用于制备热纯气流的部分氧化方法技术

制备实际上不含颗粒状物质、碱金属化合物、卤化物、氰化氢、含硫气体以及有或没有ＮＨ↓［３］的，用作合成气、还原性气或燃料气的热纯净气流的方法。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于制备实际上不含夹带的颗粒状物质和气态杂质的热的纯净合成气、还原性气或燃料气的部分氧化方法，该气态杂质包括卤化物、气相碱金属化合物、硫、氰化氢以及有或没有氨。用于将液体碳氢化合物和固体含碳燃料转化为合成气、还原性气和燃料气的部分氧化方法是众所周知的。例如参见已转让的美国专利号3，988，609；4，251，228；4，436，530和4，468，376，它们引入本文作为参考。从合成气中除去细颗粒状物和酸性气体杂质在已转让的美国专利号4，052，175；4，081，253和4，880，439中和在4，853，003；4，857，285和5，118，480中已有描述，这些文献全部引入本文作为参考。然而，上述文献总的来说既没有教导也没提示用于制备实际上不含颗粒状物、卤化物、氰化氢、碱金属化合物、含硫气体以及有或没有氨的热的纯净合成气、还原性气和燃料气的本主题方法。通过该主题方法，制得了温度在约540℃至700℃（1000°F至1300°F）范围内的合成气、还原性气和燃料气。由该主题方法制备的气体例如在燃气轮机的燃烧室中的燃料气在燃烧之后不会污染大气。所制得的气体作为合成气使用将不会使全成催剂失活。-->本主题方法涉及用于制备实际上不含有颗粒物质、卤化物、氰化氢 、碱金属化合物、含硫气体、飞灰和／或熔渣的用作全成气、还原性气或燃烧气的热纯净气流的部分氧化方法，该方法包括：（1）让可泵抽的烃类燃料原料与含自由氧的气体进行部分氧化反应，其中该烃类燃料原料选自液体烃类燃料或其液体乳化液，石油焦炭的含水淤浆和其混合物，和其中该燃料含有卤化物、碱金属化合物、硫、氮和含无机灰尘分的组分，并且该燃料与含自由氧的气体在自由流动的竖式耐火材料衬里的部分氧化气体发生器中进行反应，制备了温度在约980℃－1650℃（1800°F至3000°F）范围内和包含有H2、CO2、H2O、CH4、NH3、HCN、HCl、HF、H2S、COS、H2、Ar以及含有颗粒状物质和气相碱金属化合物的热粗制气流；（2）在气体冷却区域中将来自（1）的热粗制气流部分冷却至约540℃－700℃（1000°F－1300°F）范围内的温度；（3）从来自（2）的热粗制气流分离出夹带的颗粒状物质；（4）向来自（3）的工艺气流引入补充的碱金属化合物与在该工艺气流中存在的氰化氢和气态卤化物进行反应；将该工艺气流冷却至430℃（800°F）至540℃（1000°F）范围内的温度，过滤所得的工艺气流并从中分离出碱金属卤化物和氰化物、任何残留的碱金属化合物和任何残留的颗粒状物质；和（5）让来自（4）的该冷却的和过滤的气流与含有硫反应活性氧化物的混合金属氧化物吸着剂在除硫区域中进行接触，其中在来自-->（4）的该冷却的和过滤诉中的含硫气体与含有该硫反应活性氧化物的混合金属氧化物吸着剂进行反应，制得硫化了的吸着剂物质；然后从该冷却的和过滤的气流中分离出该有文化吸着剂物质，制得实际上无颗粒状物质、碱金属化合物、卤人化氢、氰化氢、H2S、COS的和温度至少为540℃（1000°F）的纯净气流。在另一个实施方案中，来自（1）的热气流在（2）中被冷却至约800℃（1475°F）到980°（1800°F）范围内的温度。在步骤（4）中除去卤化物之前，在来自（3）的工艺气流中的NH3被催化歧化并通过产生氮气和氢气而除去。参考附图将会进一步理解本专利技术。该附图（指定为图1）是该方法的实施方案的代表性示图。德士古（Texaco）部分氧化气化器产生温度在约980℃－1650℃（1800－3000°F）的粗制合成气、燃料气或还原性气。在普通的方法中，为了从气体发生器中除去粗制气流中的某些污染物，如各种硫类物质，按照溶剂吸收方法的要求，所有制得的粗制气体被冷至室温或室温以下。间接和直接接触热交换方法都已用来实施这种冷却。然而，在全部情况下，在气流中的水被冷凝下来，它的许多蒸发热损失掉了。为了避免这种热量浪费，通过本主题方法，因远远高于该气体的绝热饱和温度下从该气流中除去所有的污染物。该气体还可进一步冷却以便容易控制，但仅仅冷却至将近430℃－980℃（800°F－1800°F）而不冷却至室温。此外，与现有技术的低温气体纯-->化方法比较，用本申请人的高温气体纯化方法节约了大量热量，因为该纯化气流已经是热的，因而在引入燃气轮机的燃烧室产生机械功和／或电力之前不需要加热。同样，当用作合成气时，工艺气流已经是热的。在本主题方法中，首先在一种分离下流的、自由流动的、内空的、非催化的、部分氧化的气体发生器的耐火材料衬里的反应区域中制得一种连续的粗气流。该气体发生器优选是一种耐火材料衬里的竖式钢制压力罐，如在附图中所示，并在已转让的US2，992，906（授于F.E.Guptill，Jr.）中有描述，它引入本文作为参考。可燃烧的液体烃类燃料、其水乳化液和含杂质的石油焦炭的水淤浆在气体发生器中在温度调节气体存在下与含自由氧的气体进行反应，制得产品气体，其中该杂质包括卤化物、硫、氮和含无机灰分组分。例如，液体烃类燃料原料气流可包括液体烃类燃料，有或没有气体烃类燃料。表达短语“A有或没有B”意指以下任何一种：A，或A和B。各种类型的烃类燃料可以以混合物的形式加到部分氧化气化器中，或每一种类型的燃料可通过在普通的环隙型燃烧器中的各自管道加进去。本文为描述各种合适的原料所使用的术语“烃类燃料”想要包括：可泵抽的液体烃类燃料、可泵抽的液体烃类燃料的乳化液、可泵抽的石油焦炭的水淤浆及其可泵抽的混合物。也可包括进去的是液体烃类燃料和气体烃类燃料的混合物。加至气化器的烃类燃料可具-->有硫含量在约0.1－10重量％的范围内，卤化物含量在约0.01－1.0重量％的范围内，和氮含量在约0.01－2.0重量％的范围内。含硫杂质可作为有机硫化合物或作为钠、钾、钙、铁、铝、硅及其混合物的有硫化物和／或硫酸盐存在。卤化物杂质可以是钠、钾、镁、钙、硅、铁和铝的无机氯和／或氟化合物。有机氯和／或氟化合物也可以存在，比如氯化联苯或氯一氟化合物。氮可作为含氮的无机或有机化合物存在。另外，较少量的钒化合物可存在于石油基的原料中。术语“和／或”在文以其常用方式使用。例如“A和／或B”或者指A、或者指B、或者指A和B。通过任何普通的延迟焦化方法制得石油焦炭。例如，参见已转让的US3，852，047，它引入本文作为参考。石油焦炭优选被磨细至这样一种粒径，以使100％的物料通过ASTM  E  11－70  Sieve  Designation  Standard  1.4mm（Alternative No.14）和至少80％通过A  STM  E  11－70  Sieve  Designation  Stan－dard  0.425mm（Alternative  No.40）。磨细的石油焦炭与水混合制得固含量在约30－65wt％范围内的可泵抽的水淤浆。本文为描述合适的气体原料所使用的“气体烃类燃料”包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、天然气、水煤气、焦炉气、炼油厂气、乙炔尾气、乙烯尾气、合成气及其混合物。气体、固体和液体原料都可被混合并同时使用，而且可包括石蜡类、烯属、环烷类和芳族化合物以及沥青液体和液态烃类燃料的水乳化液，含有约1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备合成气、还原性气或燃料气的部分氧化方法，该方法包括：（１）将可泵抽的烃类燃料原料与含有自由氧的气体进行部分氧化反应，其中该烃类燃料原料是液体烃类燃料或其液体乳化液，石油焦炭的含水淤浆或其混合物，和其中该燃料含有卤化物、碱金属 化合物、硫、氮和含无机灰分的组分，并且该燃料与含自由氧的气体在自由流动的竖立式耐火材料衬里的部分氧化气体发生器中进行反应，制备了温度在约９８０℃－１６５０℃范围内和包含有Ｈ↓［２］、ＣＯ、ＣＯ↓［２］、Ｈ↓［２］Ｏ、ＣＨ↓［４］、ＮＨ↓［３］、ＨＣＮ、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｈ↓［２］Ｓ、ＣＯＳ、Ｎ↓［２］、Ａｒ以及含有颗粒状物质和气相碱金属化合物的热粗制气流；其特征在于：（２）在气体冷却区域中将来自（１）的热粗制气流部分地冷却至约５４０℃－７００℃范围内的温度；（３）从来 自（２）的热粗制气流分离出夹带的颗粒状物质；（４）向来自（３）的工艺气流引入补充的碱金属化合物与在该工艺气流中存在的气态卤化氢和氰化氢进行反应；将该工艺气流冷却至约４３０℃－５４０℃范围内的温度，过滤该工艺气流并从中分离出碱金属卤化物和 氰化物、任何残留的碱金属化合物和任何残留的颗粒状物质；和（５）让来自（４）的该冷却了的和过滤了的气流与含有硫反应活性氧化物的混合金属氧化物吸着剂在除硫区域中进行接触，其中在来自（４）的该冷却的和过滤的气流中的含硫气体与含有该硫反应活性氧 化物的混合金属氧化物吸着剂进行反应，制得硫化了的吸着剂物质；然后从该冷却的和过滤的气流分离出该硫化吸着剂物质，制得实际上无颗粒状物质、碱金属化合物、卤化氢、氰化氢、Ｈ↓［２］Ｓ、ＣＯＳ的和温度至少为５４０℃的纯净气流。...

【技术特征摘要】
US 1993-6-17 0772691、一种用于制备合成气、还原性气或燃料气的部分氧化方法，该方法包括：(1)将可泵抽的烃类燃料原料与含有自由氧的气体进行部分氧化反应，其中该烃类燃料原料是液体烃类燃料或其液体乳化液，石油焦炭的含水淤浆或其混合物，和其中该燃料含有卤化物、碱金属化合物、硫、氮和含无机灰分的组分，并且该燃料与含自由氧的气体在自由流动的竖立式耐火材料衬里的部分氧化气体发生器中进行反应，制备了温度在约980℃-1650℃范围内和包含有H2、CO、CO2、H2O、CH4、NH3、HCN、HCl、HF、H2S、COS、N2、Ar以及含有颗粒状物质和气相碱金属化合物的热粗制气流；其特征在于：(2)在气体冷却区域中将来自(1)的热粗制气流部分地冷却至约540℃-700℃范围内的温度；(3)从来自(2)的热粗制气流分离出夹带的颗粒状物质；(4)向来自(3)的工艺气流引入补充的碱金属化合物与在该工艺气流中存在的气态卤化氢和氰化氢进行反应；将该工艺气流冷却至约430℃-540℃范围内的温度，过滤该工艺气流并从中分离出碱金属卤化物和氰化物、任何残留的碱金属化合物和任何残留的颗粒状物质；和(5)让来自(4)的该冷却了的和过滤了的气流与含有硫反应活性氧化物的混合金属氧化物吸着剂在除硫区域中进行接触，其中在来自(4)的该冷却的和过滤的气流中的含硫气体与含有该硫反应活性氧化物的混合金属氧化物吸着剂进行反应，制得硫化了的吸着剂物质；然后从该冷却的和过滤的气流分离出该硫化吸着剂物质，制得实际上无颗粒状物质、碱金属化合物、卤化氢、氰化氢、H2S、COS的和温度至少为540℃的纯净气流。2、根据权利要求1的方法，其特征在于该液体烃类燃料是液化石油气、石油馏出物和残留物、汽油、石脑油、煤油、原油、沥青、瓦斯油、渣油、焦油砂和页岩油、煤馏油、芳烃类（比如苯、甲苯、二甲苯馏分）、煤焦油、来自液化催化裂化工艺操作的循环瓦斯油、焦化瓦斯油的糖醛提取物、轮胎油（tire－oil）及其混合物。3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于该气态烃类燃料是甲烷、...

【专利技术属性】
技术研发人员：T莱宁尔，AM罗宾，JK沃尔芬巴根，RM萨格特，
申请(专利权)人：德士古发展公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]