NO127703B - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- NO127703B NO127703B NO02188/69A NO218869A NO127703B NO 127703 B NO127703 B NO 127703B NO 02188/69 A NO02188/69 A NO 02188/69A NO 218869 A NO218869 A NO 218869A NO 127703 B NO127703 B NO 127703B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- water
- carbon
- line
- oxygen
- gas
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 75
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 40
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 35
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 35
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 27
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 26
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 6
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 claims 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 28
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 27
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 27
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 27
- 239000000047 product Substances 0.000 description 23
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical compound [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- -1 heavy fuel oils Chemical class 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011872 intimate mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
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
-
- 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
- C01B3/48—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 followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Fremgangsmåte for fremstilling av karbonmonoksyd og hydrogen.
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av karbonmonoksyd og hydrogen, eller syntesegass, fra flytende hydrokarboner ved direkte partiell oksydasjon med en oksygenholdig gass. Mer spesielt angår foreliggende oppfinnelse en ikke-katalytisk fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass, hvor flytende vann tilføres en reaksjonssone som en temperatur-modererende forbindelse. Videre angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass ved direkte partiell oksydasjon hvor vann blandes med en hydrokarbono-lje, hvoretter blandingen tilføres en reaksj onssone i flytende fase og der reageres med oksygen ved en autogen temperatur varierende fra 982°-1760°C.
Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av karbonmonoksyd og hydrogen ved direkte partiell oksydasjon av flytende hydrokarbon i nærvær av vann med oksygen i en upakket reaksjonssone ved en autogen temperatur i området 982°-1760°C.og. et trykk på minst 7 kg/cm<2>, kjennetegnet ved at nevnte hydrokarbon i blanding med vann i flytende fase, idet vannmengden er minst 15% og tilstrekkelig for å tilveiebringe det i. alt vesentlige av den damp som er nødvendig for reaksjonen, føres inn i reaksj;onssonen i blanding med en oksygenrik gass-strøm inneholdende minst 95 mol-% oksygen og i slike relative mengder at man får utført en i alt vesentlig fullstendig omdannelse av nevnte hydrokarbon til karbonoksyder og hydrogen.
Fra øst-tysk patent nr. 54 997 er det ved -fremstilling av karbonmonoksyd og hydrogen fra blant annet hydrokarbon, kjent å tilsette hydrokarbonet vann. Det anvendes her imidlertid en meget liten mengde vann, dvs. maksimalt 4 vekt-% i forhold til brennstoffet. Dette re-presenterer en stor forskjell fra den ovenfor angitte fremgangsmåte hvor all dampen som skal til for reaksjonen tilveiebringes ved å blande vann i flytende fase med hydrokarbon og tilføre blandingen til reaksj onssonen, og ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte oppnåes en vesentlig forbedring i forhold til den kjente syntesegassfremstillings-prosess.
En fremstilling .av karbonmonoksyd og"hydrogen, eller syntesegass, ved en ikke-katalytisk reaksjon meilom hydrokarboner og oksygen eller oksygenanriket luft, eventuelt i nærvær åv damp, er kjent. - Partiell oksydasjon av flytende hydrokarboner, <p>g da spesielt tunge fyringsoljer, er en meget økonomisk fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass i meget store mengder. I den partielle oksydasjonsprosess blir de flytende hydrokarboner reagert med oksygen og damp i en lukket reaksj onssone i fravær av en katalysator eller et pakkemateriale ved en autogen temperatur varierende fra 982° til 1760°C, fortrinnsvis i området fra 1206° til 1538°C. Hydrokarbonoljen er vanligvis delvis eller fullt ut fordampet og blandet med eller dispergert i damp. Hydrokarbonoljen og dampen er vanligvis forvarmet til én temperatur varierende fra 260° til 427°C, vanligvis til en temperatur på minst 3l6°C, mens oksygenet vanligvis ikke er forvarmet. Reaksjonssonen holdes under et trykk over 7 kg/cm 2 , f.eks. fra 42 til 70 kg/cm 2, skjønt man i den senere tid har foreslått å anvende høyere driftstrykk på opptil 84 til 210 kg/cm p. Produktgassen består i alt vesentlig av karbonmonoksyd og hydrogen og inneholder relativt små mengder av karbondioksyd, metan og. medført;karbon. Det faste karbon som fremstilles ved fremgangsmåten blir frigjort i form av meget fine partikler, som meget lett lar seg fukte av vann.
De produktgasser som kommer fra gassutviklingssbneh; inneholder store mengder varme. Denne varme kan med fordel anvendes for å om-' danne vann til"damp, enten ved direkte å kontakte den varme gas strøm - med vann eller ved å føre den varme gasstrøm gjennom en egnet varme--veksler, f.eks. en koker av et eller annet slag.
Vanligvis er det ønskelig å operere gassgeneratoren slik at om-trent 25? av karbonet i hydrokarbonet frigjøres som fritt karbon, og dette føres ut av gassgeneratoren sammen med produktgassene. Medført karbon i syntesegasstrømmén fjernes effektivt ved å kontakte gass-strømmen med vann i et egnet gass-væske-kontaktapparat, f.eks. et dusjetårn, et bobleplateapparat., eller en pakket kolonne.
Ved å dispergere vann i hydrokarbonoljetilførselen og tilføre blandingen i flytende fasé. direkte til reaksjonssonen, oppnås bedre resultater. Skjønt forskjellige flytende hydrokarboner er egnet som utgangsmaterialer for den foreliggende fremgangsmåte, så er det fore-trukket å anvende hydrokarbonoljer med en API-tetthet på mindre enn 10° API. Tunge fyringsoljer som er egnet for det foreliggende formål innbefatter f.eks. tunge destillater, residuale oljer, bunkeroljer og brenselolje nr. 6. Hydrokarbonutgangsmaterialet har fortrinnsvis et begynnende kokepunkt over 100°C, fortrinnsvis over 121°C. Brenseloljen kan forvarmes før den blandes med vann, men i ethvert tilfelle bør for-varmingen begrenses, slik at man ikke når vannets kokepunkt ved det trykk under hvilket blandingen finner sted.
Det hydrokarbonutgangsmateriale som blandes med vannet kan innbefatte en grøt av karbon i olje. Vannet kan innbefatte en grøt av karbon i vann, f.eks. en grøt av den type som oppnås som et resultat av at man vasker produktgassene fra en syntesegassgenerator. Blandingen av vann og olje befinner seg i alt vesentlig i en ufordampet form før blandingen føres inn i gassgeneratoren.
Fordeler ved den foreliggende fremgangsmåte er mange sammenlignet med vanlige fremgangsmåter. Det er f.eks. unødvendig å utvikle damp for syntesegassreaksjon, og det er mulig å drive syntesegassgeneratoren .med reduserte mengder vann og ved lavere temperaturer. Reduksjon av vann i tilførselen resulterer i mindre damp eller vanndamp i produktgasstrømmen. Man oppnår en fordel ved det lave dampinnhold i produktgassen når man anvender en dampkoker til å avkjøle, produktgassen og derved utvikle damp, I slike tilfelle vil produktgassdampen bare bli avkjølt til en temperatur over duggpunktet ved det. herskende trykk hvorved man unngår en kondensasjon av vann med resulterende fuktning og korrosjon av varmeveksleroverflåtene og en tilklebning av karbon til disse. Fig. 1 på de vedlagte tegninger er et lengdesnitt gjennom et
egnet apparatarrangement ved hjelp av hvilket man kan utføre en foretrukken utførelse av den foreliggende fremgangsmåte. Fig. 2 er et lengdesnitt, delvis gjennomskåret, av en brenner som kan anvendes i foreliggende fremgangsmåte.
Hydrokarbonolje-utgangsraaterialet tilfores gjennom ledning 5 via pumpe 6 til ledning 7• I en foretrukken utfOrelse vil vann fra en egnet kilde, f.eks. ledning 11 og pumpe 12, injiseres inn i oljen i ledning 7» hvorved det dannes en dispersjon av vann.i olje, og denne tilfores brenneren 8 i syntesegassgeneratoren 9« Oksygen fra en egnet kilde tilfores brenner 8 via ledning 10. Blandingen eller dispersjonen av vann i olje fra ledning 7 fOres i flytende fase fra brenner 8 og inn i gassgeneratoren 9 i blanding med oksygen fra ledning 10. En egnet brenner er vist på fig. 2, beskrevet detaljert i det etterfOlgende. KjOlevann tilfores brenneren via ledning 14 og tas ut via ledning 15 for derved å hindre overoppvarming av brennerspissen.
Syntesegassgeneratoren 9 innbefatter et sylindrisk trykkar 16 méd eh ildfast foring 17 som definerer et sylindrisk, kompakt og upakket reaksjonskar 18. Reaksjohsblandingen frå brenner 8 som består av olje, vann og oksygen, injiseres aksialt inn i den Ovre enden av reaksjohskammer 18 gjennom en egnet tilfOrsélsahordning 19. Reaksjonsproduktet tas aksialt ut fra den nedré ende av reaksjoris-soné l8 gjennom uttåksariordningén 20 og fOres så over i uttaks-ledningen 21 utstyrt med en ildfast foring 22.
I réåksjohssonen 18 vil bljé, vårin og oksygen reagere ved en autogen temperatur over ca.. 982°c; f.eks. én témperatur varierende fra 1206 til 1338°C, hvorved man får fremstilt syntesegass bestående av karbonmonoksyd og hydrogen samt mindre mengder av andre gasser foruten fast karbon.
De relative mengder olje, vann og oksygen reguleres nOyaktig slik at man omdanner i alt vesentlig alt karbon i hydrokarbonoljen til karbonmonoksyd, samtidig som man opprettholder eri autogen reaksjonssonetemperatur varierende fra 982° til 176o°C, fortrinnsvis i området fra 1206 til 1538°C. Mindre mengder fritt karbon, f.eks. frå 1 - 5 % av karbonet i oljetilfOrselen fra ledningen 7, medfOres i produktgassen. Mindre mengder karbondioksyd, f.eks. fra 5 til 7 mol-?5 av produktgassen på tOrrbåsis, vil vanligvis også være til stede i gassprbduktet. Vanligvis vil fra 90 til 92 % av karbonet i hydrokarbontilfOrselen bli' direkte omdannet til karbonmonoksyd.
I det minste en del av karbbndioksydét i produktgassen ér et resultat av vanngasskiftreaksjonen.En mindre'mengde metan,f.eks., fra 0.2til 0.5 mol-^ på tOrrbåsis, er vanligvis også til stede i produktgassen. Mindre mengder nitrogén og argon kan også være til stede i produkt- ' gassen, alt avhengig av renheten på det oksygen som tilføres brenneren.
Eventuell aske i hydrokarbonoljen som frigjøres ved om-dannelsen av et tungresiduum til syntesegass, tas ut fra den nedre del av reaksjonssone 9 som en smeltet slagg eller en aske som akkumuleres i slaggkammer 23, alt avhengig av tilførselen fra ledning 21. Smeltet aske fra ledning 21 faller ned i vannet 24 som opp-rettholdes i slaggakkumulatoren 23, og dette vann avkjøler den smeltede aske meget raskt, slik at det frembringes granulære faste partikler. Vann tilfores slaggakkumulatoren 23 etter ønske via pumpe 24 via en kontrollventil 26 og ledning 27» fortrinnsvis på signal fra en reguleringsanordning 28. Oppsamlinger av fast mate-riale, f.eks. karbon fra gasstrømmen, avskallinger og fast slagg eller aske fra brennstoffet, kan tas ut periodevis fra den nederste del av slaggakkumuleringssone 23 via ledning 29 regulert ved hjelp av ventilen 30.
Varme produktgasser som forlater gassgeneratoren via ledningen 21 og som i alt vesentlig er frie for aske eller slagg fra brennstoffet, mén som stadig inneholder medførte karbonpartikler, føres oppover gjennom en koker 32 hvor gasstrømmen avkjøles til en temperatur over sitt duggpunkt, dvs. til en temperatur i området fra 232 til 316°C, hvorved man får utviklet høytrykksdamp som ffires fra dampbeholderen 33 via ledningen 34 for videre anvendelse. Vann til kokeren tilfores etter behov fra ledning 35 til slambrønn 36 via pumpe 37.
AvkjSlte produkter fra koker 32 fores gjennom overførings-ledning 38 til et gass/væske-kontaktapparat 39, inn i hvilket vann injiseres fra ledning 41 via injeksjonsdyser 42 fra en kilde som er beskrevet i det etterfølgende. Man får i kontaktapparat 39 ©n meget intim kontakt mellom produktgassene fra ledning 38 og vann fra ledning 41»°S m* n kan fortrinnsvis anvende et venturikontakt-apparat i hvilket gasstrømmen akselleres, og hvor vann injiseres inn i den aksellererte gasstrøm ved venturiinnsnevringen fra en rekke dyser 42, og hvor to slike dyser er vist diagrammessig på tegningén. Slike kontaktapparater er i seg selv kjente.
Den resulterende blanding av gass og vann som dannes i kon-taktapparatet 39 fores inn i separator 43, hvor man utfører én sepa-rasjon mellom avkjfilt, ren produktgass og vann "inneholdende karbon fjernet fra produktgassene. Separator 43 er fortrinnsvis et kar av syklontypen fra hvis Ovre ende ren produktgass tas ut sentralt og fOres så inn i ledningen 44» Friskt vann, fortrinnsvis kondensat fra prosess-systemet, fOres til separator 43 via ledning 46 ved hjelp av pumpe 47» fortrinnsvis regulert ved hjelp av en ventil 48 s°m reagerer på et signal fra væskenivåreguleringsanordning 49* Vann inneholdende karbon utskilt fra produktgasstrOmmen akkumuleres i den nedre del av separator 43* En grOt av karbon i vann tas ut fra separator 43 v*a ledning 51., En del av karbon-vann-grOten resirkuleres ved hjelp av pumpe 52 til ledning 41 og injeksjonsdysene 42. Den gjenværende del av karbon-vann-grOten fOres gjennom ledning 53 til karbongjenvinningsapparatet 54» fortrinnsvis med en hastighet som bestemmes av en stromreguleringsenhet 55 °S reguleringsventil 56. Hvis det er Onskelig, kan vann inneholdende karbon fOres ved hjelp av pumpe 57 gjennom ledning 58 til ledning 7 som en del eller^som alt det vann som er nOdvendig for å fremstille blandingen av olje og vann til gassgeneratoren 9» mens den gjenværende del av karbon-vann-grOten, hvis en sådan er til stede, tilfOres karboninnvinningsenheten,54»
Karboninnvinningsenheter egnet for det foreliggende formål er kjent.og beskrevet i detalj i U.S.-patentene 2.99??741 °g 2.992.9°6« Olje for karboninnvinningsenhetene, mest egnet som en del eller all den olje som er nOdvendig.som utgangsmateriale for syntesegassgeneratoren, tilfOres karboninnvinningsenheten gjennom ledning 59» I nevnte enhet blir karbon overfOrt fra vanngrOten eller dispersjonen til hydrokarbonoljen, hvorved man får fremstilt en karbon-oljegrOt. Denne blanding tas ut fra karboninnvinningsenheten gjennom ledning 6l og fOres gjennom ledning 62 for anvendelse som brensel eller fOres ved hjelp av pumpe 63 gjennom ledning 64 og inn i ledning 7» hvor den helt eller delvis kan anvendes som den olje, som er nOdvendig for syntesegassfremstillingen.
Renset vann tas ut fra karboninnvinningsenheten 54 gjennom ledning 66 og kan fra denne returneres ved hjelp av pumpe 67 gjennom ledning 68 til separator 43» eller ved hjelp av pumpe 69 til ledning 58 og ledning 7 f°r der helt eller delvis utgjOre det vann som er nOdvendig for fremstilling av utgangsmaterialet f6r syntesegass-utviklingen.
Ren produktgass fra syntesegassgeneratoren tas ut fra separator 43 gjennom ledning 44 og fOres gjennom varmeveksleren 70 til en skift-omdanner Jl som inneholder en egnet shiftomdannelseskatalysator, f.eks. jernoksyd tilsatt fra 5 til 15 vekt-% kromoksyd. Varmeveksler 70 er en indirekte gass-til-gass-varmeveksler. Netto-effekten av de reaksjoner som finner sted i shiftomdanneren 71 er eksotermisk. Omdanneren 71 anvender en temperatur varierende fra 288 til 538°C, fortrinnsvis med en uttakstemperatur varierende fra 343 til 399 C, og i alt vesentlig ved det samme trykk som i gass-generator 9 og koker 32. Shiftet syntesegass, bestående i alt vesentlig av karbondioksyd og hydrogen, tas ut fra omdanner 71 via ledning 72 og fOres gjennom varmeveksler 70 til rensesystem 73. Varmeveksler ' JO tjener til å forvarme gass fra separator 43 til
den foronskede shiftomdannelsesreaksjonstemperatur. Rensesystem 73 bevirker fjernelse av vann og karbondioksyd (og hydrogensulfid, hvis dette er til stede) fra den shiftede gasstrOm. Hydrogen fores ut gjennom ledning 74 som.et produkt av fremgangsmåten.
En rekke shiftomdannelseskatalysatorer er tilgjengelig kommersielt. Oksyder og sulfider av jern, nikkel, kobolt, molybden, sink, kobber og krom er brukt i forskjellige katalysatorer, og visse anvender forskjellige kombinasjoner av disse forbindelser. Fore-trukne katalysatorer er de med jernoksyd eller jernsulfid som hoved-katalytisk komponent med mindre mengder av oksyder og sulfider av nikkel, sink og krom.
For fremstilling av hydrogen eller blandinger av hydrogen og nitrogen som egner seg for syntese av ammoniakk, blir gassen fra den partielle oksydasjon avkjolt, behandlet for å fjerne karbon, underkastet vanngass-shiftreaksjonen og renset ved å fjerne karbondioksyd, vanndamp eller damp, hydrokarboner, argon, etc, hvorved man får fremstilt rent hydrogen eller en blanding, av hydrogen og nitrogen i alt vesentlig fritt for andre bestanddeler. I vanngass-shiftreaksjonen, blir gassen fra syntesegassgeneratoren blandet med damp og f6rt over en katalysator, hvorved man får utfort reaksjonen mellom karbonmonoksyd og damp til fremstilling av hydrogen og karbondioksyd. For syntese av ammoniakk, blir rent nitrogen fremstilt ved avkjOling og destillasjon av flytende luft, vanligvis tilsatt en rensende str6m av hydrogen.
En fremgangsmåte for å fjerne mesteparten av de mindre urenheter fra hydrogenet etter at man har fjernet karbondioksyd og vann, er å vaske hydrogenstrSmmen med et i alt vesentlig rent og flytende nitrogen. I alt vesentlig rent nitrogen kan fremstilles i et oksygen-anlegg. Noe av det flytende nitrogen fordamper sammen med hydrogen hvorved man får fremstilt den nitrogeh-hydrogenblanding som er nodvendig for ammoniåkksyntesen. Samtidig blir hOyerekokehde bestanddeler, f.eks. argon, metan og karbonmonoksyd, kondensert og tatt ut med den ufordampede del av den flytende nitrogen.
Ved å vaske hydrogenstrOmmen med flytende nitrogen, får man fremstilt en blanding av nitrogen og hydrogen, i alt vesentlig fri for andre gasser, noe som er spesielt fordelaktig for ammoniåkksyntesen. Nevnte vasking med flytende nitrogen er spesielt godt egnet for fremstilling av en passende ammoniakksynteseblanding ved partiell oksydasjon av hydrokarboner.
De prosesstrinn som innbefatter vanngass-shiftreaksjonen, fjerning av mindre urenheter og syntesen av ammoniakk, kan utfores i alt vesentlig ved samme forhOyede trykk, bortsett fra det uunn-gåelige trykkfall som finner sted ved at man fører gassene gjennom de forskjellige prosesstrinn. I denne fremgangsmåten er det ikke nOdvendig med ytterligere kompresjon av gassene.
På fig. 2 er det i detalj vist en blander som egner seg for å utfOre fremgangsmåten ifOlge foreliggende oppfinnelse. Denne brenneren innbefatter et sylindrisk stålrOr 75 utstyrt med en flens 76 i den ene ende og et vannavkjølt stykke 77 i den andre. En monteringsflens 78 mellom de to ender muliggjOr at brenneren kan festes til kar 16 på fig. 1. En flenset dyse 79» intermediære flenser 76 og 78 gir et inntak for reaktantene til rør 75.
Et annet rOr 80 inne i det ytré rør 75 °6 plasert midt inne i dette ved hjelp av foringene 8l gir en ensartet og ringformet passasje 82 mellom de to rør. Indre rOr 80 har en flens 83 i den ene ende og et nesestykke 84 i den andre med en aksial åpning 85.
En monteringsflens 86 mellom de to ender i de-t indre rOr 80 koopere-rer med flensen 76 i det ytre rOr 75» slik at rOrene holdes i et fast forhold til hverandre. Tverrsnittet av uttaksdel 84 er fortrinnsvis 1/4 til en halvpart av det frie tverrsnittsareal i rør 80. Nesedel 84 i rør 80 er også avspisset, slik at man får én i alt vesentlig ensartet passasje 86 mellom den ytre overflate av nesestykket 84 og den indre overflate på stykket 77 for tilførsel av gassformede reaktanter fra den ringformede passasje 82. ROrene 75 °g 80 som utgjør hovedelementene i brenneren, er aksialt festet til hverandre og med reaksjonskamméret 10, slik at man får en fast og jevn blanding av reaktanter samt en ensartet reaksjon inne i reaksjonskammeret.
Brennerstykket 77 inneholder en passasje 90 omkring den ytre del 88 for å avkjøle selve brenneren. Kjølevann tilfores passasjen 90 gjennom ledningen 14 og sirkulerer omkring brennerspissen gjennom nevnte passasje 90 og tas deretter ut via ledning 15.
Under drift tilføres en blanding av flytende hydrokarbon fra ledning 5 og vann fra ledning 11 gjennom den indre del av r6r 80 til stykket 84 og fOres så inn i reaksjonssonen 16 via den ytre del 85. Samtidig tilfores oksygen fra ledning 12 gjennom inntak 79 til den ringformede passasje 82 og fOres ut gjennom den ringformede åpning 88 med høy hastighet i forhold til hastigheten på strømmen av vann og olje fra åpning 85. Den konvergerende ringformede strøm av gassformede reaktanter fra åpning 88 treffer strømmen av væske fra åpning 85 med høy hastighet, og dette resulterer i at vannet og flytende hydrokarboner intimt dispergeres i oksygenet og danner en homogen reaksjonsblanding, idet reaktantene fra brenneren strømmer inn i reaksjonskammeret l6. Det skjer umid-delbart en reaksjon mellom reaktantene i blandingen, og denne reaksjonen finner sted ved en temperatur fra 982° til 1640°C med fri-gjøring av tilstrekkelig varme til at man opprettholder en autogen temperatur i reaksjonssonen i nevnte temperaturområde.
Den konvergerende ringformede strøm av oksygen føres fortrinnsvis ut med relativt høy hastighet, f.eks. med en hastighet over ca. 60 m pr. sekund, mer egnet i området fra 60 til 120 m/sek., aksialt inn i reaksjonssone 18. Olje- og vannblandingen som tilføres brenneren gjennom ledning 7 fØres sentralt og aksialt inn i den konvergerende strøm av oksygen. Dette resulterer i at det blir dannet en intim blanding av oksygen og sterkt dispergerte små dråper av vann og hydrokarbonvæske. Hastigheten på vann- og oljestrømmen, idet denne treffer oksygenstrømmen er fortrinnsvis i området fra 1,5 til 12 m/sek. Den relativt store forskjell mellom hastighetene på oksygenstrømmen og strømmen av vann og flytende hydrokarbon resulterer i en meget effektiv forstøvning av væskene.
Eksempler.
Syntesegass ble fremstilt ved partiell oksydasjon av hydrokarbonbrenselsolje blandet med vann ved en ikke-katalytisk reaksjon med rent oksygen i en upakket reaktor med et indre volum
på ca. 60 1. I de følgende eksempler ble både vannet og olje-tilførselen samt oksygenet tilført reaksjonssonen ved en temperatur
på 120°C. De angitte data er computer-behandlede resultater, basert på driftsdata oppnådd ved pr5veforsCk.
Claims (2)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av karbonmonoksyd og hydrogen ved direkte partiell oksydasjon av flytende hydrokarbon i nærvær av vann med oksygen i en upakket reaksjonssone ved en autogen temperatur i området 982° - 1760°C og et trykk på minst 7 kg/cm<2>, karakterisert ved at nevnte hydrokarbon i blanding med vann i flytende fase, idet vannmengden er minst 15 % og tilstrekkelig for å tilveiebringe det i alt vesentlige av den damp som er nødvendig for reaksjonen, føres inn i reaksjonssonen i blanding med en oksygenrik gass-strøm inneholdende minst 95 molprosent oksygen og i slike relative mengder at man får utført en i alt vesentlig fullstendig omdannelse av nevnte hydrokarbon til karbonoksyder og hydrogen.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte blanding av vann og flytende hydrokarbon er en vann-i-olj e-emulsj on.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US73290868A | 1968-05-29 | 1968-05-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO127703B true NO127703B (no) | 1973-08-06 |
Family
ID=24945414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO02188/69A NO127703B (no) | 1968-05-29 | 1969-05-28 |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3528930A (no) |
JP (1) | JPS5125440B1 (no) |
AT (1) | AT298410B (no) |
BE (1) | BE733805A (no) |
BR (1) | BR6909164D0 (no) |
DE (1) | DE1926919B2 (no) |
DK (1) | DK137921B (no) |
ES (1) | ES367686A1 (no) |
FI (1) | FI52837C (no) |
FR (1) | FR2009556A1 (no) |
GB (1) | GB1233473A (no) |
NL (1) | NL6908145A (no) |
NO (1) | NO127703B (no) |
SE (1) | SE357946B (no) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3945942A (en) * | 1971-10-04 | 1976-03-23 | Texaco Development Corporation | Fuel burner and process for gas manufacture |
JPS5637162B2 (no) * | 1973-02-21 | 1981-08-29 | ||
DE2309821C2 (de) * | 1973-02-28 | 1983-05-26 | Texaco Development Corp., 10650 White Plains, N.Y. | Verfahren und Brenner zur Herstellung einer hauptsächlich Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltenden Gasmischung |
US3920579A (en) * | 1974-04-24 | 1975-11-18 | Texaco Inc | Synthesis gas production by partial oxidation |
NL179468C (nl) * | 1974-09-09 | 1986-09-16 | Shell Int Research | Werkwijze voor het vergassen van olie door partiele oxydatie onder tangentiele invoer van de oxydant. |
US4191700A (en) * | 1977-05-23 | 1980-03-04 | Electric Power Research Institute, Inc. | Synthetic liquid fuels |
US4166802A (en) * | 1978-04-20 | 1979-09-04 | Texaco Inc. | Gasification of low quality solid fuels |
US4289647A (en) * | 1979-06-27 | 1981-09-15 | Firma Carl Still Gmbh & Co. Kg | Method of producing process gases containing hydrogen and carbon monoxide from ash oil |
GB2099843B (en) * | 1981-06-10 | 1985-01-30 | Texaco Development Corp | Partial oxidation process |
DE3524919A1 (de) * | 1985-07-12 | 1987-01-15 | Huels Chemische Werke Ag | Verfahren zur verwertung von phthalsaeureanhydrid- und maleinsaeureanhydrid-destillationsrueckstaenden |
US4699631A (en) * | 1986-12-29 | 1987-10-13 | Texaco Development Corp. | Partial oxidation of hydrocarbon gases |
US4925644A (en) * | 1987-06-15 | 1990-05-15 | Texaco Inc. | Partial oxidation of sulfur-containing solid carbonaceous fuel |
DE3902773A1 (de) * | 1989-01-31 | 1990-08-02 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von synthesegas durch partielle oxidation |
US5057133A (en) * | 1990-07-02 | 1991-10-15 | Air Products And Chemicals, Inc. | Thermally efficient melting and fuel reforming for glass making |
DE4032045A1 (de) * | 1990-10-09 | 1992-04-23 | Uhde Gmbh | Verfahren zur partiellen oxidation von bitumenoelemulsionen |
US5261602A (en) * | 1991-12-23 | 1993-11-16 | Texaco Inc. | Partial oxidation process and burner with porous tip |
US5515794A (en) | 1995-01-23 | 1996-05-14 | Texaco Inc. | Partial oxidation process burner with recessed tip and gas blasting |
DE10139575A1 (de) * | 2001-08-10 | 2003-02-20 | Basf Ag | Vorrichtung zur Herstellung von Synthesegasen |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2059536A (en) * | 1930-02-04 | 1936-11-03 | Gas Fuel Corp | Process for producing gas from emulsified mixtures |
US2809104A (en) * | 1955-07-22 | 1957-10-08 | Texas Co | Gasification of liquid fuels |
US3010813A (en) * | 1959-02-13 | 1961-11-28 | Texaco Inc | Hydrocarbon conversion process |
-
1968
- 1968-05-29 US US732908A patent/US3528930A/en not_active Expired - Lifetime
-
1969
- 1969-05-06 GB GB1233473D patent/GB1233473A/en not_active Expired
- 1969-05-22 FI FI691559A patent/FI52837C/fi active
- 1969-05-26 ES ES367686A patent/ES367686A1/es not_active Expired
- 1969-05-26 BR BR209164/69A patent/BR6909164D0/pt unknown
- 1969-05-27 FR FR6917162A patent/FR2009556A1/fr not_active Withdrawn
- 1969-05-27 DE DE1926919A patent/DE1926919B2/de not_active Ceased
- 1969-05-28 SE SE07509/69A patent/SE357946B/xx unknown
- 1969-05-28 AT AT505269A patent/AT298410B/de not_active IP Right Cessation
- 1969-05-28 NO NO02188/69A patent/NO127703B/no unknown
- 1969-05-28 NL NL6908145A patent/NL6908145A/xx unknown
- 1969-05-28 JP JP44041305A patent/JPS5125440B1/ja active Pending
- 1969-05-29 DK DK290469AA patent/DK137921B/da not_active IP Right Cessation
- 1969-05-29 BE BE733805D patent/BE733805A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL6908145A (no) | 1969-12-02 |
SE357946B (no) | 1973-07-16 |
DK137921B (da) | 1978-06-05 |
BR6909164D0 (pt) | 1973-02-22 |
ES367686A1 (es) | 1971-04-16 |
AT298410B (de) | 1972-05-10 |
DE1926919A1 (de) | 1969-12-04 |
DK137921C (no) | 1978-10-30 |
FI52837C (fi) | 1977-12-12 |
FI52837B (no) | 1977-08-31 |
US3528930A (en) | 1970-09-15 |
GB1233473A (no) | 1971-05-26 |
BE733805A (no) | 1969-12-01 |
DE1926919B2 (de) | 1979-10-25 |
JPS5125440B1 (no) | 1976-07-30 |
FR2009556A1 (no) | 1970-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO127703B (no) | ||
US4074981A (en) | Partial oxidation process | |
US3976443A (en) | Synthesis gas from solid carbonaceous fuel | |
US4189307A (en) | Production of clean HCN-free synthesis gas | |
JP3649782B2 (ja) | 移送部分酸化処理装置ならびに低価値の炭化水素の低温での転化法 | |
JP3459117B2 (ja) | 動力を発生させるための方法 | |
JPH09502694A (ja) | 水素リッチガスの製造 | |
US3639261A (en) | Process for the generation of synthesis gas from oil | |
US3097081A (en) | Production of synthesis gas | |
US4082520A (en) | Process of producing gases having a high calorific value | |
US4007019A (en) | Production of clean synthesis or fuel gas | |
US4205962A (en) | Process for gas cleaning with reclaimed water | |
US3816332A (en) | Synthesis gas production | |
US4547203A (en) | Partial oxidation process | |
US2572664A (en) | Manufacture of acetylene | |
US3545926A (en) | Production of synthesis gas and hydrogen | |
US3022148A (en) | Oil quench process for partial oxidation of hydrocarbon gases | |
JPS6039115B2 (ja) | 合成ガスの製造におけるエネルギ−利用と未転化炭素の回収方法 | |
CA1113248A (en) | Process for gas cleaning with reclaimed water and apparatus for water reclamation | |
US4007018A (en) | Production of clean synthesis or fuel gas | |
US4141695A (en) | Process for gas cleaning with reclaimed water | |
US11524894B2 (en) | Thermal integration in synthesis gas production by partial oxidation | |
US4402710A (en) | Carbon recovery process | |
US4007017A (en) | Production of clean synthesis or fuel gas | |
US4294720A (en) | Process for the preparation of gas mixtures |