JPH0710502A - 高温の精製ガス流の部分酸化方法 - Google Patents

高温の精製ガス流の部分酸化方法

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JPH0710502A
JPH0710502A JP6158185A JP15818594A JPH0710502A JP H0710502 A JPH0710502 A JP H0710502A JP 6158185 A JP6158185 A JP 6158185A JP 15818594 A JP15818594 A JP 15818594A JP H0710502 A JPH0710502 A JP H0710502A
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トーマス・フレデリック・レイニンガー
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ジェイムズ・ケネス・ウルフェンバーガー
Robert M Suggitt
ロバート・マレイ・サジット
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 実質的に粉粒体、アルカリ金属化合物、ハロ
ゲン化水素、シアン化水素、硫黄含有気体類を含有し、
アンモニアを含んでいるまたは含んでいない高温で清浄
なガス流を製造し、合成ガス、還元ガスまたは燃料ガス
として使用する方法を提供する。 【構成】 液体炭化水素系燃料またはその液体エマルジ
ョン、石油コークスの水性スラリー、またはそれらの混
合物から選ばれ、ハロゲン化物、アルカリ金属化合物、
硫黄、窒素および無機灰分を含有しているポンプで汲み
上げられる燃料を部分酸化させて、Ｈ2 、ＣＯ、ＣＯ
2、Ｈ2Ｏ、ＣＨ4、ＮＨ3、ＨＣＮ、ＨＣＬ、ＨＦ、Ｈ2
Ｓ、ＣＯＳ、Ｎ2、Ａｒ、粉粒体、気相アルカリ金属化
合物、融解スラグを含有する高温の生ガス流を生成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は飛沫同伴粉粒体およびハ
ロゲン化物、気相アルカリ金属化合物、硫黄、シアン化
水素などの気体不純物を実質的に含まず、アンモニアは
含んでいるまたは含んでいない高温で清浄な合成、還元
または燃料ガスを製造するための部分酸化方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】部分酸化方法とは液体炭化水素系燃料お
よび固体炭素質燃料を合成ガス、還元ガス、燃料ガスへ
変換する周知の方法である。例えば、同時譲渡された米
国特許第３，９８８，６０９号、同４，２５１，２２８
号、同４，４３６，５３０号、同４，４６８，３７６号
を参照せよ。合成ガスから微細な粉粒体および酸性の気
体不純物を除去することは同時譲渡された米国特許第
４，０５２，１７５号、同４，０８１，２５３号、同
４，８８０，４３９号、および米国特許第４，８５３，
００３号、同４，８５７，２８５号、同５，１１８，４
８０号に記載されている。しかし、前述の例は全体とし
て、粉粒体、ハロゲン化物、シアン化水素、アルカリ金
属化合物、硫黄含有ガスを実質的に含まず、アンモニア
を含むまたは含まない、高温で清浄な合成ガス、還元ガ
ス、燃料ガスを製造するための本発明の方法を教示また
は示唆していない。本発明の方法により、約５４０℃−
約７００℃（１０００°Ｆ−１３００°Ｆ）の範囲の温
度を有する合成ガス、還元ガス、燃料ガスが製造され
る。ガスタービンの燃焼室で例えば燃料ガスを燃焼させ
るための本発明の方法により製造されるガスは大気を汚
染しない。合成ガスとして使用されるために製造される
ガスは合成触媒を失活させることはない。
【０００３】本発明の方法は粉粒体、ハロゲン化物、シ
アン化水素、アルカリ金属化合物、硫黄含有ガス、フラ
イアッシュおよび／または融解スラグを実質的に含まな
い高温で清浄なガス流を合成ガス、還元ガス、または燃
料ガスとして使用するために製造する部分酸化方法に関
するものであり、その方法は以下の工程から成る。 （１） ポンプで汲み上げられる炭化水素系燃料の供給
原料と遊離酸素含有ガスとを部分酸化により反応させる
工程において、前記炭化水素系燃料供給原料が液体炭化
水素系燃料またはその液体エマルジョン、石油コークス
の水性スラリー、およびそれらの混合物から成る部類か
ら選ばれ、ハロゲン化物、アルカリ金属化合物、硫黄、
窒素および無機灰分含有成分を含有する前記燃料を自由
流動性の垂直な耐火性内張り部分酸化ガス発生器で遊離
酸素含有ガスと反応させ、約９８０℃−１６５０℃（１
８００°Ｆ−３０００°Ｆ）の範囲の温度を有し、Ｈ2
，ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、ＣＨ4、ＮＨ3、ＨＣＮ、ＨＣ
Ｌ、ＨＦ、Ｈ2Ｓ、ＣＯＳ、Ｎ2、Ａｒから構成され、粉
粒体、気相アルカリ金属化合物を含有する高温の生ガス
流を製造する工程、（２） 工程（１）からの高温の生
ガス流をガス冷却区域において約５４０℃−７００℃
（１０００°Ｆ−１３００°Ｆ）の範囲の温度まで部分
的に冷却する工程、（３） 工程（２）からの生ガス流
から飛沫同伴の粉粒体を分離する工程、（４） 工程
（３）からのプロセスガス流に補助アルカリ金属化合物
を導入し、シアン化水素と前記プロセスガス流中の気体
のハロゲン化物とを反応させ、前記反応ガス流を約４３
０℃（８００°Ｆ）から５４０℃（１０００°Ｆ）の範
囲の温度まで冷却し、得られたプロセスガス流をろ過
し、アルカリ金属ハロゲン化物およびシアン化物、残留
アルカリ金属化合物、残留粉粒体を分離する工程、
（５） 工程（４）からの前記冷却ろ過ガス流を硫黄除
去区域において硫黄反応性酸化物含有混合金属酸化物吸
着剤と接触させ、前記工程（４）からの冷却ろ過ガス流
中の硫黄含有ガスを前記硫黄反応性酸化物含有混合金属
酸化物吸着剤と反応させ硫化吸着剤を生成し、前記冷却
ろ過ガス流から前記硫化吸着剤を分離し、粉粒体、アル
カリ金属化合物、ハロゲン化水素、シアン化水素、Ｈ2
Ｓ、ＣＯＳを実質的に含まず、少なくとも５４０℃（１
０００°Ｆ）の温度を有する清浄なガス流を製造する工
程。
【０００４】別の実施態様では、工程（１）からの高温
ガス流は工程（２）において約８００℃（１４７５°
Ｆ）から９８０℃（１８００°Ｆ）までの範囲の温度ま
で冷却する。工程（４）でハロゲン化物除去に先立っ
て、工程（３）からのプロセスガス流のＮＨ3 は触媒作
用により不均化され窒素ガスと水素ガスを発生させて除
去される。
【０００５】テキサコ部分酸化ガス化装置は約９８０℃
から１６５０℃（１８００−３０００°Ｆ）の温度で生
合成ガス、燃料ガスまたは還元ガスを製造する。従来の
方法では、ガス発生器からの生ガス流の汚染物質、例え
ば様々な硫黄物質を除去するために、製造された生ガス
は全て溶剤吸収方法により必要とされるように室温以下
に冷却される。しかし、どんな場合でも、ガス流中の水
分が濃縮され蒸発熱の多くが失われる。この熱の非効率
性を避けるために、本発明方法により、全ての汚染物質
はガスの断熱飽和温度以上の温度でガス流から除去され
る。ガスは取扱い易くするために冷却してもよいが室温
まで下げないでむしろ約４３０℃−９８０℃（８００°
Ｆ−１８００°Ｆ）位までに下げておける。更に、先行
技術の低温ガス精製方法に比べると、出願人の高温ガス
精製方法は更にエネルギーの節約が出来る。というの
は、精製されたガス流は既に高温であるから、機械的な
力および／または電力の製造のためにガスタービンの燃
焼室へ導入する前に加熱する必要がないからである。同
様に、合成ガスとして使用される場合も、プロセスガス
流は既に高温である。
【０００６】本発明の方法においては、先ず連続的に流
れる生ガス流は、独立した下方へ流れる自由流動性非充
填無触媒部分酸化ガス発生器の耐火性内張りの反応区域
で製造される。このガス発生器は好ましくは例えば図面
に示されような耐火性の内張りをした垂直な鋼の圧力容
器であり、同時譲渡米国特許第２，９９２，９０６号に
記載されている。
【０００７】ハロゲン化物、硫黄、窒素、無機灰分含有
成分から成る不純物を含む可燃性の液体炭化水素系燃
料、その水性エマルジョン、石油コークスの水性スラリ
ーはガス発生器の中で温度を適度に調節したガスの存在
下で遊離酸素含有ガスと反応させて生成物ガスを得る。
例えば、液体の炭化水素系燃料供給流は液体炭化水素系
燃料に気体の炭化水素系燃料を入れたものまたは入れな
いものから成る。ＡにＢを入れたものまたは入れないも
のと言う表現はＡだけ、またはＡとＢのいずれかを意味
する。様々な種類の炭化水素系燃料は混合して部分酸化
ガス化装置へ供給される、または各燃料が別々の通路を
経て従来の環状のバーナーに供給される。
【０００８】様々な適当な供給原料を説明するためにこ
こに使用される用語「炭化水素系燃料」とは、ポンプで
汲み上げることのできる液体炭化水素系燃料、ポンプで
汲み上げることのできる液体炭化水素系燃料のエマルジ
ョン、ポンプで汲み上げることのできる石油コークスの
水性スラリー、およびそれらのポンプで汲み上げること
のできる混合物を包含するものである。ガス化装置へ供
給される炭化水素燃料において、硫黄の含有量は約０．
１から１０重量％の範囲であり、ハロゲン化物の含有量
は約０．０１−１．０重量％であり、窒素含有量は約
０．０１−２．０重量％の範囲である。硫黄含有不純物
は有機硫黄化合物として、またはナトリウム、カリウ
ム、マグネシウム、カルシウム、鉄、アルミニウム、お
よび珪素の硫化物および／または硫酸塩、およびそれら
の混合物として存在する。ハロゲン化物の不純物はナト
リウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、珪素、
鉄およびアルミニウムから成る部類から由来する無機の
塩素化合物および／またはふっ素化合物である。有機塩
素および／またはふっ素化合物も存在するが、例えば塩
素化ビフェニル類またはクロローフルオロ化合物があ
る。窒素は窒素含有無機または有機化合物として存在す
る。更に、比較的少量のバナジウム化合物が石油を主成
分とした供給原料中に存在する。用語「および／また
は」はここでは通常の方法で使用される。例えば、Ａお
よび／またはＢはＡまたはＢまたはＡとＢのいずれかで
あることを意味する。
【０００９】石油コークスは従来のジレードコーキング
法により生成される。例えば、ここに引例として引用す
る同時譲渡の米国特許第３，８５２，０４７号を参照す
る。石油コークスは、好ましくはその１００％がＡＳＴ
Ｍ・Ｅ１１−７０ふるい表示基準１．４ｍｍ（選択Ｎ
ｏ．１４）を通過し、少なくとも８０％がＡＳＴＭ・Ｅ
１１−７０ふるい表示基準０．４２５ｍｍ（選択Ｎｏ．
４０）を通過するような粒径にまで粉砕される。粉砕さ
れた石油コークスは水と混合して約３０−６５重量％の
範囲の乾燥固体含有量を有するポンプで汲み上げ可能な
水性スラリーを得る。
【００１０】適当な気体の供給原料について説明するた
めにここで使用される気体炭化水素系燃料としては、メ
タン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、天然ガ
ス、水性ガス、コークス炉ガス、精油所ガス、アセチレ
ン廃ガス、エチレン・オフガス、合成ガス、およびそれ
らの混合物が挙げられる。気体、固体および液体の供給
原料は皆混合され同時に使用され、パラフィン系、オレ
フィン系、ナフテン系および芳香族化合物ばかりでなく
アスファルト質の液体および液体炭化水素系燃料の水性
エマルジョンも含有でき、約１０−４０重量％の水分も
含有できる。
【００１１】実質的に有機物質を含む可燃性炭素または
そのスラリーはどんなものでも「炭化水素系」という用
語に包含される。適当な液体炭化水素系供給原料として
は、液化石油ガス、石油留出物および残留物、ガソリ
ン、ナフサ、ケロシン、原油、アスファルト、ガス油、
残留油、タールサンドおよびシェール油、石炭油、芳香
族炭化水素（例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン留
分）、コールタール、流動接触分解作業由来の循環ガス
油、コークス炉ガス油のフルフラール抽出物、タイヤ
油、およびその混合物が挙げられる。
【００１２】また「炭化水素系」という用語の定義に
は、炭水化物、セルロース物質、アルデヒド、有機酸、
アルコール、ケトン、酸素化燃料油、廃液、酸素化炭化
水素系有機物を含有する化学工程由来の副生成物および
その混合物などの酸素化炭化水素系有機物質が含まれ
る。
【００１３】燃料供給原料は室温であり、または約３２
０℃−６５０℃（６００−１２００°Ｆ）程の温度まで
予め加熱される。供給燃料は液体スラリーとしてまたは
温度調節材と共に噴霧化混合物の状態でバーナーへ導入
される。適当な温度調節材としては、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2に富
んだガス、工程の下流で使用できるガスタービン由来の
冷却された清浄な廃ガスの一部、空気分離装置由来の副
生成物窒素、およびこれらの混合物が挙げられる。
【００１４】反応区域の温度を調節するために温度調節
材を使用するかどうかは一般に供給燃料の炭素対水素の
比およびオキシダント流の酸素含有量次第で決まる。固
体炭素質燃料の水性スラリーについては一般に温度調節
材は必要とされないが、一般に実質的に純粋な酸素の場
合には使用される。ＣＯ2 含有ガス流、例えば、少なく
とも約３モル％のＣＯ2 （乾燥基準）が温度調節材とし
て使用される場合に、放出生成物流のモル比（ＣＯ／Ｈ
2 ）は増加する。既に述べたように、温度調節材は反応
流のいずれか一方または両方と混合して導入される。さ
もなければ、温度調節材は燃料バーナーの別の導管によ
りガス発生器の反応区域へ導入される。
【００１５】比較的少量のＨ2Ｏが反応区域へ充填され
ると、このＨ2Ｏは液体炭化水素系または固体炭素質供
給原料、遊離酸素含有ガス、温度調節材、またはそれら
を組み合わせたもののいずれかと混合される。水対炭化
水素系燃料の重量比は約０．１−５．０、例えば約０．
２−０．７の範囲である。
【００１６】ここで使用される「遊離酸素含有ガス」と
いう用語には、空気、酸素に富んだ空気、すなわち、２
１モル％以上の酸素、および実質的に純粋な酸素、すな
わち９０モル％以上の酸素（残りはＮ２および希ガス）
を包含するものとする。遊離酸素含有ガスは約室温から
９８０℃（１８００°Ｆ）の範囲の温度でバーナーへ導
入される。オキシダント中の遊離酸素対供給原料中の炭
素の比（Ｏ／Ｃ、原子／原子）は好ましくは約０．７−
１．５の範囲である。
【００１７】従来の２、３、４の流バーナーは部分酸化
ガス発生装置に約室温から１２０℃（２５０°Ｆ）の範
囲の温度の１つのまたは複数の燃料供給流、約室温から
２００℃（４００°Ｆ）の範囲の温度の遊離酸素含有ガ
ス流、および任意に約室温から２６０℃（５００°Ｆ）
の範囲の温度の温度調節材流を供給するために使用され
る。一実施態様において、残留油は３通路環状バーナー
の中央の導管を通過し、ポンプで汲み上げることのでき
る石油コークスの水性スラリーは中間の環状通路を経て
ポンプで汲み上げられ、遊離酸素含有ガス例えば酸素の
流れは外側の環状通路を通過する。上記バーナーについ
て更に情報が欲しい場合は、ここに引例として引用され
る同時譲渡の米国特許第３，７４３，６６０号、同３，
８７４，５９２号、同４，５２５，１７５号を参照され
たい。
【００１８】供給原料流は約９８０℃−１６５０℃（１
８００−３０００°Ｆ）の範囲の自己発生温度で、約２
−３００絶対圧の範囲の圧力の自由流動性ガス発生器の
反応区域で触媒なしで部分酸化により反応させる。ガス
発生器の反応時間は約１ー１０秒である。ガス発生器を
出た放出ガスの混合物は希ガスを無視できると仮定する
なら下記の組成（モル％−乾燥基準）を有する、
【００１９】ＣＯ：１５−５７、Ｈ2 ：７０−１０、Ｃ
Ｏ2：１．５−５０、ＮＨ3：０．０２−２．０、ＨＣ
Ｎ：０．００１−０．０２、ＨＣＬ：０．００１−１．
０、ＨＦ：０．００１−０．５、ＣＨ4：０．００１−
２０、Ｎ2：０−７５、Ａｒ：０−２、Ｈ2 Ｓ：０．０
１−５．０、ＣＯＳ：０．００２−１．０。また、ガス
発生器から出た放出ガス流には微粒子状炭素およびフラ
イアッシュから成る部類から選ばれた物質から成る粉粒
体が飛沫同伴している。粉粒体の定義には、アルミノけ
い酸塩類、けい酸塩類、アルミン酸塩類、硫化物、硫酸
塩、ハロゲン化物、ナトリウムおよび／またはカリウム
の水酸化物から成る部類から選ばれるアルカリ金属化合
物を包含する融解した粘着性のスラグの小滴が含まれ
る。アルカリ金属化合物粉粒体は粉粒体の約５．０重量
％まで存在できる。ガス発生器からの放出ガス流はナト
リウムおよび／またはカリウムの水酸化物およびハロゲ
ン化物から成る部類から選ばれる気相アルカリ金属化合
物ばかりでなく金属のＮａおよび／またはＫの蒸気も約
２００ｐｐｍまで含有できる。未反応の微粒子状炭素は
（供給原料中の炭素の重量に対して）約０．０５から２
０重量％である。
【００２０】高温の放出生ガス流はガス発生器の反応区
域の中央にある運搬用耐火性内張り底部出口を出て、ガ
ス発生器の中心軸と一直線上に下部に配置された同軸の
垂直な耐火性内張り連結用導管を通過し従来の放射冷却
器を経て下方へ通過する。適当な放射冷却器はここに引
例として引用される同時譲渡米国特許第４，３７７，１
３２号に示されている。
【００２１】好ましい実施態様では生成物ガス流中のＮ
Ｈ3 は黙認する。この様な場合に、プロセスガス流は放
射冷却器で約５４０℃−７００℃（１０００°Ｆ−１３
００°Ｆ）の範囲の温度に冷却される。ＮＨ3 の除去工
程はこの実施態様では必要とされない。そして、放射冷
却器を出た冷却されたプロセスガス流はすぐに脱ハロゲ
ン化される。
【００２２】第二の実施態様では、例えば、炭化水素系
燃料中の有機窒素が０．１重量％のＮ2 を超える場合
は、プロセスガス流からアンモニアを除去することが望
ましい。この様な場合に、プロセスガス流は例えば約８
００℃（１４７５°Ｆ）から９８０℃（１８００°Ｆ）
の範囲の温度で放射冷却器を出るようにする。脱ハロゲ
ン化される前に、プロセスガス流は触媒不均化装置へ導
入され、該ガス流中のＮＨ3がＮ2とＨ2へ変換される。
次に、ＮＨ3を含まないプロセスガス流を脱ハロゲン化
する。従って、この第二実施態様では、プロセスガス流
は約８００℃−９８０℃（１４７５°Ｆ−１８００°
Ｆ）の範囲の温度、例えば約８２０℃（１５００°Ｆ）
で放射冷却器を出るが、粉粒体およびＮＨ3 、ＨＣＮ、
ハロゲン化水素、アルカリ金属化合物の蒸気、Ｈ2 Ｓ、
ＣＯＳなどの気体不純物を含有する。一実施態様では、
プロセスガス流は例えばセラミック充填材などのガス／
固体分離区域を通過させて生ガス流中の粉粒体を１００
０重量ｐｐｍ未満に減少させる。
【００２３】所望によりＮＨ3 がプロセスガス流から除
去される第一の気体不純物である。ガス流の温度を８０
０℃（１４７５°Ｆ）以上にして先ずアンモニアを除去
する。この温度では、不均化触媒はガス中の硫黄を黙認
する。更に、不均化反応は高温が好ましい。部分酸化反
応区域へ送られる燃料供給原料中の窒素含有化合物はＮ
Ｈ3、ＮＣＮ、Ｎ2へ変換される。ガス流からＮＨ3 とＮ
ＣＮを除去すると次にガスを燃焼する間にＮＯx ガスの
生成が減少する。プロセスの次の工程において、高温の
ＮＨ3分解触媒反応器で反応区域のＮＨ3は不均化されて
Ｎ2とＨ2とになる。９０重量％以上のシアン化水素はア
ンモニア不均化装置の触媒と接触して破壊される。この
メカニズムの一つは合成ガス中の水分で加水分解するこ
とによりＮＨ3 とＣＯとを生成し、次にアンモニアを不
均化する。もう一つのメカニズムは不均化装置の室のＨ
ＣＮを水素添加することによりメタンと窒素を形成す
る。不均化工程の後ではどんな残留ＨＣＮも次のハロゲ
ン化物除去工程でアルカリ金属シアン化物として除去さ
れる。ここで使用される「実質的にＮＨ3 を含まない」
および「ＮＨ3を含まない」という表現は、ＮＨ3が１５
０−２２５ｖｐｐｍ（百万部中の容量部）未満であると
いうことを意味している。例えば、ＮＨ3 の入り口濃度
が約５００−５０００ｖｐｐｍの範囲で、例えば約１９
００ｖｐｐｍであり、温度が約８００℃−９８０℃（１
４７５°Ｆ−１８００°Ｆ）の範囲であり、圧力が実質
的にガス発生器の反応区域に提供される圧力から導管内
での通常の圧力降下、例えば約０．５−３気圧の圧力降
下を引いた圧力であるガス流が固定層型触媒反応器を通
過してそこでガス流中のＮＨ3 が不均化されてＮ2とＨ2
になる。入手し易い従来のニッケル触媒が使用される。
例えば、デンマーク、コペンハーゲンのホルダー・トプ
ソウＡ／Ｓ（Ｈａｌｄｏｒ−Ｔｏｐｓｏｅ Ａ／Ｓ）に
より供給されるＨＴＳＲ−１触媒が挙げられるが、これ
についてはここに引例として引用する U.S. Department
of Energy Morgantown, West Virginia Report DE 890
00945, 1988年9月に記載されている。空間速度は標準状
態で約３０００−１００，０００ｈ-1の範囲で（例え
ば、約２０，０００ｈ-1）ある。触媒は１４７５°Ｆ以
上の温度でハロゲン化物および硫黄含有ガスにより不活
性化しない耐性を有する。
【００２４】プロセスの脱ハロゲン化工程では、ハロゲ
ン化物がＨＣＮと共にプロセスガス流から除去され、ハ
ロゲン化物およびシアン化水素を含まないガス流でＮＨ
3 を含んでいるまたはいないガス流を生成する。気体の
ハロゲン化物が脱硫吸着剤に吸収されて該吸着剤が不活
性化するのを防ぐために最終脱硫工程の前にプロセスガ
ス流から気体のハロゲン化物を除去する。ここで使用さ
れている「実質的にハロゲン化物を含まないまたはＨＣ
Ｎを含まない」、「ハロゲン化物を含まないまたはＨＣ
Ｎを含まない」または「ハロゲン化物またはＨＣＮのな
い」という用語は１ｖｐｐｍ未満のハロゲン化水素また
はＨＣＮを意味する。気体のハロゲン化水素、例えば、
ＨＣｌおよびＨＦはシアン化水素と共にプロセスガス流
を約５４０℃（１０００°Ｆ）から７００℃（１３００
°Ｆ）までの範囲の温度まで冷却することにより除去さ
れ、その後で補充のアルカリ金属化合物またはその混合
物と接触させるが、前記補充のアルカリ金属化合物のア
ルカリ金属部分が元素の周期律表の１Ａ族から選ばれる
少なくとも１種類の金属である。例えば、ナトリウムお
よび／またはカリウムの炭酸塩類、重炭酸塩類、水酸化
物およびそれらの混合物、好ましくは，Ｎａ2ＣＯ3がＮ
Ｈ３を含むまたは含まない冷却されたプロセスガス流に
注入される。外部源から補充されるアルカリ金属化合物
は水溶液または乾燥粉末として導入される。充分な補充
アルカリ金属が導入され、その結果、実質的に全ての気
体ハロゲン化物、例えばＨＣＬとＨＦおよびそのＨＣＮ
は反応してアルカリ金属ハロゲン化物およびアルカリ金
属シアン化物、例えばＮａＣｌおよびＮａＦおよびＮａ
ＣＮなどを形成する。例えば、アルカリ金属成分の当量
はＨＣｌ、ＨＦおよびＨＣＮの当量の合計を越えて約５
−１対１の割合、例えば２対１の割合となるようにすべ
きである。
【００２５】ガス流からアルカリ金属のハロゲン化物お
よびシアン化物を分離するために、ガス流を直接水の噴
霧と接触させるか、さもなければ冷媒と間接的に熱交換
させることにより約４３０℃−５４０℃（８００°Ｆ−
１０００°Ｆ）の範囲の温度まで冷却される。合成ガス
が４３０℃−５４０℃（８００−１０００°Ｆ）まで冷
却するにつれて、アルカリ金属ハロゲン化物およびシア
ン化物の粒子が前の工程を通過する他の非常に微細な粒
子と共に塊状化する。冷却されたガスは次に従来の高温
セラミック・フィルター、例えばセラミックろうそくフ
ィルターなどでろ過され、アルカリ金属ハロゲン化物お
よびシアン化物、および例えば残留しているアルカリ金
属化合物などの他の粒子および例えば微粒子状炭素また
はフライアッシュなどの残留粉粒体を除去する。時間が
経つと、非常に微細な粒子のダスト・ケークがセラミッ
ク・フィルターの汚れる面上に蓄積する。定期的にフィ
ルターに例えば窒素、蒸気または再循環合成ガスなどの
ガスを逆流させ、セラミック・フィルター構成成分から
ダスト・ケークを引き離し、離れたケークをフィルター
の容器の底に落下させる。非常に微細なダストの粒子が
再び飛沫同伴しないように、フィルターに入る冷却され
たガス流のスリップ流がフィルター容器の底から急冷タ
ンクへ引き抜かれる。前記ガスのスリップ流の容量はフ
ィルターに入るガス流の約０．１−１０．０容量％であ
る。合成ガスの残りはセラミックフィルター成分を通過
してフィルターを出ると、ハロゲン化物、シアン化物、
アルカリ金属化合物、４３０℃−５４０℃（８００°Ｆ
−１０００°Ｆ）のろ過温度範囲で固体微粒子である実
質的に全て他の化合物がろ過される。少量の合成ガスの
スリップ流とセラミックフィルター成分から定期的に引
き離される微細なダスト・ケークとから成る混成流は水
で急冷される。ダスト・ケーク中の様々な化合物および
粒子は急冷水中に溶解するか懸濁されるかのいずれかで
ある。得られたガス流にはハロゲン化物、ＨＣＮ、アル
カリ金属化合物、粉粒体は含まれておらず、ＮＨ3 は含
まれている場合と含まれていない場合のいずれかの状態
で急冷区域を出て、流量制御弁を通過し、ハロゲン化
物、ＨＣＮ、アルカリ金属化合物は含まれておらず、Ｎ
Ｈ3 は含まれている場合と含まれていない場合のいずれ
かの状態の塔頂流出物のガス流と混合され、ガスろ過区
域を出る。このプロセスガス流の温度は約４３０℃−５
４０℃（８００°Ｆ−１０００°Ｆ）の範囲である。圧
力は実質的に部分酸化反応区域の圧力から導管での通常
の圧力降下を引いたもので、例えば約１−４気圧であ
る。
【００２６】次のガス精製工程では、プロセスガス流は
従来の高温ガス脱硫区域で脱硫される。しかし、脱硫反
応が適当な速度で進行するために、粉粒体、アルカリ金
属化合物、ハロゲン化物、ＨＣＮは含まれておらず、Ｎ
Ｈ3 は含まれている場合と含まれていない場合のガス流
は５４０℃−６８０℃（１０００°Ｆ−１２５０°Ｆ）
の範囲の温度を有するべきである。もしガスが前述の冷
却およびろ過工程でたった５４０℃（６８０°Ｆ）に冷
却されたなら、次に再加熱することは通常必要ない。し
かし、ガスが前述の工程で４３０℃（８００°Ｆ）に冷
却されたなら、次に下記の方法の一つを使って再加熱さ
れる必要がある。
【００２７】粉粒体、アルカリ金属化合物、ハロゲン化
物、ＨＣＮは含まれておらず、ＮＨ3 は含まれているま
たは含まれていないガス流を約５４０℃−６８０℃（１
０００°Ｆ−１２５０°Ｆ）の範囲の温度に加熱し、同
時にそのＨ2 対ＣＯのモル比を増加する工程が触媒発熱
水性ガス転化反応器で従来の高温硫黄耐性転化触媒、例
えばモリブデン酸コバルト触媒などを使って行われる。
例えば、水性ガス転化反応器中のＨ2 Ｏ対乾燥ガスのモ
ル比は少なくとも０．１である。同時に、水性ガス転化
反応器へ送られる供給ガス流中の水素と一酸化炭素のＨ
2 ／ＣＯモル比を増加する。例えば、転化されたガス流
は約１．０−１７／１の範囲のＨ2 ／ＣＯモル比を有す
る。さもなければ、プロセスガス流を従来の高温硫黄耐
性メタン化触媒、例えばアルミナ上のルテニウムなどの
上を通過させることのより該プロセスガス流の温度を所
望の温度にまで上昇させることができる。別の適当な方
法としては、間接的に熱交換することによりプロセスガ
ス流の温度を増加する方法もある。この手段では、プロ
セスガス流のその部分のガス組成に加熱されることのよ
る変化は生じない。
【００２８】粉粒体、アルカリ金属化合物、ハロゲン化
物、ＨＣＮは含まれておらず、ＮＨ3 は含まれている場
合または含まれていない場合の約５４０℃−６８０℃
（１０００°Ｆ−１２５０°Ｆ）の範囲の温度の加熱さ
れたガス流は、再生された硫黄反応性混合金属酸化物吸
着剤、例えばチタン酸亜鉛などと約５４０℃−７９０℃
（１０００°Ｆ−１４５０°Ｆ）の範囲の温度で混合さ
れ、得られた混合物は流動層に導入される。混合された
金属酸化物硫黄吸着剤は少なくとも１種類、例えば１−
３種類の硫黄反応性金属酸化物および約０−３種類の非
硫黄反応性金属酸化物から成る。プロセスガス流中の硫
黄物質の９９モル％以上がこの流動層で部分酸化ガス発
生器の外に除去される。「チタン酸亜鉛吸着剤」という
用語は亜鉛対チタンのモル比を約０．５−２．０／１の
範囲で例えば約１．５に変更する場合の酸化亜鉛とチタ
ニアの混合物を説明するために使用されている。約５４
０℃−６８０℃（１０００°Ｆ−１２５０°Ｆ）の範囲
の温度で、工程（１）のガス発生器の圧力から導管内の
通常の圧力降下を引いた圧力で、プロセスガス流中の例
えばＨ2 ＳおよびＣＯＳなどの硫黄含有ガスは前記流動
層で前記混合金属酸化物硫黄吸着剤の反応性酸化物部
分、例えば酸化亜鉛と反応し、固体の金属硫化物物質お
よびその残留物、例えば二酸化チタンから成る硫化吸着
剤を生成する。脱硫反応に加えて、例えばチタン酸亜鉛
などの混合された金属酸化物硫黄吸着剤も脱流が起こる
同じ温度範囲で水性ガス転化反応に触媒作用を及ぼして
本質的に完了する。合成ガスは脱硫化装置入り口の合成
ガス中に感知できるほどの量の水分があるので、転化反
応は流動層式脱硫装置の脱硫反応と同時に進行する。こ
れは例え転化触媒反応器が脱硫装置の前に再加熱工程と
して使用されても当てはまる。脱硫および転化反応は発
熱性であり、放出された熱は合成ガスおよび吸着剤の温
度を上昇させる傾向がある。しかし、吸着剤の温度はそ
の吸着剤の反応性金属成分、例えば亜鉛の減少、揮発、
損失を最小に抑えるために約６８０℃（１２５０°Ｆ）
を越えないようにする必要がある。どんなアルカリ金属
ハロゲン化物も硫黄吸着剤と接触させる前に合成ガスか
ら除去することが重要である。例えば、チタン酸亜鉛吸
着剤と共に、揮発性のハロゲン化亜鉛は次の再生工程で
形成された。もし脱硫および転化反応により放出される
熱の量が流動層の温度を約６８０℃（１２５０°Ｆ）以
上に上昇させる傾向があるなら、内部の冷却コイルを使
用して混合金属酸化物吸着剤の温度が６８０℃（１２５
０°Ｆ）以上にならないようにすることができる。さも
なければ、もし合成ガスの温度が脱硫装置の入り口で例
えば５４０℃（１０００°Ｆ）であり、合成ガスの組成
が脱硫および転化反応からの熱が合成ガスの温度を６８
０℃（１２５０°Ｆ）以上に上昇させないようなもので
あるなら、その時は流動層の内部冷却コイルは必要な
い。前記混合金属酸化物硫黄吸着剤の反応性の金属酸化
物部分はＺｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｓｎ、
およびそれらの混合物から成る部類から選ばれる。前記
硫黄吸着剤の非反応性酸化物部分はチタン酸塩、アルミ
ン酸塩、アルミノ珪酸塩、珪酸塩、クロマイトおよびそ
れらの混合物から成る部類から選ばれる酸化物および／
または酸化物化合物である。
【００２９】流動層式脱硫装置からの塔頂流出物は従来
の高温気体−固体分離区域、例えばサイクロン分離装置
に導入され、そこで飛沫同伴された硫化硫黄吸着剤粒子
が流動層式脱硫装置を出たガスから除去される。適当な
高温サイクロンは同時譲渡米国特許第４，３２８，００
６号に示されており、これは引例としてここに引用され
る。分離区域からの塔頂流出物流はハロゲン化物を含ま
ず、ＨＣＮを含まず、アルカリ金属化合物を含まず、硫
黄を含まないガスから成り、任意にアンモニアを含まな
い。流動層から飛沫同伴された残りの粉粒体はこのガス
流から従来の高温セラミックフィルター、例えばセラミ
ックろうそくフィルターなどで除去され、これで全ての
残留粒子が取り除かれる。硫黄を含まない生成ガス流中
の硫黄物質の出口濃度は２５ｖｐｐｍ、例えば７ｖｐｐ
ｍである。気体構成成分のタイプと量およびその用途次
第で、生成物ガス流は合成ガス、燃料ガス、または還元
ガスと呼ばれる。例えば、モル比Ｈ2 ／ＣＯは合成ガス
および還元ガスについては変えられるし、ＣＨ4 含有量
は燃料ガスについて変えられる。高温のサイクロンの底
部およびセラミックフィルターの底部から出た硫化吸着
剤は約５−２０重量％の硫黄ローディングを有し、約５
４０℃−６８０℃（１０００°Ｆ−１２５０°Ｆ）の範
囲の温度を有する。次に、これは従来の流動層式再生装
置へ導入され、そこでその金属硫化物がばい焼され、約
５４０℃−７９０℃（１０００°Ｆ−１４５０°Ｆ）の
範囲の温度で空気と反応し、前記硫黄反応性の混合金属
酸化物吸着剤へ再変換され、粉粒体、ハロゲン化物、Ｈ
ＣＮ、アルカリ金属化合物は含まれておらず、ＮＨ3 は
含まれている場合と含まれていない場合のいずれかの前
記硫黄含有プロセス供給ガスと混合して前記外部高温ガ
ス脱流区域へ再循環される。
【００３０】一実施態様では、再生されたチタン酸亜鉛
の粉末は約５４０℃−６８０℃（１０００°Ｆ−１２５
０°Ｆ）の範囲の温度で、粉粒体、ハロゲン化物、ＨＣ
Ｎ、アルカリ金属化合物は含まれておらず、ＮＨ3 は含
まれている場合と含まれていない場合のいずれかの前記
ガス流へ注入される。次に、気体−固体混合物は流動層
式脱流装置へ導入される。脱流されているガス類の流れ
の中へ注入されるチタン酸亜鉛粉末の注入速度は完全な
脱流が行われる程度充分にする。チタン酸亜鉛の流動層
（少なくとも一部は吸着剤の硫化形へ変換される）は脱
硫ガス流と共にサイクロン分離装置へ運ばれそこで消費
されたチタン酸亜鉛は分離され再生装置容器へ流れ落ち
る。サイクロン分離装置からの高温の脱硫塔頂留出ガス
流はろ過されどんな残留固体物質も浄化され、次にガス
タービンの燃焼室で燃焼され、ＮＯx 含有量が減少し、
粉粒体、ハロゲン化物、アルカリ金属化合物、硫黄含有
ガス類を含まない煙道ガスを生成する。次に、煙道ガス
を膨張タービンの中に通し機械的力および／または電力
を生成する。蒸気を発生させるためのボイラーの供給水
と熱交換した後、消費された煙道ガスは安全に大気中へ
排出される。一実施態様では、副生物の蒸気は蒸気ター
ビンを通過して機械的なエネルギーおよび／または電力
を生成する。硫黄を含まないガス流から分離された微細
な固体は全て流動層式再生装置へ戻されそこで硫化物の
粒子が５４０℃−７９０℃（１０００°Ｆ−１４５０°
Ｆ）の範囲の温度で空気により酸化される。空気および
ＳＯ2に飛沫同伴された再生吸着剤は第二サイクロン分
離装置へ運ばれる。第二サイクロン分離装置でガス類の
流れから分離される微細な固体は流動層式再生装置へ再
循環される。サイクロン分離装置からの気体の塔頂留出
物はろ過され、５４０℃−７９０℃（１０００°Ｆ−１
４５０°Ｆ）の範囲の温度で約５．５−１３．５モル％
のＳＯ2 、例えば１１．３モル％のＳＯ2を含有する清
浄なＳＯ2含有ガス流が冷却され、減圧され、周知の硫
酸製造方法、例えばモンサント・ケミカル社の接触方法
で使用される。
【００３１】
【実施例】本発明の詳細な工程を示す添付の略図の図面
の図１を参照すると本発明を更に完全に理解できる。図
面は、本発明のプロセスの好ましい実施態様を示してい
るが、図に示される連続工程を記載の特別な装置または
物質に限定するためではない。図１に示されるように、
垂直の自由流動性で非触媒性で耐火性の内張りをしたガ
ス発生器１は従来の環状バーナー２を備えており、同軸
の中央通路３および環状通路４を有する。２つの流れ用
環状バーナーがここに示されているが、他の適当な従来
からあるバーナーで複数の別個の通路を有するものも２
つ以上の別々の原料供給流を供給するために使用され
る。バーナー２はガス発生器１の上部中央入り口５に取
り付けられる。中央通路３は遊離酸素含有ガスと蒸気の
混合流に導管６で接続されている。ポンプで汲み上げる
ことのできる液体炭化水素系燃料流は導管７を経て入り
口８を通過し環状通路４へ入る。遊離酸素含有ガスと蒸
気の混合流と液体炭化水素系燃料流は衝突して噴霧化し
ガス発生器１の反応区域１５で部分酸化により反応して
Ｈ2 、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、ＣＨ4、ＮＨ3、ＨＣＮ、Ｈ
ＣＬ、ＨＦ、Ｈ2Ｓ、ＣＯＳ、Ｎ2、Ａｒから構成され、
粉粒体、気相アルカリ金属化合物を含有する高温の生ガ
ス流を製造する。高温のプロセスガス流は反応区域１５
の下流中央耐火性内張り出口通路１６を通って反応区域
１５を出て放射冷却器１８を下方へ通過する。
【００３２】垂直な放射冷却器１８は、放射冷却器１８
の上部中央フランジ付き入り口１９をガス発生器１の下
流中央フランジ付き出口１７に接続することによりガス
発生器１の下に取り付ける。中央耐火性内張り通路１６
は放射冷却器１８の中へ続く。放射冷却器１８は中空な
垂直の円筒形の鋼製圧力容器であり、複数の垂直方向に
間隔を空けた平行な管２１から成る同心円垂直リングを
備えており、各管は底部供給多岐管２２に接続されてい
る。この複数の垂直な管は上部が上部多岐管２３に接続
されている。ボイラー供給水は導管２４とフランジ付き
入り口２５を経て底部供給多岐管２２に入る。蒸気はフ
ランジ付き出口２６および導管２７を経て上部多岐管２
３から除去される。
【００３３】高温の生プロセスガス流が下方へ通過し管
２１のリング上に来ると該生ガス流は冷却され、例えば
すす、フライアッシュ、融解スラグなどの粉粒体が例え
ば重量により気体−固体遮断分離区域２９において分離
し、放射冷却器１８の底部の水たまり３０に集められ
る。新鮮な水が放射冷却器１８の底部の導管３１を通っ
て導入される。固体の水性分散液が中央底部出口２８、
導管３２、弁３３、導管３４を通って除去される。
【００３４】第一実施態様では、ＮＨ3 を除去するため
に何の設備もないので、高温の生プロセスガス流は側部
出口３９と導管４０を通って放射冷却器１８を出る。導
管４２の弁４１が閉鎖され、導管４４の弁４３が開放さ
れ、生ガス流は導管４５と４６を通過して、導管６９で
導管７０から注入されたアルカリ金属化合物、例えばＮ
ａ2ＣＯ3と混合される。
【００３５】第二実施態様では、弁４３は閉鎖されて、
導管４０の生プロセスガス流は導管４２、開放弁４１、
導管４８を通って触媒不均化装置６３へ入り、そこでプ
ロセスガス流中のＮＨ3がＮ2とＨ2 へ変換される。図に
示されていないが一実施態様では、導管４８の生プロセ
スガス流はセラミックフィルターを通過して不均化装置
６３へ入る前にガス流中の粉粒体の含有量を減らす。導
管６４の生プロセスガス流はＮＨ3 を含んでおらず、熱
交換装置６５を通過して、導管６６から入って導管６７
から出ていく冷媒と間接的な熱交換することにより冷却
される。ＮＨ3を含まない冷却された生プロセスガス流
は導管４６を通過して、導管６９において導管７０から
注入されたアルカリ金属化合物、例えば、Ｎａ2ＣＯ3と
混合される。
【００３６】導管８１の弁８２は閉鎖され、導管６９の
プロセスガス混合物は導管７５、開放弁７６、導管７７
を通過するにつれて冷却され、任意に導管７８と７９に
おいて導管７１、弁７２、導管８０からの水と混合され
る。任意に、弁７６は閉鎖され弁８２は開放され、導管
６９のガス流は導管８１、弁８２、導管８３、冷却器８
４、導管８５を通過することにより冷却される。冷却器
８４では、導管８６のボイラー供給水は飽和蒸気に変換
され、導管８７から出ていく。
【００３７】アルカリ金属ハロゲン化物化合物、例えば
固体のＮａＣｌおよび／またはＮａＦおよびＮａＣＮは
フィルター容器８８でガス流から分離される。窒素ガス
流を定期的にフィルター容器８８の中へ導管８９を経て
送り込み、フィルターを逆流洗浄する。実質的にハロゲ
ン化物およびＨＣＮを含まないガス流はフィルター８８
を出て導管９０を通り導管９１で導管９２からの清浄な
ガススリップ流と混合される。フィルター室８８からの
少量のスリップガス流中のアルカリ金属ハロゲン化物、
例えば固体のＮａＣｌ、ＮａＦ、ＮａＣＮと他の固体ア
ルカリ金属化合物および残留微粉粒体は導管９３を通過
し急冷室９４へ入り、そこでアルカリ金属ハロゲン化物
およびシアン化物、他のアルカリ金属化合物、残留粉粒
体は水９５に溶解または懸濁される。急冷室９４からの
ハロゲン化物を含まず、任意にＮＨ3 を含まないスリッ
プガス流は導管９６、弁９７、導管９２を通過する。急
冷水９５は室９４を出て、導管９８、弁９９、導管１０
０を通って従来の水回収区域５３へ入る。導管３４から
の急冷水も従来の水回収区域５３へ入る。再循環水は導
管５６、２４、１０１を通ってそれぞれの急冷容器へ入
る。
【００３８】粉粒体、ハロゲン化物、ＨＣＮ、アルカリ
金属化合物を実質的に含まず、ＮＨ3 を含む場合と含ま
ない場合のいずれかの導管９１のガス流は導管１１０、
弁１１１、導管１１２、転化触媒室１１３、導管１１４
および１１５を通過することにより、任意に、少なくと
も一部水性ガス転化される。もし水性ガス転化反応区域
へ供給されているプロセスガス流の水分が不足するな
ら、補充の水分を下記の方法でガス流へ導入できる、
（１）導管７０の水性Ｎａ2ＣＯ3溶液として、（２）導
管７１、弁７２、導管８０を通過する冷媒水として、
（３）導管９６の水急冷ガス流として。さもなければ、
少なくとも導管９１のガス流の一部が導管１１７、弁１
１８、導管１１９を通過することにより転化触媒室１１
３を迂回することができる。別の実施態様では、転化触
媒室１１３はメタン化触媒室と取り替えられている。
【００３９】導管１２５からの例えばチタン酸亜鉛など
の硫黄反応性混合金属酸化物吸着剤は導管１１６で導管
１１５からの流れと混合される。次に、この混合物は流
動層式反応器１２６へ導入され、そこでガス流は高温、
例えば５４０℃−６８０℃（１０００°Ｆ−１２５０°
Ｆ）で脱硫される。例えば、図１に示されるように、接
触用容器１２６は流動層であり、前記混合金属酸化物物
質の硫黄反応性部分の少なくとも一部は導管１１５から
の前記ガス流の硫黄含有ガスと反応し、固体金属硫化物
含有物質に変換される。実質的にハロゲン化物、シアン
化水素、アルカリ金属化合物、Ｈ2 Ｓ、ＣＯＳおよび硫
黄を含まず、固体金属硫化物含有の微粒子吸着剤を飛沫
同伴したガス流が生成され、塔頂留出通路１２７を通過
して従来の気体−固体分離装置１２８、例えばサイクロ
ン分離装置へ入る。ハロゲン化物、シアン化水素、アル
カリ金属化合物、硫黄を含まず、ＮＨ3 を含むまたは含
まないガス流は少なくとも５４０℃（１０００°Ｆ）の
温度で分離装置１２８から塔頂留出導管１２９を経て除
去される。消費された固体金属硫化物含有の微粒子状吸
着剤は気体−固体分離装置１２８から低部導管１３０、
弁１３１、導管１３２を経て除去され、硫化微粒子吸着
剤再生装置容器１３３へ導入される。一実施態様では、
導管１２９のガス流に残留しているどんな固体金属硫化
物含有吸着剤も従来の高温セラミックフィルター１３４
でろ過され、実質的に粉粒体、水素、ハロゲン化物、シ
アン化水素、アルカリ金属化合物、Ｈ2 Ｓ、ＣＯＳを含
まず、ＮＨ3 を含んでいるまたは含まない高温の清浄な
ガス流を導管１３５に少なくとも５４０℃（１０００°
Ｆ）の温度で生成する。導管１３５の清浄な品質の格上
げされた燃料ガス流は、好ましくはＮＨ3を含まずに燃
焼タービンの燃焼室へ導入され、電力および／または機
械的力を発生させる。別の実施態様では、導管１３５の
清浄な改良されていない合成ガスは例えばメタノールな
ど有機化合物の化学合成のために触媒反応区域へ導入さ
れる。導管１３６の窒素は定期的にセラミックフィルタ
ー１３４を逆流洗浄するために使用される。この窒素は
実質的に純粋な酸を空気から作るために使用される従来
の空気分離ユニットからの副生成物として得られる。
【００４０】消費された固体金属硫化物含有の微粒子吸
着剤は導管１４０、弁１４１、導管１４２を経て気体−
固体分離装置１３４から除去され、金属硫化物含有微粒
子吸着剤再生装置容器１３３へ導入される。例えば、再
生容器１３３は導管１４３を通って導入される空気を使
う従来の泡立て式または循環式流動層である。この空気
は清浄な燃料ガスが燃焼されて機械的力および／または
電力を発生させる下流燃焼タービンの空気圧縮機からの
スリップ流として得られる。任意に、吸着剤微粉の蓄積
を防ぐために、導管１４０の物質の滲み出る流れを系か
ら除去する。ボイラーの供給水は導管１４４とコイル１
４５を通過して、導管１４６を通って飽和蒸気として外
に出る。金属硫化物含有吸着剤は導管１４３からの空気
により酸化され二酸化硫黄および硫黄反応性金属酸化物
含有の吸着剤微粒子を生成し、これらは通路１４７を通
って気体−固体分離装置１４８へ入る気体類と飛沫同伴
される。例えば、気体−固体分離装置１４８はサイクロ
ン分離装置である。再変換された硫黄反応性金属酸化物
含有物質は導管１５０を通過し、再生装置容器１３３の
底部へ再循環され、次に導管１５１、弁１５２、導管１
５３、１２５を通って導管１１６へ入り、そこで導管１
１５からの硫黄含有ガス流と混合される。補充硫黄反応
性金属酸化物含有物質は導管１５４、弁１５５、導管１
５６を経て工程へ導入される。実質的にＮ2、Ｈ2Ｏ、Ｃ
Ｏ2、ＳＯ2および粉粒体から成るガス流は分離装置１４
８を出て、塔頂留出導管１６０を通って、高温のセラミ
ックフィルター１６１に導入され、そこで微細な再生硫
黄反応性金属酸化物含有物質が分離され、弁１６２、粉
体供給室１６３、弁１６４、導管１６５を通って除去さ
れる。高温の清浄な硫黄含有ガス流は導管１６６を通っ
て排出され、従来の硫黄回収ユニット（図に示されてな
い）へ送られる。定期的に窒素を導管１６７に通過させ
てセラミックフィルターを逆流洗浄する。
【００４１】本発明の他の修正および変更はこれまで説
明したように本発明の精神および範囲を逸脱することな
く行われるので、従って、本発明は添付の特許請求の範
囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明は添付の図面を参照するとされによく理
解される。図１と表示されている図面は本発明の方法の
実施態様の略図である。
【符号の説明】
１・・・ガス発生器、２・・・環状バーナー、３・・・
中央通路、４・・・環状通路、５・・・ガス発生器の上
部中央入り口、７・・・導管、８・・・入り口、１５・
・・反応区域、１６・・・下流中央耐火性内張り出口通
路、１８・・・垂直な放射冷却器、２２・・・底部多岐
管、２３・・・上部多岐管、２９・・・気体−固体遮断
分離区域、６３・・・触媒不均化装置
フロントページの続き (72)発明者 アレン・モーリス・ロビン アメリカ合衆国 92806 カリフォルニア 州・アナヘイム・イースト ゲリッド ア ヴェニュ・2517 (72)発明者 ジェイムズ・ケネス・ウルフェンバーガー アメリカ合衆国 90503 カリフォルニア 州・トーレンス・オーシャン アヴェニ ュ・21413 (72)発明者 ロバート・マレイ・サジット アメリカ合衆国 12590 ニューヨーク 州・ワッピンガーズ フォールズ・トンプ ソン テラス・６

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 合成ガス、還元ガス、または燃料ガスを
    製造する部分酸化方法において、（１）ポンプで汲み上
    げられる炭化水素系燃料の供給原料と遊離酸素含有ガス
    とを部分酸化により反応させる工程であって、前記炭化
    水素系燃料供給原料が液体炭化水素系燃料またはその液
    体エマルジョン、石油コークスの水性スラリー、または
    それらの混合物であり、前記燃料は、ハロゲン化物、ア
    ルカリ金属化合物、硫黄、窒素および無機灰分含有成分
    を含有し、かつその燃料は前記燃料を自由流動性の垂直
    な耐火性内張り部分酸化ガス発生器で遊離酸素含有ガス
    と反応させ、約９８０℃−１６５０℃の範囲の温度を有
    し、Ｈ22、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、ＣＨ4、ＮＨ3、ＨＣ
    Ｎ、ＨＣＬ、ＨＦ、Ｈ2Ｓ、ＣＯＳ、Ｎ2、Ａｒから成
    り、粉粒体、気相アルカリ金属化合物を含有する高温の
    生ガス流を製造する工程、（２）工程（１）からの高温
    の生ガス流をガス冷却区域において約５４０℃−７００
    ℃の範囲の温度まで部分的に冷却する工程、（３）工程
    （２）からの生ガス流から飛沫同伴の粉粒体を分離する
    工程、（４）工程（３）からのプロセスガス流に補助ア
    ルカリ金属化合物を導入し、前記プロセスガス流中の気
    体のハロゲン化水素とシアン化水素とを反応させ、前記
    反応ガス流を約４３０℃から５４０℃の範囲の温度まで
    冷却し、プロセスガス流をろ過し、アルカリ金属ハロゲ
    ン化物およびシアン化物、残留アルカリ金属化合物、残
    留粉粒体を分離する工程、（５）工程（４）からの前記
    冷却ろ過ガス流を硫黄除去区域において硫黄反応性酸化
    物含有混合金属酸化物吸着剤と接触させ、前記工程
    （４）からの冷却ろ過ガス流中の硫黄含有ガスを前記硫
    黄反応性酸化物含有混合金属酸化物吸着剤と反応させ硫
    化吸着剤を生成し、前記冷却ろ過ガス流から前記硫化吸
    着剤を分離し、粉粒体、アルカリ金属化合物、ハロゲン
    化水素、ＨＣＮ、Ｈ2 Ｓ、ＣＯＳを実質的に含まず、少
    なくとも５４０℃の温度を有する清浄なガス流を製造す
    る工程から成ることを特徴とする合成ガス、還元ガス、
    または燃料ガスを製造する部分酸化方法。
  2. 【請求項２】 前記液体炭化水素系燃料が液化石油ガ
    ス、石油留出物と残留物、ガソリン、ナフサ、ケロシ
    ン、原油、アスファルト、ガス油、残留油、タールサン
    ドとシェール油、石炭油、芳香族炭化水素（例えば、ベ
    ンゼン、トルエン、キシレン留分）、コールタール、流
    動接触分解作業由来の循環ガス油、コークス炉ガス油の
    フルフラール抽出物、タイヤ油、およびその混合物であ
    ることを特徴とする請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 前記気体炭化水素燃料がメタン、エタ
    ン、プロパン、ブタン、ペンタン、天然ガス、水性ガ
    ス、コークス炉ガス、精油所ガス、アセチレン廃ガス、
    エチレン・オフガス、合成ガスまたはその混合物である
    ことと特徴とする請求項１または２の方法。
  4. 【請求項４】 工程（４）を出たプロセスガス流を触媒
    水性ガス転化反応区域を通過させて、工程（５）に先だ
    って約５４０℃−６８０℃の範囲の温度に加熱する工程
    を特徴とする請求項１−３のいずれか１項の方法。
  5. 【請求項５】 前記水性ガス添加反応区域に先立ってプ
    ロセスガス流に水分を補充する工程を特徴とする請求項
    ４の方法。
  6. 【請求項６】 工程（４）を出たプロセスガス流を触媒
    メタン化反応区域を通過させて、工程（５）に先だって
    約５４０℃−６８０℃の範囲の温度に加熱する工程を特
    徴とする請求項１−３のいずれか１項の方法。
  7. 【請求項７】 工程（４）を出たガス流を工程（５）に
    先だって間接的熱交換により約５４０℃−６８０℃の範
    囲の温度に加熱する工程を特徴とする請求項１−３のい
    ずれか１項の方法。
  8. 【請求項８】 工程（５）において、約５４０℃−６８
    ０℃の範囲の温度および工程（１）のガス発生器の圧力
    から導管内の通常の圧力降下を引いた圧力で、工程
    （４）由来のガス流中のＨ2 ＳおよびＣＯＳが前記硫黄
    反応性混合金属酸化物吸着剤の硫黄反応性部分と反応す
    ることを特徴とする請求項１−７のいずれか１項の方
    法。
  9. 【請求項９】 工程（２）および（３）が、工程（１）
    から出た高温生ガス流を約８００℃−９８０℃の範囲の
    温度に部分的に冷却し、前記部分的に冷却された生ガス
    流から飛沫同伴の粉粒体を分離し、得られたプロセスガ
    ス流中のアンモニアを触媒により不均化して実質的にＮ
    Ｈ3 を含まないプロセスガス流を生成し、工程（４）へ
    送ることからなることを特徴とする請求項１−８のいず
    れか１項による方法。
  10. 【請求項１０】 工程（５）における前記硫黄反応性酸
    化物との接触が約５４０℃−６８０℃の範囲の温度で実
    施されることを特徴とする請求項９の方法。
  11. 【請求項１１】 前記ガス流が約８００℃−９８０℃の
    範囲の温度でニッケル不均化触媒と接触して前記ＮＨ3
    がＮ2とＨ2 に不均化されることを特徴とする請求項９
    または１０の方法。
  12. 【請求項１２】 温度は約９８０℃−１６５０℃の範
    囲、圧力は約２−３００気圧の範囲、Ｈ2Ｏ対炭化水素
    系燃料の重量比は約０．１−５．０の範囲、Ｏ／Ｃの原
    子比は約０．７−１．５の範囲において、前記炭化水素
    系燃料供給原料を前記遊離酸素含有ガスと反応させるこ
    とを特徴とする請求項１−１１のいずれか１項の方法。
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