JPS5916919A - 硫化鉄含有粒子の焙焼方法 - Google Patents

硫化鉄含有粒子の焙焼方法

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JPS5916919A
JPS5916919A JP12471882A JP12471882A JPS5916919A JP S5916919 A JPS5916919 A JP S5916919A JP 12471882 A JP12471882 A JP 12471882A JP 12471882 A JP12471882 A JP 12471882A JP S5916919 A JPS5916919 A JP S5916919A
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catalyst
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iron
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Teruo Suzuka
鈴鹿 輝男
Yukio Inoue
井上 幸夫
Kuniyoshi Morinaga
守永 邦芳
Hiromi Ozaki
尾崎 博己
Hidetaka Ose
大瀬 秀隆
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02Roasting processes
    • C22B1/10Roasting processes in fluidised form

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、硫化鉄含有粒子を可燃性物質の共存下で焙焼
する方法に関する。
近年、ラテライトのような天然鉄鉱石並びにその他の鉄
化合物から調製される鉄を含有する触媒を用いて重質油
を該触媒の存在下で接触分解することにより軽質化する
とともにその際上記触媒上に付着したコークを還元雰囲
気下に燃焼して該触媒中の酸化鉄を還元し、次いで得ら
れる還元された触媒にスチームを接触させることにより
水素を製造する方法(特開昭54−47708号)並び
に前記還元された鉄を含む触媒に重質油及びスチームを
接触させて重質油を分解して軽質化するとともにスチー
ムアイアン反応によって水素を製造し、次いで上記重質
油の軽質化に際しコークを付着した酸化された鉄を含む
触媒を、咳コークが完全に燃焼するには不足な臓の酸素
含有ガスの供給により上記コークを部分焙焼するととも
に上記触媒中の酸化鉄を還元して再生する方法(特開昭
56−49790号)等が提案されている。而して、こ
れらの方法において重質油として硫黄分の高いものを用
いると、重質油中の硫黄化合物が融媒中の鉄と化合して
硫化鉄を生成し、この硫化鉄は触!J8循環使用するこ
とにより系内に漸次蓄積して触媒中の酸化鉄の還元を阻
害するとともに水素発生に有効な鉄の量を低下させる等
の原因となる。
上述のようにして触媒中に生成する硫化鉄を除去するた
めの最も簡易な方法は、循環使用する触媒の一部を系内
から抜き出して焙焼することである。ずなわぢ、この方
法は従来、硫化鉄鉱のような硫化鉄含有物の流動焙焼方
法にみられるごとく、硫化鉄を全てFel!01とSO
!にまで酸化するに必要な理論酸素量よりも過剰な量の
酸素の供給下で焙焼し、しかも焙焼時に残留する硫化鉄
の量を可及的に低減させるべく焙焼温度をできるだけ高
温で行うものである。
しかしながら、上述のような焙焼法を適用して前記触媒
中の硫化鉄を焙焼すると、該硫化鉄とともに触媒上に付
着したコークのような触媒と共存する可燃性物質までも
完全に燃焼してしまうので、触媒中の酸化鉄を還元する
のに必要なコークのごとき可燃性物質が損5失する吉い
う問題が起る。
本発明者は、前述したコークを付着した触媒中に生成し
た硫化鉄のような可燃性物質と共存している硫化鉄含有
粒子の焙焼について検討した結果、焙焼時に供給する酸
素量及び焙焼温度を特定条件下にコントロールすること
により上記問題を解消できるとの知見を得て本発明をな
すに至った。
すなわち、本発明は可燃性物質と共存する硫化鉄含有粒
子を焙焼する際、該可燃性物質の燃焼によるロスを抑制
して硫化鉄を優先的に燃焼し得る焙焼方法を提供するこ
とを目的とする。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明の特徴は、硫化鉄含有物子を可燃性物質の共存下
に流動層で焙焼する方法において、上記粒子中の硫化鉄
及び上記可燃性物質の燃焼に必要な理論酸素量の60容
量%乃至100容員%の酸素量、もしくはこの酸素量に
前記粒子中の還元鉄=la5マグネタイトへ酸化される
に要する酸素量を加えた量を上記流動層に供給し、且つ
該流動層の温度を800℃以下の温度に保持すること齋
こある。
本発明でいう1可燃性物質1とは前述したごとき重質油
の接触分解に際して生成するコークの他に焙焼時に硫化
鉄含有粒子の流動層を所定温度に保つために該流動層へ
供給される燃料のような上記流動層に共存する可燃性物
質を包含するものである。
本発明では上記流動層に供給する酸素量を硫化鉄含有粒
子中の硫、化鉄含有量及び該粒子と共存する可燃性物質
の量を燃焼するのに必要な理論酸素量の60容−t%乃
至100容量%に調節して焙焼を行うものであるが、こ
の燃焼に必要な理論酸素量は次のようにして算出される
すなわち、硫化鉄については上記粒子中の含量を測定し
ておき下記反応式に基いて燃焼に必要な理論酸素量を算
出する。
3 Fo S + 50t→3 S Ot + F(l
 mへ   (1)又、可燃性物質についてはその中の
炭素、水素及び硫式等の含量を測定し、下記各式に基い
てそれぞれ上記理論酸素量を算出する。
C−1−0,−’ Co、    +212H,+01
→2H,O(31 S+0.→Soy      (41 なお、焙焼すべき硫化鉄含有粒子が前述したような還元
再生された後の触媒で還元鉄を比較的多−■に含む場合
には、該還元鉄(Fe 、 Foe)のマグネタイト(
Fo、104)への酸化に必要な酸素微か無視できない
ため、触媒中の還元鉄の量を測定し、下記反応式に基い
て上記酸素量を算出する。
F、 、 F、0→Fo、O,+51 本発明では上記反応式(1)乃至(4)に基いて算出し
た理論酸素量の合計量の60容量%乃至100容量%の
量の酸素、さらに、必要に応じ、上記反応式(5)に基
いて算出した酸素量を加えたものを流動層に供給して焙
焼を行うものであり、上記式(1)乃至(4)により算
出される酸素量が60容t%より低いと硫化鉄の燃焼に
よる除去率が低減しくなお、この低減は流動層の温度が
高い程顕著になる)、一方100容i%を超えると可燃
性物質の燃焼率が急激に上昇してその損失が多くなる。
本発明では上記酸素量のコントロール1こ加えて焙焼に
際しての上記流動層の温度をsoo”c以下の温度に保
持するものであって、この温度が800℃を超えると流
動層中に存在する可燃性物質の燃焼率が上昇して損失す
るようになり、一方硫化鉄の燃焼率はほとんど変化しな
いか、或は流動層へ供給する酸素量が低いと逆に減少す
る傾向があるので所期の目的が達成されなくなる。
以下に硫化鉄含有粒子を可燃性物質の共存下に硫動層で
焙焼する場合における流動層へ供給する酸素量及び流動
層の温度との関係を試験した結果を示す。
試験方法: Fe 57.1wt%* Nl 1.19 wt%* 
A110 g6.63wt%及びS 10.2.76 
wt%の組成を有する触媒(平均粒径(1、2M++7
1)を用いて重質油の分解による軽質化とスチームアイ
アン反応による水素の製造及び使用済触媒の還元再生を
繰返し行って得られたコーク付着の触媒粒子を硫化鉄含
有粒子の試料として用いた。この触媒粒子の硫化鉄含量
及びコーク伺着爪は下記のとおりである。
硫化鉄(FeElとして)含量   13,7 w1%
コーク付着量        5,6 wt%上記試料
を、直径10.2m、高さ190mの外熱式の焙焼炉へ
ホールドアツプ′IIk5にり、且っ5Ky10r の
供給量で連続的に供給し、一方焙焼炉の下部より量を種
々変えて酸素を供給し、流動層の温度を700℃並びに
soo’cの温度にそれぞれ保持して焙焼(触媒滞留時
間1時間)を行なった。焙焼後者試料を抜き出して硫化
鉄及びコークの燃焼率を測定した。結果は添付の第1図
に示すとおりである。
第1図にみられるように、酸素の供給量を燃焼理論量に
対して60〜100容量%にコントロールし且つ焙焼温
度を800℃以下に保持すると試料中の硫化鉄が優先的
に燃焼され、一方可燃性物質(コーク)の燃焼率が抑制
されるようになる。
紙上のように、本発明によると硫化鉄含有粒子を可燃性
物質の共存下に焙焼する場合、可燃性物質の燃焼が抑制
され、一方硫化鉄が優先的(こ燃焼されるので、本発明
は、鉄を含有する触媒を用いて重質油を分解して軽質化
するとともに水素を製造する方法、例えば本願発明と同
一の出願人の出願に係る特願昭56−20708号及び
特願昭56−57542号の各発明における触媒中の硫
化鉄の焙焼工程に有効に適用することが可能である。因
みに、本発明では焙焼すべき硫化鉄含有粒子中の硫化鉄
含量がi、o重量%以上であることが実用上好ましい。
以下に実施例及び比較例を示して本発明及びその効果を
具体的に説明する。
なお、下記の各実施例は、鉄を含有する触媒を用いて重
質油を分解して軽質化するとともに水素を製造する方法
において触媒中に生成した硫化鉄を焙焼して除去する工
程に本発明を応用した例を示したものである。
実施例1 本例は、重質油の接触分解に用いたコーク付着の触媒を
、該コークの燃焼により還元して再生し、この再生した
触媒を用いて重質油の分解、軽質化と水素の生成を行い
、次いで触媒中に生成した硫化鉄を焙焼して除去するの
に本発明を応用した例を示したものである。
第2図において1は触媒の再生工程(第1工程)、2は
第1工程で再生された触媒を重質油及びスチームに接触
させて重質油の分解、軽質化及びスチームアイ゛アン反
応による水素を生成させる工程(第2工程)及び3は第
2工程で用いた触媒中に生成した硫化鉄を焙焼する工程
(第3工程)をそれぞれ示す。
図において第1工程lではコークを付着した触媒を空気
4の供給下に部分燃焼させて触媒を還元して再生し、こ
の再生した触媒を第2工程2へ導き、これに重質油5及
びスチーム6を供給して接触させて上記軽質化と水素の
生成を行い、次いで第2シ程2で使用した触媒を第3工
程3へ導き、空気7を燃焼理論酸素量の70容i%にな
るように供給して750℃の温度下で焙焼を行った。比
較例として第3工程3で空気7を上記理論険の110容
量%供給して同様に焙焼を行った。なお、各工程で用い
た装置の仕様、使用した重質油の性状及び触媒の組成並
びに運転条件は下記のとおりである。
第1工程 :内径15.1cm高さ180α久スプーン
レス製第2工程 :内径12.7crn高さl 60 
t:rrO)   1比重(15°C/4℃)   1
.0440残炭(wt%)     ’24.17硫芭
(wt%)      5.62 触媒 F657.4 vt%、Nl i、21 wt%、Mg
OO,78wL%、81012.69 wt%、Aら0
.+ 6.59 wt%の組成のラブ−ライト鉱石を粉
砕、混線、造粒焼成により調整して得られたもので平均
粒径0.2mn、比表面積1.40 m17gを有する
運転条件 本発明  比較例 第1工程:触媒ホールげツブt20Kv     同左
空気供給量2.5 Nm”7/■xr   y原料油供
給#(トチ油) 0.06Kg/Hr  s温  度 
      850°C〃 圧  力        IK9/i      I第
2工程:触媒ホールげツブ量 13Kftri料油供給
量4.0 Kg/Hr    Ifスチーム供給量2.
OKf/Hr    s温  度       540
℃    〃圧  力        I Ky/ly
A      #第3工程;触媒ポールげツブ欲Log
9     g空気供給量0.6Nm’/IIr  O
,79温  度      750℃   I圧  力
       IKp/crAtr触媒循環量;第1工
程・第2工程間 20Ky/IIr   rt織工程・
第3工程  1h/Hrrt (焙焼工程)間 (Iljl:)第2工程から第3工程へ導入された触媒
中の硫化鉄含量は21.3wL%であった。
上記第3工程(焙焼工程)で得られた触媒を第1工程で
再生し、次いで第2工程で重質油の分解、軽質化及び水
素の製造に用いた結果を表1に示す。
表    1 *転置基準による。
表1にみられるように、本発明Iこより燃焼理論酸素1
#の70容債%の酸素の供給下で焙焼した触媒を再生し
て用いた場合に比し、llo容量%の酸素の供給下で焙
焼した触媒を再生して用いた場合(比較例)は水素の生
成鼠が低減することが分る。
実施例2゜ 本例は、触媒を重質油とスチームに加熱下で接触させて
重質油の分解、軽質化と水素の生成を行うとともに触媒
上にコークを付着させる工程(第1工程)、このコーク
何着の触媒を該コークの部分燃焼により還元して再生す
る工程(第2工程)及びこの再生工程で触媒中に生成し
た硫化鉄を焙焼する工程(第3工程)から成る重質油の
分解、軽質化上水素の製造法において本発明を上記硫化
鉄の焙焼工程(第3工程)に応用した例を示したもので
ある。
なお、本例で用いた各工程での装置の仕様、重質油の性
状及び触媒の組成並びに運転条件は下記のとおりであり
、第3工程(焙焼工程)では触媒中の硫化鉄及び付着コ
ークの燃焼に必要な理論酸素量の70容景%の酸素に触
媒中の還元鉄がマグネタイトになるに要する酸素量を加
えた量になるように空気を供給しながら750°Cで焙
焼を行った。
各工程の仕様 tal工程(分解塔):内径12.7cyn、高さ16
0口のスグンレス製 第2工程(再生塔):内径15.1crn、高さ180
創のステンレス類 第3工程(焙焼炉):内径5,0cnt、高さ100c
nのステンレス類 原料油の性状 クラエート減圧残油 比重(15℃/4℃)  1.020 残炭分(wt%)    21.1 砧黄分(wt%)5.1 触媒 Fe 55.1 wt%、 Nl 1.26 wt%、
Mg02.6wt%、SIO雪 4,7vrL % 、
A6tOs   2.8 1  wt%を含むラテライ
ト鉱石を平均粒径0.2Uに造粒したものを1,160
℃で3時間焼成して得られるものであって比較面積3.
2 ns” / 、li’を有する。
運転Φ件 第1工程;触媒ホールドアツプ量   13に9原料油
供給几      4.oKg/hrスチーム供給量 
    2.0Kq/hr温度    540’C IE 力IKL1/cJG 第2工程:触媒ホールドアツプ量20Kq空気供給−J
l       5 N♂/hr原料油供給量    
 0.06Kf/hr温度    850℃ 圧力           IKr/cJa第3工程:
 触媒ホールドアツプ量i、oKp(焙焼工程)空気供
給量      0.5Nm%/hr温度    75
0”C LE力    I Ky/cm’ a 触媒循環量 第1工程・第2工程間  20 Kq/ hr第2工程
会第3工程間   I K4/ hr上記第3工程で焙
焼して得られる触媒を第1工程へ導入して重質油の分解
、軽質化と水素を製造を行った結果は表2に示すとおり
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における砧、化鉄含有粒子中の硫化鉄及
び該粒子と共存する可燃性物質の燃焼率と供給酸素量(
燃焼理論量に対する酸素量)との関係を示したものであ
る。第2図は実施例1により本発明を適用した重、質油
の分解、軽質化及び水素の製造工程の概略図を示したも
のであり、図中1は第1工程(再生工程)、2は第2工
程(分解工程)及び3は第3工8(焙焼工程)を表わす

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)硫化鉄含有粒子を可燃性物質の共存下に流動層で
    焙焼する方法において、該粒子中の硫化鉄及び上記可燃
    性物質の燃焼に必要な理論酸素■の60容量%乃至10
    0容量%の酸素量、もしくはこの酸素量に上記粒子中の
    還元鉄がマグネタイトへ酸化されるに要する酸素量を加
    えた量を上記流動層へ供給し、且つ該流動層の温度を8
    00℃以下の温度に保持することを特徴とする硫化鉄含
    有粒子の焙焼方法。
JP12471882A 1982-07-16 1982-07-16 硫化鉄含有粒子の焙焼方法 Granted JPS5916919A (ja)

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JP5916806B2 (ja) * 2013-07-25 2016-05-11 株式会社野田修護商店 金属切粉の乾燥方法及びそれを用いた金属切粉乾燥装置

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