JPH05254802A - 合成ガスの製造法と装置ならびにその応用 - Google Patents

合成ガスの製造法と装置ならびにその応用

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JPH05254802A JP4350265A JP35026592A JPH05254802A JP H05254802 A JPH05254802 A JP H05254802A JP 4350265 A JP4350265 A JP 4350265A JP 35026592 A JP35026592 A JP 35026592A JP H05254802 A JPH05254802 A JP H05254802A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は合成ガスの製造法と装置に関する。本発明によ
る反応器は単一のハウジング内に下記を収納している： ・燃料装入部材（２）を少なくとも１つと、酸化剤装入
部材（３）を少なくとも１つ具備する非触媒型燃焼室
（１）で、「滞留時間が十分な燃焼室」と呼ばれるこの
燃焼室では部分燃焼を行う。 ・燃焼室（１）からのガスが流れる触媒床（４）が少な
くとも１つ設けられ、さらに追加の酸化剤装入部材
（６）を少なくとも１つと燃料装入部材（７）を少なく
とも１つ具備する。 本発明の方法と装置は合成ガスを用いた化学製品製造に
適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アンモニア、メタノー
ル、尿素、炭化水素などの製造に利用できる合成ガスの
製造法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明によって得られる合成ガスは転化
させた後、場合によっては精製するかあるいは還元ガス
として用いる。合成ガスは従来炭化水素の混合または燃
料を酸化剤と反応させて得ていた。合成ガスの第１の生
成法として、一次リホーミングと二次リホーミングを関
連づける方法がある。従来の一次リホーミング反応器は
触媒を充填し、外部燃焼または二次リホーミング反応器
などからの高温の排出流で加熱される管からなる。炭化
水素は一般に、高温の過剰蒸気とともに一次リホーミン
グ反応器に装入される。
【０００３】一次リホーミングで生じる排出流は、次い
で二次リホーミング反応器に装入されるが、二次リホー
ミング反応器にも酸化剤が供給される。米国特許第３,
２７８,４５２号には、反応器に順に配置した触媒床の
間に酸化剤を追加して添加することからなる二次リホー
マーの改良が記載されている。しかし、酸化剤を段階的
に配置して達成される改良では、生成にコストのかかる
蒸気を多量に必要とするこの種の反応器の主要な欠点の
改善にはつながらない。さらに、過剰蒸気の存在は、合
成ガス中の水素、二酸化炭素、一酸化炭素の分布を変え
る点に問題がある。
【０００４】蒸気消費量の少ない合成ガスの製造法とし
て、炭化水素の部分酸化を行わせる方法がある。米国特
許第４,６９９,６３１号には、触媒を用いず、炎によっ
て作用する反応器の例が示されている。しかしながら、
この種の反応器は、酸素が欠乏した状態で燃焼させるた
めある程度ススが生じ、後になってこれを除去するのに
費用がかかるという欠点がある。さらに、ススの量を減
らそうとすると、酸素消費量を多くしなければならず、
その結果反応器の効率が落ちる。したがって、この種の
反応器は蒸気の量は少いが、酸素消費量を減らしたり大
気中で作動させたりすると、ススを生じるという欠点が
ある。
【０００５】その他にも本出願人は、第ＥＮ.９１／０
９,２１４号によって、本記述の冒頭で記述したタイプ
の反応器で、「短時間滞留室」と呼ばれるチェンバー、
すなわち、Ｖ＜０.４ＤＰ（式中、Ｖはチェンバーの内
容量、Ｄは燃焼室に入る流れの全重量、Ｐはチェンバー
内の主圧力を表わす）であるチェンバーからなる反応器
の特許出願を行っている。かかる反応器の目的は蒸気を
減らし、コスト低減を図ることにある。しかし、燃焼室
の容量が小さすぎる反応器の場合、数千時間運転すると
燃料と酸化剤によってこれらが噴射される表面が侵食さ
れやすくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は、こ
の種の侵食を回避するだけの容量をもった燃焼室からな
る合成ガス反応器を提供することにある。また、蒸気が
少なくてすむ反応器を得るためには、燃焼室の容量が比
較的大きい場合、燃焼室の下流に位置する触媒床に燃
料、次いで酸化剤を順に追加しなければならないと思わ
れる。そのため、本発明は合成ガス製造のための反応器
であって、単一のハウジングに、 − 燃料注入部材を少なくとも１個と、酸化剤注入部材
を少なくとも１個有することにより、燃焼室で部分燃焼
を生じさせるための非触媒型燃焼室と、 − 燃焼室からガスが流入する触媒床が少なくとも１つ
と、ガスの流れに沿って順に、追加燃料注入部材を少な
くとも１つと、酸化剤注入部材を少なくとも１つ、が収
納されている反応器に関する。より具体的には、燃焼室
は次式を満足させる構成となっている： Ｖ＞０.４Ｄ／Ｐ 式中、Ｖは、燃焼室の内容量を立方メートルで表わした
もの Ｄは、燃焼室への流入の全量をｋｇ／ｓで表わしたもの Ｐは、燃焼室内の主圧力を表わす。 好ましくは、燃焼室と触媒床に装入される燃料は、酸化
炭素および／または水素と添加混合可能なものからなる
ものがよい。
【０００７】酸化剤としては、純粋な酸素、酸素と窒素
の混合、蒸気、二酸化炭素がある。酸化剤は酸素と不活
性ガスを添加混合したものでもよい。好ましくは、酸化
剤供給量は、反応系に注入される燃料に含まれる炭素の
分子量に対する酸化剤に含まれる酸素の分子量として定
義され、その全量は０.３から０.６５の範囲とする。燃
焼室に注入される酸化剤に対する酸化剤供給量は、０.
４５から０.７５の範囲にある。燃焼室に装入される燃
料に含まれる炭素の分子量に対する水素の分子量として
表されるモル比として定義される水素／炭化水素の割合
は１以下が有利である。
【０００８】さらに、蒸気は酸化剤および／または燃料
と共に装入してもよい。炭素の分子量に対する水の分子
量として定義される反応器への蒸気の装入は１．５以下
とする。燃料は燃焼室に装入する前に１００から８５０
℃、好ましくは６００から７００℃にあらかじめ加熱し
ておいてもよい。酸化剤は装入ごとに１００から９００
℃、好ましくは１３５から７５０℃にあらかじめ加熱し
てもよい。上限（７５０℃）は、酸化剤が酸素または主
として純粋な酸素である場合などには、６００℃まで下
げても良い。本発明はさらに合成ガスの製造法に関し、
単一の反応器内で以下のステップを行うことからなる。 −燃料を酸化剤とは別に非接触型燃焼室に装入して、酸
化剤の不在下で非触媒型燃焼室で部分転化させ、 −該燃焼室の下流に位置する触媒床レベルで酸化剤を追
加供給する。 本方法はさらに、追加酸化剤より上流に位置する該触媒
床レベルで燃料を装入することからなり、該燃焼室の内
容量ＶはＶ＞０.４Ｄ／Ｐであるような値である。
【０００９】式中、Ｄはｋｇ／ｓで表した燃焼室への流
入の総重量、Ｐはメガパスカルで表した燃焼室内部の主
圧力であり、Ｖは立方メートルで表される。本発明は本
方法および／または装置をメタノール、アンモニア、炭
化水素、尿素、酢酸、水素または還元ガスなどの製造に
応用することに関する。
【００１０】
【好ましい実施例の説明】本発明のその他の利点や特長
は、以下の非限定的な実施例の説明と添付の図面から明
らかになろう。図中、同一の部材には同一の参照番号を
用いた。添付の図面を参照すると、反応器は主として、
少なくとも２つの個別の注入口のうち１つの注入口２は
燃料を装入するために、もう１つの注入口３は酸素を酸
化剤として注入するために設けられている燃焼室（１）
からなる。注入口２、３は該燃焼室に燃料と酸化剤を注
入するのみならず、燃焼室内での燃焼を安定させる。
【００１１】燃焼室１で部分燃焼が生じ、この燃焼での
排ガスが少なくとも触媒床を１つ備えた反応器の第２の
部分４に直接流入する。以下の記述で触媒または触媒床
と称する反応器の第２の部分４は、表面５を燃焼室１と
共有しており、反応器の一部をなす。この共有表面はか
ならずしも水平ではない。
【００１２】触媒床４は酸化剤を追加するための注入口
６を少なくとも１つと、燃料を追加するための注入口７
を少なくとも１つ具備している。図１に本発明の特定の
実施例を構成するインジェクター６を２個と、インジェ
クター７を２個示す。
【００１３】反応器内のガスの伝播方向からみて、第１
の燃料インジェクター７は酸化剤インジェクター６の上
流に位置することがのぞましい。さらに、反応器内のガ
スの流れる方向からみて、触媒床４の端部に１つまたは
数個の出口８が設けられている。
【００１４】上記各種成分を注入するためのインジェク
ターは公知のものであればどの種類でもそのまま用いる
ことができる。
【００１５】本発明の反応器の概要を説明したところ
で、次に作用条件を具体的に述べる。
【００１６】燃焼室１は十分な滞留時間を確保でき、酸
化剤なしで作動するものでなければならない。「十分」
な滞留時間を確保するには、下記の不等式が成立しなけ
ればならない： Ｖ＞０.４Ｄ／Ｐ 式中、Ｖは立方メートルで表した燃焼室容量、Ｄはｋｇ
／ｓで表した燃焼室１への流入総重量、Ｐはメガパスカ
ルで表した燃焼室１内での所定の作用圧力である。
【００１７】当該技術分野では周知のごとく、また以下
の記述はなんら限定を目的とするものではないが、本発
明で用いられる触媒は以下からなる。 − 酸化物をベースとし、耐火性があって酸性度を中和
させた担体 − ニッケル、コバルト、クロム、プラチナ金属から選
ばれる少なくとも１種類の還元可能な金属Ｍを質量にし
て２から４０％、好ましくは３から３０％含む活性相。 個別にみた場合、プラチナ金属が含まれる場合は質量に
して上記全量の０．０１から１％の範囲とする。
【００１８】酸化物をベースとする担体は、アルファア
ルミナ、ＮＡｌ2Ｏ4−ｘＡｌ2Ｏ3(ｘ＝０，１，２）の
スピネル型構造をもつアルミ酸塩、マグネシウム、カル
シウム、トロンチウム、バリウム、カリウムから選ばれ
る少なくとも１種類の金属Ｎ、およびＮが上記リストか
ら選ばれる金属の１つであるＮＡｌ12Ｏ19の構造をもつ
マグネトプランバイトのアルミ酸塩（またはヘキサアル
ミネート）から選ばれる少なくとも１つの酸化物または
その混合物からなる。
【００１９】これら担体はケイ素、カリウム、ウランか
ら選ばれる少なくとも１種類の金属Ｐを用いて反応を促
進させることも可能である。
【００２０】もっとも厳しい熱条件下、例えば平均温度
が１０００℃以上、好ましくは１１００℃以上、さらに
好ましくは１２００℃以上の場合、例えば酸化クロムま
たは前記担体の１つに蒸着したニッケルの一部からなる
接触層を最上端に設けるのが好都合である。この触媒に
よって、以下に述べるように下層部にある他の触媒が保
護される。
【００２１】本発明の方法で用いられる触媒の調製に
は、あらかじめ形成した担体を金属Ｍを少なくとも１種
と、できれば金属Ｐを少なくとも１種含む溶液中に浸漬
させた後、乾燥活性化を行うか、または金属アルミＭと
Ｎならびに場合によってはＰの前駆体酸化物を混合し、
成形した後活性化を行う。金属Ｍを用いる場合は、成形
段階の前後のいずれかに添加する。 触媒は共沈または
ゾル−ゲル法で調製することもできる。
【００２２】本発明方法で用いる触媒は３−３０ で、
その形態はペレット、球、押出物、環状ペレット、溝付
きリング、車輪型など多岐にわたる。酸化物および／ま
たは上記金属元素に対応する金属からなるモノリス、あ
るいは上記元素を被覆させた耐火性スチールのモノリス
として用いることもできる。モノリスの数は１つでも複
数でもよい。
【００２３】作用条件、使用する装入物、部分組成、蒸
気の有無、炭素沈着の可能性などによって異なる処方が
用いられることはいうまでもない。したがって、炭素の
沈着が大きいと予想される場合は、カリウムまたはスト
ロンチウム、あるいはカリウムとカルシウム、あるいは
カルシウムを用いて促進させる触媒を使用することが好
ましい。
【００２４】本発明は所期の反応プロセスを選択的に活
性化させることができる触媒を少なくとも１種用いて実
施することが望ましい。すなわち、 １） メタンと、高級炭化水素が存在する場合はこれ
も、酸素および／または蒸気の存在下で、直接または間
接に反応させて酸化炭素と水素に選択的に転化させ、 ２） その他の必要な反応、とくに下記の反応によるコ
ークスの前駆体の転化を活性化させ、 ＣＨｘ＋Ｈ2Ｏ ＣＯ＋Ｈ（2+x） ｘ≧
０ ３） 下記に示すように、生成された炭素を除去するこ
とによりＣＯの不均化反応を規制し、 ２ＣＯ ＣＯ2＋Ｃ ４） ＣＯ2を少なくとも一部再循環させる場合は、下
記の反応を選択的に活性化させる ＣＨ4＋ＣＯ2 ２ＣＯ＋２Ｈ2
【００２５】蒸気リホーミング、二次リホーミング、部
分触媒酸化など、公知で従来から使用されている触媒が
いくつかの理由から、本発明の実施例に適している。し
かし、使用する触媒は熱安定性のよいもの（たとえばす
くなくとも９００℃、好ましくは少なくとも１０００℃
まで）が好ましい。
【００２６】これらの触媒は、上記のガス状化合物を注
入するための１つまたは複数の装置（６、７）で隔てら
れ、上記のように配置させた１つまたは複数の触媒床に
装着する。
【００２７】炭化水素についての時間当たり体積速度
（ＶＶＨ）は、触媒の体積と時間当たりの炭化水素のＮ
ＴＰ体積として表されるものは、補正ＶＶＨとして表す
ことができる。装入物中の平均炭素原子数がｍであれ
ば、補正ＶＶＨ（本発明方法で用いられるもの）は次式
で表される： 補正ＶＶＨ＝ＶＶＨ ｘ ｍ
【００２８】補正ＶＶＨとしては、２００から１０,０
００ｈ-1、好ましくは４００から８０００、もっとも好
ましくは５００から７０００ｈ-1の範囲にあるものを用
いる。
【００２９】触媒床をＶ1＋Ｖ2＋・・・Ｖi＋・・・Ｖn
＝ｖになるように、体積Ｖ1、Ｖ2、・・Ｖi・・・Ｖnの
ｎ個の床に分割することができることは当該技術分野で
は自明であり、この場合もＶＶＨは触媒の全体積にたい
する値として表される。燃焼室の注入口２および注入口
７から注入される燃料は、炭化水素（天然ガス、メタン
など）に酸化炭素（ＣＯ、ＣＯ2）および／または水素
および／または不活性ガスを添加したものが好ましい。
蒸気を炭化水素に添加混合してもよいが、この場合は最
初に記述したような割合にすることがのぞましい。
【００３０】炭化水素中の水素の割合はＨ2／炭化水素
が１以下になるようにする。各所にある注入口から注入
するガスの組成は必ずしも同じでなくてもよい。注入口
３から注入する酸化剤としては、純粋な酸素、酸素と窒
素の混合、空気、酸素と蒸気の混合、酸素と二酸化炭素
の混合、酸素とその他の不活性ガスとの混合などがあ
る。 蒸気と二酸化炭素の供給総量は上記従来技術の
場合に比べて少ない。下記の分子比、 が好ましく、式中、Ｃは炭化水素に含まれる炭素の総数
であり、（Ｈ2０＋ＣＯ2）は注入した水とＣＯ2の分子
の流速の合計である。比較例を挙げれば、従来の自熱反
応器内の同じ分子比は２以上である。
【００３１】本発明では、酸化剤の注入口が数箇所ある
ため、異なる段階で燃料や酸化剤の組成を調整すること
ができ、その結果反応の制御がしやすい。例えば、アン
モニアの合成の場合、化学量数Ｎ2＋３Ｈ2が必要であれ
ば、触媒床の注入口又はもう一方の注入口６で空気を注
入する。
【００３２】燃料も酸化剤も反応器に装入する前に、あ
らかじめ加熱することが望ましい。燃料は１００℃から
８５０℃、酸化剤は１００℃から９００℃に加熱する。
より正確には、温度範囲が２００℃から７５０℃である
ことが望ましい。
【００３３】燃料室１の圧力は１から１５０バール、好
ましくは３０から１００バールである。本発明の意義は
以下の実施例を比較すれば明らかとなろう。実施例１は
従来技術で得た結果、実施例２と３は本発明によるもの
である。以下の実施例ではすべて、反応器には体積比に
してメタン９８.７％、エタン０.９％、窒素０.４％を
含む天然ガスが装入される。
【００３４】
【実施例１】内部総容量２５０リットル（燃焼室プラス
触媒）のパイロット反応器を用いる。この反応器には半
分まで触媒を充填し、燃焼室の残り１２５リットルを空
にしておく。
【００３５】触媒床の頂部はアルファアルミナにクロム
３.８％を載せた第１触媒層からなり、この層は触媒総
体積の２０％を占める。残りはやはりアルファアルミナ
に担持させたニッケル８.８％を含む触媒である。
【００３６】燃焼室にそれぞれ蒸気を添加混合した天然
ガスと酸素を温度７７７Ｋで供給する。天然ガスはその
蒸気流速の５０％を含む。全体の流速（蒸気プラス天然
ガス）は約１５０Ｎｍ3／ｈである。流速５８Ｎｍ3／ｈ
の純粋酸素には流速１９５Ｎｍ3／ｈの蒸気を添加混合
する。
【００３７】反応器内の圧力は３０バールである。第１
触媒層の温度は１４５３Ｋである。天然ガスの流速は１
００から１１２Ｎｍ3／ｈ（５０Ｎｍ3／ｈの蒸気を含
む）まで上げ、酸素と共に装入する蒸気の流速は１９５
Ｎｍ3／ｈから１７０Ｎｍ3／ｈに下げることが可能であ
った。この時点での触媒床頂部の温度は１４７６Ｋであ
った。排出ガスの組成は以下の通りであった。 Ｈ2 ４２.８％ ＣＯ2 ７.２％ ＣＨ4 ０.６％ ＣＯ １２.４％ Ｈ2Ｏ ３７ ％
【００３８】かかる反応器を用いた場合、酸素に関し
て、触媒中のススが負荷となって生じる圧力低下を大き
くすることなく蒸気の流れを１６０Ｎｍ3／ｈ以下に下
げることはできない。
【００３９】
【実施例２】上記の従来例では、フィッシャー・トロプ
シュ型のプロセスによって、高級炭化水素を製造するた
めの必要条件であるＨ2／ＣＯ比を２に近い値にするこ
とができないことがわかる。
【００４０】実施例２では、反応器も燃焼室への流入流
速も実施例１とまったく同じである。燃焼室１と触媒４
の体積もそのままである。ただし、出口８から３分の２
の高さ以上のところに、開口部が貫通する４本の管７が
触媒床４に開口している。これらの管は蒸気冷却のダブ
ルジャケットによって保護されている。触媒床のこの部
分での温度は１２５３Ｋである。１１２Ｎｍ3／ｈの天
然ガスと２２Ｎｍ3／ｈの蒸気の混合ガスは温度７８０
Ｋで管７の中を流れる。蒸気による管の冷却により、管
のコークス化を防ぐことができる。
【００４１】さらに、触媒床の高さの半分の位置に、開
口部が貫通する４本の管６が触媒床４に開口している。
天然ガスを供給する管７と異なり、管６はアルミナ製で
あり冷却しない。
【００４２】このレベルでの触媒床はクロム３.８％の
触媒の層からなる。あらかじめ７６５Ｋに加熱した酸
素、蒸気、二酸化炭素の混合ガスが管６を通って流れ
る。 ０2の流れ ６５Ｎｍ3／ｈ 蒸気の流れ ２４Ｎｍ3／ｈ ＣＯ2の流れ ６２Ｎｍ3／ｈ 反応器の出口での温度は約１２４５Ｋであり、ガス組成
は以下の通りである。 Ｈ2Ｏ ４１．９％ ＣＯ2 ８．８％ ＣＨ4 ０．８％ ＣＯ １９．４％ Ｈ2Ｏ ２９．１％
【００４３】
【実施例３】実施例２の反応器を一部変更してさらに蒸
気の流速を下げることもできる。実施例３の反応器は本
発明によるもので、上記の特長を発揮する。図３にこの
反応器を示す。
【００４４】反応器の総容積は２５０リットル（０．２
５ｍ3）である。燃焼室１の容積は８０リットルであ
る。
【００４５】燃焼室１のレベルでは、天然ガス用注入口
２から装入されるガスの流速は７５Ｎｍ3／ｈ、蒸気の
流速は１３５Ｎｍ3／ｈである。装入される混合ガスの
温度は約７７３Ｋである。平均温度を７９３Ｋにして、
流速４５Ｎｍ3／ｈの酸素と、流速１３５Ｎｍ3／ｈの蒸
気の混合を酸化剤用注入口２から装入する。
【００４６】触媒４については４つの装入レベルが設け
られている： − 燃焼室１に最も近いレベルでは、天然ガス（流速約
８５Ｎｍ3／ｈ）と蒸 気（流速約１７Ｎｍ3／ｈ）の混
合を７７３Ｋに近い温度で装入する。４本の管７を互い
に９０゜の角度で設けて、この混合ガスを装入してもよ
い。 − 上記第１のレベルから等距離の位置に第２のレベル
に開口する管を４本さらに設ける。これらの管６では、
酸素と蒸気の混合を約６７３Ｋで装入できる。酸素の流
速は４７Ｎｍ3／ｈであることが望ましく、蒸気の流速
は２５Ｎｍ3／ｈに近い。
【００４７】第２レベルに設けられる管６は角度的に等
間隔であることが望ましく、第１レベルの管７から角度
をなして離れている。
【００４８】さらに、天然ガスと蒸気の混合を装入する
ための管７が数本（好ましくは４本）触媒床の第３のレ
ベルで開口している。天然ガスの流速は９５Ｎｍ3／
ｈ、蒸気の流速は１９Ｎｍ3／ｈに近い。混合ガスは約
７７３Ｋで装入される。
【００４９】第４のレベルは、純粋な酸素を約５７３Ｋ
で装入するためのもので、流速は５５Ｎｍ3／ｈであ
る。したがって、管は４本設けるのが望ましく、これら
は他のレベルに設けた管と同じ特長を備えている、すな
わち、角度的に等間隔にかつ第３のレベルの管に対して
角度をなして離れている。
【００５０】これら各レベルは、好ましくは互いに等間
隔で、かつ反応器の縦軸で見た場合、触媒床４の全高の
６分の１に等しい間隔で設けられる。
【００５１】図３に示すように、触媒床４にはアルファ
アルミナに担持させたクロム３.８％とアルファアルミ
ナに担持させたニッケル８.８％の層が交互に並んでい
る。触媒床の第１と第３のレベルに位置する装入管７は
ニッケル８.８％を含む触媒に開口し、第２と第４レベ
ルに位置する管６はクロム３.８％を含む触媒に開口し
ていることがのぞましい。
【００５２】第４レベルと出口８方向の触媒床４の端部
との間の縦軸方向で計った距離ｄは触媒床の全高の約３
分の１であることが好ましい。この実施例の場合、反応
器の出口でのガス温度は約１３５２Ｋであり、組成は以
下の通りである： Ｈ2 ５３.６％ Ｈ2Ｏ １８.５％ ＣＨ4 ０.６％ ＣＯ ２３.２％ ＣＯ2 ４.１％
【００５３】この実施例では、二酸化炭素含量がフィッ
シャー・トロプシュ合成法として知られる合成法の仕様
よりも高いことが分かる。この含量は脱炭素工程を経る
ことにより低減させることができる。分離した二酸化炭
素は蒸気の一部の代わりとして装入するのに利用でき
る。
【００５４】当該技術分野の熟練者であれば、本発明の
範囲を逸脱することなく、一例として記述した反応器に
種々の変更や追加ができることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の縦型反応器の縦断略図。
【図２】 本発明の横型反応器の縦断略図。
【図３】 本発明の一実施例の略図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール ガト 44640 フランス国 サン ジャン ドゥ ボワソ ル デシャロ 13番 (72)発明者 ゼイロウム バイル 69005 フランス国 リオーン ル デ トゥレル 18番

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 単一のハウジング内に、燃料装入部材
    （２）を少なくとも１つと、酸化剤装入部材（３）を少
    なくとも１つ具備し、部分燃焼を生じさせるための非触
    媒型燃焼室（１）とからなる合成ガス反応器であって、
    燃焼室（１）からのガスが流れる触媒床（４）は、追加
    の酸化剤装入部材（６）を少なくとも１つと、さらに酸
    化剤装入部材（６）の上流に位置し触媒床（４）に開口
    する追加の燃料装入部材（７）を少なくとも１つ具備す
    る触媒床（４）とを収納し、燃焼室は次式，： Ｖ＞０．４Ｄ／Ｐ （式中、Ｖは立方メートルで表される該燃焼室の内部容
    積、Ｄはｋｇ／ｓで表される燃焼室への流入総量の重
    量、Ｐはメガパスカルで表される燃焼室内部の主圧力を
    表す）を満足させることを特徴とする合成ガス反応器。
  2. 【請求項２】 燃焼室（１）と触媒床（４）に装入され
    る燃料が、主として二酸化炭素および／または水素を添
    加混合した炭化水素からなることを特徴とする請求項１
    に記載の反応器
  3. 【請求項３】 燃焼室に装入される燃料の水素分子と炭
    素分子の数で表される分子比として定義される水素／炭
    化水素の比率が１以下であることを特徴とする請求項２
    に記載の反応器。
  4. 【請求項４】 酸化剤が、純粋な酸素、酸素と窒素の混
    合、酸素と二酸化炭素の混合、または酸素とその他の不
    活性ガスとの混合から選ばれることを特徴とする上記請
    求項のいずれかに記載の反応器。
  5. 【請求項５】 酸化剤と燃料を装入するためのインジェ
    クター（２、３、６、７）が蒸気を装入するためにも用
    いられることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載
    の反応器。
  6. 【請求項６】 燃焼室に入る前に燃料が１００から８５
    ０℃にあらかじめ加熱され、酸化剤が流入のたびに１０
    ０から９００℃にあらかじめ加熱されることを特徴とす
    る上記請求項のいずれかに記載の反応器。
  7. 【請求項７】 反応器に装入される燃料に含まれる炭素
    の分子量に対する装入酸化剤に含まれる酸素の分子量と
    して定義される酸化剤の供給総量が０.３から０.６５の
    範囲にあり、該燃焼室に装入される酸化剤に対する同供
    給量が ０.４５から０.７５の範囲にあることを特徴と
    する上記請求項のいずれかに記載の反応器。
  8. 【請求項８】 炭素の分子量に対する水の分子量として
    定義される反応器への蒸気供給量が１.５以下であるこ
    とを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の反応器。
  9. 【請求項９】 単一の反応器内部で、 −酸化剤の不在下で非触媒型燃焼室（１）において、酸
    化剤とは別に装入される燃料を部分燃焼させ、 −燃焼室の下流に位置する触媒床（４）のレベルで追加
    の酸化剤を装入し、さらに、該触媒床（４）のレベルで
    かつ燃料と補完する酸化剤の下流で燃料を装入すること
    からなり、該燃焼室（１）の内部容積Ｖが、Ｖ＞０.４
    Ｄ／Ｐ 式中、Ｄはｋｇ／ｓで表される燃焼室への流入総重量、 Ｐはメガパスカルで表される燃料室内部の主圧力 Ｖは立方メートルで表される を満足させることを特徴とする合成ガス転化のための方
    法。
  10. 【請求項１０】 請求項１から８のいずれかに記載の反
    応器で実施されることを特徴とする請求項９に記載の方
    法。
  11. 【請求項１１】 請求項１から８のいずれかに記載の反
    応器または請求項９から１０のいずれかに記載の方法の
    合成ガスを用いた化学的製造への適用。
  12. 【請求項１２】 水素製造のための請求項１１に記載の
    適用。
  13. 【請求項１３】 少なくとも高級炭化水素製造のための
    請求項１１に記載の適用。
  14. 【請求項１４】 メタノール製造のための請求項１１に
    記載の適用。
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