JPH0243288A - 液体もしくは固体および／または気体の炭火水素含有燃料の部分酸化方法 - Google Patents
液体もしくは固体および／または気体の炭火水素含有燃料の部分酸化方法Info
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- JPH0243288A JPH0243288A JP1129050A JP12905089A JPH0243288A JP H0243288 A JPH0243288 A JP H0243288A JP 1129050 A JP1129050 A JP 1129050A JP 12905089 A JP12905089 A JP 12905089A JP H0243288 A JPH0243288 A JP H0243288A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
- C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
- C01B3/363—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents characterised by the burner used
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、液体もしくは固体および／または気体の炭化
水素含有撚料を多才リフイスバーナーにより部分酸化す
るための方法に関するものである。
水素含有撚料を多才リフイスバーナーにより部分酸化す
るための方法に関するものである。
特に本発明は、酸素含有ガス、液体もしくは固体の炭化
水素含有撚料および／または炭化水素ガスを４個の環状
通路もしくは流路と１個の中心通路もしくは流路とより
なる同心配置を備えた多才リフイスバーナーを介して気
化帯域に供給すると共に、合成ガスを含有するガス流を
適する条件下で自熱的に発生させることからなる、液体
もしくは固体および／または気体の炭化水素含有撚料の
部分酸化方法に関するものである。
水素含有撚料および／または炭化水素ガスを４個の環状
通路もしくは流路と１個の中心通路もしくは流路とより
なる同心配置を備えた多才リフイスバーナーを介して気
化帯域に供給すると共に、合成ガスを含有するガス流を
適する条件下で自熱的に発生させることからなる、液体
もしくは固体および／または気体の炭化水素含有撚料の
部分酸化方法に関するものである。
酸素含有ガスは一般に空気もしくは純酸素またはその混
合物である。気化帯域における温度を調節するには、調
節ガス（たとえば水蒸気もしくは二酸化炭素）を前記帯
域に供給することができる。
合物である。気化帯域における温度を調節するには、調
節ガス（たとえば水蒸気もしくは二酸化炭素）を前記帯
域に供給することができる。
合成ガスは一酸化炭素と水素とからなるガスであって、
たとえば単味の中カロリー値燃料ガスまたはメタノール
、アンモニアもしくは炭化水素の合成用供給原料として
使用され、その合成により気体炭化水素および液体炭化
水素、たとえばガソリン、中間留分、潤滑油およびワッ
クスを生成する。
たとえば単味の中カロリー値燃料ガスまたはメタノール
、アンモニアもしくは炭化水素の合成用供給原料として
使用され、その合成により気体炭化水素および液体炭化
水素、たとえばガソリン、中間留分、潤滑油およびワッ
クスを生成する。
本明細書において、気体炭化水素および液体炭化水素と
いう用語は、気化器の供給圧力および温度にてそれぞれ
気体および液体である炭化水素を意味すべく使用される
。
いう用語は、気化器の供給圧力および温度にてそれぞれ
気体および液体である炭化水素を意味すべく使用される
。
合成ガスを製造するための公知方法は、たとえば石油、
木炭もしくは石油コークスのような粒状固体燃料を１０
００〜１８００°Ｃの範囲の温度かつ０．１〜５ ＭＰ
ａの範囲の圧力にて反応容器内で酸素含有ガスを用いて
部分酸化させることからなり、この場合粒状固体燃料は
たとえば不活性ガスもしくは合成ガスのようなガスにお
ける粒状固体燃料の分散物として或いはたとえば残油も
しくは水のような液体における粒状固体燃料の分散物と
して反応容器中に導入される。
木炭もしくは石油コークスのような粒状固体燃料を１０
００〜１８００°Ｃの範囲の温度かつ０．１〜５ ＭＰ
ａの範囲の圧力にて反応容器内で酸素含有ガスを用いて
部分酸化させることからなり、この場合粒状固体燃料は
たとえば不活性ガスもしくは合成ガスのようなガスにお
ける粒状固体燃料の分散物として或いはたとえば残油も
しくは水のような液体における粒状固体燃料の分散物と
して反応容器中に導入される。
さらに、合成ガスはたとえばアルコールもしくは液体炭
化水素（特に残油）のような液体燃料を部分酸化して製
造することもできる。液体燃料は１０００〜１８００°
Ｃの範囲の温度かつ０．１〜８ ＭＰａの範囲の圧力に
て反応容器内で酸素含有ガスを用いて部分酸化され、こ
の場合反応容器中への液体燃料の流動は酸素含有ガスの
使用によって崩壊される。
化水素（特に残油）のような液体燃料を部分酸化して製
造することもできる。液体燃料は１０００〜１８００°
Ｃの範囲の温度かつ０．１〜８ ＭＰａの範囲の圧力に
て反応容器内で酸素含有ガスを用いて部分酸化され、こ
の場合反応容器中への液体燃料の流動は酸素含有ガスの
使用によって崩壊される。
さらに合成ガスは、たとえば気体炭化水素（特に石油ガ
スもしくは天然ガス）のようなガス燃料を反応容器内で
１０００〜１８００°Ｃの範囲の温度かつ０．１〜６
ＭＰａの範囲の圧力にて酸素含有ガスを用いることによ
り部分酸化して製造することもできる。
スもしくは天然ガス）のようなガス燃料を反応容器内で
１０００〜１８００°Ｃの範囲の温度かつ０．１〜６
ＭＰａの範囲の圧力にて酸素含有ガスを用いることによ
り部分酸化して製造することもできる。
本明細書中において、酸素含有ガスという用語は空気、
水蒸気もしくは酸素を意味すべく使用され、かつ残油と
いう用語はたとえば原油、タールサンド、シエール油も
しくは石炭抽出物に対するたとえば蒸留もしくは抽出の
ような分離法を行なった後に残留する残留生成物を意味
すべく使用される。
水蒸気もしくは酸素を意味すべく使用され、かつ残油と
いう用語はたとえば原油、タールサンド、シエール油も
しくは石炭抽出物に対するたとえば蒸留もしくは抽出の
ような分離法を行なった後に残留する残留生成物を意味
すべく使用される。
合成ガスは原油精製所にて或いはその近くで製造される
。何故なら、製造された合成ガスは、直接に中間留分、
アンモニア、メタノールなどを製造するための供給原料
として或いは精製所の炉を加熱したりガスタービンを燃
焼して電気および熱をより効率的に発生させるための燃
料ガスとして使用しうるからである。さらに、精製所の
廃棄物を使用することもできる。
。何故なら、製造された合成ガスは、直接に中間留分、
アンモニア、メタノールなどを製造するための供給原料
として或いは精製所の炉を加熱したりガスタービンを燃
焼して電気および熱をより効率的に発生させるための燃
料ガスとして使用しうるからである。さらに、精製所の
廃棄物を使用することもできる。
合成ガスがガス燃料の部分酸化により製造される場合は
、精製ガスまたは合成工程の副産物として生ずる気体炭
化水素を使用することができる。
、精製ガスまたは合成工程の副産物として生ずる気体炭
化水素を使用することができる。
合成ガスを液体燃料の部分酸化により製造する場合は、
残油および酸化剤を用いて反応容器中への残油の流動を
破壊することができる。合成ガスを粒状固体燃料の部分
酸化により製造する場合はガス中、残油中または水中に
分散させた粒状炭素質材料を使用することができる。し
かしながら、ポンプ輸送しうるスラリーを得るには、制
限量の粒状炭素質材料しか液体と混合することができな
い。
残油および酸化剤を用いて反応容器中への残油の流動を
破壊することができる。合成ガスを粒状固体燃料の部分
酸化により製造する場合はガス中、残油中または水中に
分散させた粒状炭素質材料を使用することができる。し
かしながら、ポンプ輸送しうるスラリーを得るには、制
限量の粒状炭素質材料しか液体と混合することができな
い。
しかしながら、合成ガスを製造するための上記方法は多
くの操作融通性を与えない。何故なら、ポンプ輸送しう
るスラリーを得るには、極く限られた量の粒状炭素質材
料しか液体に分散させえないからである。さらに、合成
ガスのＨ，／Ｃｏ比は、調節ガスの量を変化させなけれ
ば極く僅かしか変化することができない。
くの操作融通性を与えない。何故なら、ポンプ輸送しう
るスラリーを得るには、極く限られた量の粒状炭素質材
料しか液体に分散させえないからである。さらに、合成
ガスのＨ，／Ｃｏ比は、調節ガスの量を変化させなけれ
ば極く僅かしか変化することができない。
さらに、互いに分離して反応容器中へ粒状固体燃料、液
体燃料および気体燃料よりなる群から選択される少なく
とも２種の異なる燃料を導入すると共に、これら燃料を
酸素含有ガスの使用により反応容器内で部分酸化させる
ことにより、合成ガスを製造することも既に知られてい
る。
体燃料および気体燃料よりなる群から選択される少なく
とも２種の異なる燃料を導入すると共に、これら燃料を
酸素含有ガスの使用により反応容器内で部分酸化させる
ことにより、合成ガスを製造することも既に知られてい
る。
特に本発明は、（重質）残留供給原料および炭化水素ガ
ス（たとえばメタン）が燃料として使用するのに適し、
かつ液体（もしくは固体）および／または気体の炭化水
素を任意の比で供給しうる上記したような同時気化方法
に関するものである。
ス（たとえばメタン）が燃料として使用するのに適し、
かつ液体（もしくは固体）および／または気体の炭化水
素を任意の比で供給しうる上記したような同時気化方法
に関するものである。
この方法において、特定のＨ，／Ｃｏ比を合成ガスで達
成するには、より少ない調節剤および酸化剤しか必要と
されない。
成するには、より少ない調節剤および酸化剤しか必要と
されない。
優秀な気化方法を得るには、液体の微細な噴霧および燃
料と酸素含有ガスと調節剤との良好かつ急速な接触もし
くは混合を確保する必要がある。
料と酸素含有ガスと調節剤との良好かつ急速な接触もし
くは混合を確保する必要がある。
本発明の課題は、現場での液体の微細な噴霧が得られ或
いは固体の急速分散が得られるような液体もしくは固体
および／または気体の炭化水素含有撚料の部分酸化方法
を提供することにある。
いは固体の急速分散が得られるような液体もしくは固体
および／または気体の炭化水素含有撚料の部分酸化方法
を提供することにある。
本発明の他の課題は、酸素と燃料と調節剤との良好かつ
急速な混合もしくは接触が得られかつ事前着火もしくは
火炎フラッシュバックが防止されるような、液体もしく
は固体および／または気体の炭化水素含有撚料の部分酸
化方法を提供することにある。
急速な混合もしくは接触が得られかつ事前着火もしくは
火炎フラッシュバックが防止されるような、液体もしく
は固体および／または気体の炭化水素含有撚料の部分酸
化方法を提供することにある。
さらに本発明の課題は、経済的な工程条件（たとえば調
節ガス供給量の減少および炭素と煤との発生減少）が充
分長いバーナー寿命と共に達成されるような気化方法を
提供することにある。
節ガス供給量の減少および炭素と煤との発生減少）が充
分長いバーナー寿命と共に達成されるような気化方法を
提供することにある。
〔課題を解決するための手段］
したがって本発明は、酸素含有ガスと炭化水素含有撚料
とを４個の同心環状通路もしくは流路と１個の中心通路
もしくは流路とよりなる同心バーナー配置を介して気化
帯域に供給し、かつ合成ガスを含有するガス流を通する
条件下で白熱的に発生させる工程からなり、さらに酸素
含有ガスを前記同心配置の第１および第３流路を介して
５０〜１５０ ｍ／ｓｅｃの比較的高速度で供給し、炭
化水素含有ガスおよび／または調節剤を中心流路とこの
中心流路を包囲する第４同心通路とを介して５〜８４ｍ
／ｓｅｃの中速度で供給し、液体もしくは固体の炭化水
素含有撚料を第１同心流路を包囲する第２同心流路を介
して０〜１５ ｍ ／ｓｅｃの比較的低速度で供給する
ことを特徴とする液体もしくは固体および／または気体
の炭化水素含有撚料の部分酸化方法を提供する。
とを４個の同心環状通路もしくは流路と１個の中心通路
もしくは流路とよりなる同心バーナー配置を介して気化
帯域に供給し、かつ合成ガスを含有するガス流を通する
条件下で白熱的に発生させる工程からなり、さらに酸素
含有ガスを前記同心配置の第１および第３流路を介して
５０〜１５０ ｍ／ｓｅｃの比較的高速度で供給し、炭
化水素含有ガスおよび／または調節剤を中心流路とこの
中心流路を包囲する第４同心通路とを介して５〜８４ｍ
／ｓｅｃの中速度で供給し、液体もしくは固体の炭化水
素含有撚料を第１同心流路を包囲する第２同心流路を介
して０〜１５ ｍ ／ｓｅｃの比較的低速度で供給する
ことを特徴とする液体もしくは固体および／または気体
の炭化水素含有撚料の部分酸化方法を提供する。
本発明の有利な実施態様において、各速度は気化帯域中
への各流路の出口にて測定される。速度の測定はこの目
的に適する任意の方法で行なうことができ、ここに詳細
には説明しない。
への各流路の出口にて測定される。速度の測定はこの目
的に適する任意の方法で行なうことができ、ここに詳細
には説明しない。
掻く少量の炭化水素含有ガス供給に関する本発明の他の
有利な実施態様においては、中心流路もしくは通路を介
して供給される炭化水素含有ガスおよび／または調節ガ
スの代りに、同速度にて酸化剤を使用する。
有利な実施態様においては、中心流路もしくは通路を介
して供給される炭化水素含有ガスおよび／または調節ガ
スの代りに、同速度にて酸化剤を使用する。
本発明のさらに他の有利な実施態様において、調節剤は
水蒸気または二酸化炭素である。
水蒸気または二酸化炭素である。
さらに本発明の他の有利な実施態様において、気化工程
は０．１〜１２ＭＰａの圧力で行なわれる。
は０．１〜１２ＭＰａの圧力で行なわれる。
酸素と燃料と調節剤とを気化帯域に供給するための環状
同心流路の配置を備えた多才リフイスバーナーはそれ自
体公知であり、したがって詳細には説明しない。
同心流路の配置を備えた多才リフイスバーナーはそれ自
体公知であり、したがって詳細には説明しない。
一般に、この種のバーナーは内部冷却流体通路を有する
中空壁部を備える。しかしながら、バーナーには、たと
えば適当なセラミックもしくは耐火材ライニングを設け
ることもでき、これをバーナー前壁部の外表面に施こし
たり或いはそれに近接した手段により懸垂して、バーナ
ーの操作中またはバーナーの始動／停止の際の熱負荷に
耐えることができる。
中空壁部を備える。しかしながら、バーナーには、たと
えば適当なセラミックもしくは耐火材ライニングを設け
ることもでき、これをバーナー前壁部の外表面に施こし
たり或いはそれに近接した手段により懸垂して、バーナ
ーの操作中またはバーナーの始動／停止の際の熱負荷に
耐えることができる。
本発明によれば、酸素と燃料とは良好な噴霧と混合とを
得るための特定速度にて各流路を介し、気化帯域に供給
される。
得るための特定速度にて各流路を介し、気化帯域に供給
される。
以下、実施例により本発明をさらに説明する。
１施■
次の条件下で試験を行なった。
バニ±二止様
中心流路の直径 ： ５２Ｉｍ第１同心
環状流路のスロット幅： ４．３Ｍ第２
：３．Ｏｍ＋＋＋第３
：３．５ｍ第４ ：５．７閤バ
ー −に の Ｃ／Ｈ比：ｔ、４ｔモル１モル 密 度： １００ Ｑｋｇ／ｒｒｌ粘 度： ０
．１ ｋｇ／ （ｍ、ｓ）表面張カニ ０．０３ｋｇ／
ｓ ” バー −に ガスの組 成：５０
ｖ％ＣＨ４ ５０ｖ％Ｃ，Ｈ６ 温 度＝ ２５０°Ｃ バー −に の 組 成：９９ｖ％０ｘ １ｖ％Ｎ ｔ ＋ Ａ ｒ 温 度：２５０°Ｃ バー −に る の 組 成： １００ｖ％水蒸気 温 度： ２５０℃ 本発明の有利な実施例においては、煤または他の炭素質
材料を燃料ガス流によって気化帯域に移動させうろこと
が了解されよう。
環状流路のスロット幅： ４．３Ｍ第２
：３．Ｏｍ＋＋＋第３
：３．５ｍ第４ ：５．７閤バ
ー −に の Ｃ／Ｈ比：ｔ、４ｔモル１モル 密 度： １００ Ｑｋｇ／ｒｒｌ粘 度： ０
．１ ｋｇ／ （ｍ、ｓ）表面張カニ ０．０３ｋｇ／
ｓ ” バー −に ガスの組 成：５０
ｖ％ＣＨ４ ５０ｖ％Ｃ，Ｈ６ 温 度＝ ２５０°Ｃ バー −に の 組 成：９９ｖ％０ｘ １ｖ％Ｎ ｔ ＋ Ａ ｒ 温 度：２５０°Ｃ バー −に る の 組 成： １００ｖ％水蒸気 温 度： ２５０℃ 本発明の有利な実施例においては、煤または他の炭素質
材料を燃料ガス流によって気化帯域に移動させうろこと
が了解されよう。
或いは、多才リフイスバーナーの同心環状流路を用いて
有利に気化工程からの（濃厚）水／煤スラリーを供給し
たり、或いは極めて分解困難となりうるたとえばジオキ
シのような毒物が添加されたまたは添加されてない使用
済み溶剤などの他の廃液流を供給することもできる。
有利に気化工程からの（濃厚）水／煤スラリーを供給し
たり、或いは極めて分解困難となりうるたとえばジオキ
シのような毒物が添加されたまたは添加されてない使用
済み溶剤などの他の廃液流を供給することもできる。
以上の説明から、当業者には本発明の多くの改変が明ら
かであろう。これらの改変も本発明の範囲内である。
かであろう。これらの改変も本発明の範囲内である。
Claims (8)
- （１）酸素含有ガスと炭化水素含有燃料とを４個の同心
環状通路もしくは流路と１個の中心通路もしくは流路と
よりなる同心バーナー配置を介して気化帯域に供給し、
かつ合成ガスを含有するガス流を通する条件下で自熱的
に発生させる工程からなり、さらに酸素含有ガスを前記
同心配置の第１および第３流路を介して５０〜１５０ｍ
／ｓｅｃの比較的高速度で供給し、炭化水素含有ガスお
よび／または調節剤を中心流路とこの中心流路を包囲す
る第４同心流路とを介して５〜８４ｍ／ｓｅｃの中速度
で供給し、液体もしくは固体の炭化水素含有燃料を第１
同心流路を包囲する第２同心流路を介して０〜１５ｍ／
ｓｅｃの比較的低速度で供給することを特徴とする液体
もしくは固体および／または気体の炭化水素含有燃料の
部分酸化方法。 - （２）各速度を、気体帯域中への各同心流路の出口で測
定することを特徴とする請求項１記載の方法。 - （３）調節剤が水蒸気または二酸化炭素であることを特
徴とする請求項１または２記載の方法。 - （４）０．１〜１２ＭＰａの圧力で行なうことを特徴と
する請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。 - （５）全物質流に対し５０±３０重量％の酸素含有ガス
を第１同心流路を介して供給する一方、残余の物質流を
第３同心流路に供給することを特徴とする請求項１〜４
のいずれか一項に記載の方法。 - （６）全物質流の６０±３０重量％の炭化水素含有ガス
および／または調節剤を中心流路を介して供給する一方
、残余の物質流を第４流路に供給することを特徴とする
請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。 - （７）酸素含有ガスを中心流路を介して５〜８４ｍ／ｓ
ｅｃの中速度で供給することを特徴とする請求項１〜６
のいずれか一項に記載の方法。 - （８）請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法により
得られる合成ガス。
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