PL94150B1 - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- PL94150B1 PL94150B1 PL179812A PL17981275A PL94150B1 PL 94150 B1 PL94150 B1 PL 94150B1 PL 179812 A PL179812 A PL 179812A PL 17981275 A PL17981275 A PL 17981275A PL 94150 B1 PL94150 B1 PL 94150B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- gas
- mixtures
- reaction zone
- compounds
- oxygen
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 58
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 38
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 34
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 34
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 28
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 26
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 15
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 15
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 13
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 10
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 9
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 14
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 3
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 3
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMIMRNSIRUDHCM-UHFFFAOYSA-N Isopropylaldehyde Chemical compound CC(C)C=O AMIMRNSIRUDHCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 2
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 241000271566 Aves Species 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical class OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 229910001508 alkali metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008045 alkali metal halides Chemical class 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- JPNZKPRONVOMLL-UHFFFAOYSA-N azane;octadecanoic acid Chemical class [NH4+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O JPNZKPRONVOMLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N furfuryl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CO1 XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 239000003079 shale oil Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- PVGBHEUCHKGFQP-UHFFFAOYSA-N sodium;n-[5-amino-2-(4-aminophenyl)sulfonylphenyl]sulfonylacetamide Chemical compound [Na+].CC(=O)NS(=O)(=O)C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 PVGBHEUCHKGFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007962 solid dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical class [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002641 tar oil Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Description
Przedmiotem wynalazku jest ciagly sposób wy¬ twarzania gazu syntezowego, bedacego mieszanina wodoru, tlenku wegla, dwutlenku wegla i pary wodnej, z ewentualna domieszka gazów takich jak siarkowodór, tlenosiarczek wegla, metan, argon i azot lub ich mieszaniny oraz zawierajacego roz¬ drobniony wegiel, przez czesciowe utlenianie pali¬ wa weglowodorowego.Znane jest dodawanie zwiazków organicznych zawierajacych zwiazany tlen, takich jak aldehyd izomaslowy i melasa, do paliwa weglowodorowego poddawanego niekatalitycznemu, czesciowemu utle¬ nianiu przy swobodnym przeplywie przez wytwor¬ nice gazu syntezowego, w celu zmniejszenia zuzy¬ cia wolnego tlenu. Zwiazki te ulegaja zuzywaniu w toku procesu i nie chronia ogniotrwalego wylo¬ zenia z tlenku glinowego komory reakcyjnej wy¬ twornicy gazu przed uszkadzaniem jej przez wy¬ stepujace zwykle w paliwach weglowodorowych metale ciezkie, np. nikiel, wanad i zelazo i ich zwiazki, które moga wiazac sie z ogniotrwala wy¬ kladzina, tworzac spinele o strukturze rózniacej sie od struktury wykladziny, powodujace luszczenie sie wykladziny.W ciaglym procesie wytwarzania gazowych mie¬ szanin zawierajacych H2, CO, C02 i H20 oraz ewen¬ tualnie gazy takie jak H2S, COS, CH4, Ar i N2 lub ich mieszaniny, jak równiez rozdrobniony wegiel, polegajacym na czesciowym utlenianiu paliwa we¬ glowodorowego zawierajacego na milion czesci wa- 2 gowych mniej niz 300 czesci wagowych metali alka¬ licznych, takich jak sód, potas i lit lub ich miesza¬ niny, to czesciowe utlenianie odbywa sie za pomo¬ ca gazu zawierajacego wolny tlen w ilosci odpo- wiadajacej stosunkowi atomowemu tlenu do wegla w paliwie weglowodorowym okolo 0,8:1 do 1,1:1, w obecnosci moderatora temperatury, podczas swo¬ bodnego przeplywu przez nie wypelniona strefe reakcyjna w wytwornicy gazu, w temperaturze io okolo 815—1930°Cipod cisnieniem okolo 1—200 atm.Zgodnie z wynalazkiem, do strefy reakcji wprowa¬ dza sie wraz z innymi skladnikami dodatkowa ilosc zwiazków metali alkalicznych, takich jak sód, potas i lit lub mieszanin, w celu zwiekszenia ste- zenia tych metali do powyzej 350 czesci wagowych na 1 milion czesci wagowych weglowodorowego paliwa.Wynalazek ma na celu ulepszenie ciaglego pro¬ cesu wytwarzania gazowych mieszanin zawieraja- cych glównie H2, CO, C02 i H20 oraz ewentualnie gazy takie jak H2S, COS, CH4, Ar, N2 lub ich mie¬ szaniny, jak równiez okolo 0,01—20% wagowych rozdrobnionego wegla (w stosunku do masy pali¬ wa), polegajacego na czesciowym utlenianiu weglo¬ wodorowego paliwa za pomoca gazu zawierajacego wolny tlen, w obecnosci moderatora temperatury, np. pary wodnej oraz dodatkowej ilosci metalu alkalicznego z I grupy okresowego ukladu pier¬ wiastków, np. sodu, potasu lub litu albo mieszanin zwiazków tych metali. 94 15094 150 3 4 Stwierdzono, ze dodanie zwiazków metalu alka¬ licznego do strumienia produktów wyjsciowych wprowadzanych do wytwornicy gazu syntezowego polepsza wykorzystanie tlenu przy wytwarzaniu tlenku wegla i w obecnosci metali alkalicznych, przy danej zawartosci tlenu, wytwarzanie rozdrob¬ nionego wegla ulega zmniejszeniu, albo tez przy tf#nej ilosci wytwarzanego wegla mozna zmniej¬ szyc ilosc doprowadzanego tlenu. Poza tym, metal alkaliczny ulatwia ochrone ogniotrwalej wykladzi¬ ny komory reakcyjnej z tlenku glinowego przed niszczeniem przez ciezkie metale, takie jak nikiel, wanad i zelazo oraz ich zwiazki, zawarte w weglo- \lo33K}wvm paliwttJ doprowadzanym do wytwor¬ nicy gazu.1- * ~ I ¦W procesie prowaJzonym sposobem wedlug wy- nfiligJHMtiiMAytf^tUnten mieszaniny gazów wytwa- rfa*4M^Pw wy^zertA jogniotrwala wykladzina stre- neTeaUcyjnej wytwornicy gazu. Strefa ta nie za¬ wiera wypelnienia i przeplyw przez nia jest swo¬ bodny, przy czym weglowodorowe paliwo ulega czesciowemu utlenieniu za pomoca tlenu. Wytwor¬ nica gazu korzystnie stanowi pionowy reaktor sta¬ lowy o swobodnym przeplywie, majacy ogniotrwa¬ la wykladzine, np. wedlug opisu patentowego St. Zjedn. Ameryki nr 3 097 081. Produkty wyjscio¬ we wprowadza sie do wytwornicy gazu za pomoca odpowiedniego palnika. Korzystnie stosuje sie pal¬ nik typu jednopierscieniowego, taki jak znany z opisu patentowego St. Zjedn. Ameryki nr 2 928 460, albo palnik wielopierscieniowy, znany z opisu pa¬ tentowego St. Zjedn. Ameryki nr 3 705 108.Produkty wyjsciowe sa poddawane reakcji w wytwornicy gazu w temperaturze gazów wynosza¬ cej okolo 815—1930°C i pod cisnieniem okolo 1—200 atm. Czas trwania reakcji w wytwornicy gazu wynosi okolo 1—20 sekund.Liczne produkty organiczne zawierajace wegiel lub paliwa weglowodorowe moga byc poddawane procesowi w wytwornicy gazu, w celu otrzymania gazu syntezowego. Okreslenie „paliwo weglowodo¬ rowe" oznacza tu rózne odpowiednie produkty wyj¬ sciowe i obejmuje weglowodory gazowe, ciekle i stale, substancje weglowe i ich mieszaniny, które pojedynczo lub zmieszane ze soba moga w stanie gazawym reagowac bez obecnosci katalizatora z tlenern, dajac tlenek wegla.Sposób wedlug wynalazku mozna stosowac do takich paliw weglowodorowych, które zawieraja mniej niz 300 czesci wagowych metalu alkalicznego z grupy sodu, potasu, litu, albo ich mieszaniny na milion czesci wagowych paliwa. Na przyklad, moz¬ na stosowac dajace sie pompowac zawiesiiny stalych paliw weglowych, takich jak wegiel kamienny, roz¬ drobniony wegiel, koks naftowy, stezony szlam Sciekowy i ich mieszaniny z woda lub olejem albo emulsje z woda lub olejem, jak równiez zawiesiny ciala stalego w gazie, takie jak drobno zmielone, stale paliwa weglowe zdyspergowane w gazie be¬ dacym moderatorem temperatury lub w gazowym weglowodorze, a takze dyspersje gaz—ciecz—cialo stale, takie jak rozpylone ciekle paliwo weglowo¬ dorowe i rozdrobniony wegiel, zdyspergowane w gazowym moderatorze temperatury.Okreslenie „ciekly weglowodór" oznacza odpo¬ wiednie ciekle produkty wyjsciowe i obejmuje róz¬ ne materialy, takie jak uplynniony gaz naftowy, ropa naftowa, surowe pozostalosci, ciezkie destyla¬ ty z ropy naftowej, asfalt, olej gazowy, smola pias- kowa i olej lupkowy, olej weglowy, weglowodory aromatyczne, takiej jak benzen, toluen i frakcje ksylenowe, smola weglowa, gazowy olej zawraca¬ ny z procesu katalitycznego krakowania w fazie cieklej, wyciag furfurolowy z gazowego oleju koksowniczego i ich mieszaniny.Okreslenie „gazowe paliwo weglowodorowe" oznacza odpowiednie gazowe produkty wyjsciowe, takie jak metan, etan, propan, butan, pentan, gaz ziemny, gaz wodny, gaz koksowniczy, gaz rafine¬ ryjny, gaz resztkowy po syntezie acetylenu, gaz otrzymany przy produkcji etylenu, gaz syntezowy i ich mieszaniny. Paliwa gazowe i ciekle moga byc mieszane i stosowane równoczesnie i moga zawie¬ rac zwiazki parafinowe, olefinowe, naftenowe i aro¬ matyczne w dowolnym stosunku.Okreslenie „paliwo weglowodorowe" obejmuje równiez organiczne substancje weglowodorowe utlenione, takie jak weglowodory, produkty celulo¬ zowe, aldehydy, kwasy organiczne, alkohole, keto¬ ny, utleniony olej opalowy, ciecze odpadkowe i uboczne produkty procesów chemicznych zawie¬ rajace utlenione organiczne substancje weglowodo¬ rowe i mieszaniny tych produktów.Kierowany do procesu wyjsciowy produkt weglo¬ wodorowy moze miec temperature pokojowa lub moze byc wstepnie ogrzany do temperatury okolo 315—650°C, ale korzystnie stosuje sie go w tempe¬ raturze nizszej od temperatury krakowania. Weglo¬ wodorowy produkt wyjsciowy mozna wprowadzac do palnika w stanie cieklym lub w postaci gazowej mieszaniny z moderatorem temperatury.Stosowanie moderatora temperatury w celu la¬ godzenia temperatury w strefie reakcji zalezy zwykle od stosunku zawartosci wegla do wodoru w produkcie wyjsciowym i zawartosci tlenu w czynniku utleniajacym. W przypadku niektórych gazowych paliw weglowodorowych stosowanie mo¬ deratora /temperatury moze nie byc konieczne, ale zwykle stosuje sie go przy uzyciu cieklych paliw weglowodorowych oraz przy uzyciu zasadniczo czystego tlenu.Jak wyzej wspomniano, moderator temperatury moze byc wprowadzany do wytwornicy gazu syn¬ tezowego w mieszaninie z jednym lub z oboma skladnikami reakcji. Mozna tez wprowadzac mode¬ rator temperatury do strefy reakcji w wytwornicy oddzielnym przewodem w palniku paliwa. Odpo¬ wiednim moderatorem temperatury jest para wod¬ na, gaz o duzej zawartosci COa, ochlodzony czysty gaz z wytwornicy gazu lub z turbiny gazowej, przy czyni mozna go wprowadzac za miejscem wprowa¬ dzania skladników reakcji, ewentualnie z dodat¬ kiem powietrza, azotu bedacego produktem ubocz¬ nym z opisanego dalej urzadzenia do oddzielania powietrza. Mozna tez stosowac mieszaniny tych substancji.Okreslenie „gaz zawierajacy wolny tlen" ozna¬ cza powietrze, powietrze wzbogacone w tlen, to jest zawierajace wiecej niz 21a/o molowych tlenu, albo zasadniczo czysty tlen, to jest zawierajacy M 40 45 50 55 6094 150 6 wiecej niz 95% molowych tlenu (reszte stanowi azot i gazy szlachetne). Gaz zawierajacy wolny tlen mozna wprowadzac do palnika w temperaturze od temperatury otoczenia do 650°C. Stosunek zawar¬ tosci wolnego tlenu w srodku utleniajacym do we¬ gla w produkcie wyjsciowym (atom tlenu do atomu wegla) wynosi od okolo 0,80:1 do 1,1:1 korzystnie od 0,84:1 do 0,97:1. Korzystnie stosuje sie zasadni¬ czo czysty tlen, gdyz wówczas zawartosc azotu i innych gazowych zanieczyszczen w otrzymanym produkcie gazowym jest niewielka.Nieoczekiwanie stwierdzono, ze gdy calkowita zawartosc jonów sodu, potasu i litu w paliwie weglowodorowym i wodzie wprowadzanej do strefy czesciowego utleniania w wytwornicy gazu synte¬ zowego jest mniejsza niz okolo 300 ppm, wówczas reakcje czesciowego utleniania mozna usprawnic przez dodanie zwiazku metalu alkalicznego z grupy obejmujacej sód, potas i lit albo mieszaniny takich zwiazków, do jednego lub wiekszej liczby strumieni wprowadzanych do wytwornicy gazu, w celu zwiekszenia stezenia tego metalu alkalicznego w strefie reakcji do okolo 350—13 000 ppm lub po¬ wyzej tej wartosci.Zwiekszanie zawartosci tych metali alkalicznych powyzej 13 000 ppm nie daje gospodarczych ko¬ rzysci. Dzieki temu zabiegowi mozna zmniejszac ilosc wytwarzanej sadzy dla okreslonego stosunku zawartosci wolnego tlenu w srodku utleniajacym do zawartosci wegla w surowcu (stosunek atomowy O : C). Odwrotnie tez, utrzymujac ilosc wytwarza¬ nej sadzy na okreslonym poziomie, mozna zmniej¬ szyc stosunek atomowy O : C. Korzystnie utrzy¬ muje sie zawartosc sadzy wieksza niz 1,0% wago¬ wy w stosunku do calkowitej ilosci wegla wprowa¬ dzonego do wytwornicy.Jako zwiazki sodu, litu i potasu, odpowiednie w procesie prowadzonym sposobem wedlug wynalaz¬ ku, stosuje sie weglany, wodoroweglany, wodoro¬ tlenki, krzemiany, siarczany, siarczyny, gliniany, stearyniany, oleiniany, nafteniany, octany i bora¬ ny. Mozna tez stosowac wodziany tych zwiazków i produkty odpadkowe o duzej zawartosci tych zwiazków. Halogenki metali alkalicznych sa mniej odpowiednie i zwykle nalezy ich unikac, aby nie powodowac korozji nierdzewnej stali lub innych stopów zelaza w dalszych czesciach urzadzenia, np. w ukladzie szybkiego chlodzenia i oczyszczania.Jako ciekle i stale paliwa weglowodorowe przy¬ datne w procesie prowadzonym sposobem wedlug wynalazku stosuje sie paliwa naftowe zawierajace z natury zwiazki ciezkich metali, takie jak surowa ropa naftowa, surowe pozostalosci i ciezkie desty¬ laty z ropy i koks naftowy, zawierajace wanad, nikiel i zelazo. Podczas czesciowego utleniania pa¬ liw zawierajacych ciezkie metale, w strefie reakcji wytwornicy gazu oprócz zadanego gazu otrzymuje sie wegiel (sadza), nikiel, wanad, zelazo i ich zwiazki. Metale te atakuja ogniotrwala wykladzine komory reakcyjnej, zwykle skladajaca sie z tlenku glinu.Nikiel, zelazo i wanad lacza sie z wykladzina, tworzac zwiazki typu spinelu, rózniace sie struk¬ tura od pierwotnej wykladziny. Szczególnie nisz¬ czaco dziala nikiel i wanad, które z tlenkiem glinu wykladziny tworza krystaliczny NiOAl203 i V203- •A1203, powodujace luszczenie sie wykladziny. W temperaturze 815—1930°C i w korzystnie stosowa¬ nej temperaturze w strefie reakcyjnej, wynoszacej okolo 980—1540°C, wykladzina ta moze zluszczyc sie, ulegajac zniszczeniu w ciagu stosunkowo krót¬ kiego czasu, niekiedy w ciagu kilku godzin.Podczas procesu czesciowego utleniania ognio¬ trwale sciany wytwornicy gazu ochrania sie przed dzialaniem niklu i wanadu uwalniajac dostateczna ilosc wegla zawartego we wprowadzonym paliwie weglowodorowym jako rozdrobniony wegiel (wolny wegiel w postaci sadzy), który otacza metale i ich produkty reakcji, odprowadzajac je- ze strefy reak¬ cyjnej. Jednakze wytwarzanie nadmiaru sadzy zmusza do instalowania zlozonego urzadzenia do plukania gazu uchodzacego z wytwornicy i do od¬ zyskiwania sadzy, która nastepnie wprowadza sie wraz z produktem wyjsciowym do wytwornicy gazu.Obecnosc metali alkalicznych sprzyja równiez ochronie ogniotrwalej wykladziny w strefie reak¬ cji przed niszczacym dzialaniem ciezkich metali, to jest wanadu, niklu i zelaza. Jezeli zwiazki sodu, potasu lub litu albo ich mieszaniny wprowadzi sie do strefy reakcyjnej wytwornicy gazu, to dziala¬ ja one jak topniki na nikiel, wanad, zelazo i inne substancje tworzace popiól na powierzchni wykla¬ dziny i powoduja powstawanie polewy oslaniajacej te powierzchnie, co zabezpiecza ja przed niszcza¬ cym dzialaniem ciezkich metali. W takich warun¬ kach wytwornica moze pracowac przy malej za¬ wartosci sadzy, uwazanej dotychczas za taka, przy której nieuniknione jest uszkadzanie ogniotrwalej wykladziny scian.Strumien gazu syntezowego opuszczajacy strefe reakcji unosi drobne czastki wegla, zwiazki- sodu, potasu lub litu albo ich mieszaniny, a takze zwiaz¬ ki niklu, wanadu i zelaza lub ich mieszaniny. Ten strumien goracego gazu chlodzi sie woda w strefie chlodzenia. Odpowiednie urzadzenie do chlodzenia jest opisane w opisie patentowym St. Zjedn. Ame¬ ryki nr 2 896 927. Goracy strumien gazu mozna tez przepuszczac przez wymiennik ciepla, .w którym oddaje on posrednio swoje cieplo wodzie, przy czym wytwarza sie pare wodna. Gaz chlodzi sie do temperatury okolo 260—480°C, po czym plucze go woda w zwyklej pluczce gazowej, w celu usuniecia zawartych w nim czastek wegla i innych stalych czastek.Korzystnie postepuje sie w ten sposób, ze otrzy¬ mana zawiesine wegla w wodzie, otrzymana w urzadzeniu do chlodzenia i w pluczce gazowej, wprowadza sie do strefy oddzielania (dekantacji), w której na zawiesine dziala sie cieklym weglowo¬ dorem o malej gestosci, np. ciezka benzyna lub nafta. Wegiel zostaje przy tym oAcjzielony od wody i tworzy zawiesine w weglowodorze, plywajaca na powierzchni wody. Zwiazki sodu^ptasu i litu roz¬ puszczaja sie w wodzie, a zwiazki niklu,-wanadu i zelaza tworza klaczkowata- zawiesine w wodzie.Warstwe zawierajaca wegiel w weglowodorze moz¬ na odprowadzac. i mieszac z ciezkim olejem opa¬ lowym, np. olejem surowym, po czym mieszanine te rozdestylowuje sie i frakcje ciezkiej- benzyny 40 45 50 55 607 94 150 8 zawraca do strefy rozdzielania, a zawiesine wegla w ciezkim oleju opalowym wprowadza do wytwor¬ nicy gazu jako czesci produktu wyjsciowego.Klaczkowata zawiesine zawierajaca zwiazki niklu, wanadu i zelaza mozna rozdzielac znanymi sposobami, np. przez saczenie lub osadzanie, przy czym stanowia one cenne produkty uboczne. Wode zawierajaca jony sodu, potasu i litu, majaca war¬ tosc pH okolo 6—10, zawraca sie do wytwornicy gazu jako czesc wody stanowiacej moderator tem¬ peratury.Przyklad I. Próbe nr 1 prowadzi sie w zna¬ ny sposób. W ciagu 1 godziny do wytwornicy gazu syntezowego pracujacej przy swobodnym przeply¬ wie, przez palnik pierscieniowy wprowadza sie w temperaturze 143?€ okolo 262 kg paliwa weglo¬ wodorowego, stanowiacego pozostalosc otrzymywa- pa przy destylowaniu kalifornijskiej ropy nafto¬ wej pod zmniejszonym cisnieniem. Wprowadzany olej ma ciezar wedlug API równy 5,3 i lepkosc wedlug Saybolta wyrcszaca 7000 sekund w tempe¬ raturze 50°C oraz cieplo spalania 9900 kcal/kg.Sklad wprowadzanego paliwa w procentach wa¬ gowych jest nastepujacy: 85,92% C, 10,99% H, 0,89% N, 3,00% S i 0,10% popiolu. Poza tym paliwo zawiera w stosunku wagowym 75 ppm niklu, 100 ppm wanadu i 90 ppm zelaza. W ciagu 1 go¬ dziny do wytwornicy wprowadza sie równiez 261 kg zasadniczo czystego tlenu (99,5% 0?) o tem¬ peraturze 16°C. Stosunek wagowy H20 do paliwa wynosi 0,186:1 i stosunek atomowy tlenu do wegla zawartego w paliwie wynosi 0,851:1. Wprowadzone skladniki procesu zawieraja mniej niz 300 ppm zwiazków sodu, potasu i litu lub ich mieszanin.Reakcje prowadzi sie pod cisnieniem 70 atm, w temperaturze 1180°C. Komora reakcyjna ma po¬ jemnosc 60 litrów i skladniki reakcji przebywaja w tej komorze 3,9 sekundy. Na skutek reakcji cze¬ sciowego utleniania otrzymuje sie w ciagu 1 go¬ dziny 741 m* gazu w przeliczeniu na gaz wysuszo¬ ny, pod normalnym cisnieniem.Sklad suchego gazu w procentach molowych jest nastepujacy: 51,61% CO, 43,75% H2, 2,74% C02, 1,25% CH4, 0,18% N2+Ar i 0,46% H2S. Poza tym w ciagu 1 godziny otrzymuje sie 19,96 kg rozdrob¬ nionej sadzy, zawierajacej 94,49% wagowych wegla, co stanowi 9,04% wagowych wegla zawartego w produkcie wyjsciowym. Sadza ta jest umorzona przez gaz ulatujacy z wytwornicy.Gaz odplywajacy z wytwornicy chlodzi sie do temperatury 315°C przez bezposrednie zraszanie woda w zbiorniku do chlodzenia, przy czym burz¬ liwie doprowadzana woda powoduje usuwanie sa¬ dzy z gazu i zawiesine wegla w wodzie odprowa¬ dza sie. Reszte sadzy usuwa sie z gazu w zwyklej pluczce gazowej. Razem z sadza z gazu usuwa sie praktycznie biorac calkowicie nikiel, wanad i ze¬ lazo.Próbe nr 2 prowadzi sie podobnie jak próbe nr 1, ale przy wiekszym stosunku atomowym tlenu do wegla i wiekszym stosunku wagowym H20 do pa¬ liwa, przy czym ilosc wytworzonej sadzy jest mniejsza. Wyniki obu prób nr 1 i 2 podano w tablicy.Przyklad II. Próby nr nr 3, 4 i 5 prowadzi sie sposobem wedlug wynalazku, a mianowicie po¬ dobnie jak próbe 1, ale zgodnie z wynalazkiem do produktu wyjsciowego stosuje sie dodatek jonów sodu. W próbie nr 5 wszystkie jony sodu sa za- warte w wodzie traktowanej zeolitem, przy czym sód zastapil wapn i magnez zawarte pierwotnie w wodzie. W próbach nr 3 i nr 4 sód dodaje sie w postaci weglanu sodowego. Stosunek atomowy tlenu do wegla zmienia sie w granicach od 0,87:1 do 0,91:1.Wyniki prób podano w tablicy, przy czym wyni¬ ki prób nr 4 i nr 5 uwidoczniaja wplyw zwieksze¬ nia stezenia jonów sodu na przebieg procesu cze¬ sciowego utleniania w wytwornicy. Mianowicie, gdy zawartosc jonów sodu w doprowadzanej wo¬ dzie wzrasta z 460 ppm do 4100 ppm, wówczas sto¬ sunek atomowy tlenu do wegla ulega zmniejszeniu z 0,91:1 do 0,87:1. Odwrotnie zas, porównanie wy¬ ników prób nr 1 i nr 4 swiadczy o tym, ze przy stalym stosunku atomowym tlenu do wegla ilosc wytworzonej sadzy maleje z 9,0% do 4,1% wago¬ wych w stosunku do calkowitej ilosci wegla w pa¬ liwie.Tablica Zasilanie wytwornicy Na+ w wodzie (ppm) Stosunek ato¬ mowy O : C Stosunek H20 : paliwa (kg: kg) Gaz odply¬ wajacy Zawartosc sa¬ dzy w % wa¬ gowych do za¬ wartosci wegla w paliwie Zawartosc CH4 w% molowych w suchym ga¬ zie Numer próby | 1 0 0,85 0,19 9,04 1,25 2 0 0,92 0,31 4,58 1,16 3 2300 0,91 0,33 3,40 1,60 4 4100 0,87 0,33 4,10 2,71 460 0,91 0,31 4,05 1,15 PL
Claims (5)
- Zastrzezenia patentowe 1. Ciagly sposób wytwarzania gazu syntezowego, bedacego mieszanina H2, CO, C02, H20 i ewentual¬ nie zawierajacego gazy takie jak H2S, COS, CH4, Ar, N2 i ich mieszaniny, jak równiez zawierajacego rozdrobnione czastki wegla, przez czesciowe utle¬ nianie weglowodorowego paliwa, zawierajacego na milion czesci wagowych mniej niz 300 czesci wa¬ gowych metali alkalicznych, takich jak sód, potas i lit lub ich mieszaniny, za pomoca gazu zawieraja¬ cego wolny tlen w ilosci umozliwiajacej uzyskanie stosunku atomowego tlenu do wegla zawartego w weglowodorowym paliwa, wynoszacego od okolo 0,80:1 do okolo 1,1:1, w obecnosci moderatora tem- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6094 150 9 10 peratury, przy czym reakcje czesciowego utlenia¬ nia prowadzi sie przy swobodnym przeplywie przez strefe reakcyjna wytwornicy gazu nie zawierajaca wypelnienia, w temperaturze okolo 815—1930°C, pod cisnieniem 1—200 atm, znamienny tym, ze ra¬ zem ze skladnikami reakcji do komory reakcyjnej wprowadza sie dodatkowa ilosc zwiazku metalu al¬ kalicznego, takiego jak sód, potas i lit lub miesza¬ niny takich zwiazków, zwiekszajac zawartosc tych metali alkalicznych w strefie reakcji do wiecej niz 300 czesci wagowych na milion czesci wagowych weglowodorowego paliwa.
- 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zwiazek metalu alkalicznego wprowadza sie do strefy reakcyjnej co najmniej czesciowo w mie¬ szaninie z moderatorem temperatury.
- 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zwiazek metalu alkalicznego wprowadza sie do strefy reakcyjnej co najmniej czesciowo w miesza¬ ninie z weglowodorowym paliwem.
- 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze gaz odplywajacy ze strefy reakcyjnej chlodzi sie 5 i plucze woda w strefie chlodzenia i plukania, otrzymujac strumien czystego gazu i dyspersje wodna, zawierajaca rozdrobnione czastki wegla, zwiazki metali ciezkich i ich mieszaniny oraz roz¬ puszczone zwiazki metali alkalicznych i ich mie¬ szaniny, po czym roztwór zawierajacy zwiazki me¬ tali alkalicznych oddziela sie od wodnej dyspersji i czesci oddzielonej wody zawraca sie do strefy reakcyjnej jako co najmniej czesc moderatora temperatury i zródlo dodatkowych metali alkalicz¬ nych.
- 5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze czesc wody oddzielonej od dyspersji zawraca sie do strefy chlodzenia i plukania. 10 15 PL
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL94150B1 true PL94150B1 (pl) | 1977-07-31 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3607157A (en) | Synthesis gas from petroleum coke | |
| US5441990A (en) | Cleaned, H2 -enriched syngas made using water-gas shift reaction | |
| US4074981A (en) | Partial oxidation process | |
| EP0423401B1 (en) | Two-stage coal gasification process | |
| US4676805A (en) | Process for operating a gas generator | |
| US4119566A (en) | Production of nitrogen-rich gas mixtures | |
| RU2125538C1 (ru) | Способ получения синтетического газа (варианты) | |
| US3998609A (en) | Synthesis gas generation | |
| CA1057057A (en) | Synthesis gas production by partial oxidation | |
| JPH08151582A (ja) | 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 | |
| US4671804A (en) | Partial oxidation process | |
| CA1059319A (en) | Production of clean fuel gas | |
| PL123594B1 (en) | Method of coal liquefaction with gasification | |
| EP0290689A1 (en) | Partial oxidation process | |
| WO2006081062A1 (en) | Production of synthesis gas | |
| US4692172A (en) | Coal gasification process | |
| US4411670A (en) | Production of synthesis gas from heavy hydrocarbon fuels containing high metal concentrations | |
| US3846095A (en) | Reducing gas generation | |
| US4141695A (en) | Process for gas cleaning with reclaimed water | |
| US4971601A (en) | Partial oxidation of ash-containing solid carbonaceous and/or liquid hydrocarbonaceous fuel | |
| US4952380A (en) | Partial oxidation process | |
| KR100323961B1 (ko) | 석유 코크스 원료의 기체화 방법 | |
| US3927997A (en) | Methane-rich gas process | |
| EP0005138A1 (en) | Process for producing synthesis gas with wash water purification and novel flash column for use in said process | |
| WO2020117609A1 (en) | Gasification of disulfide oil to produce hydrogen and carbon monoxide (syngas) |