JP2006516929A - カルボニル除去の改良された配置構成と方法 - Google Patents

Abstract

プラント１００は、設定された温度で金属カルボニルから金属が非金属犠牲材料上に層状付着する吸着器１１０を含む。特に好ましい吸着器は２つのセクションを含み、第１セクションにおいて第１金属（例えばニッケル）がグラファイト上に層状付着し、第２セクションにおいて第２金属（例えば鉄）がグラファイト上に層状付着する。

Description

本出願は、０１／２８／２００３に出願され、出願番号ＰＣＴ／ＵＳ０３／０２６９６をもつ、本発明者等の同時係属の国際特許出願の特典を主張し、前記出願は本明細書に参照を通じて組み込まれる。

本発明の分野は、ガスの精製、特に、燃焼および／または合成用のガスからの金属カルボニルの除去である。

残渣のガス化、特に重油系生成物（例えば、石油コークス、ビスブレーカボトム、アスファルテン、減圧残油（ｖａｃｕｕｍ ｂｏｔｔｏｍ）など）のガス化は、かなりの量の金属カルボニルの生成を伴うことが多い。例えば、ニッケルおよび／または鉄カルボニルは、通常、減圧残渣のガス化において生成する。金属カルボニルは、比較的少量でそれらに毒性および発癌性があるだけでなく、燃焼タービンの様々な部分に層状付着する（ｐｌａｔｅ）ので、非常に望ましくない。

このような問題を避けるために、様々なガスの流れから金属カルボニルを少なくとも部分的に除去するために、多くの手法が開発されてきた。例えば、金属カルボニルを含むガスの流れに接触する表面をオーステナイト系（１８／８）ステンレス鋼で被覆して、金属カルボニルとの反応を防ぐことができる。このような被覆は、そのように処理された表面上への金属の層状付着を少なくともある程度は減らすことができるが、ステンレス鋼を使用すると比較的費用が嵩む。さらに、金属が層状付着し易い表面をステンレス鋼で被覆することによっては、ガスの流れの金属カルボニルの濃度は（少なくとも、意味のある程度には）低下せず、したがって、金属カルボニルに付随する問題を、ステンレス鋼による被覆の下流の位置に転嫁させるだけであろう。

別の手法において、Ｄｖｏｒａｋ等は、ガスの流れの硫黄化合物と鉄カルボニルの濃度を低下させるために、Ｃｕおよび／またはＣｕＯおよびＺｎＯを含む使用済み触媒を用いた（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ，Ｖｏｌ．９６（１９８２），Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｎｏ．１６４．９０３ｅ）。使用済み触媒は、硫黄化合物の除去には比較的効果的であったが、ガスからは少量の鉄カルボニルが除去されただけであった。さらに、ＣｕおよびＣｕＯ吸収剤は、水素化触媒としてかなりの活性を示すことが知られている。結果的に、このような触媒が合成ガスで用いられた場合には、合成ガスの少なくとも一部がメタンおよびアルコールに転化することは、ほとんど不可避である。

ガスの流れからの鉄カルボニルの除去を向上させるために、ＥＰ０２３９１１Ａ２において提案されているように、ガスの流れをＺｎＯおよび／またはＺｎＳに接触させてもよい。このような系では、ＺｎＯおよび／またはＺｎＳは、かなりの程度まで（例えば、９９％）鉄カルボニルの濃度を低下させたが、この系においては、ニッケルカルボニルは、かなり低い度合い（例えば、７７％）で除去された。

さらに別の手法において、ガスの流れの金属カルボニルを減少するために、ゼオライトが用いられた（Ｇｏｌｄｅｎ ｅｔ ａｌ．Ｓｅｐ．Ｓｃｉ．ａｎｄ Ｔｅｃｈｎ．（１９９１），２６，１２：１５５９−１５７４）。通常、ゼオライトは、比較的高効率で合成ガスの金属カルボニル濃度を低下させるが、Ｇｏｌｄｅｎ等により記載されたゼオライト系は、硫化水素を実質的に含まないガスの流れに限定されていた。

さらに別の手法においては、Ｃａｒｒの米国特許第５４５１３８４号に記載されているように、金属カルボニルを含むガスの流れが、固体支持体（例えばアルミナ）上に固定された酸化鉛と接触させられる。金属カルボニル、特に鉄カルボニルの酸化鉛に基づく除去は比較的効果的であるが、様々な重大な欠点をもつ。とりわけ、吸収剤の被毒を避けるために、ガスの流れが通常、それ程の量の硫黄化合物を含まないことが必要とされる。さらに、非常に毒性のある硝酸鉛の溶液が、焼成法によりキャリアを被覆するために用いられ、このことにより、環境および健康に有害な要因が発生する。さらに、１００℃を超える温度での酸化鉛ベッドの運転は、特に水素の無い状態では、カーボンの堆積（ｄｅｐｏｓｉｔ）を生成する傾向があるであろう。

酸化鉛に付随する問題の少なくともいくつかを回避するために、Ｅｉｊｋｈｏｕｔらの米国特許第６１６５４２８号に記載されているように、疎水性多孔質吸着剤を用いてもよい。適切な吸着剤には、Ｓｉ／Ａｌ含有ゼオライト（約０．５ｎｍから４．０ｎｍの間の細孔径と、０．００５ｍｌ／（１ｇの吸収剤）の平均細孔容積をもつ）が含まれる。他の様々な利点の中でも特に、Ｅｉｊｋｈｏｕｔの系は、ガスの流れがかなりの量の硫化水素と水を含む状態の下で運転できるという利点がある。しかし、Ｓｉ／Ａｌ含有ゼオライトは分子ふるい（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｅｖｅ）として機能すると考えられるので、金属カルボニルの効果的な除去は、少なくとも部分的には、固有の細孔径に依存する。結果的に、金属カルボニルの高い毒性と低沸点のために、飽和したＳｉ／Ａｌ含有ゼオライトの処分により、やはり相当な健康および環境上のリスクが発生するであろう。

金属カルボニルの知られている別の吸着方法には、米国特許第３４６６３４０号に記載されているものが含まれ、その特許では、アミノ基を含む固体鉄イオン交換樹脂を用いて、鉄カルボニルが液体メタノールまたは他のアルコールから除去される。同様に、フランス特許第２０４０２３２号においては、鉄カルボニル含有メタノールがＦｅ_２Ｏ_３ペレットのベッドを通過して鉄カルボニルを除去する。

米国特許第４６０８２３９号において、本発明者等は、アルカリ金属水酸化物を高沸点ヒドロキシル含有溶剤と共に用いて非揮発性鉄カルボニル塩（次には、ガスから分離される）を生成させる、ガスからの鉄カルボニルの除去を記載している。別法として、米国特許第３７８０１６３号に記載されているように、オゾンが、一酸化炭素を含むガス、あるいは液体（例えば酢酸エチル）の鉄カルボニルと反応させられる。しかし、このような知られている方法の全て、あるいは、ほとんど全てにおいて、処分される必要がある比較的毒性のある生成物が生じるか、あるいは、金属カルボニルに対してモル数で過剰に用いられた場合には無効にされるか、さもなければ除去される必要がある毒性の高い試薬が用いられるかのいずれかである。

このように、ガスの流れから金属カルボニルを除去する様々な配置構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）と方法が当技術分野において知られているにも関わらず、全て、あるいは、ほとんど全てに、１つまたは複数の欠点がある。こうして、カルボニルを除去する改良された配置構成と方法が依然として求められている。

本発明は、設定温度で金属カルボニル含有供給ガスから金属がその上に層状付着する犠牲（ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ）非金属材料を含む吸着器（ａｄｓｏｒｂｅｒ）をもつプラントを対象とする。想定されている金属カルボニルには、ニッケルカルボニル、鉄カルボニル、およびコバルトカルボニルが含まれ、特に適する供給ガスには、石油コークス、ビスブレーカボトム、アスファルテン、および／または減圧残油から製造されるものが含まれる。

特に好ましい態様において、犠牲非金属材料はグラファイトを含み、供給ガスはガス化プラントからの合成ガスを含む。結果的に、設定温度は、一般に、１５０℃から２００℃の間の範囲にあるであろう。金属がニッケルである場合、好ましい温度は１５０℃から１７０℃の間であり、金属が鉄である場合、好ましい温度は１８０℃から２００℃の間である。

さらに好ましい配置構成には、吸着器が第１および第２セクション（どちらも犠牲非金属材料を含む）をもつものも含まれ、ニッケルが第１セクションにおいて１５０℃から１７０℃の間の温度で前記材料上に層状付着し、鉄が第２セクションにおいて１８０℃から２００℃の間の温度で前記材料上に層状付着する。

吸着器は、少なくともいくつかのプラントにおいては、一体化されたガス化複合サイクルプラントの少なくとも１つの構成要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）（例えば、発電機に連結されたガスタービン）に連結されていること、および／または、供給ガスはガスタービン供給ガス予熱装置により加熱されること、がさらに想定されている。熱交換器上への金属の層状付着を減らすか、あるいは防止しさえするために、供給ガスが熱交換器のアルミニウム含有表面により加熱されることがさらに想定されている。さらに、連続運転ができるように、第２吸着器が直列（または並列）で用いられ得ることが一般に想定されている。

このように、供給ガス中の金属カルボニル濃度を低下させる方法は、金属カルボニルを含む供給ガスが供用される１ステップを含む。別のステップにおいて、供給ガスは、吸着器において、犠牲非金属材料に、金属カルボニルから金属を犠牲非金属材料上に層状付着させるのに十分な温度で接触する。構成要素、温度、材料、および配置構成に関して、上で記載されたものと同じ考えが当てはまる。

本発明の様々な目的、特徴、態様および利点が、添付図と併せて、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明により一層明らかになるであろう。

本明細書において、「金属カルボニル」という用語は、イオンの形の金属が（ＣＯ）_ｎ ⁻（ｎは通常１と８の間である）と化合物を形成している分子を表し、この用語には混合金属カルボニル（少なくとも１つの（ＣＯ）_ｎ ⁻と１つの他のアニオンが化合物を形成している）が含まれる。特に想定されている金属カルボニルには、ニッケルカルボニル（Ｎｉ（ＣＯ）_４）、鉄カルボニル（Ｆｅ（ＣＯ）_５）、およびコバルトカルボニル（（ＣＯ）_３Ｃｏ：（ＣＯ）_２：Ｃｏ（ＣＯ）_３）が含まれる。結果的に、特に想定されている金属には、ニッケル、鉄、およびコバルトが含まれる。

また本明細書において、「金属が層状付着する」という用語は、金属カルボニル（気体および／または液体相中にある）の分解とそれに伴う金属の堆積（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を表す（金属は単体の形で犠牲非金属材料上に堆積する）。こうして、本発明の主題による配置構成と方法は、供給ガス中の少なくとも一部の金属カルボニルが分解して犠牲非金属材料上に金属として層状付着するものに限定されることが指摘されるべきである。別の観点から見ると、金属カルボニルの大部分（すなわち、少なくとも５０％）が固体相に結合（吸収）されていない。

また本明細書において、「犠牲非金属材料」という用語は、金属カルボニルから金属がその上に層状付着し得る材料を表し、このような材料は主に（すなわち、少なくとも５０原子％）金属以外の原子からなる。したがって、適切な材料には様々な無機および有機材料と、それらの理に適った全ての混合物が含まれる。しかし、犠牲非金属材料はカーボンを主に（すなわち、少なくとも８０原子％、より好ましくは少なくとも９０原子％、最も好ましくは少なくとも９８原子％）含むことが特に好ましい。例えば、カーボンの特に適する形には、グラファイト、活性炭、ガラス状カーボン、フラーレンなどが含まれる。犠牲非金属材料が無機材料を含むことが望ましい場合、多数のシリコン−、カルシウム−、またはマグネシウム−含有材料が想定される。通常、このような材料の中で、ケイ酸塩、アルミナ、およびクレーが好ましい。

さらに、想定されている犠牲非金属材料は、その材料の表面上に、あるいは材料に組み込まれた、１種または複数の金属も含み得ることが理解されるべきである。例えば、犠牲非金属材料が主にケイ酸塩またはゼオライトである場合、材料は鉄で被覆またはドープされ得る。

したがって、想定されている犠牲非金属材料の大きさと形状はかなり多様であり、詳細な大きさと形状は、少なくともある程度は、用いられる特定の材料により定まるであろうということが理解されるべきである。例えば、犠牲非金属材料がグラファイトである場合、粉末状、ペレット状、あるいは別の形状のグラファイトを用いることができる。同様に、犠牲非金属材料がガラス状カーボンを含む場合、このような材料がカーボンフェルトの形であることが一般に好ましい。別の態様において、犠牲非金属材料がケイ酸塩または他の鉱物材料を含む場合、犠牲非金属材料は球状であってよく、それは設定された大きさの開口部（例えば、分子ふるい）をさらに含み得る。

吸着器において使用される、想定される犠牲非金属材料の量に関しては、犠牲非金属材料の量は、一般に、供給ガス中の金属カルボニルの実際の、また／あるいは、予想される量により定まるであろうと想定されている。しかし、通常、その量は、少なくとも１日、より典型的には少なくとも１０日、最も典型的には少なくとも３０日間、吸着器の連続運転を実施できるように選択されることが好ましい。

尚さらに、吸着器が第１および第２セクション（後記）をもつ場合、第１および第２セクションにおける犠牲非金属材料は同じであっても異なっていてもよいことが理解されるべきである。例えば、供給ガスがニッケルカルボニルおよび鉄カルボニルを含む場合、第１セクションにおける犠牲非金属材料はグラファイトであってよく（こうして商品の１種であるニッケル被覆グラファイトが生成するように）、第２セクションにおける犠牲非金属材料は鉄であってよい（こうして環境への重大な負の影響なしに多くの仕方で処分することができる、鉄で被覆された鉄を生成するように）。本明細書において与えられる教示に結びつけて使用するのに適する金属（および、さらなる配置構成）には、０１／２８／２００３に出願され、出願番号ＰＣＴ／ＵＳ０３／０２６９６をもつ、本発明者等の同時係属の国際特許出願（本明細書に参照により組み込まれる）に記載されるものが含まれる。

図１に示される、本発明の主題の特に好ましい態様において、吸着器の配置構成１００は吸着器１１０を含み、その容器は犠牲非金属材料１２０を含む第１セクション１１０Ａと、犠牲非金属材料１２０（第１セクション１１０Ａの材料と化学的に同一）を含む第２セクション１１０Ｂとを含む。供給ガス１３０は、処理後の供給ガスの流れ１３４との熱交換器１４０において第１温度Ｔ１に加熱されて、加熱された供給ガス１３０’となり、これは吸着器１１０の第１セクション１１０Ａに入る。次に、最初の吸着器を出て行く供給ガス１３２は、加熱装置１５０において第２温度Ｔ２にさらに加熱されて、さらに加熱された供給ガス１３２’となり、次に、これは吸着器１１０の第２セクション１１０Ｂに入る。第２セクション１１０Ｂを通過した後、処理後のガスの流れ１３４は吸着器を出て、熱交換器１４０において供給ガスの流れ１３０を加熱するために、処理後のガスの流れ１３４から熱が取り出される。

吸着器に関しては、適切な吸着器は、その想定されている吸着器が少なくともいくらかの犠牲非金属材料を含んでおり、供給ガスを受け入れ、および犠牲非金属材料との接触後に供給ガスを下流の装置（例えばガスタービン）に供給する限り、どのような形状および／または大きさであってもよいと一般に想定されている。しかし、本発明の主題の特に好ましい態様において、吸着器は第１および第２セクションをもつ容器を備え、それらの中でそれぞれ第１および第２金属が犠牲材料上に層状付着する。別法として、また特に、供給ガス中に１種の金属カルボニルだけが存在する場合（あるいは、第１の金属カルボニルに比べて別の金属カルボニルが比較的少量で存在する場合）、適切な吸着器は１つのセクションだけを含み得る。

一般に、想定される吸着器が、ガスタービン供給ガス予熱装置（例えば合成ガス予熱装置）の下流で、ガスタービンの上流に位置することが好ましい。本発明の主題を限定しないで、想定されるプラントが少なくとも２つの吸着器（これらは互いに平行／隣接の位置にあり得る）を含み、第１吸着器が予熱された供給ガスを受け入れ、実質的に金属カルボニルが除去された（すなわち、少なくとも９５ｍｏｌ％、より典型的には少なくとも９８ｍｏｌ％、最も典型的には少なくとも９９ｍｏｌ％）供給ガスを第２吸着器に供給し、この配置構成において第２吸着器はガードベッドとして機能し、実質的に金属カルボニルが除去された供給ガスをガスタービンに供給するように、これらの吸着器が直列に流れるように連結されることが特に好ましい。さらに、想定される配置構成において、（ａ）供給ガスが第２吸着器を通して連続的にガスタービンに供給されている間に、第１吸着器をプラントから切り離すことができ、また、（ｂ）第１吸着器を切り離し、新しいバッチの犠牲材料を有する置き換え吸着器を装填した後、第２吸着器が先頭の吸着器（すなわち、第１吸着器）として働くように、第１および第２吸着器が、バイパス配管を用いて下流の装置（例えばガスタービン）に流れるように連結されていることが特に好ましい。

しかし、別の配置構成においては、吸着器の数はかなり変わってもよく、適切な配置構成は１つから６つの間の、またそれを超える数の吸着器を含み得る。例えば、ガスタービンが供給ガスを断続的に供給される場合、１つの吸着器だけが使用され得る。他方、連続供給される供給ガスから実質的に完全に除去されることが求められる場合、３つの、またそれ以上でさえある吸着器が使用され得る。

したがって、吸着器の特定の数と配置構成に応じて、２つ以上の吸着器は、直列、並列、あるいは混合型（いくつかの吸着器は直列で、他の吸着器は並列）で運転され得る。しかし、一般に、２つ以上の吸着器の運転により、供給ガスをガスタービンのガスに連続的に流せること（また、こうして供給ガスから金属カルボニルを連続的に除去できること）が好ましい。

別法として、また特に、工業製品（例えば、アンモニア、メタノール、または他のアルコール）の合成あるいは水素製造に用いられる合成ガスを供給ガスが含む場合に、１つまたは複数の吸着器の好ましい位置は、合成ループの、または合成反応器の上流であると想定されている。こうして、このような配置構成により、有利にも、合成プロセスにおける金属カルボニル（これは、触媒表面への金属カルボニル（および金属）の蓄積により、触媒の性能に悪影響を及ぼし得る）の濃度が低下することが理解されるべきである。

したがって、想定される吸着器を、装置改造の構成要素として、アップグレードとして、あるいは、新しいプラント建設において、取り入れることができ、プラントの特定の性質によっては本発明の主題は限定されないことが理解されるべきである。しかし、一般に、適切なプラントはガスタービンを含むことが好ましく、特に好ましいプラントはＩＧＣＣプラントである。この場合、ガスタービンは発電機に連結していると想定されている。該分野において知られている多くの発電機があり、知られている発電機の全ては、本発明での使用に適すると想定されている。同様に、該分野において知られている多くのガスタービンがあり、知られているガスタービンの全ては、本発明での使用に適すると想定されている。例示的なガスタービンには、様々な空冷ガスタービン、水冷ガスタービン、および／または、一体化蒸気冷却ガスタービン（例えば、米国特許第４４２４６６８号を参照）が含まれる。

本発明の主題のさらなる態様において、適切な供給ガスの性質はかなり変わってもよく、（ａ）部分的にまたは全体としてガスタービンを駆動するためのガスとして使用され得る、（ｂ）合成のために（例えば、メタノールまたはアンモニア製造）使用され得る、また（ｃ）少なくとも一時的に金属カルボニルを含む、全てのガスの流れが適切であると一般に想定されている。しかし、特に好ましい供給ガスには、炭化水素系材料、特に重油精製残渣のガス化を用いるガス化反応において生成したガスが含まれる。例えば、想定される供給ガスの生成に適するガス化材料には、石油コークス、ベスブレーカボトム、アスファルテン、または減圧残油が含まれる。別のものとして、多数の他の精油所フラクションまたは残渣も適切であると考えられる。

さらに、適切な供給ガスは、供給ガスの化学組成を変える１つまたは複数のプロセスにおいて処理されていてもよいことが理解されるべきである。例えば、想定される供給ガスは、吸着器に入る前に、１回または複数のシフト転化を受けていてもよい。別法として、あるいは追加として、供給ガスは、酸性ガス除去プロセス（これは供給ガス中の亜硫酸化合物を完全に除去することも、除去しないこともある）を経ていてもよい。結果的に、特に好ましい供給ガスは、シフト転化と酸性ガス除去の後の、精製所残渣のガス化による合成ガスである。

さらに、供給ガスは、一層好ましい態様において、冷却または加熱ステップを経てもよく、供給ガスが、ガスタービン供給ガス予熱装置において、１００℃を超える温度に加熱されることが特に好ましい。該技術分野において知られている多くのガスタービン供給ガス予熱装置があり、これらの全てが本発明での使用に適すると想定されている（供給ガス加熱装置はまた、吸着器の下流にも置かれ得る）。

熱交換器に関しては、熱交換器の特定の性質は本発明の主題にとって重要ではないであろうということが理解されるべきである。したがって、適切な全ての加熱装置が本発明での使用に適切であると想定されている。さらに、供給ガスが第１温度Ｔ１に予熱されている場合、第１熱交換器は無くてもよいことが理解されるべきである。熱交換器の数に関わらず、熱交換器の供給ガスと接触する部分は、金属がその上に層状付着しないか、もしくは比較的僅かな程度にしか層状付着しない材料で被覆されているか、あるいは、そういう材料を含むことが一般に好ましい。例えば、適切な材料には、アルミニウム、またはステンレス鋼が含まれる。

特定の温度Ｔ１は、通常、具体的な第１金属カルボニルおよび／または犠牲非金属材料により決まり、犠牲材料上に第１金属の少なくとも一部分が層状付着する全ての温度が適切であることが一般に好ましい。しかし、その温度で、犠牲材料に第１金属カルボニルの第１金属が実質的に完全に（すなわち、少なくとも９０％）層状付着することが一層好ましい。同様に、温度Ｔ２は、通常、特定の第２金属カルボニルおよび／または犠牲非金属材料により決まり、犠牲材料上に第２金属の少なくとも一部分が層状付着する全ての温度が適切であることが一般に好ましい。例えば、供給ガスがニッケルカルボニルと鉄カルボニルを含んでおり、犠牲材料がグラファイトである場合、第１セクションに入る前に供給ガスを１５０℃と１７０℃の間の温度に加熱し、第１セクションを出て行く供給ガスを第２セクションに入る前に１８０℃と２００℃の間の温度に加熱すればよい。こうして、別々の区画における選択的な層状付着を達成できる。しかし、望ましい場合には、２種以上の金属を１つのセクションにおいて層状付着させてもよいこともまた理解されるべきである（これは、通常、複数の金属カルボニルのより高い方の層状付着温度で起こるであろう）。層状付着の場所および／または順序に関わらず、温度は、供給ガスに望ましくない効果（例えば、２００℃を超える温度での供給ガスからのカーボンの堆積）を生じる温度より低いことが一般に好ましい。

さらにまた、想定される配置構成とプロセスは金属カルボニル含有供給ガスをタービンが受け入れるプラントで特に利点があるが、多くの別の配置構成とプロセスもまた想定されることがさらに理解されるべきである。適切な別の配置構成とプロセスには、金属カルボニル含有ガスが表面と、その表面上に金属カルボニルの少なくとも一部分が層状付着し得る条件の下で接触し、その金属カルボニルの層状付着がその表面にとって一般に望ましくない、あるいは有害でさえあると考えられている、配置構成とプロセスの全てが含まれる。

例えば、多くの合成プロセス（例えば、アンモニア合成、１種のまたは混合アルコールの合成、あるいは、炭化水素のフィッシャー−トロプシュ合成と水素製造）は、金属カルボニルからの金属の層状付着により毒され得る金属含有触媒を含む。他の適切なプロセスは、金属カルボニルにより汚染され得る分子ふるい（例えば、圧力スイング吸着ユニットの分子ふるい）を含む。このように、別の表面には、合成触媒とこのような触媒を入れる容器が含まれると想定されている。さらに、金属カルボニルを含む供給ガスを送るパイプライン、容器、バルブ、および他の構成要素を、本発明の主題による吸着器を用いて保護できると想定されている。さらに別の好ましい態様において、本発明の主題による配置構成と方法を、環境（例えば、プラントまたは大気）に排出されるガスから金属カルボニルを除去する、あるいは少なくともその濃度を低下させて環境を保護するために用いることもできると想定されている。

このように、想定されるプラントはまた、供給ガスに含まれる金属カルボニルから金属が、非金属材料上に金属を層状付着させるのに十分な温度でその上に層状付着する犠牲非金属材料を含む吸着器を備える。結果として、供給ガスの金属カルボニル濃度を低下させる方法は、金属カルボニルを含む供給ガスが供用される１ステップを含むであろう。別のステップにおいて、その供給ガスは、吸着器において、犠牲非金属材料と、その犠牲非金属材料上に金属カルボニルの金属が層状付着するのに十分な温度で接触する。

こうして、カルボニルを除去する改良された配置構成と方法の具体的な実施形態と応用が開示された。しかし、当業者には、すでに記載されたもの以外のさらに多くの変更が、本明細書における本発明の基本的な考え方から逸脱することなく可能であることが明らかであろう。したがって、本発明の主題は、添付の請求範囲の精神以外によっては限定されない。さらに、本明細書と請求範囲との解釈においては、全ての用語は、関連部分に合致する可能な最も広い仕方で解釈されるべきである。特に、「含む（備える）」および「含んでいる（備えている）」という用語は、要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）、構成要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）、またはステップを非排他的な仕方において参照されており、参照された要素、構成要素、またはステップは、明示的には参照されていない他の要素、構成要素またはステップと共に存在する、あるいは利用される、あるいは組み合わせられるということを示していると解釈されるべきである。

本発明の主題による例示的吸着器の配置構成の略図である。

Claims (20)

1. 供給ガス中に含まれる金属カルボニルから金属が、非金属材料上に層状付着するのに十分な温度で、前記非金属材料上に層状付着する犠牲非金属材料を含む吸着器。
2. 前記犠牲非金属材料がグラファイトを含む請求項１に記載の吸着器。
3. 前記供給ガスが、ガス化プラントからの合成ガスを含む請求項２に記載の吸着器。
4. 前記金属が前記非金属材料上に層状付着する前記温度が１５０℃から２００℃の間の範囲にある請求項２に記載の吸着器。
5. 前記金属がニッケルであり、前記温度が１５０℃から１７０℃の間である請求項４に記載の吸着器。
6. 前記金属が鉄であり、前記温度が１８０℃から２００℃の間である請求項４に記載の吸着器。
7. 前記犠牲非金属材料が第１セクションおよび第２セクションに含まれ、前記第１セクションにおいて前記金属が前記温度で層状付着し、前記第２セクションにおいて第２温度で第２金属カルボニルから第２金属が層状付着する請求項２に記載の吸着器。
8. 前記金属がニッケルであり、前記温度が１５０℃から１７０℃の間であり、前記第２金属が鉄であり、前記第２温度が１８０℃から２００℃の間である請求項７に記載の吸着器。
9. 一体化されたガス化複合サイクルプラントの少なくとも１つの構成要素にさらに連結されている請求項１に記載の吸着器。
10. 前記少なくとも１つの構成要素が、発電機に連結されたガスタービンを含む請求項９に記載の吸着器。
11. 前記供給ガスが熱交換器またはガスタービン供給ガス予熱装置のアルミニウム含有表面により加熱される請求項１０に記載のプラント。
12. 前記供給ガスの少なくとも一部が、石油コークス、ビスブレーカボトム、アスファルテン、および減圧残油からなる群から選択される材料のガス化により生成する請求項１に記載の吸着器。
13. 前記供給ガスがガスタービンへの供給の流れ、合成ユニットへの供給の流れ、あるいは、圧力スイング吸着ユニットへの供給の流れである請求項１に記載の吸着器。
14. 前記金属カルボニルが、ニッケルカルボニル、鉄カルボニル、およびコバルトカルボニルからなる群から選択される請求項１に記載の吸着器。
15. 第２の、請求項１に記載の吸着器にさらに連結され、前記吸着器および前記第２吸着器が直列で運転される請求項１に記載の吸着器。
16. 金属カルボニルを含む供給ガスを供用すること；および
    前記供給ガスを、吸着器において、犠牲非金属材料に、前記金属カルボニルから金属を前記犠牲非金属材料上に層状付着させるのに十分な温度で接触させること
    を含む、供給ガス中の金属カルボニル濃度を低下させる方法。
17. 前記供給ガスの少なくとも一部が、石油コークス、ビスブレーカボトム、アスファルテン、および減圧残油からなる群から選択される材料のガス化により生成する合成ガスである請求項１６に記載の吸着器。
18. 前記犠牲非金属材料がグラファイトを含む請求項１７に記載の方法。
19. 前記金属カルボニルが、ニッケルカルボニル、鉄カルボニル、およびコバルトカルボニルからなる群から選択される請求項１４に記載の方法。
20. 前記金属が前記非金属材料上に層状付着する前記温度が１５０℃から２００℃の間の範囲にある請求項１４に記載の方法。

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