JPS58129095A - 固体炭素質のメタン化法 - Google Patents
固体炭素質のメタン化法Info
- Publication number
- JPS58129095A JPS58129095A JP58012587A JP1258783A JPS58129095A JP S58129095 A JPS58129095 A JP S58129095A JP 58012587 A JP58012587 A JP 58012587A JP 1258783 A JP1258783 A JP 1258783A JP S58129095 A JPS58129095 A JP S58129095A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- gas
- temperature
- solid particles
- solid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/002—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
- B01J8/12—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by gravity in a downward flow
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S585/00—Chemistry of hydrocarbon compounds
- Y10S585/929—Special chemical considerations
- Y10S585/943—Synthesis from methane or inorganic carbon source, e.g. coal
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、固体炭素質のメタン化法に関する。
合成天然ガスの生成を目的とする石炭の直接メタン化は
、数年来多くの研究の対象となって来た。例えば、粉炭
と過熱した水素と反応せしめる方法が知られている(例
えば、米国特許第3.960,700号および第4 、
206 、032号参照)。
、数年来多くの研究の対象となって来た。例えば、粉炭
と過熱した水素と反応せしめる方法が知られている(例
えば、米国特許第3.960,700号および第4 、
206 、032号参照)。
この方法の難点は、粉末にした固体の石炭をこの方法の
工業的実施に必要な多数のノズル内に一様に配分するの
が困難なこと、および水素の消費の大きいことである。
工業的実施に必要な多数のノズル内に一様に配分するの
が困難なこと、および水素の消費の大きいことである。
別の提案によれば、コークスあるいはピッチの粒子を放
熱剤および水素化用ガスの生成のための反応体として用
1いている。
熱剤および水素化用ガスの生成のための反応体として用
1いている。
米国特許第3.855.070号はこの型の方法を記載
しているが、この方法においてはコークス粒子の最も大
きいものを水素化用ガスの生成に用いている。これらの
粒子を空気または酸素と水蒸気の混合物を以て処理する
のである。
しているが、この方法においてはコークス粒子の最も大
きいものを水素化用ガスの生成に用いている。これらの
粒子を空気または酸素と水蒸気の混合物を以て処理する
のである。
それより生ずるガスは、次いて、コークスの細かい粒子
と接触せしめてこれを燃焼せしめ、この粒子を再加熱す
るようにするが、再加熱された細かい粒子は次いで石炭
の水素化熱分解帯域に戻されて、そこへ必要な熱を運ぶ
。この方法はまた難点を示している。何故ならば、粒子
の拡散の限界のために、大きい粒子を完全にガス化する
のがとりわけ困難であるからである。
と接触せしめてこれを燃焼せしめ、この粒子を再加熱す
るようにするが、再加熱された細かい粒子は次いで石炭
の水素化熱分解帯域に戻されて、そこへ必要な熱を運ぶ
。この方法はまた難点を示している。何故ならば、粒子
の拡散の限界のために、大きい粒子を完全にガス化する
のがとりわけ困難であるからである。
さらにまた、別の提案(米国特許第4.162.959
号)によれば、熱分解帯域より排出されたコークスはそ
の温度を再上昇せしめるため(こ一部燃焼を受は次いで
反応に必要な水素を生成するために水蒸気による処理を
受ける。それから、残存コークスは熱分解帯域へ戻され
、反応に必要な熱をそこへ持って行く。この方法は米国
特許第3,855,070号の技術に若干の単純化をも
たらすものではあるが、それでも欠陥を示している。そ
れと云うのも、水蒸気による処理は吸熱性であるので、
この処理から出て来る固体を極めて高温、例えば100
0℃まで持って来ることができず、これが熱分解の十分
な展開に好ましくないのである。
号)によれば、熱分解帯域より排出されたコークスはそ
の温度を再上昇せしめるため(こ一部燃焼を受は次いで
反応に必要な水素を生成するために水蒸気による処理を
受ける。それから、残存コークスは熱分解帯域へ戻され
、反応に必要な熱をそこへ持って行く。この方法は米国
特許第3,855,070号の技術に若干の単純化をも
たらすものではあるが、それでも欠陥を示している。そ
れと云うのも、水蒸気による処理は吸熱性であるので、
この処理から出て来る固体を極めて高温、例えば100
0℃まで持って来ることができず、これが熱分解の十分
な展開に好ましくないのである。
本発明の方法は従来の技術の欠陥を防ぐことを目的とし
ている。特に、本性の目的とするところは、コークス化
反応を犠牲番こして、炭化水素の形成に至るクラッキン
グ反応を促進することであって、熱分解室内における炭
素質のより一層十分な分散を確実に行い、前記帯域内に
おける炭素質の温度の急速な上昇を確保し、しかして輻
射による熱の伝達、好ましくは伝導および対流による伝
達を助長すること番こよって、クラッキング反応を行う
のである。
ている。特に、本性の目的とするところは、コークス化
反応を犠牲番こして、炭化水素の形成に至るクラッキン
グ反応を促進することであって、熱分解室内における炭
素質のより一層十分な分散を確実に行い、前記帯域内に
おける炭素質の温度の急速な上昇を確保し、しかして輻
射による熱の伝達、好ましくは伝導および対流による伝
達を助長すること番こよって、クラッキング反応を行う
のである。
これらの種々の利点は下記の如くにして得られる。すな
わち、この発明による固体炭素質のメタン化法は、 a) 1番目の工程においては、粉末状の固体炭素質
を300〜500℃の温度において少なくとも20バー
ルの圧力下で、芳香族炭化水素を含む重質油および水素
を含む還元ガスを以て処理し、炭素質の少なくとも一部
を、混合物がポンプで吸引でき運搬可能であり且つ噴霧
化し得るようになる如き油相に変換するようにし、この
ようにして得られる混合物を半成化物と称する、 b) 2番目の工程においては、該半成化物を下方に
向いた複数の小滴の噴流の形で、水素を含む還元ガス雰
囲気下に空室内に導入し、相対的に粒度の大きい放熱材
の高温の固体粒子を、小滴の噴流と平行し室の少なくと
も上部において実質的にこれと直接接触せず且つ下方に
向いた噴流の形で同じ室内に導入し、噴流の温度および
流量を700〜1600℃の前記室内における平均温度
を保つように調節し、室内の圧力を少なくとも20バー
ルとする、 c) 3番目の工程においては、工程tb+よりの流
出液を、相対的に粒度の大きい固体粒子留分とガスおよ
び相対的に粒度の小さい固体炭素質粒子を含む区分とに
、工程(blよりの前記流出液を実質的に冷却せずに分
離する、 d) 4番目の工程においては、相対的に粒度の大き
い固体粒子区分の少なくとも一部を再加熱し、これを放
熱材として工程tblへ戻ス、e) 5番目の工程に
おいては、水素を含む相対的(こ低温の還元ガスを用い
て、ガスおよび相対的に粒度の小さい炭素質粒子を含む
区分を冷却し、次いでこの区分を相対的に粒度の細かい
炭素質粒子の区分とメタンを含む気相区分とに分離する
、 r)工程16)において得る、相対的に細かい粒子の区
分の少なくとも一部を酸素および水蒸気を以て処理して
水素を含む還元ガスを生成し、このガスの少なくとも一
部を工程ta)へ、少なくとも別の一部を工程tb+へ
送る、 を含む。
わち、この発明による固体炭素質のメタン化法は、 a) 1番目の工程においては、粉末状の固体炭素質
を300〜500℃の温度において少なくとも20バー
ルの圧力下で、芳香族炭化水素を含む重質油および水素
を含む還元ガスを以て処理し、炭素質の少なくとも一部
を、混合物がポンプで吸引でき運搬可能であり且つ噴霧
化し得るようになる如き油相に変換するようにし、この
ようにして得られる混合物を半成化物と称する、 b) 2番目の工程においては、該半成化物を下方に
向いた複数の小滴の噴流の形で、水素を含む還元ガス雰
囲気下に空室内に導入し、相対的に粒度の大きい放熱材
の高温の固体粒子を、小滴の噴流と平行し室の少なくと
も上部において実質的にこれと直接接触せず且つ下方に
向いた噴流の形で同じ室内に導入し、噴流の温度および
流量を700〜1600℃の前記室内における平均温度
を保つように調節し、室内の圧力を少なくとも20バー
ルとする、 c) 3番目の工程においては、工程tb+よりの流
出液を、相対的に粒度の大きい固体粒子留分とガスおよ
び相対的に粒度の小さい固体炭素質粒子を含む区分とに
、工程(blよりの前記流出液を実質的に冷却せずに分
離する、 d) 4番目の工程においては、相対的に粒度の大き
い固体粒子区分の少なくとも一部を再加熱し、これを放
熱材として工程tblへ戻ス、e) 5番目の工程に
おいては、水素を含む相対的(こ低温の還元ガスを用い
て、ガスおよび相対的に粒度の小さい炭素質粒子を含む
区分を冷却し、次いでこの区分を相対的に粒度の細かい
炭素質粒子の区分とメタンを含む気相区分とに分離する
、 r)工程16)において得る、相対的に細かい粒子の区
分の少なくとも一部を酸素および水蒸気を以て処理して
水素を含む還元ガスを生成し、このガスの少なくとも一
部を工程ta)へ、少なくとも別の一部を工程tb+へ
送る、 を含む。
粒度が相対曲番こ大きい固体材料とは、熱に強酸塩、ケ
イ酸塩または好ましくはコークスの粒子を謂う。粒子の
平均の大きさは少なくとも25μm1例えば、50〜1
00μmである。コークスとは本来の石炭あるいは石油
コークスならびfこピッチを謂う。
イ酸塩または好ましくはコークスの粒子を謂う。粒子の
平均の大きさは少なくとも25μm1例えば、50〜1
00μmである。コークスとは本来の石炭あるいは石油
コークスならびfこピッチを謂う。
粒度の小さい粒子とは25μm以下、例えば5〜15μ
mの平均の大きさの粒子である。これらは、少なくとも
一部は、コークスより成っている。
mの平均の大きさの粒子である。これらは、少なくとも
一部は、コークスより成っている。
還元ガスは相対的に純な水素または水素と一酸化炭素を
ともに含んでいる合成用ガスであれはよい。
ともに含んでいる合成用ガスであれはよい。
工程(11)において得る半波化物は懸濁する固体を含
み、相対的に高い粘度を有するか、または反対に相対的
に流動性であってもよい。必須条件は、これがポンプを
以て吸引し得るものであり、運ひ得るものであり、しか
して噴霧化し得るものであることである。
み、相対的に高い粘度を有するか、または反対に相対的
に流動性であってもよい。必須条件は、これがポンプを
以て吸引し得るものであり、運ひ得るものであり、しか
して噴霧化し得るものであることである。
工程falにおいて用いる重質炭化水素油は末法の外部
に由来するものであってもよい。その際は、芳香族性の
高い油(芳香族〉20重量%、沸点〉300℃)が好ま
しい。末法の過程においては、有利には、この油は同じ
工程において形成される油相の再循環区分より成るもの
である。
に由来するものであってもよい。その際は、芳香族性の
高い油(芳香族〉20重量%、沸点〉300℃)が好ま
しい。末法の過程においては、有利には、この油は同じ
工程において形成される油相の再循環区分より成るもの
である。
末法(こ付する固体炭素質は粉末の形態で用いる。微粒
度のもの、例えば70μm以下が80条のものが好まし
い。この炭素質は、例えば、石炭、!炭あるいはその他
の形態の化石炭素である。
度のもの、例えば70μm以下が80条のものが好まし
い。この炭素質は、例えば、石炭、!炭あるいはその他
の形態の化石炭素である。
固体炭素質を第1工程中において全面的に液相に転換す
る必要はない。液相の出現とともに軟化を示す程度に止
めるのが好ましい。半波化物は噴霧状にして、例えば水
蒸気を用いてこれを噴射器内へ同伴せしめて熱分解室内
へ噴射する。このようにして細かい小職が得られるが、
その直径は20μm程度に小さければよい。
る必要はない。液相の出現とともに軟化を示す程度に止
めるのが好ましい。半波化物は噴霧状にして、例えば水
蒸気を用いてこれを噴射器内へ同伴せしめて熱分解室内
へ噴射する。このようにして細かい小職が得られるが、
その直径は20μm程度に小さければよい。
小滴の熱分解室内での滞留時間は約1〜500ミリ秒、
好ましくは1〜50ミリ秒である。
好ましくは1〜50ミリ秒である。
平行する高温の固体の噴流による小滴の噴流の加熱とい
う特殊な方式のお蔭で、温度の上昇は極めて急速であり
、これがコークス生成反応の犠牲においてクランキング
反応を有利にするのである。固体は極めて高温、約80
0〜1600℃、好ましくは1100〜1400℃で受
入れる。
う特殊な方式のお蔭で、温度の上昇は極めて急速であり
、これがコークス生成反応の犠牲においてクランキング
反応を有利にするのである。固体は極めて高温、約80
0〜1600℃、好ましくは1100〜1400℃で受
入れる。
好ましいと考えられる1つの実施形態によれば、小滴の
噴流の各々は、第1図に示す如く、高温の固体粒子のカ
ーテンで取り囲まれる。
噴流の各々は、第1図に示す如く、高温の固体粒子のカ
ーテンで取り囲まれる。
熱交換ができる限り強度に行われるように、一定の容量
に対して固体の噴流と半液化物の噴流の数を増やすのが
好ましいと考えられる。従って、熱分解室が多数の半成
化物噴射ノズルを備え、その各々が重力の方向に流れて
いる固体粒子のカーテンに近接した距離【こおいて囲ま
れている小滴の流量を噴射する如きものが好ましいと考
えられる。熱交換の過程が小滴の外側から内側へ向う熱
拡散のために抑制されないように、小滴の大きさが可能
な限り小さいことが重要である。第1図は、噴霧用ノズ
ルと固体カーテン用ノズルを交互に配置した、この熱分
解室の1つの製作方式を示すものである。
に対して固体の噴流と半液化物の噴流の数を増やすのが
好ましいと考えられる。従って、熱分解室が多数の半成
化物噴射ノズルを備え、その各々が重力の方向に流れて
いる固体粒子のカーテンに近接した距離【こおいて囲ま
れている小滴の流量を噴射する如きものが好ましいと考
えられる。熱交換の過程が小滴の外側から内側へ向う熱
拡散のために抑制されないように、小滴の大きさが可能
な限り小さいことが重要である。第1図は、噴霧用ノズ
ルと固体カーテン用ノズルを交互に配置した、この熱分
解室の1つの製作方式を示すものである。
熱交換は主として輻射によって行うのである形態が熱伝
達の過程を分担することを排除するものでは決してない
。それにも拘らず、輻射による熱交換は依然として好ま
しいものである。
達の過程を分担することを排除するものでは決してない
。それにも拘らず、輻射による熱交換は依然として好ま
しいものである。
けだし、最少限、w期の数ミリ秒の間は、小滴と固体粒
子との間の直接の接触の場合には、集塊が形成されるの
が見られる懸念があることがあるからである。
子との間の直接の接触の場合には、集塊が形成されるの
が見られる懸念があることがあるからである。
高温の固体担体と半液化物のそれぞれの流量を選べば、
半液化物の温度は、クラッキングおよび当FJJIこ存
在した、またはクラッキングによって形成された揮発分
の蒸発に必要な熱を考慮に入れても、数ミリ秒の間に、
好ましくは500ミリ秒以下の間に700℃またはそれ
以上になる。
半液化物の温度は、クラッキングおよび当FJJIこ存
在した、またはクラッキングによって形成された揮発分
の蒸発に必要な熱を考慮に入れても、数ミリ秒の間に、
好ましくは500ミリ秒以下の間に700℃またはそれ
以上になる。
半液化物の小滴の未揮発残留部分が約700℃に達した
時点より、メタン生成反応はさらに強くなることができ
るようになり、揮発分の水素化分解にも、未だになお液
体である物質、さらにはなお小滴の究極的な残留物であ
る固体部分の水素化分解に向けられるようになるのであ
る。
時点より、メタン生成反応はさらに強くなることができ
るようになり、揮発分の水素化分解にも、未だになお液
体である物質、さらにはなお小滴の究極的な残留物であ
る固体部分の水素化分解に向けられるようになるのであ
る。
極めて発熱のこのメタン生成反応を制御するためには、
低温の還元ガスをメタン生成反応器の中間部分に注入す
るのが有利である。熱キャリヤーとして用いられる固体
、とりわけコークスは示された操作条件下においては水
素に対しては不活性のままにとどまる。半液化物のコー
クス化した部分は放熱材のコークスに付加されるように
なる。反応器の第2の部分においては、熱の内部伝達は
必要ではなくなっているし、集塊化の危険は遠さかつて
いるので、放熱材の固体および反応の各種の反応体と生
成物は媒質の撹拌の効果によって混合していることがあ
る。
低温の還元ガスをメタン生成反応器の中間部分に注入す
るのが有利である。熱キャリヤーとして用いられる固体
、とりわけコークスは示された操作条件下においては水
素に対しては不活性のままにとどまる。半液化物のコー
クス化した部分は放熱材のコークスに付加されるように
なる。反応器の第2の部分においては、熱の内部伝達は
必要ではなくなっているし、集塊化の危険は遠さかつて
いるので、放熱材の固体および反応の各種の反応体と生
成物は媒質の撹拌の効果によって混合していることがあ
る。
第1図は熱分解炉(1)の縦断面図である。この炉は別
の炉から管路(121によって持って来られる高温のコ
ークス粒子の受入れ帯域(2)を備えている。この粒子
は粒子カーテン+4) (5) +6)として、開口部
(3a)(3b)C36)から流入して来る。各々のカ
ーテンは、装入管路(7a)(7b)に設けた一連の噴
射器(8a)(8b)より来る霧状の半液化物の噴流1
01 (111の間に入れられる。
の炉から管路(121によって持って来られる高温のコ
ークス粒子の受入れ帯域(2)を備えている。この粒子
は粒子カーテン+4) (5) +6)として、開口部
(3a)(3b)C36)から流入して来る。各々のカ
ーテンは、装入管路(7a)(7b)に設けた一連の噴
射器(8a)(8b)より来る霧状の半液化物の噴流1
01 (111の間に入れられる。
メタン生成反応の温度の制御に必要な還元ガスは同心の
外側管(9)上の一連の噴射ノズル(9色)(9b)に
よって噴射される。この一連の低温還元ガス噴射ノズル
は、内部で乱流を制限するのが好ましいと考えられる上
部帯域tA)と、下部帯域tBlとの間の境界を画する
ものである。生成物は管路131より排出されて1番目
のサイクロンに向って送られる。無乱流帯域+Al内の
通過時間は好ましくは1〜50ミリ秒、乱流帯域fBJ
内では好ましくは20〜480ミリ秒である。
外側管(9)上の一連の噴射ノズル(9色)(9b)に
よって噴射される。この一連の低温還元ガス噴射ノズル
は、内部で乱流を制限するのが好ましいと考えられる上
部帯域tA)と、下部帯域tBlとの間の境界を画する
ものである。生成物は管路131より排出されて1番目
のサイクロンに向って送られる。無乱流帯域+Al内の
通過時間は好ましくは1〜50ミリ秒、乱流帯域fBJ
内では好ましくは20〜480ミリ秒である。
メタン生成反応器を出ると、固体の生成物と気体の生成
物の混合物はサイクロン・ユニットの構成する相分離装
置に向って送られる。高温で作動する1番目のサイクロ
ンにおいては、大きいほうの粒子の最大部分を回収する
。この第1サイクロンを出ると、小さいほうの粒子、す
なわち「小粒炭J(fine@)を同伴する気相は水素
を含む低温ガスの注入によって急冷され、全体が2番目
のサイクロンの入口へ送られ、その中で、一方ではメタ
ンを含むガス、他方では小粒子が回収される。この急冷
によって温度は好ましくは400℃以下(こ下がる。
物の混合物はサイクロン・ユニットの構成する相分離装
置に向って送られる。高温で作動する1番目のサイクロ
ンにおいては、大きいほうの粒子の最大部分を回収する
。この第1サイクロンを出ると、小さいほうの粒子、す
なわち「小粒炭J(fine@)を同伴する気相は水素
を含む低温ガスの注入によって急冷され、全体が2番目
のサイクロンの入口へ送られ、その中で、一方ではメタ
ンを含むガス、他方では小粒子が回収される。この急冷
によって温度は好ましくは400℃以下(こ下がる。
コークスの小粒子より成る流束は標準的な型の酸素・水
蒸気・ガス化(oxyvopogazsificati
on)反応器に向って送られて(工程g ) 、CO+
H2を含むガスを生成する。この反応器には、場合に
より、水素を生成するためにCO転化反応器が続いて設
けである。第2サイクロンより来るコークスの小粒子の
量が水素あるいはCO十H2混合物の本性に必要なだけ
の生成を確保するのに不十分な場合は、高温の第1サイ
クロンより来る大粒子より成っている流束の一部をも酸
素・水蒸気・ガス化反応器へ送る。水素および合成用ガ
スの生成は本性の要求を満たすの(こ用いられるが、例
えばメタノール生成ユニットに供給する目的で過剰の生
成を考慮することもある。
蒸気・ガス化(oxyvopogazsificati
on)反応器に向って送られて(工程g ) 、CO+
H2を含むガスを生成する。この反応器には、場合に
より、水素を生成するためにCO転化反応器が続いて設
けである。第2サイクロンより来るコークスの小粒子の
量が水素あるいはCO十H2混合物の本性に必要なだけ
の生成を確保するのに不十分な場合は、高温の第1サイ
クロンより来る大粒子より成っている流束の一部をも酸
素・水蒸気・ガス化反応器へ送る。水素および合成用ガ
スの生成は本性の要求を満たすの(こ用いられるが、例
えばメタノール生成ユニットに供給する目的で過剰の生
成を考慮することもある。
高温の第1サイクロンより出て来る大粒子の主流は再加
熱炉に向って送られて、温度を約1000〜1600℃
にする。この炉は好ましくはその周囲にプレーンフレー
ム式輻射バーナーを備えているものである。固体はバー
ナーの前面をカーテンとなって雨下する。予熱炉の輻射
バーナーは、好ましくは、第1工程より来る半液化物の
一部および酸素または空気の供給を受けるが、もつとも
その他の燃焼剤を用いてもよい。
熱炉に向って送られて、温度を約1000〜1600℃
にする。この炉は好ましくはその周囲にプレーンフレー
ム式輻射バーナーを備えているものである。固体はバー
ナーの前面をカーテンとなって雨下する。予熱炉の輻射
バーナーは、好ましくは、第1工程より来る半液化物の
一部および酸素または空気の供給を受けるが、もつとも
その他の燃焼剤を用いてもよい。
この炉の基部において、再加熱された固体はメタン生成
反応器に向って送られる。好ましいと考えられる実施方
式においては、メタン生成反応器を再加熱器の下方に置
く。9$2図に本発明の利用のフローチャートの全体を
示す。
反応器に向って送られる。好ましいと考えられる実施方
式においては、メタン生成反応器を再加熱器の下方に置
く。9$2図に本発明の利用のフローチャートの全体を
示す。
第2図においては、石炭は管路■を経て半成化反応器(
21+に入れられる。この反応器はまた水素を含む還元
ガス(管路f22))および重質芳香族油であることの
ある、あるいは、少なくとも一部は再循環半波化物(管
路(231)より成ることのある、炭化水素の液体留分
をも受は入れる。得られる半液化物は管路(2)を経て
メタン生成反応器傷)へ送られる。この反応器は還元ガ
ス、水素または水素と一酸化炭素の混合物(管路@)な
らびに炉儲より管路(支)を経て来る高温のコークス粒
子をもまた受は入れる。この炉(支)は任意の燃料を燃
焼せしめて加熱するが、この燃料は任意の重質油または
残油、あるいは有利には半液化物の一部(管路■)であ
ればよい。反応器内よりの流出液は、大きいほうの固体
粒子を分離するために、管路例によってサイクロン勿へ
送られる。この大粒子は管路■を経て炉■へ送られ、そ
こで再加熱を受け、次いで反応器G内において放熱剤と
して用いられる。サイクロン@の温度は炉凶のものと実
質的に同じである。従って、このサイクロンを直接炉(
ハ)内ノ出01c 配置すればよい。ガスと最も細かい
固体粒子を管路(481を経て、2番目のサイクロン艶
に送る。相対的に低温の水素化ガス(管路01))は予
めこれと混合しである。このようにして、ガス(管路■
)と相対的に細かい固体粒子(管路(331)を分離す
る。このガスは求めるメタンならひにそれより重質の炭
化水素、例えばエタン、軽質芳香族炭化水素(ベンゼン
、トルエン、キシレン)および場合によってはさらに重
質の炭化水素を含有している。H2S、CoおよびCO
2の如き、それほど望ましくない気体生成物もまた存在
している。これらのガスは既知の方式を以て分留し、精
製することができる。
21+に入れられる。この反応器はまた水素を含む還元
ガス(管路f22))および重質芳香族油であることの
ある、あるいは、少なくとも一部は再循環半波化物(管
路(231)より成ることのある、炭化水素の液体留分
をも受は入れる。得られる半液化物は管路(2)を経て
メタン生成反応器傷)へ送られる。この反応器は還元ガ
ス、水素または水素と一酸化炭素の混合物(管路@)な
らびに炉儲より管路(支)を経て来る高温のコークス粒
子をもまた受は入れる。この炉(支)は任意の燃料を燃
焼せしめて加熱するが、この燃料は任意の重質油または
残油、あるいは有利には半液化物の一部(管路■)であ
ればよい。反応器内よりの流出液は、大きいほうの固体
粒子を分離するために、管路例によってサイクロン勿へ
送られる。この大粒子は管路■を経て炉■へ送られ、そ
こで再加熱を受け、次いで反応器G内において放熱剤と
して用いられる。サイクロン@の温度は炉凶のものと実
質的に同じである。従って、このサイクロンを直接炉(
ハ)内ノ出01c 配置すればよい。ガスと最も細かい
固体粒子を管路(481を経て、2番目のサイクロン艶
に送る。相対的に低温の水素化ガス(管路01))は予
めこれと混合しである。このようにして、ガス(管路■
)と相対的に細かい固体粒子(管路(331)を分離す
る。このガスは求めるメタンならひにそれより重質の炭
化水素、例えばエタン、軽質芳香族炭化水素(ベンゼン
、トルエン、キシレン)および場合によってはさらに重
質の炭化水素を含有している。H2S、CoおよびCO
2の如き、それほど望ましくない気体生成物もまた存在
している。これらのガスは既知の方式を以て分留し、精
製することができる。
管路(至)の固体炭素質粒子はガス化反応器(至)に酸
素および水蒸気(管路(至))、それに場合によっては
石炭の補充(管路I471)を受は入れる。石炭粒子、
酸素および水蒸気の間の反応がC01CO2およびH2
を含有するガスを生成する(管路副。このガ害審路Iに
よって管路■および/または6旧こ向って直接戻せばよ
い。またガス処理装置(41)内でガスを処理してCO
をCO2に転化し、後者を除去することもできる。得ら
れる相対的に純粋な水素は、次いで、管路膿によって管
路I22(2glおよびr31)に向って送られる。ゲ
ート弁に(411Jが所望の進路を選択することを可能
にする。二酸化炭素は管路−から廃棄される。ガス化反
応器曵はまた灰分排出管路咽をも備えている。管路f4
9によって還元ガスの不測の剰余分を取出すことができ
る。
素および水蒸気(管路(至))、それに場合によっては
石炭の補充(管路I471)を受は入れる。石炭粒子、
酸素および水蒸気の間の反応がC01CO2およびH2
を含有するガスを生成する(管路副。このガ害審路Iに
よって管路■および/または6旧こ向って直接戻せばよ
い。またガス処理装置(41)内でガスを処理してCO
をCO2に転化し、後者を除去することもできる。得ら
れる相対的に純粋な水素は、次いで、管路膿によって管
路I22(2glおよびr31)に向って送られる。ゲ
ート弁に(411Jが所望の進路を選択することを可能
にする。二酸化炭素は管路−から廃棄される。ガス化反
応器曵はまた灰分排出管路咽をも備えている。管路f4
9によって還元ガスの不測の剰余分を取出すことができ
る。
本状に付する炭素質は石炭、亜炭あるいはその他の固体
炭素質源であればよい。
炭素質源であればよい。
実施例
灰分61重量%、揮発分36.1重量%を有するロレー
ヌ炭田(フランス)産の石炭を処理する。
ヌ炭田(フランス)産の石炭を処理する。
この石炭を粉炭の形B(80μm以下の粒子70%以L
)として、炭化水素留分(760I「聞HHにおける滓
点=350〜500℃、芳香族Oja : 52重量%
)を以て、400℃および90バールにおいて90分間
処理する。雰囲気は95%の水素より成る。
)として、炭化水素留分(760I「聞HHにおける滓
点=350〜500℃、芳香族Oja : 52重量%
)を以て、400℃および90バールにおいて90分間
処理する。雰囲気は95%の水素より成る。
このようにして、1400℃において導入した固体炭素
質粒子(約25〜100μmの粒子)の噴流に平行する
小滴の噴流の形態でメタン生成反応器内に入れられる、
運搬し得る材料が得られる。
質粒子(約25〜100μmの粒子)の噴流に平行する
小滴の噴流の形態でメタン生成反応器内に入れられる、
運搬し得る材料が得られる。
平均温度は1050℃、圧は80バール、しかして滞留
時間は10ミリ秒(帯域A)および200ミリ秒(帯域
B)である。雰囲気は95チの水素より成っている。帯
域tAlと帯域IBIの間に補充の水素を注入する。
時間は10ミリ秒(帯域A)および200ミリ秒(帯域
B)である。雰囲気は95チの水素より成っている。帯
域tAlと帯域IBIの間に補充の水素を注入する。
流出液は、実質的な冷却を行わずに、サイクロンへ送ら
れる。固体炭素質粒子(約25〜100μm)は回収し
て炉内へ送られ、1400℃においてこれを再循環せし
め得るようにする。
れる。固体炭素質粒子(約25〜100μm)は回収し
て炉内へ送られ、1400℃においてこれを再循環せし
め得るようにする。
他の生成物は低温の水素の注入によって急速に300℃
に冷却し、サイクロン内に送って、細かい炭素質粒子(
〈25μm)をメタンを含むガスから分離するが、この
メタンこそが本状の生成物となる。
に冷却し、サイクロン内に送って、細かい炭素質粒子(
〈25μm)をメタンを含むガスから分離するが、この
メタンこそが本状の生成物となる。
細かい炭素質粒子は酸素および水蒸気の供給を受ける反
応器内へ送られ、本状に必要な還元ガス(H2)を生成
するようにする。
応器内へ送られ、本状に必要な還元ガス(H2)を生成
するようにする。
このようにして、石炭1トンにつき、メタン582m
、BTX (ベンゼン、トルエンおよびキシレンの混
合物)84〜およびその他の軽質炭化水素40Kgを回
収する。
、BTX (ベンゼン、トルエンおよびキシレンの混
合物)84〜およびその他の軽質炭化水素40Kgを回
収する。
第1図は熱分解炉の縦断面図、第2図は本発明のメタン
化法の実施例を示すフローヤードである。 (1)・・・熱分解炉、(2)・・・受入れ帯域、(3
a) (3b)G3C) ・・・開口部、+41 +
51 +61− ”粒子カーテン、(7a)(7b)・
・・装入管路、G3&) (8b) @@@噴射器、(
9a)(9b)・・・噴射ノズル、GQ)(Ill・・
番噴流。 以上 特許出願人 アンスティテユ・フランセ・デュ自ペト
ロール二二 ヌ ω −仔 昧 エ 第1頁の続き 0発 明 者 ビニール・ガルティエ フランス国イゼール県ヴイエイ ヌ・エストレサン(38200)リ ュ・ド・シャラヴエル拳アレB 15番地
化法の実施例を示すフローヤードである。 (1)・・・熱分解炉、(2)・・・受入れ帯域、(3
a) (3b)G3C) ・・・開口部、+41 +
51 +61− ”粒子カーテン、(7a)(7b)・
・・装入管路、G3&) (8b) @@@噴射器、(
9a)(9b)・・・噴射ノズル、GQ)(Ill・・
番噴流。 以上 特許出願人 アンスティテユ・フランセ・デュ自ペト
ロール二二 ヌ ω −仔 昧 エ 第1頁の続き 0発 明 者 ビニール・ガルティエ フランス国イゼール県ヴイエイ ヌ・エストレサン(38200)リ ュ・ド・シャラヴエル拳アレB 15番地
Claims (9)
- (1) 下記の工程、すなわち IL) 1番目の茎稈においては、粉末状の固体炭素
質を300〜500℃の温度において少なくとも20バ
ールの圧力下で、芳香族炭化水素を含む重質油および水
素を含む還元ガスを以て処理し、炭素質の少なくとも一
部を、混合物がポンプで吸引でき運搬可能であり且っ噴
霧化し得るようになる如き油相に変換するよう(こし、
このようにして得られる混合物を半波化物と称する、 b) 2番目の工程においては、該半波化物を下方に
向いた複数の小滴の噴流の形で、水素を含む還元ガス雰
囲気下に空室内に導入し、相対的に粒度の大きい放熱材
の高温の固体粒子を、小滴の噴流と平行し室の少なくと
も上部において実質的にこれと直接接触せず且つ下方を
こ向いた噴流の形で同じ室内に導入し、噴流の温度およ
び流量を700〜1600℃の前記室内における平均温
度を保つように調節し、室内の圧力を少なくとも20バ
ールとする、 o) 3番目の工程においては、工程tblよりの流
出液を相対的に粒度の大きい固体粒子−分とガスおよび
相対的に粒度の小さい固体炭素質粒子を含む琶分とに、
工程fb)よりの前記流出液を実質的Iこ冷却せずfこ
分離する、d) 4番目の工程においては、相対的に
粒度の大きい固体粒子慣分の少なくとも一部を再加熱し
、これを放熱材として工程(blへ泉1・ e) 5番目の工程においては、水素を含む相対的に
低温の還元ガスを用いて、ガスおよび相対的に粒度の小
さい炭素質粒子を含む区分を冷却し、次いでこの区分を
相対的に粒度の細かい炭素質粒子の区分とメタンを含む
気相区分とに分離する、 リ 工程ts+において得る、相対的に細か(X粒子の
区分の少なくとも一部を酸素および水蒸気を以て処理し
て水素を含む還元ガスを生成し、このガスの少なくとも
一部を工程ta)へ、少なくとも別の一部を工程[bl
へ送る、を含む、固体炭素質よりのメタン生成法。 - (2) 工程tb+において、固体粒子の噴流が霧化
した液体の一連の噴流を分離するカーテンの形方法。 - (3) 工程(blにおいて、高温の固体粒子の受入
温度が800〜1600℃である、特許請求の範囲第1
または2項記載の方法。 - (4) 工程(blにおいて、高温の固体粒子の受入
温度が1100〜1400℃である、特許請求の範囲第
1または2項記載の方法。 - (5)工程tb)において、小滴の滞留時間が1〜50
0ミリ秒である、特許請求の範囲第1〜4項のうちのい
ずれか1項記載の方法。 - (6) 工程ta+において、重質炭化水素油がこの
同じ工程において形成された油相の再循環部分より成っ
ている、特許請求の範囲第1〜5項のうちのいずれか1
項記載の方法。 - (7) 工程(flにおいて形成された還元ガスを、
その含む酸化炭素類の少なくとも大部分を除去するため
に処理して、水素に富むよう番こなったガスを工程1a
)およびtblへ戻すようにする、特許請求の範囲第1
〜6項のうちのいずれか1項記載の方法。 - (8) 工程fdlの固体粒子の再加熱が工程(a)
1こおいて得る油相の一部の燃焼蚤こよって行われる、
特許請求の範囲第1〜7項のうちのいずれか1項記載の
方法。 - (9) 工程tblへ導入する固体粒子がコークス粒
子である、特許請求の範囲第1〜8項のうちのいずれか
1項記載の方法。 1101 相対的に低湿の水素を含むガスが・工程(
5)において、反応湿度を制御するために前記室の中間
の1点に導入される、特許請求の範囲第1〜9項のうち
のいずれか1項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8201388 | 1982-01-27 | ||
FR8201388A FR2520354A1 (fr) | 1982-01-27 | 1982-01-27 | Procede de methanisation des matieres carbonees solides |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58129095A true JPS58129095A (ja) | 1983-08-01 |
Family
ID=9270443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58012587A Pending JPS58129095A (ja) | 1982-01-27 | 1983-01-27 | 固体炭素質のメタン化法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4472264A (ja) |
JP (1) | JPS58129095A (ja) |
DE (1) | DE3301962A1 (ja) |
FR (1) | FR2520354A1 (ja) |
GB (1) | GB2113710B (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4814067A (en) * | 1987-08-11 | 1989-03-21 | Stone & Webster Engineering Corporation | Particulate solids cracking apparatus and process |
US4919898A (en) * | 1987-08-11 | 1990-04-24 | Stone & Webster Engineering Corp. | Particulate solids cracking apparatus |
JPH0578671A (ja) * | 1991-09-20 | 1993-03-30 | Hitachi Ltd | 石炭のガス化方法及びガス化装置 |
DE102006050603A1 (de) * | 2006-10-26 | 2008-04-30 | Ständer, Wolfgang, Dr.Ing. | Verfahren zur Vergasung von Biomasse mit kontinuierlichem Eintrag, anschließender Zerkleinerung und Gasreinigung sowie Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens |
CN107892288B (zh) * | 2017-11-22 | 2020-08-28 | 黑龙江省能源环境研究院 | 一种用于制备催化油浆基实心碳球的方法及新型化学沉积*** |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3698882A (en) * | 1970-09-30 | 1972-10-17 | Occidental Petroleum Corp | Continuous process for the conversion of carbonaceous solids into pipeline gas |
US3855070A (en) * | 1971-07-30 | 1974-12-17 | A Squires | Hydropyrolysis of hydrocarbonaceous fuel at short reaction times |
US3817723A (en) * | 1972-03-23 | 1974-06-18 | Secretary | Two-stage gasification of pretreated coal |
US3960700A (en) * | 1975-01-13 | 1976-06-01 | Cities Service Company | Coal hydrogenation to produce liquids |
US4048053A (en) * | 1975-10-30 | 1977-09-13 | Cities Service Company | Upgrading solid fuel-derived tars produced by short residence time low pressure hydropyrolysis |
US4075079A (en) * | 1976-06-09 | 1978-02-21 | Exxon Research & Engineering Co. | Process for the production of hydrocarbons from coal |
US4162959A (en) * | 1976-06-25 | 1979-07-31 | Occidental Petroleum Corporation | Production of hydrogenated hydrocarbons |
US4101412A (en) * | 1976-06-25 | 1978-07-18 | Occidental Petroleum Corporation | Process and apparatus for rapid pyrolysis of carbonaceous materials |
US4097360A (en) * | 1976-06-25 | 1978-06-27 | Occidental Petroleum Corporation | Quenching pyrolysis reactor effluent streams |
US4263124A (en) * | 1977-11-21 | 1981-04-21 | Occidental Petroleum Corporation | Process for minimizing solids contamination of liquids from coal pyrolysis |
US4206032A (en) * | 1978-03-17 | 1980-06-03 | Rockwell International Corporation | Hydrogenation of carbonaceous materials |
US4366043A (en) * | 1978-08-02 | 1982-12-28 | Chukhanov Zinovy F | Method and apparatus for heat processing pulverized brown coal |
US4217112A (en) * | 1978-12-29 | 1980-08-12 | Hydrocarbon Research, Inc. | Production of fuel gas by liquid phase hydrogenation of coal |
US4324638A (en) * | 1980-08-26 | 1982-04-13 | Occidental Research Corporation | Pyrolysis process for stabilizing volatile hydrocarbons |
-
1982
- 1982-01-27 FR FR8201388A patent/FR2520354A1/fr active Granted
-
1983
- 1983-01-21 DE DE3301962A patent/DE3301962A1/de not_active Withdrawn
- 1983-01-26 GB GB08302087A patent/GB2113710B/en not_active Expired
- 1983-01-27 JP JP58012587A patent/JPS58129095A/ja active Pending
- 1983-01-27 US US06/461,413 patent/US4472264A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2113710A (en) | 1983-08-10 |
US4472264A (en) | 1984-09-18 |
FR2520354A1 (fr) | 1983-07-29 |
FR2520354B1 (ja) | 1984-03-30 |
DE3301962A1 (de) | 1983-08-04 |
GB8302087D0 (en) | 1983-03-02 |
GB2113710B (en) | 1985-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3661543A (en) | Fluid coking process incorporating gasification of product ore | |
US3985519A (en) | Hydrogasification process | |
EP0745659B1 (en) | Process for the complete conversion of hydrocarbon materials with a high molecular weight | |
TWI410487B (zh) | 自生質生產低焦油合成氣的方法與裝置 | |
US3715195A (en) | Multihydrotorting of coal | |
JPS59159887A (ja) | 炭化水素からオレフインを製造するための熱分解法 | |
US4206032A (en) | Hydrogenation of carbonaceous materials | |
US3004839A (en) | Gasification of carbonaceous solid fuels | |
CA1070948A (en) | Integrated coal hydrocarbonization and gasification of char | |
US4536603A (en) | Production of acetylene from coal by contact with a combustion gas | |
US2912315A (en) | Fluidized solids town gas manufacturing process | |
US4415431A (en) | Integrated oxygasification and hydropyrolysis process for producing liquid and gaseous hydrocarbons | |
JPH05501537A (ja) | 炭素質原料の粒状カーボンおよびメタノールへの転換方法 | |
JPS59152992A (ja) | 炭化水素からオレフインを製造するための熱分解法 | |
US4186079A (en) | Pyrolysis process | |
JPS58129095A (ja) | 固体炭素質のメタン化法 | |
US2946670A (en) | Manufacture of synthesis gas | |
US4043897A (en) | Oil shale retorting | |
EP0059772B1 (en) | Crude oil cracking using partial combustion gases | |
GB1565034A (en) | Process of removing fines in fluidized coal gasification | |
JPH07188677A (ja) | 縦型石炭熱分解装置 | |
US4704135A (en) | Apparatus for the conversion of coal to gas, liquid and solid products | |
US4275034A (en) | Hydrogenation apparatus | |
US2727813A (en) | Production of combustible gas from hydrocarbonaceous solids, particularly bituminous coals | |
US2606826A (en) | Conversion of hydrocarbonaceous material into synthesis gas |