NO145407B - Fremgangsmaate for rensing av syntesegass for karbonpartikler - Google Patents
Fremgangsmaate for rensing av syntesegass for karbonpartikler Download PDFInfo
- Publication number
- NO145407B NO145407B NO754139A NO754139A NO145407B NO 145407 B NO145407 B NO 145407B NO 754139 A NO754139 A NO 754139A NO 754139 A NO754139 A NO 754139A NO 145407 B NO145407 B NO 145407B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- carbon
- extractant
- water
- liquid
- dispersion
- Prior art date
Links
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims description 145
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 140
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 49
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 12
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 139
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 69
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 68
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 66
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 61
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 60
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 57
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 48
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 41
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 39
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 31
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 23
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 22
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 21
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 21
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 20
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 claims description 8
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims description 6
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 69
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 33
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- -1 oxyl Chemical group 0.000 description 15
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 12
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 9
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N Butyraldehyde Chemical compound CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical class CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 3
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical class CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 235000013844 butane Nutrition 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 2
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 2
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical class CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000007037 hydroformylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 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
- C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
-
- 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
- C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
-
- 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
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/0465—Composition of the impurity
- C01B2203/049—Composition of the impurity the impurity being carbon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en kontinuerlig fremgangsmåte for rensing av syntesegass for karbonpartikler.
Rå syntesegass som forlater en delvis oksydasjonssyntese-gassgenerator består i alt vesentlig av CO og H ? sammen med mindre mengder av finfordelt karbon eller partikkelformet karbon. Det partikkelformede karbon bør fortrinnsvis fjernes fra den utstrømmende gasstrøm ved at gassen kontaktes med vann i et kjøle og vaskesone.
De finfordelte karbon sotpartiklene ble fuktet av vannet slik at man får dannet en blanding av partikkelformet karbon og vann.
Det partikkelformede karbon som blir fremstilt ved en syntesegass-fremstilling, er særegent og de problemer som forbinder seg med separasjon av syntesegasskarbon er ikke de samme man treffer i forbindelse med fjerning av karbon eller faste stoffer i andre fremgangsmåter. F.eks. vil de fine karbonpartiklene fra en delvis oksydasjon vanligvis bare sedimentere i vann i mengde på 1,0-3,0 vekt-$, mens vanlig karbonsot og lignende sedimenteres til konsen-trasjoner på opptil 10 vekt-SL
For at man skal kunne fremstille syntesegass økonomisk
er det viktig å skille klart vann fra karbon-vannblandinger som skal brukes om igjen. Den fine partikkelstørrelsen på karbonsotet gjør det imidlertid meget vanskelig å bruke vanlige filtrerings-metoder, og vanlige gravitasjonsseparasjonsmetoder er uøkonomiske på grunn av lange sedimentasjonstider, dvs. fra 1-2 døgn. Hvis man videre skal bruke en ekstraksjon med flytende hydrokarboner for å innvinne partikkelformet karbonsot slik det er beskrevet i US-patent 2.992.906 til F.E. Guptill jr., krever dette store volumer av ekstraksjonsmiddel. Dette vil igjen kreve stort ekstra utstyr for bearbeiding. Videre vil man under visse betingelser få fremstilt brysomme emulsjoner som er meget vanskelig å skille når man tilsetter en gass til en olje-karbondispersjon. Ved hjelp
av foreliggende oppfinnelse kan partikkelformet karbon raskt og lett skilles fra kjøle- og vaskevann, slik at man kan resirkulere det klare vann og resirkulere ekstraksjonsmidlet.
Foreliggende oppfinnelse angår som nevnt en fremgangsmåte for rensing av syntesegass som i tillegg til E^, CO, CO^ og H^O inneholder medrevne karbonpartikler, i en kjøle- og vaskesone, hvorved det dannes en karbon/vanndispersjon hvortil det settes et flytende organisk ekstraksjonsmiddel i en mengde tilstrekkelig til å gjøre alle karbonpartikler i dispersjonen hydrofobe, hvoretter dispersjonen separeres i en strøm av klart vann som helt eller delvis tilbakeføres til gassvaskesonen, og i en strøm av karbon dispergert i ekstraksjonsmidlet, hvoretter karbon/ekstraksjonsmiddeldispersjonen separeres ved sentrifugering til en tyktflytende karbon/ekstraksjonsmiddelandel med et karboninnhold på ca. 1-10 vekt-% og en tyntflytende del med et karboninnhold på ca. 0,05 til 1,0 vekt-%, og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at den tyntflytende sentrifugestrøm hvis nød-vendig avgasses og tilbakeføres som en andel av det organiske ekstraksjonsmiddel for karbon/vanndispersjonen til en blandesone, mens den tykke sentrifugestrøm underkastes en fraksjonert destillasjon etter tilsetning av friskt tungt hydrokarbonbrennstoff og den lette fraksjon som en andel av det organiske ekstraksjonsmiddel for karbon/vanndispersjonen og så tilbakeføres til blandesonen, hvorved vektforholdet mellom lett-flytende fraksjon og tynt-flytende sentrifugestrøm i blandesonen er 0,05 til 20,
og karbonoppslemmingen som blir tilbake som bunnprodukt fra den fraksjonerte destillasjon pumpes ut og mates til gassgeneratoren som on del av brennstotTtilinatningen.
Ved å vaske den utstrømmende gasstrømmen fra gassgeneratoren med vann i en gassvaskesone, kan det partikkelformede karbon fjernes fra gasstrømmen som en pumpbar karbon-vanndispersjon inneholdende fra 0,5 til 3 vekt-% karbon. Denne karbon-vanndispersjon kan så behandles med et flytende organisk ekstraksjonsmiddel for å separere karbonet fra vannet. Det flytende organiske ekstraksjonsmiddel kan velges fra gruppen bestående av en blanding av flytende organiske biprodukter fra okso eller oksylprosessen, et lett flytende hydrokarbonbrennstoff samt blandinger av disse. Det foran nevnte flytende organiske ekstraksjonsmiddel kan oppnås på et senere trinn av prosessen fra en tynn sentrifugestrøm av karbon-ekstraksjonsmiddeldispersjonen, eller fra eh lett flytende fraksjon fra en destillasjonssone, eller fortrinnsvis fra begge kilder. Supplerende friskt ekstraksjonsmiddel fra en ytre kilde kan også tilføres systemet. Det lette flytende hydrokarbonbrennstoff er mer detaljert beskrevet i det etterfølgende, og kan velges fra gruppen bestående av butaner, pentåner, heksaner, bensin, parafin, nafta, lette gassoljer og blandinger av disse.
Den mengde flytende organisk ekstraksjonsmiddel som tilføres må være tilstrekkelig til å gjøre alle karbonpartiklene i karbon-vanndispersjonen hydrofobe, og oppløse karbon-vanndispersjonen. Som beskrevet i det etterfølgende kan ekstraksjonsmidlet tilsettes i ett eller to trinn. Det flytende ekstraksjonsmiddel danner sammen med karbonet fra karbon-vanndispersjonen en pumpbar karbon-ekstraksjonsmiddeldispersjon inneholdende fra 0,5 til 5 vekt-% karbon. Et renset vannlag skilles ut i en dekanteringstank og vil falle ned mot bunnen. Vannlaget skilles fra dekanteringstanken og kan resirkuleres i vaskesonen. Karbon-ekstraksjonsmiddeldispersjonen som dannes og flyter på vannlaget blir fjernet og konsentrert i en sentrifugeseparasjonssone.
Karbon-ekstraksjonsmiddeldispersjonen som fjernes fra dekanteringstanken konsentreres ved hjelp av sentrifugekrefter i en kommersiell vanlig sentrifuge. Ved å fjerne en del av det flytende ekstraksjonsmiddel som en overløpsstrøm fra dekanteringstanken ved hjelp av sentrifugeseparasjon, så kan man redusere størrelsen og energibehovet for den etterfølgende destillasjonskolonne i prosessen. Samtidig får man fremstilt en tynn sentrifuge-strøm av ekstraksjonsmiddel inneholdende bare mindre mengder karbon.
Denne tynne sentrifugestrømrnen resirkuleres til blan-deren eller til dekanteringstanken eller begge for å oppløse karbon-vanndispersj onen.
Den tunge og tykke sentrifugestrømrnen i blanding med to flytende hydrokarbonbrennstoff føres inn i en vanlig fraksjonert destillasjonssone. Forholdet mellom to flytende hydrokarbon og lett flytende ekstraksjonsmiddel i den tykke sentrifugestrømrnen kan variere fra 0,02 til 0,^0 kg pr. kg. F.eks. kan en lett flytende hydrokarbonbrennstoff-fraksjon med et atmosfærisk kokepunkt i området fra 37 til 260°C fjernes fra nevnte destillasjonssonej avkjøles, gjøres flytende og resirkuleres til nevnte blandesone i det minste som en del av nevnte ekstraksjonsmiddel.
Den totale mengde av lett flytende fraksjon fra destillasjonssonen som føres inn i dekanteringstanken enten i en en- eller totrinns utførelse, kan variere fra 0,05 til 20 vektdeler lett flytende fraksjon pr. vektdel av den tynne sentrifugestrømrnen som består av en karbon - ekstraksjonsmiddeldispersjon. I en totrinnsdekanteringsoperasjon, blir fortrinnsvis hele nevnte tynne sentrifugestrøm tilført dekanteringstanken i annet trinn. Imidlertid kan en mindre mengde, dvs. opptil 25 vekt-% av den totale mengde av den tynne sentrifugestrømrnen, i tillegg tilsettes blandesonen i første trinn i tillegg t±\ nevnte lette flytende fraksjon. Imidlertid kan den tynne sentrifugestrømrnen til-føres bare det førete trinn i en annen utførelse.
Når det flytende organiske ekstraksjonsmiddel utgjøres av nevnte lette flytende hydrokarbonbrennstoff, så vil nevnte pumpbare flytende bunnkarbonutslemming fra nevnte destillasjonssone bestå av partikkelformet karbon fra nevnte karbon-ekstraksjonsmiddeldispersjon og ufordampede deler av nevnte tunge flytende hydrokarbonbrennstoff. Denne karbonutslemming kan føres til nevnte syntesegassgenerator som en del av tilførselen.
Alternativt når det flytende organiske ekstraksjonsmiddel består av en blanding av flytende organiske biprodukter fra en okso eller oksylprosess, så vil nevnte pumpbare flytende bunnkarbonutslemming fra nevnte destillasjonssone bestå av partikkelformet karbon, den ufordampede del av nevnte tunge flytende hydrokarbonbrennstoff samt den ufordampede del av nevnte flytende organiske biprodukter fra okso-eller oksylprosessen. Denne karbonutslemming kan føres inn i nevnte syntesegassgenerator som en del av tilførselen.
I en utførelse av oppfinnelsen vil blandingen av karbon-monoksyd og hydrogen fremstilt i syntesegassgeneratoren brukes som tilførsel til den kjente okso-eller oksylkatalytiske prosess. Flytende organiske biprodukter fra okso-eller oksylprosessen kan så brukes som beskrevet tidligere som et organisk ekstraksjonsmiddel. Videre kan disse flytende organiske biprodukter føres inn i nevnte syntesegassgenerator som en del av brennstoffet. Syntesegass som fremstilles ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte med et E^/ CO molforhold varierende fra 1-2 mol H2 pr. mol CO, føres inn i oksyprosessen hvor karbonmonoksydet og hydrogenet tilsettes et olefin i nærvær av en koboltkatalysator ved temperaturer varierende fra 100 til 200°C og et trykk varierende fra ca. 65 til 300 atmosfærer, hvorved man får fremstilt et aldehyd inneholdende et karbonatom mer enn det opprinnelige olefin.
En spesiell fordel ved foreliggende oppfinnelse er at syntesegassen som fremstilles i en syntesegassgenerator ved et passende trykk som kan brukes i okso-eller oksylprosessen. Man eliminerer derved en kostbar gasskompresjon. Videre kan en blanding av flytende organiske biprodukter fra okso-eller oksylprosessen som tidligere har representert et alvorlig avfallsproblem, kan nå økonomisk blandes med nevnte utslemming av karbon og tunge flytende hydrokarboner fra nevnte destillasjonssone, og denne blandingen kan brukes i gassgeneratoren som brennstoff for fremstilling av mer syntesegass. Den spesifikke sammensetning av blandingen av flytende organiske biprodukter fra okso-eller oksylprosessen vil være avhengig av reaksjonsbetingelsene, type av reaktanter og den fremgangsmåte som brukes for å raffinere produktet.
Ved en delvis oksydasjon er det normalt at man fra hydrokarbonholdige brennstoffer får fremstilt fra 0,5 til 20 vekt-% fri karbonsot (basis av karbonet i det hydrokarbonholdige brennstoff). Fri karbonsot blir f.eks. fremstilt i reaksjonssonen i gassgeneratoren, f.eks. ved krakking av hydrokarbonholdige brennstoffer. Karbonsoten vil hindre skader på
den ildfaste foringen i generatoren fra bestanddeler som er tilstede som askekomponenter i de residuale oljer. Med tung råolje eller brenselsolje er det foretrukket å la 2 til 3 vekt-% av karbonet i tilførselen utvikles som karbonsot i produktgassen.
Med lettere destillatoljer vil man progressivt få lavere karbon-sotutbytter.
Mengden av sot i produktsyntesegassen kan reguleres primært ved å regulere oksygen til karbonforholdet (O/C atom/atom) i området fra 0,7 til 1,5 atomer oksygen pr.karbonatom i brennstoffet, og til en viss grad ved å regulere vektforholdet HgO til hydrokarbonbrennstof f et i området fra 0,15 til 3>0 kg E^ O pr. kg brennstoff. I det ovennevnte forhold er 0/C-forholdet basert på (1) det totale antall av oksygenatomer som er tilstede i fri til-stand i den oksyderende strøm pluss bundete oksygenatomer i de tilførte molekyler i det hydrokarbonholdige brennstoff, og (2) det totale antall karbonatomer i det hydrokarbonholdige brennstoff samt karbonatomer i det resirkulerte partikkelformede karbonsot. Ettersom okso-og oksylbiproduktene inneholder bunnede oksygenatomer, så vil kravet til fritt oksygen for forgassing være mindre enn for vanlige hydrokarboner. Det er i virkelig-
heten en synergistisk effekt som fører til endog lavere oksygen-forbruk enn det man skulle vente utfra en direkte proporsjonalitet. H^O blir prinsipielt tilført reaksjonssonen for å regulere reaksjonstemperaturen, for å virke som et dispersjonsmiddel for hydrokarbonbrennstoffet som føres til reaksjonssonen, og for å tjene som et reaksjonsmiddel for å øke den relative mengde av fremstilt hydrogen. Andre temperaturmoderatorer innbefatter CO^-rik gass, en avkjølt
del av produktgassen, avkjølt avgass fra en integrert malmreduk-sjonssone, nitrogen, samt blandinger av disse gasser.
Man oppnår mange fordeler i foreliggende fremgangsmåte
ved å tilsette oksygenholdig hydrokarbonmateriale av den type man finner i de flytende organiske biprodukter av fra okso-eller oksylprosessen, som en del av tilførselen til syntesegassgeneratoren. Således vil man for'et gitt nivå for sotproduksjon, redusere mengden av fritt oksygen som tilføres reaksjonssonen i syntesegassgeneratoren samt man kan redusere damp til brennstoff vektforholdet, noe som fører til betydelige besparelser.
Den frie karbonsot som forlater reaksjonssonen i strømmen av syntesegass har visse enestående egenskaper. Det er både hydrofilt og olefilt. Det lar seg lett dispersere i vann og har høyt overflateareal. F.eks. vil det spesifikke overflateareal for fri karbonsot slik eiet kan bestemmes ved nitrogenabsorpsjon, variere fra 100 til 1200 m 2 pr. g. Oljeabsorpsjonstallet, som er et mål for mengden av linfrøolje som er nødvendig for å fukte en gitt mengde karbonsot, vil variere fra 1,5 til 5 cm^ olje pr. g av karbonsot. For videre informasjon angående denne prøvemetode for bestemmelse av oljeabsorpsjonstallet, se ASTM-metode D-281.
I en utførelse av oppfinnelsen vil den varme gassen
fra reaksjonssonen i syntesegassgeneratoren raskt avkjøles under reaksjonstemperaturen til en temperatur varierende fra 83 til 370°C ved direkte avkjøling i vann i en gass-væskekontakt eller kjølesone.
Alternativt kan den varme utstrømmende gassen fra reaksjonssonen i syntesegassgeneratoren avkjøles til en temperatur i området fra ca. 115 til ca. 370°C ved indirekte varmeveksling i en varmtvannskoker. De medførte faste partikler skal så vaskes ut fra syntesegassen ved kontakt og ytterligere av-kjøling av strømmen av syntesegass med kjølevann inet gass-væske-kontaktapparat, f.eks. et kjølekammer av den typen som er beskrevet ovenfor, et forstøvningstårn, en venturi-eller strålevasker, et bobleplatekontaktapparat, en pakket kolonne eller en kombinasjon av détte utstyr. Por en detaljert beskrivelse av kjøling av syntesegass ved hjelp av indirekte varmeveksling og et vasketårn, refereres det til US-patent nr. 2.999.7^1 utgitt til R.M'. Dille et al, som herved inngår som referanse.
Det er ønskelig å holde konsentrasjonen av partikkelformet karbon i de vannstrømmer som brukes for å kjøle og vaske gassen, i området fra 0,5 til 3 vekt-%, fortrinnsvis under ca.
1,5 vekt-%. På denne måte vil dispersjonen av karbon i vann holdes tilstrekkelig flytende til at det lett kan pumpes gjennom ledninger for videre bearbeidelse.
Temperaturen i vaskesonen ligger i området fra 83 til 370°C, fortrinnsvis i området fra 122 til 288°C. Trykket i vaskesonen varierer fra 1 til 250 atmosfærer, fortrinnsvis minst 25 atmosfærer. Egnet bør trykket i vaskesonen være det samme som i gassgeneratoren, minus vanlig trykktap i overføringsledningen.
Det er meget viktig med hensyn til prosessens økonomi
at det partikkelformede karbon som fjernes fra karbon-vanndispersjonen og det resulterende klare vann, kan resirkuleres og brukes om igjen for kjøling og vasking av ytterligere partikkelformet karbon fra syntesegassen. I en enkelt trinnsutførelse av foreliggende fremgangsmåte så vil hele den tidligere beskrevne lette flytende fraksjon fra destillasjonssonen i blanding med hele nevnte tynne sentrifugestrøm blandes med karbon-vanndispersjonen på en gang. Karbon-vanndispersjonen blir derved oppløst, og karbonet kan skilles fra vannet. I denne utførelse vil vekt-mengden av nevnte blanding av lett flytende fraksjon og tynn sentrifugestrøm som blandes med nevnte karbon-vanndispersjon i blandesonen, ligge i området fra 10 til 200 ganger, fortrinnsvis fra 20 til 100 ganger vekten av det partikkelformede karbon i karbon-vanndispersjonen. Denne mengde er tilstrekkelig til å
gjøre alle nevnte partikler av karbonet hydrofobe og oppløse karbon-vanndispersjonen. Renset vann kan så skilles fra det partikkelformede karbon og man får fremstillet en karbon-ekstraks j onsmiddeldispers j on. Dette er en pumpbar dispersjon av partikkelformet karbon i ekstraksjonsmiddel og inneholder fra 0,5 til 5 vekt-% karbon, fortrinnsvis 0,5 til 3 vekt-% karbon.
Den foran nevnte karbon-vanndispersjon kan kontaktes nevnte flytende ekstraksjonsmiddel på enhver egnet måte, f.eks.
i en blandeventil, en statisk blander, en blander med avbøynings-plate, pumper, dyser, propellblandere eller turbinblandere.
Høyt trykk vil gjøre det mulig å bruke et ekstraksjonsmiddel
med lavere kokepunkt. Høyere temperatur letter faseseparasjon.
Den blandede strøm føres inn i en faseseparasjonssone, f.eks. en dekanteringstank, som gir en relativt rolig sedimenta-sjonssone. I denne separasjonssone som også er kjent som en dekanteringstank, vil det klare vann synke til bunnen på grunn av tyngdekraften. En dispersjon av karbon i nevnte lette flytende ekstraksjonsmiddel vil så flyte på toppen av det rensede vann. 'Volumet på sedimentasjonstanken bør være tilstrekkelig til at man får en egnet oppholdstid, fortrinnsvis minst 2 minutter, vanligvis i området fra 5 til 15 minutter.
Trykket i sedimentasjonssonen eller dekanteringstanken bør være tilstrekkelig at man holder både ekstraksjonsmidlet og
vannet i flytende fase, dvs. fra 1 til 200 atmosfærer avhengig av temperaturen. Denne vil i dekanteringstanken være lik eller under den man har på karbon-vanndispersjonen I idet denne forlater vaskesonen, dvs. fra romtemperatur til 370°C, fortrinnsvis fra 9^ til
288°C.
Renset vann fjernes fra dekanteringstanken og i det minste en del av dette tilsatt supplerende vann kan resirkuleres i vaskesonen. Eventuelt kan en del av de oppløste bestanddeler fra ekstraksjonsmidlet i vannet fjernes fra dette på vanlig måte før vannet resirkuleres i vaskesonen.
Således kan det rensede vann føres inn i en gass-væskeseparasjonssone hvor trykket faller plutselig. En lett gassformet fraksjon vil da blåses ut og avkjøles under dugg-punktet, slik at man får utskilt ukondenserte lette gasser,
vann og vannoppløselige flytende hydrokarbonforbindelser. Renset
vann kan så fjernes fra separasjonssonen og resirkuleres til vaskesonen.
Som nevnt tidligere innbefatter en annen utførelse av oppfinnelsen to tilsetninger av ekstraksjonsmiddel i to trinn.
I første trinn så blir således den foran nevnte karbon-vanndispersjon oppløst i et renset vannlag og et tørt karbonpulver som flyter på det rensede vann. Dette kan utføres ved å tilsette det flytende ekstraksjonsmiddel til karbon-vanndispersjonen i en mengde som er akkurat tilstrekkelig til å gjøre alt det til-stedeværende karbon hydrofobt, men utilstrekkelig til å gi en karbon-ekstraksjonsmiddeldispersjon på dette trinn. Som et resultat av denne mindre mengde ekstraksjonsmiddel vil karbonet raskere bli utskilt og i alt vesentlig fullstendig fra vannet og flyter på overflaten av det rensede vannlag som et tørt og uagglomerert sot.
Det flytende ekstraksjonsmiddel som tilføres blandesonen i første trinn består av en del av nevnte lette flytende fraksjon som oppnås i den etterfølgende destillasjonssone. Den lette flytende fraksjon kan imidlertid blandes med fra 0 til 25 vekt-% av den tynne sentrifugestrømrnen. Videre kan supplerende lett ekstraksjonsmiddel tilføres fra en ytre kilde til blandesonen på dette tidspunkt.
Mengden av flytende ekstraksjonsmiddel som skal tilsettes kan bestemmes eksperimentelt ved risteprøver. Små mengder av ekstraksjonsmiddel tilsettes karbon-vanndispersjonen inntil karbon skiller seg raskt ut og flyter på overflaten av det rensede vann. Når således vannfasen er klar og karbonet er "tørt" og voluminøst, så har man en optimal mengde av ekstraksjonsmiddel. Den mengde ekstraksjonsmiddel som tilsettes i første trinn er ca. 1 til 3 ganger oljeabsorpsjonstallet for det partikkelformede karbon i karbon-vanndispersjonen. Dette kan variere fra 1,5 til 10 kg ekstraksjonsmiddel pr. kg karbon eller mer, vanligvis fra 1,5 til under 5.
I annet trinn vil det partikkelformede karbon strykes
av overflaten på det rensede vannlaget ved at man fører en horisontal strøm av flytende ekstraksjonsmiddel bestående i det minste en del av nevnte tynne sentrifugestrøm eventuelt i blanding med en del av nevnte lette flytende fraksjon fra destillasjonssonen, inn i nevnte dekanteringstank langs interfasen mellom nevnte rensede vannlag og nevnte partikkelformede
karbon. Denne feiende virkning over interfasen vil også disper-gere karbonet i den lette flytende fraksjon.
Den prinsipielle fordel ved totrinns tilsetning av
det flytende ekstraksjonsmiddel ligger i at man unngår dannelsen av emulsjoner. I første trinn vil karbon-vanndispersjonen bli oppløst og karbonet flyter på overflaten av vannet med en tilsetning av en minimal mengde ekstraksjonsmiddel. I annet trinn vil ekstraksjonsmidlet tilsettes i mye større mengder med en minimal blanding med vann, slik at man unngår dannelsen av emulsjoner til tross for at emulgeringsmidler kan være tilstede.
Den mengde flytende ekstraksjonsmiddel som tilføres annet trinn bør være tilstrekkelig til at det dannes en karbon-ekstraks jonsmiddeldispersjon inneholdende fra 0,5 til 5 vekt-% karbon. Denne mengde kan være ti ganger den mengde ekstraksjonsmiddel som brukes i første trinn. Et renset vann kan og fjernes fra dekanteringstanken på den måte som er beskrevet tidligere.
Som nevnt tidligere vil dispersjonen av karbon og ekstraksjonsmiddel fjernes på toppen av dekanteringstanken og kan konsentreres ved sentrifugeseparasjon og deles i en tykk strøm av karbon-ekstraksjonsmiddeldispersjon og en relativt tynn strøm av en karbon-ekstraksjonsmiddeldispersjon. Den tykke strømmen kan ha et karboninnhold varierende fra 1 til 10 vekt-%, egnet fra 4 til 7 vekt-%. Den tynne strømmen har et karboninnhold varierende fra 0,02 til 1,0 vekt-%, egnet fra 0,1 til 0,5 vekt-%. Den tykke strøm av karbon og ekstraksjonsmiddel føres så inn i destillasjonskolonnen i blanding med friskt tungt flytende hydrokarbonbrennstoff slik dette er beskrevet tidligere. Denne pumpbare blanding kan inneholde fra 0,02 til 40, fortrinnsvis fra 0,1 til 10 kg ferskt tungt flytende hydrokarbonbrennstoff pr. kg ekstraksjonsmiddel i den tykke sentrifugestrømrnen.
Før resirkulering til blande-og separasjonssonen kan den relativt tynne sentrifugestrømrnen av karbon og ekstraksjonsmiddel føres inn i en gass-væskeseparator hvor eventuelle avfalls-gasser kan fjernes.
Temperatur og trykk i dekanteringstank og under sentri-fugeseparasjonen er fortrinnsvis de samme.
En pumpbar dispersjon av partikkelformet karbon i ekstraksjonsmiddel inneholdende fra 0,5 til 5 vekt-% karbon, fortrinnsvis 0,5 til 3 vekt-% karbon, fjernes fra dekanteringstanken. Ca. 0,02 til 40 kg, fortrinnsvis 0,1 til 10 kg ferskt tungt flytende hydrokarbonbrennstoff kan blandes med hvert kg ekstraksjonsmiddel i nevnte karbon-ekstraksjonsmiddeldispersjon.
Mengden av ferskt tungt flytende hydrokarbonbrennstoff slik det er beskrevet tidligere, bør holdes på et minimum. Mengden bør være tilstrekkelig til at man bare får dannet en pumpbar bunnutslemming sammen med det partikkelformede karbon fra nevnte karbon-ekstraks j onsmiddeldispers j on i en etterfølgende fraksjonert destilla sjonssone. Den foran nevnte pumpbare bunnutslemming kan ha et karboninnhold fra 0,5 til 25 vekt-%, fortrinnsvis fra 4 til 8 vekt-%.
Eventuelt kan fra 0 til 0,25 kg supplerende flytende ekstraksjonsmiddel tilføres systemet og blandes for hvert kg karbon-ekstraksjonsmiddeldispersjon pluss tungt flytende hydrokarbonbrennstof f. Blandingen av væsker blir fortrinnsvis opp-varmet til temperaturer varierende fra 94 til 315°C og så
ført inn i en fraksjonerende destillasjonskolonne. På toppen av destillasjonstårnet vil man fjerne en lett flytende ekstrak-sjonsmiddelfraksjon med et atmosfærisk kokepunkt varierende fra 37 til 370°C, f.eks. i området fra 65 til 315°C.
Et egnet trykk i destillasjonstårnet kan variere fra
1 til 7 kg pr. cm 2. Normalt vil betingelsene med hensyn til temperatur og trykk i nevnte destillasjonskolonne være slik at man i alt vesentlig ikke får noen fraksjonering av de tilstede-værende tunge flytende hydrokarbonbrennstoffer. I slike til-feller vil nevnte toppfraksjon fra destillasjonskolonnen i alt vesentlig bestå enten av nevnte lette flytende hydrokarbonbrennstoff eller nevnte blanding av flytende organiske biprodukter fra okso-eller oksylprosessen, som da utgjør nevnte flytende organiske ekstraksjonsmiddel. I andre utførelser kan imidlertid destillasjonskolonnen opereres slik at toppfraksjonen innbefatter fra 0,1 til 25 vekt-% lett flytende hydrokarbonbrennstoff, mens resten er en blanding av flytende organiske biprodukter av okso-eller oksylprosessen. Det lette flytende hydrokarbonbrennstoffet er flytende hydrokarbonbrennstoffer med tettheter på 20° API og høyere, f.eks. butaner, pentaner, heksaner, benzol, toluol, naturlig bensin, bensin, naftagassoljer og deres blandinger. Alternativt kan den lette flytende fraksjon som resirkuleres ved nevnte blandesone som nevnte tidligere beskrevne flytende organiske ekstraksjons-
middel, ha den sammensetning som er vist i tabell I og II.
Den lette flytende organiske fraksjon som fjernes fra nevnte vanlige fraksjonerte destillasjonskolonne eller ventetårn, kan avkjøles, gjøres flytende og resirkuleres til nevnte blandesone, dekanteringstank eller begge som nevnte lette flytende ekstraksjonsmiddel slik det er beskrevet tidligere.
Destillasjons eller ventetårn blir kjørt under egnede betingelser for fjerning av karbon fra nevnte tykke sentrifuge-strøm og for fremstilling av en i alt vesentlig karbonfri lett flytende fraksjon som er ekstraksjonsmidlet. Man får også fremstilt en pumpbar rest-utslemming bestående av nevnte partikkelformede karbon og ufordampede deler av nevnte tunge flytende hydrokarbonbrennstoff og nevnte ekstraksjonsmiddel. Denne rest-utslemming inneholder fra 0,5 til 25 vekt-% karbon og fjernes fra bunnen av destillasjonskolonnen. Utslemmingen kan føres i indirekte varmeutveksling med inngående tilførsel, og kan så føres inn i nevnte delvise oksydasjonssyntesegass-reaktor som en del av tilførselen. Gassgeneratoren tilføres fortrinnsvis brehnstoffblandinger bestående av 1 til 99 vekt-%, fortrinnsvis fra 5 til 50 vekt-% av nevnte blanding av flytende organiske biprodukter fra okso-eller oksylprosessen og hvor resten er nevnte bunnutslemming fra destillasjonskolonnen. Blandingen kan tilføres gassgeneratoren i flytende fase eller dampfase og kan blandes med E^ O. Alternativt kan nevnte brenn- ■ stoffblanding brennes i en ovn for å få fremstilt damp.
Skjønt foreliggende fremgangsmåte er spesielt godt egnet for fjerning av nesten alt dispersert partikkelformet karbon fra en karbon-vanndispersjon fremstilt ved vannvasking av en gasstrøm fra en delvis oksydasjonsprosess, så kan den på lignende måte brukes i mange andre hydrokarbonforgasnings-prosesser.
Oppfinne Isen vil forstås bedre under henvisning
til de vedlagte tegninger og de følgende illustrerende eksem-pler der alle strømmer er angitt på timebasis.
r
Eksempel I
I denne utførelse av den kontinuerlige prosess,
ble dekanteringstanken kjørt ' i ett enkelt trinn. Det ekstraksjonsmiddel som ble brukt for å oppløse karbon-vanndispersjonen var videre et lett flytende hydrokarbonbrennstoff. 6500 kg (på
timebasis) av en dispersjon bestående av partikkelformet karbon og vann ved en temperatur på ca. 122°C og inneholdende ca. 65 kg partikkelformet karbon fra gassvaskesonen i en fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass ved delvis oksydasjon av et hydrokarbonholdig brennstoff som vil bli detaljert beskrevet i det etterfølgende, ble ført gjennom ledning 1 inn i blandeventil 2 hvor dispersjonen ble blandet med ca. 4800 kg av et lett flytende hydrokarbonbrennstoff-ekstraksjonsmiddel fra ledning 3. Dette ekstraksjonsmiddel i ledning 3 består av 1300 kg av en lett hydrokarbonbrennstoff-fraksjon fra ledningene 4 og 5 som ble fremstilt ved en fraksjonert destillasjon i kolonne 6 som vil bli mer detaljert beskrevet i det etterfølgende, og blandet med ca. 3500 kg av en tynn sentrifugestrøm som ble pumpet ved hjelp.av pumpe 7 fra tank 8 gjennom ledningene 9 og 10. I dette eksempel er det lette flytende hydrokarbonbrennstoff nafta pr. ASTM D288. Den tynne sentrifugestrømrnen består av en karbondispersjon i nevnte lette flytende hydrokarbonbrennstoff.
Blandingen av lett flytende hydrokarbonbrennstoff-ekstraksjonsmiddel og karbon-vanndispersjonen føres gjennom ledning 14 til dekanteringstank 15. Et relativt stort volum tilveiebringes i sedimentasjonssonen og man har et trykk på ca.
25 atmosfærer. I alt vesentlig klart vann, inneholdende i alt vesentlig ingen oppløste vannoppløselige bestanddeler fra nevnte lette flytende hydrokarbonbrennstoff, sedimenteres ved hjelp av tyngdekraften til bunnen av tank 15 og fjernes ved hjelp av ledning 16. Hvis nødvendig kan vannet til ledning 16 renses på vanlig måte og så resirkuleres til gasskjøle og vaskesonen. En del kan tas ut fra systemet og erstattes med friskt vann. 4800 kg av nevnte lette flytende hydrokarbonbrennstoff i en dispersjon på ikke mer enn 65 kg partikkelformet karbon sammen med eventuelt medført vann, fjernes nær toppen av tank 15 ved hjelp av ledning 17 og føres inn i en sentrifugeseparator 18
av skivetypen. Sentrifugehastigheten tilsvarer ca. 9500 omdreininger pr. minutt.
Ca. 3500 kg av en tynn sentrifugestrøm av nevnte
lette flytende hydrokarbonbrennstoff-ekstraksjonsmiddel inneholdende partikkelformet karbon fjernes fra sentrifuge 18 ved hjelp av ledning 19 og føres inn i lagertank 8. Avfallsgass tas ut gjennom ledning 20. Eventuelt kan lett flytende hydrokarbonbrennstof f som supplerende tilførsel fra en ytre kilde føres inn i systemet gjennom ledning 21, ventil 22 og ledning 23.
Ca. 1460 kg av en tykk sentrifugestrøm av partikkelformet karbon og ekstraksjonsmiddel fjernes fra sentrifuge 18
ved hjelp av ledning 24 og inneholder ca. 65 kg partikkelformet karbon. Denne tykke sentrifugestrøm blandes i ledning 25 med ca. 3700 kg frisk tung flytende hydrokarbonbrennstoff fra ledning 26. Det tunge hydrokarbonbrennstoffet er en tung brenselsolje med følgende karakteristika: °API 1916, brutto varmeverdi 9700 kcal/kg og en elementæranalyse på vekt-% C 81,2, H 11,4, N 0,5, S 3,3, 0 3,5 og aske 0,2. Blandingen i ledning 25 føres inn i destillasjonstårn 6.
Driftsbetingelsene i destillasjonskolonne 6 er i dette eksempel slik at intet av det tunge flytende hydrokarbonbrennstoff i blandingen fra ledning 25 fjernes som en del av den lette hydro-karbonfraksjonen som forlater kolonnen via ledning 27. Med andre ord, så vil nesten alt av det tunge flytende hydrokarbonbrennstoffet føres ut av bunnen av kolonnen gjennom ledning 28 som en pumpbar karbonutslemming inneholdende 65 kg partikkelformet karbon.
Trykket 1 destillasjonskolonnen er ca. 1,1 kg pr. cm 2.
Det lette, flytende hydrokarbonbrennstoff-ekstraksjonsmidlet i den tykke sentrifugestrømrnen føres til destillasjonskolonne 6 og fordampes, og 1620 kg tas ut som en karbonfri strøm gjennom ledning 27. Denne strøm blir så avkjølt og kondensert i varmeveksler 29. Strømmen føres gjennom ledning 30 til en væske-væskeseparator 31. Eventuelt vann tas ut gjennom ledning 32. Det lette, flytende hydrokarbonbrennstoff-ekstraksjonsmidlet pumpes ved hjelp av pumpe 33 gjennom ledning 34 og inn i ledning
35. Ca. 1300 kg av det lette flytende hydrokarbonbrennstoff-ekstraksjonsmidlet føres gjennom ledning 35, 4, 5 og 3 inn i blandesone 2 slik det tidligere er beskrevet, som en del av nevnte enkelttrinns væskeekstraksjonsmiddel. Den gjenværende del av væskestrømmen fra ledning 35, dvs. ca. 325 kg, resirkuleres gjennom ledning 36 til fraksjoneringskolonne 6. Resirkuleringsforholdet for kolonne 6 kan variere fra 0,05 til 0,5 kg i ledning 36 pr. kg ekstraksjonsmiddel i kolonnetilførselen i ledning 25.
En strøm fjernes fra kolonne 6 ved hjelp av ledning 40 og føres gjennom koker 41 hvor temperaturen heves til den for-ønskede temperatur for å fordampe toppfraksjonen og resirkulere denne til kolonne 6 gjennom ledning 42.
Bunnfraksjonen bestående av en karbon i oljeutslemming i ledning 28 består av 3700 kg tungt flytende hydrokarbonbrennstoff og 65 kg partikkelformet karbon, og dette pumpes ved hjelp av pumpe 43 inn i reaksjonssonen i en syntesegassgenerator (ikke vist) som en del av brennstoffet. Således kan bunnutslemmingen pumpes gjennom ledning 44-46, ventil 47 og ledning 48 inn i en syntesegassgenerator (ikke vist).
Fordelaktig kan en del av en fersk blanding av flytende organiske biprodukter fra en okso-eller oksylprosess i ledning 53, som vil bli mer detaljert beskrevet i det etterfølgende, føres gjennom ventil 54, ledning 55 og inn i ledning 45 hvor den blandes med nevnte karbon-oljeutslemming i ledning 44. Denne forbedrede væske-brennstoffblanding føres så gjennom ledningene 46 og 48 inn i nevnte syntesegassgenerator som en del av til-førselen. Eventuelt kan en del av blandingen av væsker i ledning 45 føres inn i en ovn (ikke vist) som brennstoff ved hjelp av ledning 56, ventil 57 og ledning 58.
I foreliggende fremgangsmåte blir således ca. 820 kg
av flytende organiske biprodukter fra en oksoprosess for fremstilling av n-butyraldehyd fra ledning 53 blandet i ledning 45 med ca. 3750 kg av en karbon-tung brenselsoljeutslemming fra ledning 44. Denne blanding føres så inn i syntesegassgeneratoren som nevnte hydrokarbonholdige brennstoff og omsettes med 4700 kg oksygen (99,5 mol-% 0„) og 1980 kg damp.
Man får fremstilt ca. 14000 m 3 (tørrbasis) av syntesegass i en ikke-katalytisk frittflytende gassgenerator ved en temperatur på ca. 1870°C og et trykk på ca. 37 atmosfærer ved en delvis oksydasjon av nevnte hydrokarbonholdige brennstoff. Sammensetningen på syntesegassen i mol-% er følgende: CO 4l,00, H2 42,22, C02 4,39, H20 11,26, CH^ 0,21, A 0,11, N2 0,12,
H2S 0,66 og COS 0,03. Etter rensing som tidligere beskrevet, blir blandingen av H2 og CO komprimert og ført inn i nevnte
oksoprosess for fremstilling av n-butyraldehyd.
Eksempel II
I denne utførelse av oppfinnelsen består det flytende organiske ekstraksjonsmiddel av en blanding av flytende organiske biprodukter fra en okso-eller oksylprosess. Videre blir det flytende organiske ekstraksjonsmiddel tilført i ett trinn. Sammensetningen på det flytende organiske ekstraksjonsmiddel er vist i tabell III, og elementæranalysen er vist i tabell IV, hvor i alt vesentlig alle de vannoppløselige forbindelser er fjernet. Syntesegassen som ble fremstilt hadde følgende sammensetning i mol-% : CO 41,00, H2 42,22, C02 4,39, H"20 11,26, CH^ 0,21, A 0,11, N? 0,12, H2S 0,66 og COS 0,03. Etter rensing som tidligere beskrevet for
å fjerne syregasser og partikkelformet karbon, ble syntesegassen komprimert og ført inn i en oksoprosess (ikke vist) for fremstilling av n-butyraldehyd ved en hydroformylering av propylen i nærvær av en koboltkatalysator ved temperaturer fra 130-175°C og et trykk på ca. 200 atmosfærer.
Med henvisning til fig". 2 på tegningen ble 6500 kg
(på timebasis) av en dispersjon bestående av partikkelformet karbon og vann ved en temperatur på ca. 122°C og inneholdende ca. 65 kg partikkelformet karbon fra en tidligere beskrevet gassvaskingssone i en prosess for fremstilling av syntesegass med delvis oksydasjon av et hydrokarbonholdig brennstoff slik det er beskrevet i eksempel I, ført gjennom ledning 1 til blandeventil 2 hvor dispersjonen ble blandet med 4800 kg av nevnte flytende organiske ekstraksjonsmiddel fra ledning 3. Med ventilene 74 og 77 lukket og 71 og 69 åpne, vil nevnte flytende organiske ekstraksjonsmiddel i ledning 14 bestå av 3500 kg av en tynn sentrifugestrøm fra tank 8, ledning 9, pumpe 7 og ledningene 10,
70, 72 og 68 i blanding med 1300 kg av en lett toppfraksjon fra destillasjonskolonne 6 som består av en blanding av flytende organiske biprodukter fra nevnte oksoprosess, og som tilføres via ledningene 4, 67 og 68.
Blandingen av ekstraksjonsmiddel og karbon-vann føres gjennom ledning 14 inn i en faseseparasjonssone, dvs. tank 15.
Man tilveiebringer et relativt stort volum i sedimentasjonssonen ved et trykk på 25 atmosfærer. I alt vesentlig klart vann inneholdende eventuelle vannoppløselige bestanddeler fra nevnte flytende organiske ekstraksjonsmiddel, vil sedimenteres på grunn av tyngdekraften til bunnen av tank 15 og fjernes via ledning 16. Videre kan vannet i ledning 16 hvis det er ønskelig renses på vanlig måte for å fjerne eventuelt oppløste vannoppløselige bestanddeler fra ekstraksjonsmidlet, og kan så resirkuleres til kjøle og vaskesonen. En del av vannet kan tas ut fra systemet og erstattes med friskt vann. På denne måten blir 4800 kg ekstraksjonsmiddel inneholdende ca. 65 kg sot fjernet fra dekanteringstanken gjennom ledning 17. Denne strøm føres så til en vanlig sentrifuge 18. Sentrifugehastigheten tilsvarer ca.
9500 omdreininger pr. minutt.
Ca. 3500 kg av nevnte flytende organiske ekstraksjonsmiddel i den tynne sentrifugestrømrnen fjernes fra sentrifuge 18
ved hjelp av ledning 19 og føres inn i tank 8. Avfallsgass tas ut fra systemet gjennom ledning 20. Dispersjonen av partikkelformet karbon og ekstraksjonsmiddel fjernes gjennom ledning 9
og pumpes ved hjelp av pumpe 7 inn i blander 2 som en del av nevnte flytende organiske ekstraksjonsmiddel slik det tidligere er beskrevet.
En tykk sentrifugeutslemmingsstrøm bestående av ca.
65 kg partikkelformet karbon og 1300 kg av nevnte flytende organiske ekstraksjonsmiddel fjernes fra sentrifugen 18 ved hjelp av ledning 24. Denne utslemmingsstrøm blandes med en fersk blanding av flytende organiske biprodukter fra nevnte oksoprosess slik det tidligere er beskrevet, som kan tilføres systemet via ledningene 60, 64, ventil 65 og ledning 66. Denne blanding blir så i ledning 25 blandet med 3700 kg fersk flytende hydrokarbonbrennstoff, f.eks. en tung brenselsolje slik det er beskrevet tidligere, som føres inn i systemet gjennom ledning 26, hvoretter det hele føres til destillasjonskolonne 6.
Driftsbetingelsene i kolonne 6 i dette eksempel er
slik at intet av det tunge flytende hydrokarbonbrennstoffet fra ledning 26 som tilsettes kolonnen som en del av tilførselen,
blir fjernes som en del av toppfraksjonen. Nesten hele mengden av nevnte tunge flytende hydrokarbonbrennstoff føres så ut av bunnen av kolonne 6 som en pumpbar karbonutslemming gjennom ledning 28 og den vil inneholde ca. 65 kg karbon og i alt vesentlig ingen ufordampede rester fra nevnte blanding av flytende organiske biprodukter fra oksoprosessen. Trykket i destillasjonskolonnen er ca. en atmosfære.
Ca. 1620 kg flytende organisk ekstraksjonsmiddel i destillasjonskolonne 6 fordampes og føres ut som en karbonfri dampstrøm gjennom ledning 27. Denne strøm blir så avkjølt og kondensert i varmeveksler 29 og føres gjennom ledning 30 til væske-væskeseparator 31. Eventuelt vann tas ut gjennom ledning 32, og det flytende organiske ekstraksjonsmiddel pumpes via pumpe 33 inn i ledning 35. Ca. 1300 kg av det flytende organiske ekstraksjonsmiddel føres gjennom ledningene 4, 67, 68 og 3 inn i blandeventil 2 slik det tidligere er beskrevet. Den gjenværende del av væsken fra ledning 35 resirkuleres gjennom ledning 36 inn i kolonne 6. Resirkuleringsforholdet for destillasjonskolonne 6 kan f.eks. ligge i området fra 0,05 til 0,5 deler pr. vektdel av kolonnetilførselen.
En strøm tas ut fra kolonne 6 ved hjelp av ledning 40
og føres gjennom koker 41 hvor temperaturen heves til den for-ønskede temperatur for en fordampning av toppfraksjonen, og blir så resirkulert til kolonne 6 gjennom ledning 42.
Ca. 3750 kg av bunnutslemmingen i ledning 28 inneholdende ca. 65 kg karbon, kan ved hjelp av pumpe 43 pumpes inn i reaksjonssonen i nevnte syntesegassgenerator som en del av tilførselen.
Eventuelt kan en del av blandingen av væsker i ledning 45 føres inn i en ovn (ikke vist) som brennstoff, f.eks. gjennom ledning 56, ventil 57 og ledning 58.
Eksempel III
I denne utførelse av oppfinnelsen ble tank 15 kjørt
i to trinn for bedret drift. Bortsett fra denne forandring var resten av fremgangsmåten i alt vesentlig som beskrevet i forbindelse med eksempel II.
I denne totrinnsutførelse er ventil 71 lukket og ventilene 69» 77 og 74 åpne, og ca. 192 kg av blandingen av karbonfrie flytende organiske biprodukter fra nevnte oksoprosess fremstilt som en del av toppfraksjonen fra destillasjonskolonne 6, føres således inn i blandeventil 2 ved hjelp av ledningene 4, 67, 68 og 3 sammen med 65OO kg karbon-vanndispersjon inneholdende 65 kg partikkelformet karbon fra ledning 1. Denne mengde flytende ekstraksjonsmiddel er tilstrekkelig til å gjøre det partikkelformede karbon hydrofobt og frigjøre et i alt vesentlig tørt pulverformet karbon. I annet trinn av den kontinuerlige drift, ble samtidig ca. 4100 kg av karbon-ekstraksjonsmiddeldispersjonen fra ledning 75 ført inn i dekanteringstanken nær karbon-vann-grenseflate for å føre vekk karbonpartiklene og danne en karbon-flytende organisk ekstraksjonsmiddeldispersjon som tas ut gjennom ledning 17. Det flytende ekstraksjonsmiddel i ledning 75 består av ca. 1300 kg av nevnte blanding av flytende organiske biprodukter som nevnte oksoprosess oppnådd fra destillasjonskolonne 6 via ledninger 4, 76, ventil 77, ledningene 78 og 73 samt ventil 74,
og ca. 3800 kg av en tynn sentrifugestrøm som inneholder karbon, fra ledning 9, pumpe 7, ledningene 10 og 73 samt ventil 74. Eventuelt kan enten den tynne sentrifugestrømrnen 10 eller den lette flytende fraksjon i ledning 4 fra destillasjonskolonne 6, uten eller med tilsetning av den annen strøm, føres inn i første trinn, annet trinn eller begge som en del av nevnte flytende organiske ekstraksjonsmiddel.
Claims (7)
1. Fremgangsmåte for rensing av syntesegass som i tillegg til h^, CO, C02 og H^O inneholder medrevne karbonpartikler, i en kjøle- og vaskesone, hvorved det dannes en karbon/vanndispersjon hvortil det settes et flytende organisk ekstraksjonsmiddel i en mengde tilstrekkelig til å gjøre alle karbonpartikler i dispersjonen hydrofobe, hvoretter dispersjonen separeres i en strøm av klaret vann som helt eller delvis tilbake-føres til gassvaskesonen, og i en strøm av karbon dispergert i ekstraksjonsmidlet, hvoretter karbon/ekstraksjonsmiddeldispersjonen separeres ved sentrifugering til en tyktflytende karbon/ekstraksjonsmiddelandel med et karboninnhold på ca.
1-10 vekt-% og en tynt-flytende del med et karboninnhold på ca. 0,05 til 1,0 vekt-%, karakterisert ved at den tynt-flytende sentrifugestrøm hvis nødvendig avgasses og tilbakeføres som en andel av det organiske ekstraksjonsmiddel for karbon/vanndispersjonen til en blandesone, mens den tykke sentrifugestrøm underkastes en fraksjonert destillasjon etter tilsetning av friskt tungt hydrokarbonbrennstoff og den lette fraksjon som en andel av det organiske ekstraksjonsmiddel for karbon/vanndispersjonen og så tilbakeføres til blandesonen, hvorved vektforholdet mellom lett-flytende fraksjon og tynt-flytende sentrifugestrøm i blandesonen er 0,05 til 20, og karbonoppslemmingen som blir tilbake som bunnprodukt fra den fraksjonerte destillasjon pumpes ut og mates til gassgeneratoren som en del av brennstofftilmatningen.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det flytende organiske ekstraksjonsmiddel blandes med karbon/vanndispersjonen i et forhold tilsvarende ca. 10 til 200 ganger vekten av det partikkelformige karbon i karbon/- vanndispersj onen.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det flytende organiske ekstraksjonsmiddel etter kontakt mellom karbon/vanndispersjonen og det flytende organiske ekstraksjonsmiddel og separering i en strøm klaret vann og i en strøm av karbon/ekstraksjonsmiddeldispersjon i et første trinn tilføres til en separeringssone nær vann-overflaten i et andre trinn.
4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at det benyttes et organisk ekstraksjonsmiddel i det første trinn i en totrinns prosess i blandesonen, idet ekstraksjonsmidlet består av en flytende fraksjon i blanding av ca. 0 til 25 vekt-% av den tynt-flytende sentrifugestrøm, mens det i det andre trinn benyttes et organisk ekstraksjonsmiddel som består av minst en andel av den tynt-flytende sentrifugestrøm og i tillegg en andel av den lette fraksjon fra den fraksjonerte destillasjon.
5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at vannet etter ekspansjon og trykkfall og som er klaret i det første trinn tilføres til en gass-væskeseparasjonssone og at den lette gassformige fraksjon settes fri og at en i det vesentlige klar vannstrøm fjernes fra gass-væskeseparasjonssonen og til-føres til en gassvaskesone.
6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at det flytende organiske ekstraksjonsmiddel består av et lett-flytende hydrokarbonbrennstoff med et kokepunkt innen området 37,8 til 260°C, en densitet D^q innen området 0,61 til 0,93 og et karbontall innen området 5 til 16.
7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at det organiske ekstraksjonsmiddel er en blanding inneholdende et flytende organisk biprodukt oppnådd ved okso-oksylsyntesen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/535,605 US3980590A (en) | 1974-12-23 | 1974-12-23 | Recovery of particulate carbon from synthesis gas |
US05/535,607 US3980592A (en) | 1974-12-23 | 1974-12-23 | Recovery of particulate carbon from synthesis gas |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO754139L NO754139L (no) | 1976-06-24 |
NO145407B true NO145407B (no) | 1981-12-07 |
NO145407C NO145407C (no) | 1982-03-17 |
Family
ID=27064869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO754139A NO145407C (no) | 1974-12-23 | 1975-12-08 | Fremgangsmaate for rensing av syntesegass for karbonpartikler |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS537173B2 (no) |
BR (1) | BR7508523A (no) |
DE (1) | DE2557684C3 (no) |
DK (1) | DK143695C (no) |
ES (1) | ES443769A1 (no) |
FR (1) | FR2295910A1 (no) |
GB (1) | GB1497171A (no) |
IN (1) | IN142492B (no) |
IT (1) | IT1051863B (no) |
NL (1) | NL7514567A (no) |
NO (1) | NO145407C (no) |
SE (1) | SE417084B (no) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4134740A (en) * | 1977-12-14 | 1979-01-16 | Texaco Inc. | Method for energy utilization in producing synthesis gas and recovering unconverted carbon |
CN103764547B (zh) * | 2011-07-29 | 2016-08-10 | 欧季亚股份有限公司 | 改良的羰氢化制程以及从废油制造合成气体的方法 |
CN112439414A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-03-05 | 南京东焱氢能源科技有限公司 | 一种基于微反应器的高活性氢氧化钯碳的制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2346742C3 (de) * | 1972-12-29 | 1979-02-01 | Texaco Development Corp., New York, N.Y. (V.St.A.) | Verfahren zur Entfernung von Kohlenstoffpartikeln aus einer wäßrigen Dispersion |
-
1975
- 1975-09-30 JP JP11734275A patent/JPS537173B2/ja not_active Expired
- 1975-10-29 GB GB44762/75A patent/GB1497171A/en not_active Expired
- 1975-11-05 IN IN2114/CAL/75A patent/IN142492B/en unknown
- 1975-12-05 FR FR7537282A patent/FR2295910A1/fr active Granted
- 1975-12-08 NO NO754139A patent/NO145407C/no unknown
- 1975-12-15 NL NL7514567A patent/NL7514567A/xx not_active Application Discontinuation
- 1975-12-18 SE SE7514363A patent/SE417084B/xx unknown
- 1975-12-20 DE DE2557684A patent/DE2557684C3/de not_active Expired
- 1975-12-22 DK DK587675A patent/DK143695C/da active
- 1975-12-22 IT IT30652/75A patent/IT1051863B/it active
- 1975-12-22 BR BR7508523*A patent/BR7508523A/pt unknown
- 1975-12-22 ES ES443769A patent/ES443769A1/es not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2557684C3 (de) | 1979-08-30 |
DE2557684A1 (de) | 1976-07-01 |
DE2557684B2 (de) | 1979-01-11 |
NO754139L (no) | 1976-06-24 |
IT1051863B (it) | 1981-05-20 |
JPS5175705A (no) | 1976-06-30 |
NL7514567A (nl) | 1976-06-25 |
DK587675A (da) | 1976-06-24 |
DK143695B (da) | 1981-09-28 |
DK143695C (da) | 1982-03-08 |
NO145407C (no) | 1982-03-17 |
FR2295910B1 (no) | 1981-06-19 |
AU8641175A (en) | 1977-05-12 |
ES443769A1 (es) | 1977-10-01 |
BR7508523A (pt) | 1976-08-24 |
JPS537173B2 (no) | 1978-03-15 |
GB1497171A (en) | 1978-01-05 |
FR2295910A1 (fr) | 1976-07-23 |
SE417084B (sv) | 1981-02-23 |
SE7514363L (sv) | 1976-06-24 |
IN142492B (no) | 1977-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4205963A (en) | Process for gas cleaning with reclaimed water and apparatus for water reclamation | |
US4141696A (en) | Process for gas cleaning with reclaimed water and apparatus for water reclamation | |
US5824834A (en) | Process for the production of acetylene and synthesis gas | |
US4205962A (en) | Process for gas cleaning with reclaimed water | |
SU683633A3 (ru) | Способ получени жидких и газообразных углеводородов из горючих сланцев | |
US4938862A (en) | Process for the thermal cracking of residual hydrocarbon oils | |
US4134740A (en) | Method for energy utilization in producing synthesis gas and recovering unconverted carbon | |
US3816332A (en) | Synthesis gas production | |
SU1075982A3 (ru) | Способ удалени меркаптанов из углеводородного сырь | |
EP0005138B1 (en) | Process for producing synthesis gas with wash water purification and novel flash column for use in said process | |
US4141695A (en) | Process for gas cleaning with reclaimed water | |
EA019522B1 (ru) | Способ получения жидких топливных продуктов | |
US3917569A (en) | Recovery of carbon from synthesis gas | |
US4402710A (en) | Carbon recovery process | |
US2999741A (en) | Production of carbon monoxide and hydrogen | |
US3980590A (en) | Recovery of particulate carbon from synthesis gas | |
US3980592A (en) | Recovery of particulate carbon from synthesis gas | |
US3044179A (en) | Carbon recovery | |
NO145407B (no) | Fremgangsmaate for rensing av syntesegass for karbonpartikler | |
US4402709A (en) | Simultaneous production of clean dewatered and clean saturated streams of synthesis gas | |
US4016104A (en) | Recovery of particulate carbon from synthesis gas | |
US4016102A (en) | Recovery of particulate carbon from synthesis gas | |
US3980591A (en) | Recovery of particulate carbon from synthesis gas | |
US4016103A (en) | Recovery of particulate carbon from synthesis gas | |
CA1079973A (en) | Production of synthesis gas and recovery of particulate carbon |