NO851719L - Fremgangsmaate for fremstilling av syntesegass. - Google Patents
Fremgangsmaate for fremstilling av syntesegass.Info
- Publication number
- NO851719L NO851719L NO851719A NO851719A NO851719L NO 851719 L NO851719 L NO 851719L NO 851719 A NO851719 A NO 851719A NO 851719 A NO851719 A NO 851719A NO 851719 L NO851719 L NO 851719L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- oxygen
- hydrocarbon
- layer
- containing gas
- refractory
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 39
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 61
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 43
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 38
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 38
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 31
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 23
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 15
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 12
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 4
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 claims description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 2
- YZYDPPZYDIRSJT-UHFFFAOYSA-K boron phosphate Chemical compound [B+3].[O-]P([O-])([O-])=O YZYDPPZYDIRSJT-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 229910000149 boron phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000008262 pumice Substances 0.000 claims description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 8
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002453 autothermal reforming Methods 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood 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
- C01B3/02—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
- C01B3/38—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 catalysts
- C01B3/42—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 catalysts using moving solid particles
- C01B3/44—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 catalysts using moving solid particles using the fluidised bed technique
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av en gassformig blanding hovedsakelig omfattende karbonmonooksyd og hydrogen (i det følgende betegnet syntesegass) i en spesiell sjiktreaktor.
Katalytiske prosesser for omdannelse av syntesegass til hydrokarboner og/eller oksygenerte hydrokarboner, slik som Fischer-Tropsch-prosessen, og metanolsyntese er vel-kjent innen teknikken. Fremstillingen av syntesegass for bruk i disse prosesser oppnås generelt enten ved dampreforming, autotermisk reforming eller ikke-katalytisk partiell oksydasjon av lettere hydrokarboner. Alle disse prosesser resulterer i alminnelighet i syntesegass i en form som krever betydelige mellomliggende trinn forut for omdannelse til nyttige produkter.
Dampreforming er en sterkt endotermisk reaksjon som ut-føres i multirørformede reaktorer med overskudd damp for å hindre karbonoppbygging på katalysatoren. Syntese-gassproduktet har et forhold for hydrogen til karbonmonooksyd på minst 3:1 avhengig av benyttet overskudd damp, hvilket er høyere enn det forhold som vanligvis er nød-vendig for etterfølgende omdannelse til f.eks. metanol, hvilket krever et forhold på ca. 2:1. For metanolproduksjonen krever derfor syntesegassen som resulterer fra dampreforming ytterligere behandling gjennom regulering av forholdet for hydrogen til karbonmonooksyd.
Ikke-katalytisk partiell oksydasjon utføres i brennere
som er spesielt konstruert for partiell forbrenning av rike brennstoff/oksygen-blandinger. For å oppnå nyttige omdannelser og produktgass-sammensetninger må imidlertid overskudd oksygen anvendes med medfølgende omkostninger for oksygenanlegg.
Autotermisk reforming er en kombinasjon av dampreforming
og partiell oksydasjon hvorved reaksjonsvarme for sterkt endotermiske reformingsreaksjoner tilføres delvis ved
partiell forbrenning av tilførselen i oksygen. Overskudd damp er også nødvendig i denne prosessen for å begrense koksavsetning på katalysatoren.
Man har nå funnet at de ulemper som er forbundet med de tidligere kjente prosesser, vesentlig kan reduseres, mens det på samme tid produseres syntesegass som krever minimal mellomliggende behandling for omdannelse til nyttige produkter ved anvendelse av sjiktspyleteknikken.
Sjiktspyleteknikken innbefatter føring av en gass-strøm med høy hastighet vertikalt oppover gjennom en masse av faste partikler. Gass-strømmen av høy hastighet bevirker at partiklene stiger hurtig i et hult, sentralt utspylings-rør. I tillegg til partikkelbevegelse i utspylingsrøret skjer det partikkel-tilbakeblanding i området som omgir utspylingsrøret, hvilket gir et partikkel-sirkulasjons-mønster i sjiktet. Tilførselsgassen kan ha tilstrekkelig_ oppoverrettet strøm til å skape en fontene av partikler over sjiktet, eller kan i et dypere sjikt gi en meget høy sirkulasjonshastighet av partikler i sjiktet. I
hvert tilfelle etableres en cykel av fast partikkelbevegelse. En oversikt over utviklinger innen sjiktspyleteknikken fremgår fra Canadian Journal of Chemical Engineering, volum 52, side 129, 1974.
Britisk patentsøknad nr. 8408804 angår en omdannelses-prosess hvori brennstoffrike gassblandinger inneholdende mettet hydrokarbon/oksygen reageres i en partikkelsjikt-reaktor for fremstilling av syntesegass og høyere hydrokarboner. Det er nå ytterligere funnet at katalytisk partiell oksydasjon kan oppnås ved å reagere brennstoffrike gassblandinger inneholdende mettet hydrokarbon/ oksygen i en sjiktspylereaktor hvor reaktorsjiktet omfatter katalytisk aktive partikler. Produktet fra den katalytiske partielle oksydasjon er syntesegass som kan benyttes som en tilførsel for ytterligere omdannelses-prosesser hvorved det f.eks. fremstilles metanol og
hydrokarboner.
Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveie-bragt en fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass hvorved (a) en gass inneholdende mettet hydrokarbon og oksygen med et forhold for hydrokarbon til oksygen som er større enn det støkiometriske forhold for fullstendig forbrenning, innføres i et sjikt av partikkelformig materiale, hvor sjiktet innbefatter materiale som er katalytisk aktivt for partiell oksydasjons- og/eller damp-reformingsreaksjon, (b) den oppoverrettede strømnings-hastighet for den hydrokarbon/oksygen-holdige gass-
strøm er tilstrekkelig stor til å forårsake en spylevirkning av sjiktmaterialet, (c) hydrokarbonet og oksygenet reagerer sammen, og (d) reaksjonsproduktene fjernes.
Den hydrokarbon- og oksygen-holdige gass kan være forblandet forut for innføring derav i sjiktet gjennom en dyse. Reaktantgassene kan alternativt få blandes ved punktet for innsprøytning til sjiktet.
Det mettede hydrokarbonet er fortrinnsvis et gassformig parafinisk hydrokarbon slik som vesentlig ren metan eller etan eller blandinger av hydrokarboner omfattende vesent-lige andeler av metan og/eller etan, f.eks. de som oppnås fra reservoarer med naturlig hydrokarbongass, og som også kan inneholde karbondioksyd. Det mettede hydrokarbonet kan alternativt være et flytende hydrokarbon slik som flytendegjort petroleumgass. Den oksygen-
holdige gassen kan f.eks. være luft eller en luft/oksygen-blanding. Den oksygenholdige gassen kan også være ren oksygen.
Den hydrokarbon- og/eller oksygen-holdige gassen kan være forvarmet, om nødvendig forut for innføring til sjiktet.
Sammensetningen av den mettede hydrokarbon/oksygen-holdige gass vil avhenge av hydrokarbonets beskaffenhet. Den ideelle støkiometri er i overensstemmelse med:
Det foretrukne forhold for oksygen til hydrokarbon vil være en eller annen verdi som er høyere enn den ideelle som skal til for å tilfredsstille varmebehovene ved reaksjonen og for å hindre Boudouard-karbondannelse ifølge:
Ved anvendelse av en metantilførsel vil det foretrukne metan/oksygen-molarforhold typisk være i området 1,6-
1/9.
Kommersielle reaktorsystemer ville sannsynligvis bli ope-rert ved trykk over atmosfæretrykk og optil 50 bar eller enda høyere.
Det partikkelformige materiale i sjiktet omfatter materiale som er katalytisk aktivt for reaksjoner med partiell oksydasjon og/eller dampreforming. Egnede katalytisk aktive materialer innbefatter et metall eller metaller fra gruppe VIII i det periodiske system avsatt på en porøs ildfast bærer. Nikkel og jern er kjente katalytisk aktive materialer som kan anvendes i foreliggende fremgangsmåte. Blandinger av metaller fra gruppe VIII, eventuelt inneholdende alkalimetall, kan også anvendes. Porøse, partikkelformige, frittstrømmende katalysator-bærermaterialer egnet for anvendelse i det partikkelformige sjiktet innbefatter silisiumdioksyd, aluminiumoksyd, silisiumdioksyd-aluminiumoksyd, zirkoniumoksyd, titanoksyd, hafniumoksyd, silikonkarbid, borfosfat, diatoméjord og pimpesten. Partikkelformen og størrelsesfordelingen må være i overensstemmelse med kravene til spylevirkningen av sjiktmaterialet. Sjiktet kan fortynnes med inerte temperatur bestandige ildfaste materialer slik som ildfast sten, kvarts, keramiske stoffer. Formen på det partikkelformige sjiktmateriale kan f.eks. være sfærisk eller amorft. Partikkelstørrelsen kan variere fra 0,01 til 10 mm i diameter avhengig av partikkeldensiteten, diameteren til reaktoren og tilførselsinnløpet, og tilførselsgass-strømnin-shastighet. Partikkelstørrelsesfordelingen er fortrinnsvis så jevn som mulig.
Den oppoverrettede strømningshastighet av den hydrokarbon/ oksygen-holdige gass-strøm er tilstrekkelig stor til å bevirke en spylevirkning av sjiktmaterialet. Strømnings-hastigheten til den oppoverrettede gass-strøm kan forårsake at en fontene av det partikkelformige materiale kastes opp over sjiktoverflaten. Alternativt kan strømnings-hastigheten være utilstrekkelig til å bevirke en fontene over sjiktoverflaten, men kan gi en meget høy sirkulasjonshastighet av det partikkelformige materiale i sjiktet i form av en indre spylevirkning.
Konstruksjonsmaterialene i reaktorbeholderen kan f.eks. være stål, kvarts, karbonfibre eller ildfast materiale avhengig av materialtilgjengeligheten og reaktorens plassering og størrelse.
Reaktoren kan være isolert for å redusere varmetap.
Reaksjonen kan initieres på en rekke måter. F.eks. kan det partikkelformige materialet forvarmes ved å antenne og brenne en nær støkiometrisk blanding av en gass inneholdende brennstoff og oksygen i sjiktet inntil sjikt-temperaturen er høy nok til å underholde den partielle oksydasjonsreaksjonen. En typisk stabil sjikt-operasjons-temperatur er av størrelsesorden 800-1200°C uten utvendig oppvarming.
Reaksjonsproduktene blir fortrinnsvis fjernet fra over sjiktet og benyttet som en tilførsel for etterfølgende synteseprosesser, eller bestanddelene blir separert for andre anvendelser.
Reaktorbeholderen inneholdende sjiktet av partikkelformig materiale kan være formet slik at resirkulasjon av sjiktpartiklene i en vertikal retning fremmes. For en enkelt innløpsdyre for tilførsel er den foretrukne form for basisdelen konisk. Konusvinkelen målt fra vertikalen er fortrinnsvis fra 10° til 40°.
For omdannelse av store mengder hydrokarbon og oksygen kan en serie reaktorer anvendes. Serien av reaktorer kan ha form av en flerhet av integrerte enheter, kan omfatte et enkelt rominndelt sjikt, eller kan omfatte et multi-spylt sjikt.
Om ønsket er det også mulig å innføre ytterligere gassformige eller flytende hydrokarbon/oksygen-holdige gass- „_ tilførsler i sjiktet gjennom en ytterligere dyse eller dyser. Denne ytterligere tilførsel kan ha den samme sammensetningen som den mettede hydrokarbon/oksygen-holdige gasstilførsel, eller kan være forskjellig.
Den ytterligere dysen eller dysene kan rette den ytterligere tilførsel i en motstrøm, parallelt med, perpendi-kulært på eller i en annen retning i forhold til spyle-retningen for den hydrokarbon/oksygen-holdige gass-tilf ørsel .
Dersom det er ønskelig, er det også mulig å innføre karbondioksyd eller vann (damp) i sjiktet sammen med tilførselsgasser eller gjennom et separat innsprøytnings-punkt. Dette kan benyttes for å regulere hydrokarbon/ karbonmonooksyd-forholdet i produktene og redusere karbondannelse.
Karbondioksyd kan innføres ved resirkulering av produkt-gassen fra etterfølgende syntesereaksjoner. Dette gir effektiv utnyttelse av både karbon og oksygen i en
integrert prosess.
Oppfinnelsen skal nå beskrives ved hjelp av eksempel, og under henvisning til den medfølgende tegning.
Tegningen viser et skjematisk riss av en reaktor med partikkelformig sjikt samt hjelpeutstyr.
Reaktoren 1 har form av en avlang kolonne 2 av kvarts
eller Inconel og har en konisk basisdel 3, idet konusvinkelen i forhold til vertikalplanet er 20°. Reaktorens basisdel inneholder et partikkelformig materiale 4 i foreliggende eksempel, dampreformingskatalysator av partikkelstørrelse i området 0,6-1,2 mm i diameter. Kolonnens basis'er tilpasset til å motta en dyse 5 for innføring av reaktanter. Dyseutløpet kan justeres vertikalt i og over sjiktet av partikkelformig materiale. Den øvre delen 6 av reaktoren er åpen for således å danne et utløp--__ for fjerning av produktgasser. En ledning 10 muliggjør at prøver av produktene kan fjernes fra produktgass-strømmen.
Dysen kan forbindes med en tilførsel for luft 7 eller en annen oksygenholdig gass under hensiktsmessig trykk og til en hydrokarbontilførsel 8. Et egnet forråd kan om-
fatte sylindere med hydrokarbon, f.eks. metan og luft forbundet til dysen gjennom en blander og gasstrykk- og strømningshastighet-måleinnretninger slik som manometere og rotametere (ikke vist). Reaktoren kan også ha en ytterligere dyse eller dyser for tilførsel av hydrokarbonet eller et ytterligere hydrokarbon til sjiktet (ikke vist på tegningen). Reaktoren 1 er kledt med et egnet isolasjons-materiale 9.
En rekke teknikker kan benyttes for oppstarting av reaktoren. I foreliggende eksempel var antennelseskilden en gassbrenner (ikke vist) plassert ved utløpsdelen 6
av kolonnen.
Under oppstarting av reaktoren ble en forblandet gass-
strøm av hydrokarbon og luft ført under trykk til dysen 5
i kolonnens basisdel 3..Hastigheten på gass-strømmen var tilstrekkelig til å bevirke en vertikal spyling eller fontene 11 av sjiktpartikler i frihøyden over sjiktet.
I foreliggende eksempel var hydrokarbontilførselen metan.
Gassblandingen ble antent av gassbrenneren og en flamme stabilisert ved reaktorens utløp. Luftstrømnings-hastigheten ble øket, idet blandingen ble bragt nærmere til støkiometrisk forhold inntil flammen begynte å bevege seg langsomt tilbake ned gjennom reaktoren. En flamme ble stabilisert ved overflaten av sjiktet, og metanstrømnings-hastigheten ble litt redusert. Da temperaturene var bragt i likevekt, ble metanstrømningsmengden øket, og en lav strømningsmengde av oksygen ble tilsatt til tilførselen. Luftstrømningsmengden ble deretter redusert, og både metanen. og oksygenenøket for å opprettholde den stabile flammen og spylevirkningen av sjiktet. Denne fremgangs-
måte ble gjentatt inntil tilførselssammensetningen var fullstendig metan og oksygen avønskede mengdeforhold for den partielle oksydasjonsreaksjonen.
Metan/oksygen-molforholdet var minst 1,5 i de eksempler
som benyttet rent oksygen som den oksygenholdige gass. Sammensetningen til produktene ble fastslått ved gass-kromatografi, idet hovedproduktene var karbonmonooksyd og hydrogen (syntesegass).
Forsøkene ble utført i tre reaktorer, hvis detaljer er
vist i tabell 1.
Tabell 2 gir data oppnådd ved atmosfæretrykk under anvendelse av forskjellige tilførselssammensetninger, katalytiske materialer og strømningsmengder i reaktor A. Betegnelsen H/C refererer til hydrokarbonprodukter hovedsakelig etylen og acetylen. Bare i sammenlignings-eksempelet ble sotdannelse observert.
Eksempel .1,. 2, 5, ,6 viser at erstatningen av et inert sjikt med en dampreformingskatalysator (sammenlignings-eksempel) resulterer i en økning i omdannelse av metan med forøket selektivitet for syntesegass. Hydrokarbon- og sotdannelse blir merkbart undertrykket i nærvær av katalysatoren.
Eksemplene 3 og 4 viser fremstillingen av syntesegass under anvendelse av luft i stedet for oksygen.
Eksempel 7 viser fremstillingen av syntesegass under anvendelse av en platinaholdig katalysator (Pt/A^O-^) •
Analysene av katalysatorene er gitt i tabell 3.
Eksemplene 8-10 (tabell 4) viser effekten av tilsetning av karbondioksyd til tilførselen ved atmosfæretrykk. Hydrogen/karbonmonooksyd-molforholdet for syntesegass-produktet nedsettes etter hvert som ytterligere karbondioksyd tilsettes.
Eksemplene 11-13 (tabell 5) viser fremstillingen av syntesegass ved forhøyede trykk. I eksemplene 12 og 13 ble tilførselen forvarmet for å oppnå den angitte sjikt-temperatur.
Claims (22)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass, karakterisert ved at (a) en mettet hydrokarbon- og en oksygen-holdig gass med et forhold for hydrokarbon til oksygen som er større enn det støkiometriske forhold for fullstendig forbrenning, innføres i et sjikt av partikkelformig materiale, hvor sjiktet omfatter materiale som er katalytisk aktivt for partiell oksydasjons- og/eller dampreformingsreaksjoner, (b) den oppoverrettede strømnings-hastighet for den hydrokarbon/oksygen-holdige gass-strøm er tilstrekkelig stor til å bevirke en spylevirkning av sjiktmaterialet, (c) hydrokarbonet og oksygenet reagerer sammen, og (d) produktene fra reaksjonen fjernes.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det katalytisk aktive materiale innbefatter et metall eller metaller fra gruppe VIII i det periodiske system avsatt på en porøs ildfast bærer.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at metallet og metallene er nikkel, jern eller platina.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det katalytisk aktive materiale omfatter en blanding av gruppe Vlll-metaller avsatt på en porøs, ildfast bærer.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det katalytisk aktive materiale også omfatter et alkalimetall.
6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 2-5, karakterisert ved at den porøse, ildfaste bæreren omfatter silisiumdioksyd, aluminiumoksyd, silisiumdioksyd-aluminiumoksyd, zirkoniumoksyd, titanoksyd, hafniumoksyd, silisiumkarbid, borfosfat, diatoméjord eller pimpesten.
7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at sjiktmaterialet fortynnes med inert, temperatur-bestandig, ildfast materiale.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det inerte, temperaturbestandige, ildfaste materiale er ildfast sten, kvarts eller et kera-misk materiale.
9. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den oppoverrettede strømningshastighet for den hydrokarbon/ oksygen-holdige gass-strømmen er tilstrekkelig høy til å bevirke at en fontene av det partikkelformige materiale kastes opp over sjiktoverflaten.
10. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at den oppoverrettede strømningshastigheten for den hydrokarbon/oksygen-holdige gass-strømmen er tilstrekkelig til å bevirke en indre spylevirkning av det partikkelformige materiale.
11. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det mettede hydrokarbonet er et gassformig, parafinisk hydrokarbon.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at det gassformige, parafiniske hydrokarbon er metan, etan eller blandinger av hydrokarboner omfattende metan og/eller etan.
13. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den oksygenholdige gassen er luft, oksygenanriket luft eller rent oksygen.
14 . Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at reaksjonstrykket er over atmosfæretrykk.
15. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den mettede hydrokarbon- og oksygen-holdige gass for-blandes ved innføringspunktet til sjiktet.
16. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den mettede hydrokarbon- og/eller oksygenholdige gass forvarmes forut for innføring til sjiktet.
17. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at ytterligere hydrokarbon innføres i sjiktet.
18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at det ytterligere hydrokarbonet har en annen sammensetning enn det mettede hydrokarbonet.
19. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at karbondioksyd eller vann/damp innføres i sjiktet sammen med den hydrokarbon/oksygen-holdige gass-strøm eller gjennom et separat innsprøytningspunkt.
20. Fremgangsmåte ifølge krav 19, karakterisert ved at karbondioksydet innføres ved resirkulering av produktgassene fra etterfølgende syntesereaksjoner.
21. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den utføres i en serie reaktorer.
22. Syntesegass, karakterisert ved at den er fremstilt ved en fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-21.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB848411210A GB8411210D0 (en) | 1984-05-02 | 1984-05-02 | Conversion process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO851719L true NO851719L (no) | 1985-11-04 |
Family
ID=10560381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO851719A NO851719L (no) | 1984-05-02 | 1985-04-30 | Fremgangsmaate for fremstilling av syntesegass. |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4758375A (no) |
| EP (1) | EP0164864B1 (no) |
| JP (1) | JPS60239301A (no) |
| CN (1) | CN85104091A (no) |
| AU (1) | AU575393B2 (no) |
| DE (1) | DE3565515D1 (no) |
| DK (1) | DK199385A (no) |
| GB (1) | GB8411210D0 (no) |
| NO (1) | NO851719L (no) |
| NZ (1) | NZ211930A (no) |
| WO (1) | WO1985005094A1 (no) |
| ZA (1) | ZA853189B (no) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8508613D0 (en) * | 1985-04-02 | 1985-05-09 | British Petroleum Co Plc | Chemical process |
| JPS62136537U (no) * | 1986-02-20 | 1987-08-28 | ||
| GB8626532D0 (en) * | 1986-11-06 | 1986-12-10 | British Petroleum Co Plc | Chemical process |
| CA1333008C (en) * | 1988-03-28 | 1994-11-15 | Duane Arlen Goetsch | Synthesis gas preparation and catalyst therefor |
| US5149464A (en) * | 1989-06-30 | 1992-09-22 | Gas Research Institute | Catalytic gas conversion method |
| GB2239406B (en) * | 1989-08-25 | 1993-10-13 | Gas Res Inst | Catalytic gas conversion method |
| GB2249555A (en) * | 1990-11-09 | 1992-05-13 | Shell Int Research | Partial oxidation of a hydrocarbon-containing fuel using entrained catalyst |
| US5143647A (en) * | 1991-06-07 | 1992-09-01 | Exxon Research And Engineering Company | Synthesis gas generation startup process (C-2556) |
| EP0590010A1 (en) * | 1991-06-07 | 1994-04-06 | Exxon Research And Engineering Company | Catalyst/heat-transfer medium for syngas generation |
| US5395813A (en) * | 1993-05-11 | 1995-03-07 | Exxon Research And Engineering Company | Particulate solids for catalyst supports and heat transfer materials |
| US5639929A (en) * | 1995-04-17 | 1997-06-17 | Regents Of The University Of Minnesota | Oxidative dehydrogenation process |
| US5980782A (en) * | 1997-04-25 | 1999-11-09 | Exxon Research And Engineering Co. | Face-mixing fluid bed process and apparatus for producing synthesis gas |
| KR20010075696A (ko) * | 1999-09-10 | 2001-08-09 | 이노우에 노리유끼 | 수소가스 생성장치 및 이를 이용한 연료전지 시스템 |
| JP2001080906A (ja) * | 1999-09-10 | 2001-03-27 | Daikin Ind Ltd | 水素ガス生成装置 |
| US7008560B2 (en) * | 2003-02-10 | 2006-03-07 | Conocophillips Company | Silicon carbide-supported catalysts for partial oxidation of natural gas to synthesis gas |
| US7067455B2 (en) | 2003-11-21 | 2006-06-27 | Conocophillips Company | Copper modified catalysts for oxidative dehydrogenation |
| FR2864528B1 (fr) * | 2003-12-31 | 2006-12-15 | Total France | Procede de traitement des melanges methane/dioxyde de carbone |
| CN101160375B (zh) | 2005-03-16 | 2012-11-28 | 弗尔科有限责任公司 | 用于生产合成烃化合物的系统、方法及组合物 |
| CN1955268B (zh) * | 2005-10-25 | 2011-05-18 | 庞玉学 | 一种利用煤矿瓦斯气制取合成气或安全燃料气的方法 |
| US7951350B1 (en) | 2007-01-26 | 2011-05-31 | West Biofuels, Llc | Fuel-gas reforming systems and methods |
| WO2011016030A1 (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-10 | Technion Research & Development Foundation Ltd. | Hydrogen production by an autothermal heat exchanger packed-bed membrane gas reformer |
| CA2776369C (en) * | 2012-05-09 | 2014-01-21 | Steve Kresnyak | Enhancement of fischer-tropsch process for hydrocarbon fuel formulation in a gtl environment |
| KR102437950B1 (ko) * | 2020-02-28 | 2022-08-30 | 연세대학교 원주산학협력단 | 분사층 반응기를 이용한 증기 개질장치를 포함하는 바이오오일 가스화 시스템 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB568913A (en) * | 1941-06-19 | 1945-04-26 | Standard Oil Dev Co | Improvements relating to the temperature control of vapour phase chemical reactions |
| US3119378A (en) * | 1956-06-26 | 1964-01-28 | Combustion Eng | Steam generation |
| FR1182135A (fr) * | 1956-09-08 | 1959-06-23 | Basf Ag | Procédé pour la transformation d'huiles en oxyde de carbone et en hydrogène, avec des quantités d'oxygène insuffisantes pour la combustion complète de ces huiles |
| US2968683A (en) * | 1960-03-25 | 1961-01-17 | Shawinigan Chem Ltd | Process for heating beds of solid particles spouted with gas |
| US3242586A (en) * | 1962-08-27 | 1966-03-29 | Ca Nat Research Council | Multiple spouted bed |
| JPS4945364B1 (no) * | 1966-11-10 | 1974-12-04 | ||
| GB1399137A (en) * | 1972-07-17 | 1975-06-25 | British Petroleum Co | Production of reducing gases |
| DE2533010A1 (de) * | 1974-07-26 | 1976-02-05 | Commw Scient Ind Res Org | Reaktor mit einem spoutbett oder spoutbett-fluidatbett |
| US4087259A (en) * | 1974-09-20 | 1978-05-02 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Process for partially oxidizing hydrocarbons |
| US4147660A (en) * | 1976-12-22 | 1979-04-03 | Osaka Gas Company, Ltd. | Method for reactivation of platinum group metal catalyst with aqueous alkaline and/or reducing solutions |
| ZA792007B (en) * | 1979-04-26 | 1980-05-28 | Commw Scient Ind Res Org | Spouted-fluidised bed reactor systems |
| JPS56501894A (no) * | 1980-01-16 | 1981-12-24 | ||
| JPS5874137A (ja) * | 1981-10-06 | 1983-05-04 | ザ・ブリテイツシユ・ピトロ−リアム・コンパニ−・ピ−・エル・シ− | ガス固体粒子方式 |
-
1984
- 1984-05-02 GB GB848411210A patent/GB8411210D0/en active Pending
-
1985
- 1985-04-29 AU AU41792/85A patent/AU575393B2/en not_active Ceased
- 1985-04-29 ZA ZA853189A patent/ZA853189B/xx unknown
- 1985-04-30 EP EP85303076A patent/EP0164864B1/en not_active Expired
- 1985-04-30 DE DE8585303076T patent/DE3565515D1/de not_active Expired
- 1985-04-30 NO NO851719A patent/NO851719L/no unknown
- 1985-04-30 NZ NZ211930A patent/NZ211930A/en unknown
- 1985-05-01 JP JP60092379A patent/JPS60239301A/ja active Pending
- 1985-05-02 WO PCT/GB1985/000186 patent/WO1985005094A1/en unknown
- 1985-05-02 DK DK199385A patent/DK199385A/da unknown
- 1985-05-29 CN CN198585104091A patent/CN85104091A/zh active Pending
-
1987
- 1987-07-06 US US07/070,643 patent/US4758375A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0164864B1 (en) | 1988-10-12 |
| NZ211930A (en) | 1988-04-29 |
| JPS60239301A (ja) | 1985-11-28 |
| DK199385A (da) | 1985-11-03 |
| WO1985005094A1 (en) | 1985-11-21 |
| AU4179285A (en) | 1985-11-07 |
| ZA853189B (en) | 1986-12-30 |
| GB8411210D0 (en) | 1984-06-06 |
| DE3565515D1 (en) | 1988-11-17 |
| DK199385D0 (da) | 1985-05-02 |
| US4758375A (en) | 1988-07-19 |
| AU575393B2 (en) | 1988-07-28 |
| EP0164864A1 (en) | 1985-12-18 |
| CN85104091A (zh) | 1986-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO851719L (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av syntesegass. | |
| US4726913A (en) | Conversion process | |
| US6878667B2 (en) | Nickel-rhodium based catalysts for synthesis gas production | |
| US5750821A (en) | Method for oxidative coupling of methane comprising catalytic cracking | |
| AU696238B2 (en) | Process for the preparation of hydrogen and carbon monoxide containing mixtures | |
| AU2001295190B2 (en) | Process for the catalytic oxidation of hydrocarbons | |
| US4767569A (en) | Process for producing synthesis gas by partial combustion of hydrocarbons | |
| GB2215345A (en) | Production of heavier hydrocarbons from gaseous hydrocarbons | |
| GB2256200A (en) | Process for converting natural gas to synthesis gas | |
| CA1266491A (en) | Fischer-tropsch conversion of synthesis gas to hydrocarbons | |
| KR20010031133A (ko) | 수소 및 일산화 탄소의 제조방법 | |
| EP0625481B1 (en) | High temperature steam reforming | |
| RU2209202C2 (ru) | Способ получения олефинов | |
| US6733692B2 (en) | Rhodium foam catalyst for the partial oxidation of hydrocarbons | |
| EP0178007B1 (en) | Process for the production of synthesis gas | |
| CN100379711C (zh) | 烯烃的制备方法 | |
| KR20010034244A (ko) | 탄화수소함유 공급원료로부터 수소와 일산화탄소의 제조에적합한 촉매 | |
| JP4154123B2 (ja) | 炭化水素供給原料の自動熱改質の方法 | |
| US5186859A (en) | Process for catalytic partial oxidation of a hydrocarbon-containing fuel using entrained catalyst | |
| CN85102957A (zh) | 转化方法 |