[发明专利]用于制备热纯气流的部分氧化方法

说明书

本发明涉及用于制备实际上不含夹带的颗粒状物质和气态杂质的热的纯净合成气、还原性气或燃料气的部分氧化方法，该气态杂质包括卤化物、气相碱金属化合物、硫、氰化氢以及有或没有氨。

用于将液体碳氢化合物和固体含碳燃料转化为合成气、还原性气和燃料气的部分氧化方法是众所周知的。例如参见已转让的美国专利号3,988,609；4,251,228；4,436,530和4,468,376，它们引入本文作为参考。从合成气中除去细颗粒状物和酸性气体杂质在已转让的美国专利号4,052,175；4,081,253和4,880,439中和在4,853,003；4,857,285和5,118,480中已有描述，这些文献全部引入本文作为参考。然而，上述文献总的来说既没有教导也没有提示用于制备实际上不含颗粒状物、卤化物、氰化氢、碱金属化合物、含硫气体以及有或没有氨的热的纯净合成气、还原性气和燃料气的本主题方法。通过该主题方法，制得了温度在约540℃至700℃(1000°F至1300°F)范围内的合成气、还原性气和燃料气。由该主题方法制备的气体例如在燃气轮机的燃烧室中的燃料气在燃烧之后不会污染大气。所制得的气体作为合成气使用将不会使合成催化剂失活。

本主题方法涉及用于制备实际上不含有颗粒物质、卤化物、氰化氢、碱金属化合物、含硫气体、飞灰和/或熔渣的用作合成气、还原性气或燃料气的热纯净气流的部分氧化方法，该方法包括：

(1)让可泵抽的烃类燃料原料与含自由氧的气体进行部分氧化反应，其中该烃类燃料原料选自液体烃类燃料或其液体乳化液，石油焦炭的含水淤浆和其混合物，和其中该燃料含有卤化物、碱金属化合物、硫、氮和含无机灰分的组分，并且该燃料与含自由氧的气体在自由流动的竖式耐火材料衬里的部分氧化气体发生器中进行反应，制备了温度在约980℃-1650℃(1800°F至3000°F)范围内和包含有H₂、CO、CO₂、H₂O、CH₄、NH₃、HCN、HCl、HF、H₂S、COS、N₂、Ar以及含有颗粒状物质和气相碱金属化合物的热粗制气流；

(2)在气体冷却区域中将来自(1)的热粗制气流部分冷却至约540℃-700℃(1000°F-1300°F)范围内的温度；

(3)从来自(2)的热粗制气流分离出夹带的颗粒状物质；

(4)向来自(3)的工艺气流引入补充的碱金属化合物与在该工艺气流中存在的氰化氢和气态卤化物进行反应；将该工艺气流冷却至430℃(800°F)至540℃(1000°F)范围内的温度，过滤所得的工艺气流并从中分离出碱金属卤化物和氰化物、任何残留的碱金属化合物和任何残留的颗粒状物质；和

(5)让来自(4)的该冷却的和过滤的气流与含有硫反应活性氧化物的混合金属氧化物吸着剂在除硫区域中进行接触，其中在来自(4)的该冷却的和过滤的气流中的含硫气体与含有该硫反应活性氧化物的混合金属氧化物吸着剂进行反应，制得硫化了的吸着剂物质；然后从该冷却的和过滤的气流中分离出该硫化吸着剂物质，制得实际上无颗粒状物质、碱金属化合物、卤化氢、氰化氢、H₂S、COS的和温度至少为540℃(1000°F)的纯净气流。

在另一个实施方案中，来自(1)的热气流在(2)中被冷却至约800℃(1475°F)至980°(1800°F)范围内的温度。在步骤(4)中除去卤化物之前，在来自(3)的工艺气流中的NH₃被催化歧化并通过产生氮气和氢气而除去。

参考附图将会进一步理解本发明。该附图(指定为图1)是该方法的实施方案的代表性示图。