えば、コークスの灰分に有毒なNi8S、が存
在すると、コークスの使用は著しく制限される。さらに
、粗原料がより重質である、すなわちコークスの前駆物
質をより多く含有しているので、灰分を含有する重質液
状炭化水素系燃料の各原料からは、このような品質の劣
るコークスが製造される。遅延コークス化法による石油
コークスベレットの製造が、共同譲渡された米国特許第
2,709,676号に記載されている。
The major disadvantage of coking is the disposal of the coke produced. Appropriately clean coking equipment (coke machine)
By providing carbon, the coke produced has been substituted for applications requiring relatively high purity carbon, such as the production of electrodes. As the quality of the feedstock declines, a complex of factors that do not affect coke machine operation become a problem. The coke obtained from such raw materials is of very poor quality when the raw materials contain many impurities such as sulfur, metals (mainly vanadium, nickel and iron) and ash which is concentrated in the coke produced. , resulting in a product that is not available for many common uses. For example, the presence of toxic Ni8S in the coke ash significantly limits the use of coke. Furthermore, since the crude feedstock is heavier, i.e. contains more coke precursors, each feedstock of heavy liquid hydrocarbon fuels containing ash will produce less quality coke. Manufactured. The production of petroleum coke pellets by a delayed coking process is described in commonly assigned US Pat. No. 2,709,676.

テキサコ社の部分酸化ガス化法は、コークスまたは灰分
を含有する重質液状炭化水素系燃料の用途に他に代るべ
き処理ルートを提供している。例えば、共同譲渡された
米国特許第3,607,157号に記載された部分酸化
によって石油コークスの水性スラリーが反応させられる
。ガス化法は、コークスを処理する便利な手段として、
しばしば言及されている。コークスを処理する手段とし
てガス化を利用することの決定は、一般に経済性に基づ
いている。エネルギーコストの上昇が予期され、供給さ
れる粗原料の全量使用を義務づける法律がある几め、す
ぐに部分酸化ガス発生器に供給される石油コークスの利
用が多くなることになる。ガス化が先行してコークス化
は遅延するので、重質の液状炭化水素燃料は、幾つかの
予期しない操業上の問題を生ずる。例えば、硫黄を含有
する重質の液状炭化水素燃料および/または石油コーク
スから生成し念スラグ中には、前記の燃料はニッケル。
Texaco's partial oxidation gasification process provides an alternative processing route for applications with heavy liquid hydrocarbon fuels containing coke or ash. For example, an aqueous slurry of petroleum coke is reacted by partial oxidation as described in commonly assigned US Pat. No. 3,607,157. Gasification method is a convenient means of processing coke.
often mentioned. The decision to utilize gasification as a means of processing coke is generally based on economics. With expected increases in energy costs and laws requiring the full use of the crude feedstock supplied, there will soon be an increased use of petroleum coke fed to partially oxidized gas generators. Heavy liquid hydrocarbon fuels pose some unforeseen operational problems because gasification is preceded and coking is delayed. For example, in slag produced from heavy liquid hydrocarbon fuels containing sulfur and/or petroleum coke, said fuels contain nickel.

バナジウムおよびケイ素を含有する灰分を有するので、
有毒の次硫化ニッケル(Ni8S、)の微細な群生が認
められ友。また、通常は溶融してスラグとしてガス化器
から排出される灰分け、完全には溶融しないまま排出さ
れる。そうでなければ、灰分は耐火棟瓦などの内壁に堆
積する。ニッケルを含む不純物は、ある条件の下で、装
置の下流にやつカイナニッケル力ルボニルの堆積を生成
する。共同譲渡され九米国特許第4 、671 、80
4号においては、大Iの鉄含有添加剤が使用されて、次
硫化ニッケルに関する問題が回避されている。しかしな
がら、生成するスラグの量とスラグ処理のコストは増大
する。さらに、酸化鉄はスラグの流動特性に有害な影響
を及ぼす可能性のあるケイ酸塩結晶の生成量を増加させ
る要因になる。共同譲渡された米国特許第4,654,
164号には、硫黄の全部が、バナジウムその他の灰分
になる成分の少なくとも一部を集めて反応領域から運び
出すようなオキシ硫化銅洗浄剤を形成している。共同譲
渡された米国特許第4,732,700号においては、
ガス化器が処理ガスの流れの中で運び去られるスラグの
一部をその側壁に集め次後にスラグ分離室が備えられて
いた。
Since it has an ash content containing vanadium and silicon,
Microscopic clusters of toxic nickel subsulfide (Ni8S) were observed. In addition, the ash is usually molten and discharged as slag from the gasifier, but it is discharged without being completely melted. Otherwise, ash will accumulate on internal walls such as fireproof ridge tiles. Nickel-containing impurities, under certain conditions, can produce nickel-carbonyl deposits downstream of the device. Co-Assigned Nine U.S. Patents 4,671,80
In No. 4, a large I iron-containing additive is used to avoid problems with nickel subsulfide. However, the amount of slag produced and the cost of slag treatment increase. Additionally, iron oxide contributes to increased formation of silicate crystals, which can have a detrimental effect on the flow properties of the slag. Co-Assigned U.S. Patent No. 4,654,
No. 164, all of the sulfur forms a copper oxysulfide detergent that collects at least a portion of the vanadium and other ashing components and carries them away from the reaction zone. In commonly assigned U.S. Pat. No. 4,732,700,
A slag separation chamber was provided after the gasifier collected on its side wall a portion of the slag carried away in the process gas flow.

燃料はスラグの改質再循環部分および銅含有添加剤と混
合してガス化器に供給され念。前述の方法および石炭操
作において利用され、米国特許第1 、799.885
号および第2,644,745号に記載されている溶融
は、やっかいなニッケルおよび硫黄を含む出願人の問題
には解答を提供していない。
The fuel is mixed with the reformed slag recirculation portion and copper-containing additives and fed to the gasifier. U.S. Pat. No. 1,799.885 utilized in the aforementioned methods and coal operations
No. 2,644,745 do not provide an answer to Applicant's problems involving troublesome nickel and sulfur.

主題発明が提起しているように、燃料の供給とともに銅
およびコバルト含有物質を少量添加することによって、
化学平衡がNi8S、領域から離れるように移動すると
いう予期しないことが見出された。このことによって、
有毒な次硫化ニッケルを含む灰分を生成することなしに
部分酸化ガス発生器を操作することが可能になるので、
このことは技術上の改良である。
As the subject invention proposes, by adding small amounts of copper- and cobalt-containing materials with the supply of fuel,
It was unexpectedly found that the chemical equilibrium shifts away from the Ni8S region. By this,
It makes it possible to operate partial oxidation gas generators without producing ash containing toxic nickel hyposulfide.
This is a technical improvement.

主題発明においては、第10)ケイ素含有添加剤と第2
の銅および/またはコバルト含有添加剤が、硫黄含有液
状炭化水翠系燃料および/または固形炭素質燃料の灰分
に含まれるバナジウムおよびニッケルと反応する。スラ
グはガス化器の壁面に堆積しないで、自然に落下して反
応領域の底部から排出されるので、部分酸化ガス化器は
連続的に運転することができる。
In the subject invention, the 10th) silicon-containing additive and the 2nd
of the copper- and/or cobalt-containing additive reacts with vanadium and nickel contained in the ash of the sulfur-containing liquid hydrocarbon-based fuel and/or solid carbonaceous fuel. The partial oxidation gasifier can be operated continuously because the slag does not accumulate on the walls of the gasifier, but falls naturally and is discharged from the bottom of the reaction zone.

〔課題を解決する九めの手段〕[Ninth means to solve the problem]

一つの態様においては、本発明は、硫黄を含み、ニッケ
ル、バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する重質の
液状炭化水素系燃料および/または、硫黄を含み、ニッ
ケル、バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する固形
の炭素質燃料よりなる燃料の供給原料を部分酸化すると
とKよって、H8とCOを含有するガス状混合物を製造
する方法を提供するものである。さらに、前記供給原料
は、少なくとも約0.2重量%、例えば約1.5〜6.
5重量%の硫黄を含み、またこの供給原料は、少なくと
も0.5ppm (部/100万部)、例えば約2.0
〜42OOOppmの一’7ケル、少なくとも約1.0
ppm、例えば約20〜5,000ppmのバナジウム
、および少なくとも約5.0ppm 、例えば約5.0
〜20,000ppmのケイ素を含有している。添加剤
系は、硫黄を有するガス、例えばH2SやCO8の活性
と圧力を上げないで前記供給原料の部分酸化を行う間に
生成するスラグ中に有毒な次硫化ニッケル(Ni8S、
)が生成するのを防止するものである。下流のガス精製
システムのコストは、このことによって最低限になる。
In one embodiment, the present invention provides a heavy liquid hydrocarbon fuel containing sulfur and having an ash content that includes nickel, vanadium, and silicon; Partial oxidation of a solid carbonaceous fuel feedstock provides a method for producing a gaseous mixture containing H8 and CO. Further, the feedstock may contain at least about 0.2% by weight, such as about 1.5-6% by weight.
5% by weight of sulfur, and the feedstock contains at least 0.5 ppm (parts per million), such as about 2.0 ppm (parts per million).
~1'7 Kel of ~42OOOOppm, at least about 1.0
ppm, e.g., about 20 to 5,000 ppm vanadium, and at least about 5.0 ppm, e.g., about 5.0
Contains ~20,000 ppm silicon. The additive system eliminates the toxic nickel subsulfide (Ni8S,
) is prevented from being generated. The cost of the downstream gas purification system is thereby minimized.

この方法は、(1)銅および/またはコバルトを含む物
質を前記の燃料供給原料と混合し、前記混合物中の銅お
よび/またはコバルトのニッケルに対する重量比を、約
0.2〜10の範囲にし、前記混合物中の鋼および/を
九はコバルトのケイ素に対する重量比を約0.0001
〜004にする工程と、(2)部分酸化ガス発生器中の
耐火材内張!ll壁を有する下降流自然流下垂直式反応
領域において、約2〜250気圧の範囲の圧力で温度調
節剤の存在下に、そして約1800”F〜2900下の
範囲の温度において、工程(1)で得られ友前記混合物
を還元雰囲気下の遊離酸素含有ガスと反応させて部分酸
化する工程において、反応領域におけるガス相中の平衡
酸素濃度は約1.7 X 10 〜2.3 X 10 
 気圧の範囲の分圧を有し、反応領域におけるガス相中
の平衡硫黄濃度は約2.53 X 10 〜8.1 X
 10  気圧の範囲にあり、遊離の0/Cの原子比は
約0.3〜1.2の範囲であり、H30/液状炭化水素
系燃料および/または固形の炭素質燃料の重j比は約0
.1〜5.0の範囲にあり、このようにして前記反応領
域において、H8とCOと運び去られる溶融スラグより
なる熱い原料ガス流を生成させ、そして前記燃料供給原
料中の炭素の約90〜99.9重量%を酸化炭素に転化
させる工程であり、前記反応領域において前記の銅およ
び/またはコバルトを含む物質が、前記反応領域の燃料
供給原料中のニッケル、硫黄およびケイ素の成分の少な
くとも一部と結合して、少なくとも一部、例えば約10
60〜98.0 重量%が前記反応領域の内壁に沈着し
たスラグを生成し、このスラグは、下記の相、すなわち
(1)約0.1〜10重量%のCu−Ni 合金相およ
び/またはCo−Ni合金相であり、Cuおよび/また
はCOのNiに対する重量比は0.2〜0.9の範囲に
あるもの、(ii)約5.0〜85重量−のケイ酸銅相
および/またはケイ酸コバルト相であり、Cuおよび/
またはCOは約0.01〜2.0重量−の範囲にあるも
の、(it)約2.5〜45重量%のスピネル相であり
、5〜60重量%のV、7〜65重−i%のF+1,0
.1〜40重量−のAl、0.1〜35重量%のMg、
0.01〜42重量%のCrおよび0.1〜10重量%
の他の元素を含むもの、および(iv)Cuおよび/ま
たはCoおよびFeの硫化物よりなる流動オキシ硫化物
相を含むスラグの残余よジなジ、前記スラグは実質的に
約0.0011!:量チ程度のNi8S2を含んでおる
、前記部分酸化反応が前記Cuおよび/またはCoを含
む物質の存在なしに生起するときには、原料流出ガス流
中において前記モル比に対してHas + cos /
 Hs ” Coのモル比が、約1〜20重量%減少す
る工程と、(3)前記熱い原料流出ガス流から実質的[
Ni、S、を含まない非ガス状物質を分離する工程とを
含むことを特徴とするものである。
The method includes: (1) mixing a material containing copper and/or cobalt with the fuel feedstock, and adjusting the weight ratio of copper and/or cobalt to nickel in the mixture to be in the range of about 0.2 to 10; , the steel and/or the cobalt to silicon weight ratio in the mixture is approximately 0.0001.
~004 process and (2) refractory lining in the partially oxidized gas generator! Step (1) in a downflow gravity vertical reaction zone having 1100 ft walls, in the presence of a temperature control agent at a pressure in the range of about 2 to 250 atmospheres, and at a temperature in the range of about 1800"F to below 2900"F. In the step of partially oxidizing the mixture obtained by reacting with a free oxygen-containing gas under a reducing atmosphere, the equilibrium oxygen concentration in the gas phase in the reaction zone is about 1.7 X 10 to 2.3 X 10
With a partial pressure in the range of atmospheric pressure, the equilibrium sulfur concentration in the gas phase in the reaction zone is approximately 2.53 x 10 to 8.1 x
10 atmospheres, the free 0/C atomic ratio is in the range of about 0.3 to 1.2, and the H30/liquid hydrocarbon fuel and/or solid carbonaceous fuel has a heavy j ratio of about 0
.. 1 to 5.0, thus producing in the reaction zone a hot feed gas stream consisting of H8 and CO and carried away molten slag, and approximately 90 to 5.0 of the carbon in the fuel feedstock. 99.9 wt. at least a portion, such as about 10
60-98.0% by weight of a slag deposited on the inner walls of the reaction zone, which slag contains the following phases: (1) about 0.1-10% by weight of a Cu-Ni alloy phase and/or (ii) a Co-Ni alloy phase in which the weight ratio of Cu and/or CO to Ni is in the range of 0.2 to 0.9; (ii) a copper silicate phase of about 5.0 to 85% by weight; or cobalt silicate phase, Cu and/or cobalt silicate phase.
or CO in the range of about 0.01-2.0 wt-i, (it) about 2.5-45 wt% spinel phase, 5-60 wt% V, 7-65 wt-i %F+1,0
.. 1 to 40% by weight of Al, 0.1 to 35% by weight of Mg,
0.01-42 wt% Cr and 0.1-10 wt%
and (iv) a fluid oxysulfide phase consisting of sulfides of Cu and/or Co and Fe. When said partial oxidation reaction takes place in the absence of said Cu and/or Co-containing substances, the molar ratio Has + cos / in the raw effluent gas stream.
(3) removing substantially [
The method is characterized in that it includes a step of separating a non-gaseous substance that does not contain Ni or S.

一つの実施態様においては、約1〜180日間の運転の
後、ガス発生器の運転は停止される。反応領域の還元雰
囲気は、酸化雰囲気に変えられる。
In one embodiment, after about 1 to 180 days of operation, the gas generator is shut down. The reducing atmosphere in the reaction zone is changed to an oxidizing atmosphere.

反応領域の内壁上のスラグは、溶融温度と粘度が低下す
るように酸化される。実質的にNi8S、を含まない溶
融スラグは、重力によってガス発生器の底部に下降する
The slag on the inner wall of the reaction zone is oxidized so that the melting temperature and viscosity are reduced. The molten slag, substantially free of Ni8S, descends by gravity to the bottom of the gas generator.

もう一つの態様においては、本発明は、硫黄を含み、ニ
ッケル、バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する重
質の液状炭化水素系燃料および/″または、硫黄を含み
、ニッケル、バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有す
る固形の炭素質燃料よりなる燃料供給原料を部分酸化す
ることによって、H3とCOを含有するガス状混合物を
製造する方法を提供するものである。さらに、前記供給
原料は、少なくとも0.2重量%、例えば約15〜6.
511i景チの硫黄を含み、またこの供給原料は、少な
くとも約0.5ppm 、例えば約2.0〜4.OOO
ppmのニッケル、少なくとも約1.0ppm 、例え
ば約20〜2.000ppm のバナジウム、および少
なくとも約5.0ppm、例えば約5.0〜10,00
0ppmのケイ素を含有している。添加剤系は、硫黄を
有するガス、例えばHllS −? CO8の活性と圧
力を上げないで前記供給原料の部分酸化の間に生成する
スラグ中に有毒な次硫化ニッケル(Ni8S、)が生成
するのを防止するものである。下流のガス精製システム
のコストは、このことによって最低限になる。この方法
は、(1)約25〜65重量%のケイ素を有するケイ素
含有物質よりなる第10)添加剤を、前記燃料供給原料
と混合し、前記第10)添加剤中のケイ素と前記燃料供
給原料中のケイ素との合計10)供給原料中のバナジウ
ムに対する重量比が約2〜10の範囲にあり、前記混合
物中には銅を含む物質、コバルトを含む物質、およびこ
れらの混合物よりなる群から選ばれた物質を含有する第
2の添加剤を含み、このことによって、前記金属が前記
混合物中に存在するときのニッケルに対する銅、コバル
トおよび銅とコバルトの重量比が約0.5〜20の範囲
にあって、前記燃料供給原料中の灰分に対する第2の添
加剤の重量比が約0.01〜1,5の範囲にある工程と
、(2)部分酸化ガス発生器の耐火材内張り壁を有する
下降流自然流下垂直式反応領域において、約2〜250
気圧の範囲の圧力のHρを含む温度調節剤の存在下に、
そして約1800゜F〜2900下の範囲の温度におい
て、(1)の工程で得られた前記混合物を還元雰囲気下
の遊離酸素含有ガスと反応させて部分酸化を行ない、遊
離の酸素/炭素の原子比は約0.4〜1.2の範囲にあ
り、H20/固形の炭化水素系燃料および/または固形
の炭素質燃料の重量比は約0.1〜3.0の範囲にあり
、このようにしてHllとCOと運び去られるスラグニ
ジなる熱い原料ガス流を生成させ、そして前記燃料供給
原料中の炭素の約90〜99.9重量%を酸化炭素に転
化させる工程であり、前記第1および第2の添加剤は灰
分の前記ニッケル、バナジウム、ケイ素および硫黄の成
分、および他の成分の少なくとも一部と化合してスラグ
を生成し、とのスラグは下記の相、すなわち(1)Cu
−Ni 合金相、 Co−Ni合金相、 C,u−Fe
 合金相およびこれらの混合物よりなる群から選ばれた
約0.0005〜1.5重′M%の合金相であり、前記
合金相中に存在するときのNiK対するCu、Coおよ
びCuとCoの混合物のそれぞれの重量比は約1〜20
の範囲にあるもの、(11)ケイ酸銅相、ケイ酸コバル
ト相およびこれらの混合相よりなる群から選ばれた約4
5.0〜977量−のケイ酸塩相であって、Cu 、 
Coおよびこれらの混合物よりなる群から選ばれた元素
を前記ケイ酸塩相の約0.01〜3.0  重量1%の
範囲で含有するもの、(ill)約1.8〜12重量%
のスピネル相であって、5〜60重fjk%のV、7〜
65重量%のFe。
In another aspect, the present invention provides a heavy liquid hydrocarbon fuel containing sulfur and having an ash containing nickel, vanadium and silicon and/or an ash containing sulfur and containing nickel, vanadium and silicon. The present invention provides a method for producing a gaseous mixture containing H3 and CO by partially oxidizing a fuel feedstock consisting of a solid carbonaceous fuel having a carbonaceous fuel of at least 0.2 % by weight, e.g. about 15-6.
511i and the feedstock contains at least about 0.5 ppm sulfur, such as from about 2.0 to 4.5 ppm. OOO
ppm of nickel, at least about 1.0 ppm, e.g., about 20-2.000 ppm vanadium, and at least about 5.0 ppm, e.g., about 5.0-10,00 ppm.
Contains 0 ppm silicon. The additive system includes a sulfur-containing gas, for example HllS-? This prevents the formation of toxic nickel subsulfide (Ni8S) in the slag produced during partial oxidation of the feedstock without increasing CO8 activity and pressure. The cost of the downstream gas purification system is thereby minimized. The method includes: (1) mixing a tenth additive comprising a silicon-containing material having about 25 to 65 weight percent silicon with the fuel feedstock; 10) total weight ratio of silicon to vanadium in the feedstock is in the range of about 2 to 10, and in said mixture there is a copper-containing material, a cobalt-containing material, and mixtures thereof. a second additive containing selected materials, whereby the weight ratio of copper to nickel, cobalt and copper to cobalt when the metal is present in the mixture is from about 0.5 to 20; (2) a refractory lined wall of a partially oxidized gas generator; In a vertical reaction zone under downward gravity flow with a
In the presence of a temperature regulator comprising a pressure Hρ in the range of atmospheric pressure,
The mixture obtained in step (1) is then reacted with a free oxygen-containing gas under a reducing atmosphere at a temperature ranging from about 1800 degrees Fahrenheit to below 2900 degrees Fahrenheit to perform partial oxidation to form free oxygen/carbon atoms. The ratio is in the range of about 0.4 to 1.2, and the weight ratio of H20/solid hydrocarbon fuel and/or solid carbonaceous fuel is in the range of about 0.1 to 3.0; producing a hot feed gas stream of slag nitrogen which is carried away with Hll and CO and converting about 90 to 99.9% by weight of the carbon in the fuel feedstock to carbon oxide; The second additive combines with at least a portion of the nickel, vanadium, silicon and sulfur components of the ash and other components to form a slag, the slag having the following phases: (1) Cu
-Ni alloy phase, Co-Ni alloy phase, C, u-Fe
About 0.0005 to 1.5% by weight of an alloy phase selected from the group consisting of an alloy phase and a mixture thereof, and when present in the alloy phase, the alloy phase is selected from the group consisting of Cu, Co, and Cu and Co relative to NiK. The weight ratio of each of the mixtures is about 1 to 20
(11) about 4 selected from the group consisting of a copper silicate phase, a cobalt silicate phase, and a mixed phase thereof;
5.0 to 977 amounts of silicate phase, Cu,
(ill) about 1.8 to 12% by weight of said silicate phase containing an element selected from the group consisting of Co and mixtures thereof in the range of about 0.01 to 3.0 1% by weight of said silicate phase;
spinel phase of 5 to 60 fjk% V, 7 to
65% by weight Fe.

0.1〜40重量%のAl、 0.1〜35重量%の−
10.01〜42ifi%のCrおよび0.1〜10重
量%のその他の元素を含有するもの、および(iv)C
u。
0.1-40% by weight Al, 0.1-35% by weight -
containing 10.01-42ifi% Cr and 0.1-10% by weight of other elements, and (iv) C
u.

Co、Fe およびこれらの混合物よりなる群から選ば
れた少なくとも一つの硫化物を含む流動オキシ硫化物相
よりなるスラグの残余よジなジ、前記スラグは実質的に
Ni8S、を含まず、前記部分醸化反応が前記第1およ
び第2の添加剤の存在なしに生起するときには、原料流
出ガス流中において前記モル比に対してHsS +CO
8/ Hs +Coのモル比の減少が起る工程と、(3
)前記熱い原料流出ガス流から実質的にNi8S、を含
まない非ガス状物質を分離する工程とを含むことを特徴
とするものである。
The remainder of the slag is composed of a fluid oxysulfide phase containing at least one sulfide selected from the group consisting of Co, Fe and mixtures thereof, the slag is substantially free of Ni8S, and the said portion When the brewing reaction takes place without the presence of said first and second additives, HsS + CO to said molar ratio in the feed effluent gas stream.
8/ A step in which a decrease in the molar ratio of Hs +Co occurs, and (3
) separating a non-gaseous material substantially free of Ni8S from the hot feed effluent gas stream.

本発明の方法によって、約1〜180日間の運転の後に
もスラグ除去の友めにガス発生器を運転停止しないよう
に運転することが可能である。本発明の方法に工れば、
溶融温度および粘度を低下させる九めに反応領域の内壁
上のスラグを酸化することが必要でないということは有
利である。本発明においては、実質的にNi.S、を含
まない溶融スラグが、重力によってガス発生器の底部に
流下する。
With the method of the invention, it is possible to operate the gas generator without having to shut it down for slagging even after approximately 1 to 180 days of operation. If the method of the present invention is applied,
It is advantageous that it is not necessary to oxidize the slag on the inner walls of the reaction zone to reduce the melting temperature and viscosity. In the present invention, substantially Ni. The molten slag, free of S, flows down to the bottom of the gas generator by gravity.

他の一つの実施態様においては、ニッケル、バナジウム
およびケイ素を含む灰分と、前記鋼および/またはコバ
ルト含有物質、または前記ケイ素含有物質を有する硫黄
含有重質液状炭化水素系燃料と、銅および/またはコバ
ルト含有物質との混合物が、コークス化装置に供給され
て、ニッケル。
In another embodiment, a sulfur-containing heavy liquid hydrocarbon fuel comprising ash comprising nickel, vanadium and silicon, said steel and/or cobalt-containing material, or said silicon-containing material, copper and/or A mixture with cobalt-containing materials is fed to a coking unit to produce nickel.

バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する硫黄含有石
油コークスを生成する。銅および/またはコバルトを含
む物質、またはケイ素を含む物質おLび銅および/また
はコバルトを含む物質が、前記石油コークス全体に均一
に分散されている。この石油コークスは、次にfff3
分酸化ガス発生器中で反応して合成ガス、還元ガスまた
は燃料ガスを生成する。
Produces sulfur-containing petroleum coke with ash containing vanadium and silicon. A substance containing copper and/or cobalt, or a substance containing silicon and a substance containing copper and/or cobalt are uniformly dispersed throughout the petroleum coke. This petroleum coke is then fff3
react in an oxidizing gas generator to produce synthesis gas, reducing gas, or fuel gas.

本発明の方法の一つの実施態様は、下記の通りである。One embodiment of the method of the invention is as follows.

すなわち、ニッケル、バナジウムおよびケイ素を含む灰
分を有する硫黄含有石油コークスを含む燃料供給原料を
部分酸化することによってH8とCOを含むガス状混合
物を製造する方法において、前記供給原料は少なくとも
約o、s p p mのニッケル、少なくとも約0.2
重量%の硫黄、少なくとも約1.0 p p mのバナ
ジウムおよび少なくとも約5.0ppmのケイ素を含み
、前記方法は、 (11ニツケル、バナジウムおよびケ
イ素を含む灰分を有する硫黄含有重質液状炭化水素系燃
料に、銅お↓び/またはコバルトを含む物質を混合し、
前記混合物におけるニッケルに対する銅および/または
コバルトの重量比は約0.2〜10の範囲にあり、前記
混合物におけるケイ素に対する銅および/!!几はコバ
ルトの重量比は約0.0001〜004の範囲である工
程と、(2)工程(1)で得られた前記混合物をコーク
ス化して、ニッケル、バナジウムおよびケイ素を含む灰
分を有し、前記鋼おLび/またはコバルトを含む物質を
内部に分散させて含有する硫黄を含む石油コークスを生
成する工程と、(3)工程(2)で生成した石油コーク
スを、水、液状炭化水素系流体またはこれらの混合物中
でポンプで移送できるスラリー状の石油コークスとして
、あるいはガス状の移送手段中で移送される実質的に乾
燥した石油コークスとして、自然流下耐火材内張9部分
酸化反応領域に導入する工程と、(4)部分酸化ガス発
生器の耐火材内張t)壁を有する下降流自然流下垂直式
反応領域において、約2〜250気圧の範囲の圧力で温
度調節剤の存在下に、そして約1800゜F′〜290
0下の範囲の温度において、工程(3)で得られた前記
スラリー状石油コークスを遊離酸素含有ガスと反応させ
ることによって部分酸化を行う工程において、反応領域
におけるガス相中の平衡酸素濃度は約1.7 X 10
 〜2.3X10  気圧の範囲の分圧を有しており、
反応領域におけるガス相中の平衡硫黄濃度は約2.53
X10 〜8.I X 10  気圧の範囲の分圧を有
していて、遊離の酸素/炭素の原子比は約0.3〜1.
2の範囲にあり、H20/液状の炭化水素系燃料および
/1tは固形の炭素質燃料の重量比は約0.1〜5.0
の範囲にあり、このようにしてH3とCOと運び去られ
るスラグよりなる熱い原料流出ガス流を生成させ、そし
て前記燃料供給原料中の炭素の約90〜99,9重責チ
を酸化炭素に転化させる工程であって、前記反応領域に
おいて、#記鋼および/またはコバルトを含む物質は燃
料供給原料中の前記ニッケル、硫黄およびケイ素の成分
の少なくとも一部と化合して前記スラグを生成し、  
  −このスラグは 少なくともその一部が前記反応領域の内壁上に沈着して
いて、下記の相、すなわち(1)約0.1〜10重量%
のCu−Ni 合金相および/またはCo−Ni合金相
であり、これらの相においてNiに対するCuおよび/
またはCoの重量比は約0.2〜0.9の範囲にあるも
の、 (ii)約5.0〜85重量%のケイ酸銅相およ
び/オたけケイ酸コバルト相であり、これらの相におい
てCuおよび/またはCoが約0,01〜2,0重量%
の範囲で存在するもの、0il)約2.5〜45重量%
のスピネル相であジ、この相には5〜60重量%のv、
7〜65重量%のF*、0.1〜40重量%(7)A/
、、0.1〜35重量% ノMg eo、01〜42重
量%のCrおよび0.1〜10重量%のその他の元素を
含有するもの、および(1■)Cuおよび/またはコバ
ルトおよびF・の硫化物を含む流動オキシ硫化物相より
なるスラグの残余を含み、前記スラグは実質的にNi8
S、を含まず、前記部分酸化反応が前記Cuおよび/ま
たはCoを含む物質の存在なしに生起するときには、原
料流出ガス流中において前記モル比に対してH,S +
 CO8/H2+COのモル比の減少が起る工程と、(
5)前記熱い原料流出ガス流から実質的にNi、S、を
含まない非ガス状物質を分離する工程とを含むものであ
る。
That is, a method of producing a gaseous mixture comprising H8 and CO by partially oxidizing a fuel feedstock comprising sulfur-containing petroleum coke having an ash comprising nickel, vanadium and silicon, wherein said feedstock contains at least about o, s p p m nickel, at least about 0.2
% by weight of sulfur, at least about 1.0 ppm of vanadium and at least about 5.0 ppm of silicon; Mixing a substance containing copper and/or cobalt with the fuel,
The weight ratio of copper and/or cobalt to nickel in said mixture ranges from about 0.2 to 10, and the weight ratio of copper and/or cobalt to nickel in said mixture ranges from about 0.2 to 10. ! (2) coking the mixture obtained in step (1) to have an ash containing nickel, vanadium and silicon; (3) producing petroleum coke containing sulfur by dispersing the steel and/or cobalt-containing substance therein; and (3) converting the petroleum coke produced in step (2) to water, liquid hydrocarbons Gravity refractory lined 9 partial oxidation reaction zone as slurry petroleum coke that can be pumped in a fluid or a mixture thereof, or as substantially dry petroleum coke that can be transported in a gaseous transport means. (4) refractory lining of the partial oxidation gas generator; and (4) refractory lining of the partial oxidation gas generator. , and approximately 1800°F' to 290
In the step of partial oxidation by reacting the slurry petroleum coke obtained in step (3) with a free oxygen-containing gas at a temperature in the range below 0, the equilibrium oxygen concentration in the gas phase in the reaction zone is approximately 1.7 x 10
It has a partial pressure in the range of ~2.3X10 atmospheres,
The equilibrium sulfur concentration in the gas phase in the reaction zone is approximately 2.53
X10 ~8. It has a partial pressure in the range of I x 10 atmospheres and a free oxygen/carbon atomic ratio of about 0.3 to 1.
The weight ratio of H20/liquid hydrocarbon fuel and /1t is solid carbonaceous fuel is approximately 0.1 to 5.0.
range, thus producing a hot feed effluent gas stream consisting of H3 and CO and the carried away slag, and converting about 90-99,9% of the carbon in the fuel feedstock to carbon oxides. in the reaction zone, the steel and/or cobalt-containing material combines with at least a portion of the nickel, sulfur and silicon components in the fuel feedstock to form the slag;
- the slag is at least partially deposited on the inner walls of the reaction zone and comprises the following phases: (1) about 0.1 to 10% by weight;
Cu-Ni alloy phase and/or Co-Ni alloy phase, in which Cu and/or Ni are
or the weight ratio of Co is in the range of about 0.2 to 0.9; (ii) about 5.0 to 85% by weight of a copper silicate phase and a cobalt silicate phase; About 0.01 to 2.0% by weight of Cu and/or Co in
present in the range of about 2.5 to 45% by weight
in the spinel phase, this phase contains 5 to 60% by weight of v,
7-65% by weight F*, 0.1-40% by weight (7) A/
, containing 0.1-35% by weight of Mgeo, 01-42% by weight of Cr and 0.1-10% by weight of other elements, and (1) Cu and/or cobalt and F. The remainder of the slag consists of a fluid oxysulfide phase containing sulfides of Ni8
When the partial oxidation reaction takes place without the presence of Cu and/or Co-containing substances, H, S + , relative to the molar ratio in the feed gas stream
a step in which a decrease in the molar ratio of CO8/H2+CO occurs;
5) separating substantially Ni-, S-free, non-gaseous materials from the hot feed effluent gas stream.

本発明の方法のもう一つの冥施態様は、下記の通りであ
る。ニッケル、バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有
する硫黄含有石油コークスを含む燃料供給原料を部分酸
化することによってH2とCoを含むガス状混合物を製
造する方法において、前記供給原料は、約0.5〜4,
000ppmのニッケル、少なくとも約0,2重量%の
硫黄、約1.0〜2.000ppm のバナジウムおよ
び約5〜10,000ppmのケイ素を含有し、この方
法は、 (1)ニッケル。
Another embodiment of the method of the invention is as follows. A method of producing a gaseous mixture comprising H2 and Co by partially oxidizing a fuel feedstock comprising sulfur-containing petroleum coke having an ash content comprising nickel, vanadium and silicon, wherein the feedstock comprises a ,
000 ppm nickel, at least about 0.2 wt% sulfur, about 1.0-2.000 ppm vanadium, and about 5-10,000 ppm silicon;

バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する硫黄含有重
質液状炭化水素系燃料に、約25〜65重量%のケイ素
を有するケイ素含有物質を含む第10)添加剤を混合し
、ここで前記混合物中の燃料供給原料のバナジウムに対
する前記第10)添加剤中のケイ素と前記燃料供給原料
中のケイ素の合計の重量比が、約2〜10の範囲にあり
、銅を含む物質、コバルトを含む物質およびこれらの混
合物よりなる群から選ばれた物質を含有する第2の添加
剤を前記混合物中に含んでおジ、このようにして、前記
混合物中に前記金属が存在するときに、Cu/Ni 、
Co/’NiおよびCu+Co/Niの比率が約0.5
〜20の範囲にあり、前記燃料供給原料中の灰分に対す
る前記第2の添加剤の比率が約0.01〜1.5の範囲
にある工程と、(2)工程(1)で得られ次前記混合物
をコークス化して、ニッケル、バナジウムおよびケイ素
を含む灰分を有し、前記ケイ素を含む物質と、銅おLび
/またはコバルトを含む物質を内部に分散させて含有し
ている工程と、(3)工程(2)で生成した石油コーク
スを、水、液状炭化水素系流体またはこれらの混合物中
でポンプで移送できるスラリー状の粉砕石油コークスと
して、あるいはガス状の移送手段中で移送される実質的
に乾燥した粉砕石油コークスとして、自然流下耐火材内
張ジ部分酸化反応領域に導入する工程と、(4)部分酸
化ガス発生器の耐火材内張り壁を有する下降流自然流下
垂直式反応領域において、約2〜250気圧の範囲の圧
力でHOを含有する温度調節剤の存布下に、そして約1
800゜F〜2900下 の範囲の温度において、工程
(3)で生成した前記スラリー状石油コークスを還元雰
囲気下の遊離酸素含有ガスと反応させて部分酸化を行い
、反応領域における気相中の平衡酸素濃度は約1.2X
10 〜2.0×10−’気圧の範囲の分圧を有し、反
応領域における気相中の平衡硫黄濃度は約1.7 X 
10 〜1.lX10  気圧の範囲の分圧を有してお
り、遊離の酸素/炭素の原子比は約0.4〜1.2の範
囲にあり、液状炭化水素系燃料および/または固形の炭
素系燃料に対するH、0のfr重量比約0.1〜3.0
の範囲にあり、このようにしてH2とCOと運び去られ
次スラグよりなる熱い原料流出ガス流を生成させ、そし
て前記燃料供給原料中の炭素の約90〜99.9i量チ
を酸化炭素に転化させる工程であって、前記反応領域に
おいて、前記ケイ素を含む物質および銅および/または
コバルトを含む物質は、灰分の前記ニッケル、バナジウ
ム、ケイ素および硫黄成分およびその他の成分の少なく
とも一部と化合してスラグを生成し、このスラグは下記
の相、すなわち(1)Cu/N 1 合金相、 Co−
Ni 合金相、 Cu−Fe 合金相、およびこれらの
混合物よりなる群から選ばれた約0.0005〜1.5
11rj%の合金相であジ、前1己合金相中に前記金属
が存在するときには、Cu、/’N l 。
10) an additive comprising a silicon-containing material having about 25 to 65 wt. The total weight ratio of silicon in the 10th) additive to vanadium in the feedstock and silicon in the fuel feedstock is in the range of about 2 to 10, and copper-containing substances, cobalt-containing substances, and a second additive containing a substance selected from the group consisting of a mixture of Cu/Ni, Cu/Ni,
Co/'Ni and Cu+Co/Ni ratios are approximately 0.5
20, wherein the ratio of the second additive to ash in the fuel feedstock is in the range of about 0.01 to 1.5; a step of coking the mixture to have an ash containing nickel, vanadium and silicon, and containing the silicon-containing substance and copper and/or cobalt-containing substance dispersed therein; 3) The petroleum coke produced in step (2) can be transported as a slurry of crushed petroleum coke that can be pumped in water, liquid hydrocarbon-based fluids or mixtures thereof, or as a substance that can be transported in gaseous transport means. (4) Introducing the partially dried crushed petroleum coke into a gravity-flow refractory-lined partial oxidation reaction zone; , in the presence of a temperature regulator containing HO at a pressure in the range of about 2 to 250 atmospheres, and about 1
The slurry petroleum coke produced in step (3) is reacted with a free oxygen-containing gas under a reducing atmosphere at temperatures ranging from 800°F to below 2900°C to achieve partial oxidation and to maintain equilibrium in the gas phase in the reaction zone. Oxygen concentration is approximately 1.2X
With a partial pressure in the range of 10 to 2.0 x 10-' atm, the equilibrium sulfur concentration in the gas phase in the reaction zone is approximately 1.7 x
10 ~1. It has a partial pressure in the range of lx10 atmospheres and a free oxygen/carbon atomic ratio in the range of approximately 0.4 to 1.2, with a , 0 fr weight ratio about 0.1-3.0
, thus producing a hot feed effluent gas stream consisting of H2 and CO and then slag, and converting about 90 to 99.9 i of the carbon in the fuel feed into carbon oxides. In the reaction zone, the silicon-containing substance and the copper and/or cobalt-containing substance are combined with at least a portion of the nickel, vanadium, silicon and sulfur components and other components of the ash. This slag has the following phases: (1) Cu/N 1 alloy phase, Co-
about 0.0005 to 1.5 selected from the group consisting of Ni alloy phase, Cu-Fe alloy phase, and mixtures thereof.
11rj% of the alloying phase, Cu, /'Nl when the metal is present in the former alloying phase.

Co/NI+  およびCu+Co/Ni  の重量比
は約1〜10の範囲にあるもの、(it)ケイ酸鏑相、
ケイ酸コバルト相、およびこれらの混合物よりなる群か
ら選ばれた約45.0〜97重量%のケイ酸塩相であっ
て、このケイ酸塩相はCu、Co i?!びこれらの混
合物よりなる群から選ばれた元素を、約0.01〜30
重−f1%の範囲で含有するもの、It)約1.8〜1
2重flチのスピネル相であり、この相には5〜601
1F11%l7)V、7〜65重31%OFe  、 
0.1〜40重量%のAl、0.1〜35重量%のMg
0.01〜42重量%のCrおよび0.1〜10重量%
のその他の元素を含むもの、および(lv) Cu 、
 Co 。
the weight ratio of Co/NI+ and Cu+Co/Ni is in the range of about 1 to 10; (it) the silicate phase;
about 45.0 to 97% by weight of a silicate phase selected from the group consisting of a cobalt silicate phase, and mixtures thereof, the silicate phase being Cu, Co i? ! and mixtures thereof, in an amount of about 0.01 to 30
Contains in the range of weight-f1%, It) about 1.8 to 1
It is a double fl-chi spinel phase, and this phase contains 5 to 601
1F11%l7)V, 7-65 weight 31%OFe,
0.1-40% by weight Al, 0.1-35% by weight Mg
0.01-42 wt% Cr and 0.1-10 wt%
and (lv) Cu,
Co.

Feおよびこれらの混合物エフなる群から選ばれた元素
の少なくとも一つの硫化物を含む流動オキシ硫化物相L
9なるスラグの残余を含み、前記スラグは実質的にNf
8S、を含まず、前記部分酸化反応が前記ケイ酸塩を含
む物質と、CuおLび/またはCoを含む物質の存在な
しに生起するときには、原料流出ガス流中において前記
モル比に対してH,S + CO8/ H,+ Coの
モル比の減少が起る工程と、(5)前記熱い原料流出ガ
ス流から実質的にNi 8S2を含まない非ガス状物質
を分離する工程とを含むものである。
a fluid oxysulfide phase L containing at least one sulfide of an element selected from the group consisting of Fe and a mixture thereof;
9, said slag being substantially Nf
8S, and when said partial oxidation reaction occurs without the presence of said silicate-containing material and Cu and/or Co-containing material, relative to said molar ratio in the feed effluent gas stream. (5) separating non-gaseous material substantially free of Ni 8S from said hot feed effluent gas stream. It is something that

〔発明の開示〕[Disclosure of the invention]

重質の液状炭化水素系燃料および石油コークスの部分酸
化の方法が、参考のために引用されている共同譲渡され
た米国特許第4,411,670号および第3,607
,156号にそれぞれ記載されている。また、これらの
物質から合成ガス、還元ガスまたは燃料ガスを製造する
ときに使用される適当力自然流下耐火材内張りガス発生
器およびバーナーも前記参考例に記載されている。本発
明の方法は、ニッケル、バナジウムおよびケイ素を含む
灰分を有し、硫黄含有重質液状炭化水素系燃料および/
または石油コークスを含む比較的廉価々燃料供給原料を
使用することは有利である。ここで使用されている“お
↓び/または°゛という表現は、特定され友項目あるい
は物質のどちらか一方または両方を意味する。そして、
これらの供給原料は、少なくとも約02重量%、例えば
約02〜65重量−の範囲の硫黄、少なくとも約0.5
ppm 、例えば2.0〜4000ppmの範囲のニッ
ケル、少なくとも約1.0Ppm%例えば約20〜5.
000ppm の範囲のバナジウム、少なくとも約5.
0ppm、例えば約5.0〜20.000ppm  の
範囲のケイ素を含有している。
A method for partial oxidation of heavy liquid hydrocarbon fuels and petroleum coke is disclosed in co-assigned U.S. Pat. Nos. 4,411,670 and 3,607, which are incorporated by reference.
, No. 156, respectively. Also described in the above reference are suitable gravity gravity lined gas generators and burners for use in producing synthesis gas, reducing gas or fuel gas from these materials. The method of the present invention comprises a sulfur-containing heavy liquid hydrocarbon fuel having an ash content containing nickel, vanadium and silicon;
Alternatively, it is advantageous to use relatively inexpensive fuel feedstocks, including petroleum coke. As used herein, the expression “↓ and/or °゛” means either or both of the specified friend item or substance; and
These feedstocks contain at least about 0.2% sulfur by weight, such as from about 0.2 to 65% by weight, at least about 0.5% by weight.
ppm, e.g. 2.0-4000 ppm nickel, at least about 1.0 Ppm %, e.g. about 20-5.
000 ppm of vanadium, at least about 5.0 ppm.
0 ppm silicon, for example in the range of about 5.0 to 20.000 ppm.

ニッケル、バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する
硫黄含有重質液状炭化水素系物質または燃料という言葉
で定義されるものは、未使用粗原料9石油蒸留および石
油クランキングの残渣2石油留出物、還元粗原料、全粗
原料、アスファルト。
The term sulfur-containing heavy liquid hydrocarbonaceous substances or fuels with an ash content containing nickel, vanadium and silicon are defined as unused raw materials9 residues of petroleum distillation and petroleum cranking2 petroleum distillates, reduced Raw materials, total raw materials, asphalt.

コールタール、石炭Ml、シエール油、タールサンド油
およびこれらの混合物よりなる群から選ばれた石油系あ
るいは石炭系の燃料である。
The fuel is a petroleum-based or coal-based fuel selected from the group consisting of coal tar, coal M1, shale oil, tar sands oil, and mixtures thereof.

ニンケル、バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する
硫黄含有石油コークスという言葉で定義されるものは、
ニッケル、バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する
硫黄含有重質液状炭化水素系燃料から、本発明に参考の
ために引用されている共同譲渡された米国特許第3 、
673 、080号に記載されたような通常のコークス
化方法、例えば遅延コークス化法あるいは流動コークス
化法に1つて製造され九石油コークスである。
What is defined by the term sulfur-containing petroleum coke with an ash content containing nickel, vanadium and silicon is:
From a sulfur-containing heavy liquid hydrocarbon-based fuel with an ash content containing nickel, vanadium and silicon, commonly assigned U.S. Pat.
673, 080, such as delayed coking or fluid coking.

ニッケル、バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する
硫黄含有重質液状炭化水素系燃料および/または固形の
炭素質燃料を含む供給原料を、添加剤なしで部分酸化し
て得られる灰分を、さらに詳しく研究し友結果、このよ
うな灰分は大部分がニッケル、バナジウムおよびケイ素
の酸化物および硫化物よりなり、通常産出する種類の鉱
物を幾分伴っていることが明らかになっている。重質の
液状炭化水素系燃料tNは石油コークスの全灰分含Iは
、約0.5〜5重量%に過ぎないのに対して、石炭は標
準的には10〜20重量−の灰分を含有する。
The ash obtained by partial oxidation without additives of feedstocks containing sulfur-containing heavy liquid hydrocarbon fuels and/or solid carbonaceous fuels with ash contents containing nickel, vanadium and silicon was investigated in more detail. It has been found that such ash consists mostly of nickel, vanadium and silicon oxides and sulfides, with some minerals of the commonly occurring types. As for the heavy liquid hydrocarbon fuel tN, the total ash content of petroleum coke is only about 0.5 to 5% by weight, whereas coal typically contains an ash content of 10 to 20% by weight. do.

重質の液状炭化水素系物質および石油コークス系物質に
おいては、多くの灰分物質は単一の分子量を有する物質
として単離されるという理論がある。このことは、真空
蒸留あるいはコークス化に際して、通常はポルフィリン
型の構造(金属原子、その酸化物′1友はイオンが有機
物の骨組みの中に閉じ込められている)として存在して
いる粗原料中の金属物質が、つぶれ之炭素マトリックス
中に取込まれている几めである。
The theory is that in heavy liquid hydrocarbon-based materials and petroleum coke-based materials, much of the ash material is isolated as material with a single molecular weight. This means that during vacuum distillation or coking, the raw material in the raw material, which usually exists as a porphyrin-type structure (metal atoms, their oxides, and ions trapped in an organic framework), is The method is such that the metallic material is incorporated into the collapsed carbon matrix.

本発明の一つの実施態様は、硫黄、ニッケル。One embodiment of the invention is sulfur, nickel.

バナジウムおよびケイ素を含む重質の液状炭化水素系お
よび/または石油コークス供給原料を部分酸化する間に
発生するスラグ中に有毒な次硫化ニッケル(Ni 8S
、 )の生成を防止するために、改良された銅および/
またはコバルトを含む添加剤系を提供することである。
Toxic nickel hyposulfide (Ni 8S) is present in the slag generated during the partial oxidation of heavy liquid hydrocarbon and/or petroleum coke feedstocks containing vanadium and silicon.
, ) to prevent the formation of improved copper and/or
Or to provide an additive system containing cobalt.

本発明がなければ、スラグ中には、約01〜5.03i
J1%のやっかいな有毒の次硫化ニッケルが生成する。
Without the present invention, in the slag there would be approximately 0.01 to 5.03i
J1% of toxic nickel subsulfide is produced.

本発明のもう一つの利点は、硫黄を有するガス、例えば
H8SやCO8の活性、圧力および濃度を低下させるこ
とである。
Another advantage of the present invention is that it reduces the activity, pressure and concentration of sulfur-containing gases such as H8S and CO8.

例えば、部分酸化ガス発生器からの原生成ガス流中のH
,SとCO8を合せ友ものの濃度は、本発明によれば、
銅および/ljはコバルトを含む物質が存在しないとき
に生成する原生成ガス流中のH2SとCO8を合せ次濃
度と比較して約1〜20重量%の範囲で、例えば約5〜
1011ijF%だけ低下する。
For example, H in the raw product gas stream from a partial oxidation gas generator
, S and CO8, and according to the present invention, the concentration of the friend is:
Copper and /lj may range from about 1 to 20% by weight compared to the combined H2S and CO8 concentration in the raw product gas stream that would be produced in the absence of the cobalt-containing material, e.g.
It decreases by 1011ijF%.

下流側のガス浄化のコストは、このことによって最低限
になる。さらに、最大の効果をもたらすように鋼おLび
/またはコバルトを含む物質を反応系に導入する手段が
提供されている。
The costs of downstream gas purification are thereby minimized. Additionally, means are provided for introducing steel and/or cobalt-containing materials into the reaction system for maximum effect.

コバルトおよび/またはコバルトを含む物質は、銅およ
び/またはコバルトの化合物、好ましくは銅および/ま
たはコバルトの酸化物を包含している。ニッケルに対す
る銅および/′またけコバルトの重量比を約0.2〜1
0の範囲、例えば約1〜3にするのに十分な銅および/
またはコバルトを含む物質が導入され、前記混合物中の
ケイ素に対する銅および/またはコバルトの重量比は約
o、oooi〜0.04の範囲、例えば0.005〜0
.02である。この比率は燃料供給原料中のニッケルの
1重量部に対して銅および/またはコバルト002重量
部として表現してもよい。
Cobalt and/or cobalt-containing substances include copper and/or cobalt compounds, preferably copper and/or cobalt oxides. The weight ratio of copper and/or cobalt to nickel is approximately 0.2 to 1.
0 range, such as about 1 to 3.
or a cobalt-containing substance is introduced, wherein the weight ratio of copper and/or cobalt to silicon in said mixture ranges from about o,oooi to 0.04, e.g. from 0.005 to 0.
.. It is 02. This ratio may be expressed as 0.02 parts by weight of copper and/or cobalt to 1 part by weight of nickel in the fuel feedstock.

耐火材内張り壁を有する下降流自然流下垂直式反応領域
中で、約2〜250気圧の範囲の圧力、例えば約15〜
200 気圧において、部分酸化反応が生起する。供給
燃料は0、温度調節剤の存在下で、還元雰囲気下の遊離
酸素を含むガスと反応して部分酸化される。反応領域の
温度は約18007〜2900下の範囲、例えば約22
50゜F〜2500下である。反応領域におけるガス相
中の平衡酸素濃度は約1.7 X 10 〜2.3X1
0  気圧の範囲の分圧を有しておジ、ガス相中の平衡
硫黄濃度は約2.53 X10〜8.lX10   気
圧の範囲の分圧を有している。反応領域においては、遊
離の酸素/炭素の原子比は約03〜1.2、例えば約0
.8〜0.92の範囲にあり、液状炭化水素系燃料およ
び/または固形の炭素質燃料に対するH、0の重責比は
約0.1〜5.0、例えば約0.15〜2の範囲にある
。HlとCOおLび移送される溶融スラグを含む熱い原
流比ガス流は反応領域から出て行く。前記燃料供給原料
中の炭素の約90〜99.9重量%は酸化炭素に転化さ
れる。
Pressures in the range of about 2 to 250 atmospheres, e.g.
At 200 atmospheres, a partial oxidation reaction takes place. The supplied fuel is partially oxidized by reacting with a gas containing free oxygen in a reducing atmosphere in the presence of a temperature control agent. The temperature of the reaction zone ranges from about 18,007 to below 2,900°C, such as about 22°C.
50°F to below 2500°F. The equilibrium oxygen concentration in the gas phase in the reaction zone is approximately 1.7 X 10 to 2.3 X 1
With a partial pressure in the range of 0 atm, the equilibrium sulfur concentration in the gas phase is about 2.53 x 10 to 8. It has a partial pressure in the range of 1×10 atmospheres. In the reaction zone, the free oxygen/carbon atomic ratio is about 0.3 to 1.2, e.g. about 0.
.. The weight ratio of H, 0 to liquid hydrocarbon fuel and/or solid carbonaceous fuel is in the range of about 0.1 to 5.0, for example about 0.15 to 2. be. A hot raw gas stream containing Hl and COL and transported molten slag exits the reaction zone. About 90-99.9% by weight of the carbon in the fuel feedstock is converted to carbon oxide.

部分酸化ガス発生器の反応領域において、銅および/ま
たはコバルトを含む物質は、供給原料中に存在するニッ
ケル、バナジウム、ケイ素および硫黄の成分の少なくと
も一部分、例えば実質的に全部または大部分、例えば4
0〜100 重量%、恐らく70〜90重−fi%と化
合して、下記の相を含む溶融スラグを生成する。これら
の相は、(1)約0.1〜10重量%のCu−Ni 合
金相および/またはCo−Ni 合金相であり、Niに
対する銅および/またはCoの重量比は約0.2〜0.
9の範囲にあるもの、(11)約5〜85重fl′俤の
ケイ酸鋼相および/またはケイ酸コバルト相であり、C
uおLび/まtはCoが約0.01〜2.0重】チの範
囲で存在するもの、(ill)約2.5〜45を量チの
スピネル相であり、5〜607景%のV、7〜65重量
%のFe。
In the reaction zone of the partial oxidation gas generator, the copper- and/or cobalt-containing material is present in at least a portion, e.g. substantially all or a majority, of the nickel, vanadium, silicon and sulfur components present in the feed, e.
0-100 wt%, perhaps 70-90 wt-fi%, to produce a molten slag containing the following phases: These phases are (1) about 0.1-10 wt% Cu-Ni alloy phase and/or Co-Ni alloy phase, with a weight ratio of copper and/or Co to Ni of about 0.2-0; ..
(11) a silicate steel phase and/or a cobalt silicate phase with a weight of about 5 to 85 fl';
Co is present in the range of about 0.01 to 2.0 weight, (ill) it is a spinel phase with about 2.5 to 45 weight, and 5 to 607 weight. % V, 7-65 wt. % Fe.

0.1〜40重量%のAl、0.1〜35重景%重量。0.1-40% Al by weight, 0.1-35% weight.

0.01〜42!f%のCrおjびo、1〜1o1J−
Ik%のその他の元素を含むもの、および(Iv)Cu
および/またはco、お裏びFeの硫化物を含む流動オ
キシ硫化物相よりなる例えば約0〜5重量%のスラグの
残余であり、前記部分酸化反応が前記CUおよび/また
はCoを含む物質の存在なしに生起するとき、原流比ガ
ス流におけるH、S + CO8/)I、 + Coの
モル比が前記モル比よりも例えば約1〜201i量チ減
少するものである。このようにして有*なNi8S、の
生成が防止される。本発明によれば、有利などとKけ、
スラグ中には実質的に次硫化ニッケルが存在せず、例え
ば約0.001重I1%以下の次硫化ニッケルしか存在
しない。ガス中の硫黄のポテンシャルおよび下流側のガ
ス洗浄のコストが低減される。
0.01~42! f% Cr and o, 1~1o1J-
those containing Ik% of other elements, and (Iv) Cu
0 to 5% by weight of the slag residue, for example, consisting of a fluid oxysulfide phase containing sulfides of CU and/or Co, and the partial oxidation reaction When occurring in its absence, the molar ratio of H, S + CO8/)I, + Co in the original gas stream is reduced by an amount of, for example, about 1 to 201 i, compared to said molar ratio. In this way, generation of significant Ni8S is prevented. According to the present invention, it is advantageous, etc.
Substantially no nickel subsulfide exists in the slag, for example, only about 0.001% by weight or less of nickel subsulfide exists. The potential for sulfur in the gas and the costs of downstream gas cleaning are reduced.

本発明のもう一つの態様は、銅および/またはコバルト
を含む物質が、前述のように洗浄剤および融剤を生成す
るのに使用されるだけでなく、選択的な触媒特性に基づ
いて選ぶことができることである。例えば、この物質は
コークス化操作によって得られる軽質生成物の特性を改
良するように作用する。まtこの物質は、反応速度を増
大させて、ガス発生器の処理能力を増大させることによ
ってか、あるいはスムースの転化率、シ九がって工程全
体の効率を向上させることによってもガス化を助長する
。しかしながら、さらにまた、本発明は鏑お↓び/また
はコバルトを含む物質の触媒特性に基づくものではない
Another aspect of the invention is that copper and/or cobalt-containing materials are not only used to produce detergents and fluxes as described above, but are also selected based on selective catalytic properties. This is something that can be done. For example, this material acts to improve the properties of light products obtained by coking operations. This material also improves gasification by increasing the reaction rate and increasing the throughput of the gas generator, or by smoothing the conversion rate and thus improving the overall efficiency of the process. encourage However, furthermore, the invention is not based on the catalytic properties of cobalt- and/or cobalt-containing materials.

さらに他の一つの実施態様においては、銅および/また
はコバルトを含む物質は、ニッケル、バナジウムおよび
ケイ素を含む灰分を有する硫黄含有重質液状炭化水素系
燃料と混合される。次に、この混合物は通常のコークス
化ユニットに供給されて、石油コークスを生成する。こ
のようにして、微粉砕された銅および/またはコバルト
を含む物質は石油コークス生成物全体に均質に混合され
る。
In yet another embodiment, the copper and/or cobalt containing material is mixed with a sulfur-containing heavy liquid hydrocarbon fuel having an ash containing nickel, vanadium and silicon. This mixture is then fed to a conventional coking unit to produce petroleum coke. In this way, the finely divided copper and/or cobalt containing material is homogeneously mixed throughout the petroleum coke product.

微粉末状の銅および/またはコバルトを含む物質と微粉
末状の石油コークスおよびこれらの混合物は、約425
μm〜28μm、まtはそれ以下の範囲のASTMのE
−110)標準ふるい等級の目のふるいを略100%が
通過するような粒径を有するものである。前記の混合物
の成分は、別々に粉砕してから混合しても工い。そうで
なければ、これらの成分を混合して乾式粉砕あるいけ湿
式粉砕してもよい。この工うにして固形の物質の均質な
混合が実現され、混合物中のそれぞれの固形物質の粒径
は、実質的に同等になる。乾式粉砕混合物に水または液
状炭化水素系物質あるいはその両方を混合して、約50
〜65重量%の範囲の固形分を含有するポンプ移送可能
なスラリーを生成してもよい。あるいは、固形物質を液
状スラリー媒体とともに湿式粉砕してもよい。あるいは
、粒状の固形の混合物をガス状媒体で移送させてガス発
生器に導入してもよい。ガス状の移送媒体は、水蒸気、
 COB 、N21遊離の酸素を含むガス、再循環合成
ガスおLびこれらの混合物よりなる群から選ばれる。こ
の方法の一つの実施態様においては、非ガス状物質、例
えば粒状の炭素とスラグが、ガス流を水または油による
スクラビング手段に接触させることによって、部分酸化
反応領域からの熱い流出ガス流カラ分離される。供給原
料中の硫黄の一部、例えば約1〜2011iJ1%が、
Cuおよび/1友はCoおよびFaのオキシ硫化物に転
化されて、反応領域を離れてスラグ中に残る。
Finely powdered copper and/or cobalt-containing substances and finely powdered petroleum coke and mixtures thereof are approximately 425
ASTM E in the range μm to 28 μm or less
-110) The particle size is such that approximately 100% of the particles pass through a standard sieve grade sieve. The components of the mixture described above may be ground separately and then mixed. Otherwise, these ingredients may be mixed and dry milled or wet milled. In this way, homogeneous mixing of the solid materials is achieved, and the particle size of each solid material in the mixture is substantially equal. The dry grinding mixture is mixed with water and/or a liquid hydrocarbon-based material to produce approximately 50%
A pumpable slurry containing solids in the range of 65% by weight may be produced. Alternatively, the solid material may be wet milled with a liquid slurry medium. Alternatively, the particulate solid mixture may be transported in a gaseous medium and introduced into the gas generator. The gaseous transport medium is water vapor,
COB, N21 free oxygen containing gas, recycled syngas L and mixtures thereof. In one embodiment of this process, non-gaseous materials, such as particulate carbon and slag, are separated from the hot effluent gas stream from the partial oxidation reaction zone by contacting the gas stream with water or oil scrubbing means. be done. A portion of the sulfur in the feedstock, e.g. about 1-2011iJ1%, is
The Cu and /1 atoms are converted to Co and Fa oxysulfides and leave the reaction zone remaining in the slag.

銅および/iたけコバルトを含む粉砕された物質力、ニ
ッケル、バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する硫
黄含有重質液状炭化水素系燃料と混合されてコークスに
供給される実施態様において、銅および/またはコバル
トを含む物質が、通常コークス器ユニットに先行する真
空蒸留塔への灰分含有石油系液体供給路に直接に導入さ
れる。
In embodiments, the coke is fed to the coke by mixing with a sulfur-containing heavy liquid hydrocarbon-based fuel having an ash content containing copper and/or cobalt, nickel, vanadium and silicon. Cobalt-containing material is introduced directly into the ash-containing petroleum liquid feed to the vacuum distillation column, which usually precedes the coke unit.

コークス化または蒸留のいずれのユニット操作において
も、実質的にすべての銅および/″!たはコバルトを含
む物質は、適当な残液の流れの中に残留している筈であ
る。言い換えれば、もしあったとしても、銅および/ま
たはコバルトを含む物質が、軽質の生成物とともに持逃
げされるととはほとんどない筈である。残液の流れ(す
なわち、コークス器供給材料)Lジも真窒塔供給流K、
添加剤を混合することに対する期待される利点は、真空
塔への供給材料は真空塔からの残液よりも著しく粘度が
低いということである。この友め、より完全な混合を効
果的に行うことができる。
In either coking or distillation unit operations, substantially all copper and/or cobalt-containing materials should remain in the appropriate bottoms stream. In other words: It is highly unlikely, if any, that copper- and/or cobalt-containing material will be carried away with the lighter products. Nitrogen tower feed stream K,
An expected advantage to mixing additives is that the feed to the vacuum column will have a significantly lower viscosity than the bottoms from the vacuum column. This allows for more thorough mixing to be achieved effectively.

例えば、高沸点液状石油、すなわちニッケル。For example, high boiling liquid petroleum, i.e. nickel.

バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する硫黄含有重
質液状炭化水素系燃料と粉砕された銅および/またはコ
バルトを含む物質よりなる混合物が、約650下の温度
において、例えば参考の九めに9用されている共同譲渡
された米国特許第3,673,080号に図示され記載
されている工うに1管路33を経由して遅延コークス化
領域に導入される。約8007〜895Tの範囲の温度
、約20〜60psigの範囲の圧力において、未凝縮
炭化水素流出蒸気および水蒸気が上方で除去され、銅お
よび/またはコバルトを含む物質と混合された石油コー
クスが、前記遅延コークス化領域の残液から除去される
A mixture consisting of a sulfur-containing heavy liquid hydrocarbon fuel with an ash content containing vanadium and silicon and a material containing ground copper and/or cobalt is used, for example in reference 9, at a temperature below about 650 °C. The reactor is introduced into the delayed coking zone via line 33, shown and described in commonly assigned U.S. Pat. No. 3,673,080. At a temperature in the range of about 8007 to 895 T and a pressure in the range of about 20 to 60 psig, uncondensed hydrocarbon effluent steam and water vapor are removed above and the petroleum coke mixed with copper and/or cobalt containing materials is removed from the bottoms of the delayed coking zone.

もう一つの実施態様では、ニッケル、バナジウムおよび
ケイ素を含む灰分を有する硫黄含有高沸点液状石油と、
粉砕され友銅および/またはコバルトを含む物質よりな
る混合物が、約5507〜750下の範囲の温度におい
て、例えば参考の几めにダ用されている米国特許第2.
709.676号に図示され記載されているように管路
31を経由して流動床コークス化領域に導入される。約
1000゜F〜1200下の範囲の温度、約10〜20
psigの範囲の圧力において、未凝縮炭化水素流出液
蒸気および水蒸気が上方で除去され、前記石油コークス
は前記コークス化領域の残液から除去される。そして、
石油コークスは前述のように燃料の大きさに粉砕される
In another embodiment, a sulfur-containing high boiling liquid petroleum having an ash content comprising nickel, vanadium and silicon;
A mixture of comminuted copper and/or cobalt-containing materials is applied at a temperature in the range from about 5,507 to below 750° C., for example, in US Pat.
709.676 to the fluidized bed coking zone via line 31 as illustrated and described in US Pat. No. 709.676. Temperatures ranging from about 1000°F to below 1200°F, about 10-20°C
At pressures in the psig range, uncondensed hydrocarbon effluent vapor and water vapor are removed above and the petroleum coke is removed from the coking zone bottoms. and,
Petroleum coke is crushed to fuel size as described above.

他の幾つかの実施態様においては、本発明はガス化に適
した流れを作り出す同様の他の石油処理方法に適用する
ことができる。残液すなわち残渣の流れを改質してなく
さ々い限ジ、残液処理方法は最終的には残渣の流れを生
成するものである。
In some other embodiments, the present invention can be applied to similar other petroleum processing methods that produce streams suitable for gasification. To the extent that the bottoms or residue stream is not modified, the bottoms treatment process ultimately produces a residue stream.

このような流れは、それが液体であろうと、通常は固体
であるが高温ではポンプ移送可能かものであろうと、コ
ークスについて論じ友ような問題を提起する。だから、
ガス化前の石油処理の部分としての銅および/コバルト
を含む物質の導入に関する発明は、個々の方法によって
異なるが、前述のガス化の問題がないような供給原料を
生成しなければならない。これらの方法の大部分は前処
理として真空蒸留を利用する。したがって、前述のよう
に鋼および/″!!友はコバルトを含む物質が、ニッケ
ル、バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する真空蒸
留供給材料と混合される。そして、添加剤は蒸留塔から
残液の流れの中に出てくる。
Such flows pose similar problems for coke, whether it is liquid or normally solid but pumpable at high temperatures. that's why,
Inventions relating to the introduction of copper- and/cobalt-containing materials as part of petroleum processing prior to gasification, depending on the particular process, should produce feedstocks that do not have the gasification problems described above. Most of these methods utilize vacuum distillation as a pretreatment. Thus, as previously mentioned, the steel and cobalt-containing materials are mixed with the vacuum distillation feed having an ash content containing nickel, vanadium and silicon.The additives are then removed from the bottoms from the distillation column. It comes out in the flow.

残液の流れは、今度は改質工程のための供給材料の流れ
になる。このような銅および/またはコバルトを含む物
質の混入はこれらの工程に悪影響を及ぼしてはならない
し、添加剤は最終的にはそれぞれの工程からのニッケル
、バナジウムおよびケイ素を含む残渣の流れとともに出
て来るべきものである。どの工程においても、この残渣
の流れは、部分酸化によるガス化に適したものでなけれ
ばならない。
The bottoms stream now becomes the feed stream for the reforming process. The incorporation of such copper- and/or cobalt-containing materials must not adversely affect these processes, and the additives must ultimately exit with the nickel-, vanadium-, and silicon-containing residue stream from the respective process. It is something that should come. In all steps, this residue stream must be suitable for gasification by partial oxidation.

もう一つの実施態様においては、部分酸化ガス発生器は
約1〜180 日間連続的に運転され、−方では反応領
域の内壁にスラグを蓄積する。反応は停止され、ガス発
生器が開かれて、前記ガス発生器の内壁上のスラグが酸
化される。スラグの溶融温度は約20007またはそれ
以下に低下し、粘度が低下する。実質的にNi 8S、
lを含まない溶融スラグが重力に1つて反応領域の内壁
を流下する。
In another embodiment, the partial oxidation gas generator is operated continuously for about 1 to 180 days, accumulating slag on the interior walls of the reaction zone. The reaction is stopped and the gas generator is opened to oxidize the slag on the inner wall of said gas generator. The melting temperature of the slag is reduced to about 20,007 or below and the viscosity is reduced. Substantially Ni 8S,
The molten slag, which does not contain l, flows down the inner wall of the reaction zone under the influence of gravity.

熱い溶融スラグはガス発生器の底部に配置゛され九急冷
タンクに入っている急冷水中に投入される。
The hot molten slag is poured into quenching water contained in a quenching tank located at the bottom of the gas generator.

参考のために引用されている共同譲渡され九米国特許第
3,544,291号を参照されたい。そうでなければ
、溶融スラグは、スラグガス発生器の底部に配置され次
中心出口を通過する。参考のため引用され次共同譲渡さ
れた米国特許第4,312.637号を参照され次い。
See co-assigned US Pat. No. 3,544,291, which is incorporated by reference. Otherwise, the molten slag is placed at the bottom of the slag gas generator and then passes through the central outlet. Reference is made to commonly assigned U.S. Pat. No. 4,312,637, which is incorporated by reference.

本発明の方法の主々利点は、バナジウム含有量が比較的
高い、例えば約2.0重量%のVを有する比較的少ない
体積のスラグを生成することである。
The main advantage of the process of the invention is that it produces a relatively small volume of slag with a relatively high vanadium content, for example about 2.0% V by weight.

したがって、このスラグは、再生業者にとって商品価値
の高いものである。
Therefore, this slag has high commercial value for recycling companies.

本発明のもう一つの実施態様は、ガス発生器からのスラ
グ除去を改善し、硫黄、ニッケル、パナジウムおよびケ
イ素を含む重質の液状炭化水素系および/または石油コ
ークス供給原料の部分酸化の間にスラグ中に発生する有
毒な次硫化ニッケル(Ni8S2)の生成を防止する友
めの改良され次ケイ素含有添加剤を提供するものである
。もし本発明がなかったとすれば、スラグ中には約0.
1〜5.0重量%のやっかいな有毒の次硫化ニッケルが
存在し友であろう。本発明のもう一つの利点は、硫黄を
含むガス、例えばH,SとCOSの活性、圧力および濃
度が低下することである。例えば、部分酸化ガス発生器
から出る原生成物ガス流中のH2SとCO8の混合物の
濃度は、本発明によれば、銅および/またはコバルトを
含む物質を添加しないときに生成する原生成物ガス流中
のH,SとCO8の混合物の濃度と比較して、約1〜2
0重量%、例えば約5〜10重ft%の範囲で減少する
。下流側のガス精製のコストはこのことによって最小限
になる。
Another embodiment of the invention improves slagging removal from gas generators during partial oxidation of heavy liquid hydrocarbon systems and/or petroleum coke feedstocks containing sulfur, nickel, panadium and silicon. The present invention provides an improved subsilicon-containing additive that prevents the formation of toxic nickel subsulfide (Ni8S2) in slag. If the present invention did not exist, approximately 0.
1-5.0% by weight of the troublesome toxic nickel subsulfide may be present. Another advantage of the present invention is that the activity, pressure and concentration of sulfur-containing gases such as H, S and COS are reduced. For example, the concentration of the mixture of H2S and CO8 in the raw product gas stream leaving the partial oxidation gas generator is, according to the invention, lower than the concentration of the raw product gas produced when no copper- and/or cobalt-containing substances are added. Compared to the concentration of the mixture of H, S and CO8 in the stream, approximately 1-2
0% by weight, for example in the range of about 5-10% by weight. The costs of downstream gas purification are thereby minimized.

さらに、ケイ素を含む物質と、銅および/またはコバル
トを含む物質を反応系に導入して最大の効率を得る手段
を備えている。
Furthermore, it is equipped with means for introducing a substance containing silicon and a substance containing copper and/or cobalt into the reaction system to obtain maximum efficiency.

ケイ素を含む添加剤は、ケイ素1石英、火山灰およびこ
れらの混合物よりなる群から選ばれた物質である。この
ケイ素含有物質は、少なくとも約25〜65frJI%
のケイ素を含んでいる。、、#記ケイ素を含む物質中の
ケイ素と、前記供給原料中のケイ素との合計量の前記燃
料供給原料中のバナジウムに対する重量比を約2〜10
の範囲にするのに十分なケイ素含有物質が反応領域に導
入される。
The silicon-containing additive is a material selected from the group consisting of silicon monoquartz, volcanic ash, and mixtures thereof. The silicon-containing material is at least about 25-65 frJI%
contains silicon. ,, the weight ratio of the total amount of silicon in the silicon-containing substance # and silicon in the feedstock to vanadium in the fuel feedstock is about 2 to 10.
Sufficient silicon-containing material is introduced into the reaction zone to provide a range of .

銅および/またはコバルトを含む物質は、銅および/ま
たはコバルトの化合物、好ましくは銅および/またはコ
バルトの酸化物よりなる。ニッケルに対する鋼および/
またはコバルトの11:重責比を約0.5〜20.例え
ば1〜3の範囲に、前記燃料供給原料中の灰分に対する
銅および/″!友はコバルトの重量比を約0.01〜1
.5の範囲にするのに十分な銅および/またはコバルト
を含む物質が反応領域に導入される。ニッケルに対する
銅および/またはコバルトの重責比は、Cu/Ni 、
 Co/N IおよびCu + Co/N i  の重
量比として表示してもよい。前記金属が前記混合物中に
存在するときにけ前記重責比は約0.5〜20の範囲に
ある。
The substance containing copper and/or cobalt consists of a compound of copper and/or cobalt, preferably an oxide of copper and/or cobalt. Steel and/or nickel
Or the 11:heavy duty ratio of cobalt is about 0.5 to 20. For example, the weight ratio of copper and/or cobalt to ash in the fuel feedstock may range from about 0.01 to 1.
.. Sufficient copper- and/or cobalt-containing material is introduced into the reaction zone to bring the range to 5.5. The weight ratio of copper and/or cobalt to nickel is Cu/Ni,
It may be expressed as a weight ratio of Co/N I and Cu + Co/N i . When the metal is present in the mixture, the weight ratio ranges from about 0.5 to 20.

部分酸化反応は、耐火材内張り壁を備えた下降流自然流
下垂直式反応領域において、約2〜250気圧の範囲の
圧力、例えば約15〜200 気圧の範囲の圧力におい
て生起する。燃料供給材料は、温度調節剤の存在下で、
還元雰囲気下の遊離酸素を含有するガスと反応して部分
酸化される。代表的な温度調節剤は、H,O、CO,、
N、  、冷却され友再循環書生成物ガスおよびこれら
の混合物よりなる群から選ばれる。温度調節剤は通常、
少なくとも一つの形態としてH,0を含有している。反
応領域の温度は、約18007〜2900”F  の範
囲、例えば約2250゜F〜2500? の範囲にある
。遊離の酸素/炭素の原子比は約0.4〜1.2の範囲
、例えば約0.8〜0.96の範囲にある。そして、液
状炭化水素系燃料および/または固形の炭素質燃料に対
するH100重量比は約0.1〜3.0の範囲、例えば
約0.15 〜2の範囲にある。反応領域におけるガス
相中の平衡酸素濃度は約1.2 X 10 〜2.OX
 10−’気圧の範囲の分圧を有することが好ましく、
ガス相中の平衡硫黄濃度は約1.7X10 〜1.lX
10″□4気圧の範囲の分圧を有することが好ましい。
The partial oxidation reaction occurs at a pressure in the range of about 2 to 250 atmospheres, such as in the range of about 15 to 200 atmospheres, in a downflow gravity-flow vertical reaction zone with refractory lined walls. The fuel feed material, in the presence of a temperature regulator,
It is partially oxidized by reacting with a gas containing free oxygen in a reducing atmosphere. Typical temperature regulators are H, O, CO,...
N, selected from the group consisting of cooled and recirculated product gas, and mixtures thereof. Temperature regulators are usually
It contains H,0 as at least one form. The temperature of the reaction zone is in the range of about 18,007 to 2,900" F, such as about 2,250 to 2,500". The free oxygen/carbon atomic ratio is in the range of about 0.4 to 1.2, such as about The H100 weight ratio to liquid hydrocarbon fuel and/or solid carbonaceous fuel is in the range of about 0.1 to 3.0, for example about 0.15 to 2. The equilibrium oxygen concentration in the gas phase in the reaction zone is approximately 1.2
preferably having a partial pressure in the range of 10-'atmospheres;
The equilibrium sulfur concentration in the gas phase is approximately 1.7X10 to 1. lX
Preferably, it has a partial pressure in the range of 10″□4 atmospheres.

熱い原流用ガス流は、反応領域から離れ、H8とCOと
ガスに移送された溶融スラグを含む。前記燃料供給原料
中の炭素の約90〜99.9重量%が酸化炭素に転化さ
れる。
The hot raw gas stream leaves the reaction zone and includes molten slag transferred to the H8 and CO gases. About 90-99.9% by weight of the carbon in the fuel feedstock is converted to carbon oxide.

部分酸化ガス発生器の反応領域において、ケイ素を含む
物質エフなる第10)添加剤と、銅および/またはコバ
ルトを含む物質よりなる第2の添加剤が、灰分のニッケ
ル、バナジウム、ケイ素および硫黄の成分とその他の成
分の少なくとも一部、例えば実質的に全部あるいは大部
分、例えば40〜ioo 111チ、いわば約70〜9
0重量%と化合して下記の相を含むスラグを生成する。
In the reaction zone of the partial oxidation gas generator, a 10) additive consisting of a substance containing silicon and a second additive consisting of a substance containing copper and/or cobalt are used to reduce the ash content of nickel, vanadium, silicon and sulfur. component and at least a portion of the other components, e.g. substantially all or most, e.g.
0% by weight to produce a slag containing the following phases:

このスラグは(1)Cu−Ni 合金相、 Co−Ni
 合金相、 Cu−F・合金相およびこれらの混合物よ
りなる群から選ばれt約0.0005〜1.5重量%の
合金相であって、これらの金属が合金相として存在する
ときKは、Niに対するCuおよび/またはコバルトの
重量比が約1−10の範囲にあるもの、(It)Cu、
Co およびこれらの混合物よりなる群から選ばれた元
素を約0.01 〜3.0重量%含有する約45〜97
重量%のケイ酸塩相、(il+)約1.8〜12重量%
のスピネル相であって、下記の元素、すなわち、5〜6
0重量%のV 、 7〜65重量%のFe、0.1〜4
0重景%重量)Al、 0.1〜3513#%のMg、
0.01〜42重量チのCrおよび0.1〜10第1J
1%のその他の元素を含むもの、および(iv)例えば
約0〜5重量%のスラグの残余であり、Cu、Co、F
sおよびこれらの混合物よりなる群から選ばれた元素の
少なくとも一つの硫化物を含む流動オキシ硫化物を含有
し、前記部分酸化反応が前記第1および第2の添加剤の
存在なしに生起するとき、原流用ガス流中のH,S +
 CO8/ H,+ Coのモル比Lvも例えば約1〜
20チ減少するものである。また、このようKして有毒
のNi8S、の生成が防止される。
This slag consists of (1) Cu-Ni alloy phase, Co-Ni
about 0.0005 to 1.5% by weight of an alloy phase selected from the group consisting of an alloy phase, a Cu-F alloy phase, and mixtures thereof, and when these metals are present as an alloy phase, K is The weight ratio of Cu and/or cobalt to Ni is in the range of about 1-10, (It)Cu,
about 45 to 97% containing about 0.01 to 3.0% by weight of an element selected from the group consisting of Co and mixtures thereof
wt% silicate phase, (il+) about 1.8-12 wt%
is a spinel phase containing the following elements, namely 5 to 6
0 wt% V, 7-65 wt% Fe, 0.1-4
0% weight) Al, 0.1~3513#% Mg,
0.01 to 42 Cr and 0.1 to 10 J
1% of other elements, and (iv) the remainder of the slag, e.g. about 0-5% by weight, including Cu, Co, F.
s and mixtures thereof, and the partial oxidation reaction occurs without the presence of the first and second additives. , H, S + in the raw gas stream
The molar ratio Lv of CO8/H,+Co is also about 1 to
This is a decrease of 20 inches. In addition, the formation of toxic Ni8S is also prevented.

本発明によれば有利なことには、スラグ中には実質的に
次硫化ニッケルは存在せず、例えば約0.001重量%
以下の次硫化ニッケルしか存在しない。実質的にNi!
]S、を含まない非ガス状物質が、熱い原流用ガス流か
ら通常の手段によって分離される。
Advantageously, according to the invention, substantially no nickel subsulfide is present in the slag, for example about 0.001% by weight.
Only the following nickel subsulfides exist: Practically Ni!
]S, is separated from the hot raw gas stream by conventional means.

ガス中の硫黄のポテンシャルおよび下流側のガス洗浄の
コストが低減される。
The potential for sulfur in the gas and the costs of downstream gas cleaning are reduced.

本発明の前述のすべての実施態様において、自然流下部
分酸化ガス発生器の反応領域から直接に出て来る熱い原
流用ガス流の組成をモル百分率(4)で示すと下記の通
りである: H310〜70.C015〜57 、 Co、 0.1
〜25 、 H,OO,1〜20.CH,O〜60.H
2So〜3 、 cos o〜0.1.N、10〜60
およびAr O〜2.0゜粒状の炭素は約0.2〜20
重量%の範囲で存在する(供給材料の炭素含有量に基づ
く)。灰分は約0.5〜5.0重量%の範囲、例えば約
1.0〜3.0重量%の範囲で存在する(燃料供給原料
の全重量に基づいて)。水による急冷および/または水
あるいは油によるスクラビング手段によって、ある場合
には脱水も併用して、ガスに移送され次粒状炭素と灰分
を除去し友後の組成に応じて、ガス流は、合成ガス、還
元ガスまたは燃料ガスとして使用される。
In all of the aforementioned embodiments of the invention, the composition of the hot raw gas stream directly emerging from the reaction zone of the gravity flow partial oxidation gas generator, expressed in mole percentages (4), is as follows: H310 ~70. C015~57, Co, 0.1
~25, H,OO,1~20. CH, O~60. H
2So~3, cos o~0.1. N, 10-60
and Ar O~2.0° granular carbon is about 0.2~20
present in a range of % by weight (based on the carbon content of the feed material). Ash is present in the range of about 0.5-5.0% by weight, such as about 1.0-3.0% by weight (based on the total weight of the fuel feedstock). Depending on the composition of the gas, the gas stream is transferred to the gas to remove particulate carbon and ash by means of water quenching and/or water or oil scrubbing, in some cases also with dehydration. , used as reducing gas or fuel gas.

本発明のもう一つの態様は、ケイ素を含む物質と銅およ
び/またはコバルトを含む物質が、バナジウムおよびニ
ッケルに対する洗浄剤および融剤を生成させるのに使用
されるのに加えて選択的な触媒特性に基づいて選ばれる
。例えば、これらの物質はコークス化操作で得られた軽
質の生成物の特性を改良するように作用する。ま几、こ
れらの物質は、反応速度を増大させて、ガス発生器の処
理能力を増大させることによるか、あるいはこの工程の
全体の効率を増大させることによって、ガス化反応を助
長する。しかしながら、やけ9本発明はケイ素を含む物
質および銅および/またはコバルトを含む物質の触媒特
性に基づくものではない。
Another aspect of the present invention is that silicon-containing materials and copper- and/or cobalt-containing materials are used to produce detergents and fluxes for vanadium and nickel with selective catalytic properties. selected based on. For example, these substances act to improve the properties of the light products obtained in coking operations. These materials aid the gasification reaction either by increasing the reaction rate and increasing the throughput of the gas generator or by increasing the overall efficiency of the process. However, the present invention is not based on the catalytic properties of silicon-containing materials and copper- and/or cobalt-containing materials.

本発明の前述のすべての実施態様に関して、ニッケル、
バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する硫黄含有重
質液状炭化水素系物質あるいはニッケル、バナジウムお
よびケイ素を含む灰分を有する硫黄含有固形炭素質燃料
と混合する友めの好ましい銅および/またはコバルトを
含む物質が、酸化物、硫化物、硫酸塩、炭酸塩、シアン
化物。
For all the above embodiments of the invention, nickel,
Preferred copper- and/or cobalt-containing materials to be mixed with sulfur-containing heavy liquid hydrocarbonaceous materials having ash contents containing vanadium and silicon or sulfur-containing solid carbonaceous fuels having ash contents containing nickel, vanadium and silicon. , oxides, sulfides, sulfates, carbonates, cyanides.

塩化物、硝酸塩、水酸化物、フェロシアン化物。Chlorides, nitrates, hydroxides, ferrocyanides.

フェリシアン化物、リン酸基およびこれらの混合物より
なる群から選ばれ几銅および/またはコバルトの化合物
を含むということが予期に反して明らかになつto もう一つの実施態様においては、銅および/またはコバ
ルトを含む物質は、ナフテン酸塩、シュウ酸塩、酢酸塩
、クオん酸塩、安息香酸塩、オレイン酸塩、酒石酸塩、
酪酸塩、ギ酸塩およびこれらの混合物よりなる群から選
ばれた有機物質である。銅および/またはコバルトを含
む物質は、銅および/lたはコバルトの化合物を約30
.0〜100重量%含んでいてもよい。添加される銅お
よび/またはコバルトを含む物質は、下記の物質のいず
れかを含むものである。すなわち(11銅の無機化合物
tfcは有機化合物、(2)少なくとも20重量%の銅
を含有する濃縮された銅鉱物、(3)多口の脈石を伴う
、銅、銅−鉄および鉄の硫化物の混合物を含む濃縮され
た銅鉱物、(4)硫化銅および/または酸化銅よりなる
鉱物% (5)7d銅鉱、黄銅鉱、四面銅鉱。
In another embodiment, the copper and/or cobalt compound is selected from the group consisting of ferricyanide, phosphate groups and mixtures thereof. Substances containing cobalt include naphthenate, oxalate, acetate, quartate, benzoate, oleate, tartrate,
An organic substance selected from the group consisting of butyrates, formates and mixtures thereof. The substance containing copper and/or cobalt contains about 30% of copper and/or cobalt compounds.
.. It may be contained in an amount of 0 to 100% by weight. The substance containing copper and/or cobalt to be added includes any of the following substances. (11 Copper inorganic compounds TFC are organic compounds, (2) concentrated copper minerals containing at least 20% by weight copper, (3) copper, copper-iron and iron sulfides with multi-mouth gangue. (4) Minerals consisting of copper sulfides and/or copper oxides (5) 7d copperite, chalcopyrite, tetrahedrite.

砒四面銅鉱、輝銅鉱、銅藍、ジゲナイトおよびこれらの
混合物よりなる群から選ばれた硫化銅鉱物、および(6
)赤銅鉱、a銅鉱、クジヤク石、藍銅鉱。
a copper sulfide mineral selected from the group consisting of arsenite, chalcocite, copper indigo, digenite and mixtures thereof, and (6
) red copperite, acopperite, kujiyakuite, blue copperite.

プロシャン銅鉱、緑塩銅鉱、珪クジヤク石およびこれら
の混合物よりなる彎から選ばれた酸化銅鉱物である。
It is a copper oxide mineral selected from Proshan copperite, glaurite copperite, dillite, and a mixture of these.

好ましくは主題発明の前述の実施態様のすべてニ関シて
、ニッケル、バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有す
る硫黄含有重質液状炭化水素系燃料および/iたは、ニ
ッケル、バナジウムおLびケイ素を含む灰分を有する硫
黄含有固形炭素質燃料と、ケイ素を含む物質および/ま
たはコバルトを含む物質が1部分酸化ガス発生器に導入
される。
Preferably with respect to all of the foregoing embodiments of the subject invention, a sulfur-containing heavy liquid hydrocarbon fuel having an ash content comprising nickel, vanadium and silicon and/or comprising nickel, vanadium and silicon. A sulfur-containing solid carbonaceous fuel having an ash content and a silicon-containing material and/or a cobalt-containing material are introduced into a partially oxidized gas generator.

もう一つの実施態様においては、主題の方法に適する燃
料供給原料は、水、液状炭化水素系燃料またはこれらの
混合物中に石油コークスをポンプで移送可能なスラリー
状にし友ものLt)なる。
In another embodiment, a fuel feedstock suitable for the subject method is a pumpable slurry of petroleum coke in water, liquid hydrocarbon fuel, or mixtures thereof.

さらにもう一つの実施態様においては、ケイ素を含む物
質と鋼および/またはコバルトを含む物質が、ニッケル
、バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する硫黄含有
重質液状炭化水素系物質と混合される。それからこの混
合物は通常のコークス化ユニットに供給されて石油コー
クスを生成する。このようにして、微粉砕され友ケイ素
を含む物質および銅および/′1几はコバルトを含む物
質が石油コークス生成物全体に均質に混合される。
In yet another embodiment, a silicon-containing material and a steel and/or cobalt-containing material are mixed with a sulfur-containing heavy liquid hydrocarbonaceous material having an ash content comprising nickel, vanadium, and silicon. This mixture is then fed to a conventional coking unit to produce petroleum coke. In this manner, the finely divided silicon-containing material and copper and/or cobalt-containing material are homogeneously mixed throughout the petroleum coke product.

粉砕され九ケイ素含有物質と銅および/またはコバルト
含有物質、および粉砕され次石油コークスおよびこれら
の混合物は、約425μm〜28μmまたはそれ以下の
範囲のASTMのE−110)標準ふるい等級の目のふ
るいを略100%が通過する工うな粒径を有する。前述
の混合物の成分を別々に粉砕してから混合してもよい。
The crushed nine silicon-containing materials and copper and/or cobalt-containing materials, and the crushed petroleum coke and mixtures thereof, are passed through ASTM E-110) standard sieve grade mesh sieves ranging from approximately 425 μm to 28 μm or less. The particle size is large enough to allow approximately 100% of the particles to pass through. The components of the foregoing mixtures may be ground separately and then mixed.

そうでなければ、この成分はいっしょに湿式粉砕あるい
は乾式粉砕してもよい。このようにして固形物質の均質
な混合が達成され、混合物中のそれぞれの固形物質の粒
径は実質的に同じになる。乾燥した粉砕混合物を水また
は液状炭化水素系物質あるいはその両方と混合して約5
0〜65重量%の範囲の固形分濃度を有するポンプ移送
可能ガスラリーを生成する。
Otherwise, the ingredients may be wet-milled or dry-milled together. In this way, homogeneous mixing of the solid substances is achieved, and the particle size of each solid substance in the mixture is substantially the same. The dry milled mixture is mixed with water and/or liquid hydrocarbon-based material for about 50 minutes.
A pumpable gas slurry is produced having a solids concentration ranging from 0 to 65% by weight.

あるいは、固形物質を液状スラリー手段とともに湿式粉
砕してもよい。あるいは、粒状の固形物質の混合物はガ
ス媒体中で移送されて、ガス発生器中に導入される。ガ
ス移送媒体は、水蒸気、 CO,。
Alternatively, the solid material may be wet milled with liquid slurry means. Alternatively, the mixture of particulate solid substances is transported in a gaseous medium and introduced into a gas generator. The gas transport medium is water vapor, CO,.

N8.遊離酸素含有ガス、再循環合成ガスおよびこれら
の混合物よりなる群から選ばれる。
N8. selected from the group consisting of free oxygen containing gas, recycled syngas and mixtures thereof.

本発明の方法の一つの実施態様においては、非ガス状物
質、例えば粒状炭素とスラグは、ガス流を水または油に
よるスクラビング手段に接触させることによって、部分
酸化反応からの熱い流出ガス流から分離される。供給原
料中の硫黄の一部、例えば1〜20重量tチが、Cuお
よび/またはC。
In one embodiment of the process of the invention, non-gaseous substances, such as particulate carbon and slag, are separated from the hot effluent gas stream from the partial oxidation reaction by contacting the gas stream with water or oil scrubbing means. be done. A portion of the sulfur in the feedstock, for example 1 to 20% by weight, is Cu and/or C.

およびF・のオキシ硫化物に転化されて反応領域を離れ
てスラグ中に残るということは有利である。
and F. are advantageously converted to oxysulfides which leave the reaction zone and remain in the slag.

粉砕されtケイ素を含む物質および鋼および/またはコ
バルトを含む物質が、ニッケル、バナジウムおよびケイ
素を含む灰分を有する硫黄含有重質液状炭化水素系燃料
に混合されてコークス器に供給される実m!?!11に
おいては、ケイ素を含む物質と銅および/コバルトを含
む物質が、通常コークス化ユニットに先行する真空蒸留
塔への灰分含有石油液供給路に直接に導入される。コー
クス化または蒸留のいずれのユニット操作においても、
実質的にナベでのケイ素含有物質と、銅および/または
コバルト含有物質は、望ましい残液流の中に残留する。
The crushed silicon-containing material and the steel and/or cobalt-containing material are mixed with a sulfur-containing heavy liquid hydrocarbon fuel having an ash content containing nickel, vanadium and silicon and fed to a coke machine! ? ! At 11, the silicon-containing material and the copper and/or cobalt-containing material are introduced directly into the ash-containing petroleum liquid feed to the vacuum distillation column, which typically precedes the coking unit. In either coking or distillation unit operations,
Substantially the silicon-containing material and the copper- and/or cobalt-containing material in the pan remain in the desired bottom stream.

言い換えれば、もしあつ念としても、ケイ素を含む物質
と銅および/″!!次はコバルトを含む物質が軽質の生
成物とともに持逃げされることはほとんどない筈である
。残液の流れ(すなわち、コークス器供給材料)よりも
真空塔供給流に、添加剤を混合することに対する期待さ
れる利点は、真空塔への供給材料は真空塔からの残液エ
フも著しく粘度が低いというととである。この友め、よ
り完全な混合を効果的に行うことができる。
In other words, even if there is a problem, it is highly unlikely that the silicon-containing material and the copper and/or cobalt-containing material will be carried away together with the light products. The expected advantage to mixing additives into the vacuum column feed stream is that the feed to the vacuum column has a significantly lower viscosity than the vacuum column feed (coker feed). Yes, this friend can effectively achieve more thorough mixing.

例えば、高沸点液状石油、すなわちニッケル。For example, high boiling liquid petroleum, i.e. nickel.

バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する硫黄含有重
質液状炭化水素系燃料と、ケイ素を含む粉砕された物質
および銅および/まtはコバルトを含む物質を含む混合
物が、約650゜Fにおいて、例えば参考の几めに引用
されている共同醸渡され念米国特許第3,673,08
0号に図示および記載されているように、管路33を経
由して遅延コークス化領域に導入される。約800゜F
〜895゜Fの範囲の温度、約20〜60psig  
の範囲の圧力において、未凝縮炭化水素流出蒸気および
水蒸気が上方で除去され、ケイ素を含む物質と銅および
/またはコバルトを含む物質と混合され次石油コークス
が前記遅延コークス化領域の残液から除去される。
A mixture of a sulfur-containing heavy liquid hydrocarbon fuel having an ash content containing vanadium and silicon, and a pulverized material containing silicon and a material containing copper and/or cobalt is heated at about 650°F, e.g. Co-produced U.S. Patent No. 3,673,08 cited in
No. 0 is introduced into the delayed coking zone via line 33, as shown and described in No. 0. Approximately 800°F
Temperatures in the range of ~895°F, approximately 20-60 psig
At pressures in the range of , uncondensed hydrocarbon effluent steam and water vapor are removed above, mixed with silicon-containing materials and copper- and/or cobalt-containing materials, and petroleum coke is removed from the bottoms of the delayed coking zone. be done.

もう一つの実施態様においては、ニッケル、ノクナジウ
ムおよびケイ素を含む灰分を有する硫黄含有高沸点液状
石油と、粉砕されたケイ素を含む物質と、銅および/ま
たはコバルトを含む物質よりなる混合物が、約550゜
F〜750゜Fの範囲の温度において、例えば参考のt
めに引用されている米国特許第2,709,676号に
図示され記載され友ように管路31を経由して流動床コ
ークス化領域に導入される。約1000”F〜1200
下の範囲の温度、約10〜20 paigの範囲の圧力
において、未凝縮炭化水素流出液蒸気および水蒸気が上
方で除去され、前記石油コークスは前記コークス化領域
の残液から除去される。そして石油コークスは前述のよ
うに燃料の大きさに粉砕される。
In another embodiment, the mixture of sulfur-containing high boiling liquid petroleum having an ash content comprising nickel, nocunadium and silicon, a ground silicon-containing material, and a copper and/or cobalt-containing material comprises about 550 At temperatures ranging from °F to 750 °F, e.g.
It is introduced into the fluidized bed coking zone via line 31 as illustrated and described in U.S. Pat. Approximately 1000"F ~ 1200
At temperatures in the lower range and pressures in the range of about 10 to 20 paig, uncondensed hydrocarbon effluent vapor and water vapor are removed above and the petroleum coke is removed from the coking zone bottoms. The petroleum coke is then crushed to fuel size as described above.

他の幾つかの実施態様においては、本発明はガス化に適
した流れを作り出す同様の他の石油処理方法に適用する
ことができる。残液すなわち残渣の流れを改質してなく
さない限り、残液処理方法は最終的には残渣の流れを生
成するものである。
In some other embodiments, the present invention can be applied to similar other petroleum processing methods that produce streams suitable for gasification. Unless the bottoms or residue stream is modified to eliminate it, the bottoms treatment process will ultimately produce a residue stream.

このような流れは、それが液体であろうと、通常は固体
であるが、高温ではポンプ移送可能なものであろうと、
コークスについて論じられたのと同じガス化の問題を提
起する。だから、ガス化前の石油処理の部分としてのケ
イ素を含む物質と銅および/またはコバルトを含む物質
の導入に関する発明は、個々の方法によって異々るが、
前述のガス化の問題がないような供給原料を生成しなけ
ればならない。これらの方法の大部分は前処理としての
真空蒸留を利用する。
Such a stream, whether it is liquid or usually solid but pumpable at high temperatures,
It raises the same gasification issues discussed for coke. Thus, inventions relating to the introduction of silicon-containing materials and copper- and/or cobalt-containing materials as part of oil processing prior to gasification vary depending on the individual method.
Feedstocks must be produced that do not have the gasification problems mentioned above. Most of these methods utilize vacuum distillation as a pretreatment.

したがって、前述のようにケイ素を含む物質と銅および
/またはコバルトを含む物質がニッケル。
Therefore, as mentioned above, the substance containing silicon and the substance containing copper and/or cobalt are nickel.

バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有する真空蒸留供
給材料と混合される。そして、添加剤は蒸留塔から残液
の流れの中に高度に分散されて出てくる。残液の流れは
、今度は改質工程のための供給材料の流れになる。ケイ
素を含む物質と銅および/まtはコバルトを含む物質の
混入はこれらの工程に悪影響を及ぼしてはならないし、
添加剤は最終的にはそれぞれの工程からのニッケル、バ
ナジウムおよびケイ素を含む残渣の流れとともに出て来
るべきものである。どの工程においても、この残渣の流
れは、部分酸化によるガス化に適し友ものでなければな
らない。
It is mixed with a vacuum distillation feed having an ash content containing vanadium and silicon. The additives then emerge from the distillation column highly dispersed in the bottoms stream. The bottoms stream now becomes the feed stream for the reforming process. The mixing of silicon-containing substances with copper and/or cobalt-containing substances must not have an adverse effect on these processes;
The additives should ultimately come out with the nickel-, vanadium-, and silicon-containing residue stream from each process. In all steps, this residue stream must be suitable for gasification by partial oxidation.

本発明の方法の主要な利点は、比較的高いバナジウム含
有量、例えば約2.0重量%以上のVを有する比較的少
ない体積のスラグを生成することである。し友がって、
このスラグは再生業者にとって商品価値の高いものであ
る。
A major advantage of the process of the present invention is that it produces a relatively small volume of slag with a relatively high vanadium content, eg, greater than or equal to about 2.0% V by weight. Be friends,
This slag has high commercial value for recycling companies.

本発明の精神および範囲から外れることなく、以上記載
され九本発明の様々な変更態様が可能であり、したがっ
て、添付され几特許請求の範囲に示されtもの以外の限
定は行われるべきものではない。
Various modifications of the invention described above are possible without departing from the spirit and scope of the invention, and accordingly, no limitations should be made other than as set forth in the appended claims. do not have.

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)硫黄を含む重質の液状炭化水素系燃料および/ま
たは固形の炭素質燃料を含む燃料供給原料の部分酸化に
よつてH_2とCOを含有するガス状混合物を製造する
方法において、前記燃料はニッケル、バナジウムおよび
ケイ素を含む灰分を有し、前記供給原料は少なくとも約
0.5ppmのニッケル、少なくとも約0.2重量%の
硫黄、少なくとも約1.0ppmのバナジウムおよび少
なくとも約5.0ppmのケイ素を含み、前記方法は、
(1)銅および/またはコバルトを含む物質を前記燃料
供給原料と混合し、前記混合物におけるNiに対するC
uおよび/またはCoの重量比は約0.2〜10の範囲
にあり、前記混合物におけるSiに対するCuおよび/
またはCoの重量比は約0.0001〜0.04の範囲
にある工程と、(2)部分酸化ガス発生器の耐火材内張
り壁を備えた下降流自然流下垂直式反応領域において、
約2〜250気圧の範囲の圧力で温度調節剤の存在下に
、そして約1800゜F〜2900゜Fの範囲の温度に
おいて、工程(1)で得られた前記混合物を還元雰囲気
下の酸素含有ガスと反応させて部分酸化を行なう工程に
おいて、反応領域におけるガス相中の平衡酸素濃度は約
1.7×10^−^1^5〜2.3×10^−^8気圧
の範囲の分圧を有しており、反応領域におけるガス相中
の平衡硫黄濃度は約2.53×10^−^7〜8.1×
10^−^2気圧の範囲の分圧を有していて、遊離の酸
素/炭素の原子比は約0.3〜1.2の範囲にあり、液
状炭化水素系燃料および/または固形の炭素質燃料に対
するH_2Oの重量比は約0.1〜5.0であり、この
ようにしてH_2とCOと運び去られるスラグを含む熱
い原料流出ガス流を生成させ、そして前記燃料供給原料
中の炭素の約90〜99.9重量%を酸化炭素に転化さ
せる工程であり、前記反応領域において、前記銅および
/またはコバルトを含む物質は前記燃料供給原料中のニ
ッケル、硫黄およびケイ素の成分の少なくとも一部と化
合して、少なくとも一部が前記反応領域の内壁に堆積し
た前記スラグを生成し、このスラグは、下記の相、すな
わち(i)約0.1〜10重量%のCu−Ni合金相お
よび/またはCo−Ni合金相であり、Cuおよび/ま
たはCoのNiに対する重量比は0.2〜0.9の範囲
にあるもの、(ii)約5.0〜85重量%のケイ酸銅
相および/またはケイ酸コバルト相であり、Cuおよび
/またはCoは約0.01〜2.0重量%の範囲にある
もの、(iii)約2.5〜45重量%のスピネル相で
あつて5〜60重量%のV、7〜65重量%のFe、0
.1〜40重量%のAl、0.1〜35重量%のMg、
0.01〜42重量%のCrおよび0.1〜10重量%
のその他の元素を含有するもの、および(iv)Cuお
よび/またはCoおよびFeの硫化物を含む流動オキシ
流化物相よりなるスラグの残余よりなり、前記スラグは
実質的にNi_8S_2を含んでおらず、前記部分酸化
反応が前記Cuおよび/またはCoを含む物質の存在な
しに生起するときには、原料流出ガス流中において前記
モル比に対してH_2S+COS/H_2+COのモル
比が減少する工程と、(3)前記熱い原料流出ガス流か
ら実質的にNi_8S_2を含まない非ガス状物質を分
離する工程とを含むことを特徴とするガス状混合物の製
造法。
(1) A method for producing a gaseous mixture containing H_2 and CO by partial oxidation of a fuel feedstock containing a sulfur-containing heavy liquid hydrocarbon fuel and/or a solid carbonaceous fuel, comprising: has an ash containing nickel, vanadium, and silicon, and the feedstock has at least about 0.5 ppm nickel, at least about 0.2 wt% sulfur, at least about 1.0 ppm vanadium, and at least about 5.0 ppm silicon. The method includes:
(1) A substance containing copper and/or cobalt is mixed with the fuel feedstock, and C is mixed with respect to Ni in the mixture.
The weight ratio of u and/or Co is in the range of about 0.2 to 10, and the weight ratio of Cu and/or Co to Si in the mixture is
or (2) a downward gravity gravity vertical reaction zone with a refractory lined wall of a partial oxidation gas generator;
The mixture obtained in step (1) is heated under a reducing atmosphere containing oxygen in the presence of a temperature control agent at a pressure in the range of about 2 to 250 atmospheres and at a temperature in the range of about 1800°F to 2900°F. In the process of performing partial oxidation by reacting with a gas, the equilibrium oxygen concentration in the gas phase in the reaction region is in the range of about 1.7 x 10^-^1^5 to 2.3 x 10^-^8 atm. The equilibrium sulfur concentration in the gas phase in the reaction zone is approximately 2.53 x 10^-^7~8.1 x
It has a partial pressure in the range of 10^-^2 atm and a free oxygen/carbon atomic ratio in the range of approximately 0.3 to 1.2, with liquid hydrocarbon fuels and/or solid carbon. The weight ratio of H_2O to fuel feedstock is approximately 0.1 to 5.0, thus producing a hot feed effluent gas stream containing H_2 and CO and slag carried away, and carbon in the fuel feedstock. in the reaction zone, the copper and/or cobalt-containing material converts at least one of the nickel, sulfur and silicon components in the fuel feedstock. to form a slag at least partially deposited on the inner walls of the reaction zone, the slag comprising the following phases: (i) about 0.1-10% by weight of a Cu-Ni alloy phase; and/or a Co-Ni alloy phase in which the weight ratio of Cu and/or Co to Ni is in the range of 0.2 to 0.9; (ii) about 5.0 to 85% by weight of copper silicate; (iii) a cobalt silicate phase with Cu and/or Co in the range of about 0.01 to 2.0% by weight; (iii) a spinel phase of about 2.5 to 45% by weight; 5-60 wt% V, 7-65 wt% Fe, 0
.. 1 to 40% by weight Al, 0.1 to 35% by weight Mg,
0.01-42 wt% Cr and 0.1-10 wt%
and (iv) the remainder of a slag consisting of a fluidized oxyfluid phase containing sulfides of Cu and/or Co and Fe, said slag being substantially free of Ni_8S_2. (3) when the partial oxidation reaction occurs without the presence of the Cu and/or Co-containing substance, the molar ratio of H_2S+COS/H_2+CO is reduced relative to the molar ratio in the feedstock effluent gas stream; separating a non-gaseous material substantially free of Ni_8S_2 from said hot feed effluent gas stream.
(2)硫黄を含む重質の液状炭化水素系燃料および/ま
たは固形の炭素質燃料を含む燃料供給原料の部分酸化に
よつてH_2とCOを含有するガス状混合物を製造する
方法において、前記燃料はニッケル、バナジウムおよび
ケイ素を含む灰分を有し、前記供給原料は少なくとも約
0.5〜4,000ppmのニッケル、少なくとも約0
.2重量%の硫黄、約1.0〜2000ppmのバナジ
ウムおよび約5〜10,000ppmのケイ素を含有し
ており、前記方法は、(1)約25〜65重量%のケイ
素を有するケイ素含有物質よりなる第1の添加剤を、前
記燃料供給原料と混合し、前記第1の添加剤中のケイ素
と前記燃料供給原料中のケイ素との合計量の前記混合物
における前記燃料供給原料中のバナジウムに対する重量
比が約1〜7の範囲にあり、前記混合物中には銅を含む
物質、コバルトを含む物質およびこれらの混合物よりな
る群から選ばれた物質を含有する第2の添加剤を含んで
おる、このことによつて、前記金属が前記混合物中に存
在するときのCu/Ni、Co/NiおよびCu+Co
/Niの重量比が約0.5〜20の範囲にあつて、前記
燃料供給原料中の灰分に対する前記第2の添加剤の重量
比が約0.01〜1.5の範囲にある工程と、(2)部
分酸化ガス発生器の耐火材内張り壁を有する下降流自然
流下垂直式反応領域において、約2〜250気圧の範囲
の圧力のH_2Oを含む温度調節剤の存在下に、そして
約1800゜F〜2900゜Fの範囲の温度において、
(1)の工程で得られた前記混合物を還元雰囲気下の遊
離酸素含有ガスと反応させて部分酸化を行い、遊離の酸
素/炭素の原子比は約0.4〜1.2の範囲にあり、固
形の炭化水素系燃料および/または固形の炭素質燃料に
対するH_2Oの重量比は約0.1〜3.0の範囲にあ
り、このようにしてH_2とCOと運び去られるスラグ
を含む熱い流出原料ガス流を生成させ、そして前記燃料
供給原料中の炭素の約90〜99.9重量%を酸化炭素
に転化させる工程であり、前記第1および第2の添加剤
は灰分の前記ニッケル、バナジウム、ケイ素および硫黄
の成分の少なくとも一部と化合してスラグを生成し、こ
のスラグは下記の相、すなわち(i)Cu−Ni合金相
、Co−Ni合金相、Cu−Fe合金相およびこれらの
混合物よりなる群から選ばれた約0.0005〜1.5
重量%の合金相であり、前記合金相に存在するときはC
u/Ni、Co/NiおよびCu+Co/Niの重量比
は約1〜10の範囲にあるもの、(ii)ケイ酸銅相、
ケイ酸コバルト相およびこれらの混合物よりなる群から
選ばれた約45.0〜97重量%のケイ酸塩相であつて
、Cu、Coおよびこれらの混合物よりなる群から選ば
れた元素を前記ケイ酸塩相の約0.01〜3.0重量%
の範囲で含有しているもの、(iii)約1.8〜12
重量%のスピネル相であつて、5〜60重量%のV、7
〜65重量%のFe、0.1〜40重量%のAl、0.
1〜35重量%のMg、0.01〜42重量%のCrお
よび0.1〜10重量%のその他の元素を含有するもの
、および(iv)Cu、Co、Feおよびこれらの混合
物よりなる群から選ばれた元素の少なくとも一つの硫化
物よりなる流動オキシ硫化物相を含むスラグの残余を含
むものであり、前記スラグは実質的にNi_8S_2を
含んでおらず、前記部分酸化反応が前記第1および第2
の添加剤の存在なしに生起するときには、原料流出ガス
中において前記モル比に対してH_2S+COS/H_
2+COのモル比の減少が起る工程と、(3)前記熱い
原料流出ガス流から実質的にNi_8S_2を含まない
非ガス状物質を分離する工程とを含むことを特徴とする
ガス状混合物の製造法。
(2) A method for producing a gaseous mixture containing H_2 and CO by partial oxidation of a fuel feedstock containing a sulfur-containing heavy liquid hydrocarbon fuel and/or a solid carbonaceous fuel, comprising: has an ash content comprising nickel, vanadium and silicon, and the feedstock has an ash content of at least about 0.5 to 4,000 ppm nickel, at least about 0
.. 2% by weight sulfur, about 1.0 to 2000 ppm vanadium, and about 5 to 10,000 ppm silicon; a first additive comprising: a total amount of silicon in the first additive and silicon in the fuel feedstock, by weight relative to vanadium in the fuel feedstock in the mixture; the ratio is in the range of about 1 to 7, and the mixture includes a second additive containing a material selected from the group consisting of a copper-containing material, a cobalt-containing material, and mixtures thereof. This allows for Cu/Ni, Co/Ni and Cu+Co when the metal is present in the mixture.
/Ni in the range of about 0.5 to 20, and the weight ratio of the second additive to ash in the fuel feedstock is in the range of about 0.01 to 1.5. , (2) in a downflow gravity vertical reaction zone with refractory-lined walls of a partial oxidation gas generator in the presence of a temperature regulator comprising H_2O at a pressure in the range of about 2 to 250 atmospheres; At temperatures ranging from °F to 2900 °F,
The mixture obtained in step (1) is partially oxidized by reacting with a free oxygen-containing gas in a reducing atmosphere, and the free oxygen/carbon atomic ratio is in the range of about 0.4 to 1.2. , the weight ratio of H_2O to solid hydrocarbonaceous fuel and/or solid carbonaceous fuel is in the range of approximately 0.1 to 3.0, thus reducing the hot effluent containing H_2 and CO and the slag carried away. producing a feedstock gas stream and converting about 90 to 99.9% by weight of the carbon in the fuel feedstock to carbon oxide, wherein the first and second additives reduce the ash content of the nickel, vanadium , silicon and sulfur to form a slag, which contains the following phases: (i) Cu-Ni alloy phase, Co-Ni alloy phase, Cu-Fe alloy phase; about 0.0005 to 1.5 selected from the group consisting of mixtures;
% by weight of the alloy phase, and when present in said alloy phase, C
u/Ni, Co/Ni and Cu+Co/Ni weight ratios in the range of about 1 to 10; (ii) copper silicate phase;
about 45.0 to 97% by weight of a silicate phase selected from the group consisting of a cobalt silicate phase and mixtures thereof, the silicate phase containing an element selected from the group consisting of Cu, Co and mixtures thereof; Approximately 0.01-3.0% by weight of the acid salt phase
(iii) about 1.8 to 12
% by weight of spinel phase, 5-60% by weight of V, 7
~65 wt% Fe, 0.1-40 wt% Al, 0.
A group consisting of 1 to 35% by weight of Mg, 0.01 to 42% by weight of Cr and 0.1 to 10% by weight of other elements, and (iv) Cu, Co, Fe and mixtures thereof. The slag includes a residual slag containing a fluid oxysulfide phase consisting of a sulfide of at least one element selected from the following: the slag substantially does not contain Ni_8S_2, and the partial oxidation reaction and the second
H_2S+COS/H_2S+COS/H_
Production of a gaseous mixture, characterized in that it comprises a step in which a reduction in the molar ratio of 2+CO takes place; and (3) separating a non-gaseous material substantially free of Ni_8S_2 from said hot feed effluent gas stream. Law.
(3)約1〜180日後に前記部分酸化反応を停止し、
前記反応領域の雰囲気を還元雰囲気から酸化雰囲気に変
え、このことによつて前記反応領域の内壁上のスラグを
酸化してスラグの溶融温度および粘度を低下させること
により、実質的にNi_8S_2を含まない溶融スラグ
が反応領域の内壁を重力によつて流下する工程を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項の方法。
(3) stopping the partial oxidation reaction after about 1 to 180 days;
substantially free of Ni_8S_2 by changing the atmosphere in the reaction zone from a reducing atmosphere to an oxidizing atmosphere, thereby oxidizing the slag on the inner wall of the reaction zone and lowering the melting temperature and viscosity of the slag. 2. The method of claim 1, further comprising the step of allowing the molten slag to flow down the inner walls of the reaction zone by gravity.
(4)前記ケイ素を含む物質が、約25〜65重量%の
ケイ素を含有することを特徴とする特許請求の範囲第2
項の方法。
(4) Claim 2, wherein the silicon-containing material contains about 25 to 65% by weight of silicon.
Section method.
(5)前記第1の添加剤中のケイ素と前記燃料供給原料
中のケイ素との合計量の前記燃料供給原料中のバナジウ
ムに対する重量比が、約2〜10の範囲にあることを特
徴とする特許請求の範囲第2項または第5項の方法。
(5) A weight ratio of the total amount of silicon in the first additive and silicon in the fuel feedstock to vanadium in the fuel feedstock is in the range of about 2 to 10. The method according to claim 2 or 5.
(6)前記ケイ素を含む物質が、シリカ、石英、火山灰
およびこれらの混合物よりなる群から選ばれることを特
徴とする特許請求の範囲第2項、第4項および第5項の
いずれかの方法。
(6) The method according to any one of claims 2, 4, and 5, wherein the silicon-containing substance is selected from the group consisting of silica, quartz, volcanic ash, and mixtures thereof. .
(7)前記燃料供給原料が、ニッケル、バナジウムおよ
びケイ素を含む灰分を有する硫黄含有重質液状炭化水素
系燃料であり、工程(1)がさらに、前記混合物をコー
クス化して、ニッケル、バナジウムおよびケイ素を含む
灰分を有し、前記銅および/またはコバルトを含む物質
を内部に分散させて含有する硫黄含有石油コークスを生
成させること、および前記石油コークスを、水、液状炭
化水素系流体またはこれらの混合物中でポンプで移送可
能なスラリー状の粉砕石油コークスとして、あるいはガ
ス状の移送手段中で移送される実質的に乾燥した粉砕石
油コークスとして、自然流下耐火材内張り部分酸化反応
領域に導入することを含むことを特徴とする特許請求の
範囲第1項乃至第6項のいずれかの方法。
(7) The fuel feedstock is a sulfur-containing heavy liquid hydrocarbon fuel having an ash content containing nickel, vanadium, and silicon, and step (1) further includes coking the mixture to produce nickel, vanadium, and silicon. producing a sulfur-containing petroleum coke having an ash content containing said copper and/or cobalt-containing substance dispersed therein; or as substantially dry crushed petroleum coke transported in a gaseous transport means, into the gravity-flow refractory-lined partial oxidation reaction zone. 7. A method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that:
(8)反応領域におけるガス相中の平衡酸素濃度は約1
.2×10^−^1^6〜2.0×10^−^9気圧の
範囲の分圧を有し、反応領域におけるガス相中の平衡硫
黄濃度は約1.7×10^−^6〜1.1×10^−^
4気圧の範囲の分圧を有することを特徴とする特許請求
の範囲第1項乃至第7項のいずれかの方法。
(8) The equilibrium oxygen concentration in the gas phase in the reaction region is approximately 1
.. It has a partial pressure in the range of 2 × 10^-^1^6 to 2.0 × 10^-^9 atmospheres, and the equilibrium sulfur concentration in the gas phase in the reaction zone is approximately 1.7 × 10^-^6 ~1.1×10^-^
8. A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the partial pressure is in the range of 4 atmospheres.
(9)ニッケル、バナジウムおよびケイ素を含む灰分を
有する前記硫黄含有重質液状炭化水素系燃料が、高沸点
液状石油供給原料あるいは真空塔または精留塔からの残
液であることを特徴とする特許請求の範囲第7項または
第8項の方法。
(9) A patent characterized in that the sulfur-containing heavy liquid hydrocarbon fuel having an ash content containing nickel, vanadium, and silicon is a high-boiling liquid petroleum feedstock or a residual liquid from a vacuum column or a rectification column. A method according to claim 7 or 8.
(10)工程(1)において、約650゜F〜930゜
Fの範囲の温度の前記混合物が、温度が約800゜F〜
895゜Fの範囲にあり、圧力が約20〜60psig
の範囲にある遅延コークス化領域に導入され、未凝縮炭
化水素流出蒸気と水蒸気が上方で除去され、ニッケル、
バナジウムおよびケイ素を含む灰分を有し、前記銅およ
び/またはコバルトを含む物質を内部に均一に分散させ
て含有する前記硫黄含有石油コークスが、残液から除去
されることを特徴とする特許請求の範囲第7項乃至第1
0項のいずれかの方法。
(10) In step (1), the mixture at a temperature in the range of about 650°F to 930°F is heated to a temperature in the range of about 800°F to
In the range of 895°F and pressure approximately 20-60 psig
The uncondensed hydrocarbon effluent steam and water vapor are removed above and the nickel,
The sulfur-containing petroleum coke having an ash content containing vanadium and silicon and containing the substance containing copper and/or cobalt uniformly dispersed therein is removed from the residual liquor. Range 7th to 1st
Any method in item 0.
(11)工程(1)において、約550゜F〜750゜
Fの範囲の温度の混合物が、温度が約1000゜F〜1
200゜Fの範囲にあり、圧力が約10〜20psig
の範囲にある流動床コークス化領域に導入され、未凝結
炭化水素流出蒸気と水蒸気が上方で除去され、前記石油
コークスは残液から除去されることを特徴とする特許請
求の範囲第7項乃至第10項のいずれかの方法。
(11) In step (1), the mixture at a temperature ranging from about 550°F to 750°F is mixed at a temperature ranging from about 1000°F to 1
in the range of 200°F with a pressure of approximately 10-20 psig
, wherein the uncondensed hydrocarbon effluent steam and water vapor are removed above, and the petroleum coke is removed from the bottom liquid. Any method of Section 10.
(12)工程(3)において、工程(2)から得られた
ガス流を水または油によるスクラビング手段に接触させ
ることによつて、前記非ガス状物質が前記熱い流出ガス
流から分離されることを特徴とする特許請求の範囲第7
項乃至第11項のいずれかの方法。
(12) in step (3) said non-gaseous substances are separated from said hot effluent gas stream by contacting the gas stream obtained from step (2) with water or oil scrubbing means; Claim 7 characterized by
The method according to any one of Items 1 to 11.
(13)前記銅および/またはコバルトを含む物質が、
酸化物、硫化物、硫酸塩、炭酸塩、シアン化物、塩化物
、硝酸塩、水酸化物、フェロシアン化物、フェリシアン
化物、リン酸塩およびこれらの混合物から選ばれた銅化
合物および/またはコバルト化合物よりなることを特徴
とする特許請求の範囲第1項乃至第12項のいずれかの
方法。
(13) The substance containing copper and/or cobalt,
Copper and/or cobalt compounds selected from oxides, sulfides, sulfates, carbonates, cyanides, chlorides, nitrates, hydroxides, ferrocyanides, ferricyanides, phosphates and mixtures thereof A method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the method comprises:
(14)前記銅および/またはコバルトを含む物質が、
ナフテン酸塩、シユウ酸塩、酢酸塩、くえん酸塩、安息
香酸塩、オレイン酸塩、酒石酸塩、酪酸塩、ギ酸塩およ
びこれらの混合物よりなる群から選ばれた有機化合物で
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第12
項のいずれかの方法。
(14) The substance containing copper and/or cobalt,
characterized in that it is an organic compound selected from the group consisting of naphthenates, oxalates, acetates, citrates, benzoates, oleates, tartrates, butyrates, formates and mixtures thereof. Claims 1 to 12
Either way.
(15)工程(1)における前記の添加される銅および
/またはコバルトを含む物質が、銅および/またはコバ
ルトの無機化合物あるいは有機化合物よりなることを特
徴とする特許請求の範囲第1〜12項のいずれかの方法
(15) Claims 1 to 12, characterized in that the substance containing copper and/or cobalt added in step (1) consists of an inorganic compound or an organic compound of copper and/or cobalt. Either way.
(16)工程(1)における前記の銅および/またはコ
バルトを含む物質が、少なくとも20重量%の銅を含有
する濃縮銅鉱物よりなることを特徴とする特許請求の範
囲第1項乃至第12項のいずれかの方法。
(16) Claims 1 to 12, characterized in that the substance containing copper and/or cobalt in step (1) consists of a concentrated copper mineral containing at least 20% by weight of copper. Either way.
(17)前記濃縮銅鉱物が、少量の脈石を伴つた銅、銅
−鉄、および鉄の硫化物の混合物であることを特徴とす
る特許請求の範囲第16項の方法。
17. The method of claim 16, wherein the concentrated copper mineral is a mixture of copper, copper-iron, and iron sulfides with a small amount of gangue.
(18)前記銅および/またはコバルトを含む物質が、
斑銅鉱、硫黄鉱、四面銅鉱、砒四面銅鉱、輝銅鉱、銅藍
、ジゲナイトおよびこれらの混合物よりなる群から選ば
れた硫化銅鉱物よりなるものであるか、あるいは赤銅鉱
、黒銅鉱、クジヤク石、藍銅鉱、プロシヤン銅鉱、緑塩
銅鉱、珪クジヤク石およびこれらの混合物よりなる群か
ら選ばれた酸化銅鉱物よりなるものであることを特徴と
する特許請求の範囲第1項乃至第12項のいずれかの方
法。
(18) The substance containing copper and/or cobalt,
Consists of copper sulfide minerals selected from the group consisting of bornite, sulfurite, tetrahedrite, arsenotetra, chalcocite, copper indigo, digenite, and mixtures thereof, or cuprite, chalcopyrite, kujiite. Claims 1 to 12 are characterized in that the copper oxide mineral is selected from the group consisting of , blue copperite, Prussian copperite, glaurite copperite, diatomaceous stone, and mixtures thereof. Either way.
(19)ニッケル、バナジウムおよびケイ素を含む灰分
供給原料を有する前記硫黄含有重質液状炭化水素系燃料
が、未使用粗原料、石油蒸留および石油クラツキング工
程操作の粗原料残渣、石油留出物、還元粗原料、全粗原
料、アスファルト、コールタール、石炭系油、シエール
油、タールサンド油およびこれらの混合物よりなる群か
ら選ばれることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至
第8項および第10項乃至第18項のいずれかの方法。
(19) Said sulfur-containing heavy liquid hydrocarbon-based fuel having an ash feedstock containing nickel, vanadium and silicon comprises virgin crude feedstock, crude feedstock residues of petroleum distillation and petroleum cracking process operations, petroleum distillates, reduced Claims 1 to 8 and 8 are selected from the group consisting of crude raw materials, total crude raw materials, asphalt, coal tar, coal-based oils, shale oils, tar sands oils, and mixtures thereof. The method according to any one of Items 10 to 18.
(20)工程(1)において、前記銅および/またはコ
バルトを含む物質が、真空蒸留ユニットから供給路ある
いは残液に導入されることを特徴とする特許請求の範囲
第1項乃至第19項のいずれかの方法。
(20) In step (1), the substance containing copper and/or cobalt is introduced from a vacuum distillation unit into the supply path or the residual liquid. Either way.
(21)銅および/またはコバルトを含む物質と工程(
1)の供給原料との前記混合物が、424μm〜38μ
m、またはそれ以下の範囲のASTMのE−11の標準
ふるい等級の目のふるいを略100%が通過するような
粒径を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項乃
至第20項のいずれかの方法。
(21) Substances and processes containing copper and/or cobalt (
The mixture with the feedstock of 1) has a diameter of 424 μm to 38 μm.
Claims 1 to 20, characterized in that the particles have a particle size such that approximately 100% of the particles pass through a sieve having a standard sieve grade of ASTM E-11 in the range of 1000 m or less. Either way.
(22)前記供給原料中の硫黄の実質的に全量が工程(
2)の(iv)に記載の流動オキシ流化物相に転化され
て、反応領域から離れてスラグ中に残ることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項乃至第21項のいずれかの方法
(22) Substantially all of the sulfur in the feedstock is present in the step (
22. A process according to any one of claims 1 to 21, characterized in that the fluidized oxyfluid phase according to (iv) of 2) is converted into a fluidized oxyfluid phase which leaves the reaction zone and remains in the slag.
(23)前記燃料供給原料が、約0.2〜6.5重量%
の硫黄と約5.0〜20,000ppmまたはそれ以上
のケイ素を含有し、工程(2)で生成した溶融スラグが
、約0〜5重量%の前記流動オキシ硫化物および少なく
とも約0.1〜10重量%の前記Cu−Ni合金相を含
有することを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第2
2項のいずれかの方法。
(23) The fuel feedstock is about 0.2 to 6.5% by weight
of sulfur and about 5.0 to 20,000 ppm or more of silicon, and the molten slag produced in step (2) contains about 0 to 5% by weight of said fluid oxysulfide and at least about 0.1 to 20,000 ppm or more of silicon. Claims 1 to 2 contain 10% by weight of the Cu-Ni alloy phase.
Either method in Section 2.
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