Method of reducing to a minimum hydrogen halide corrosion in a partial oxidation process

【発明の詳細な説明】 発明の背景 1.技術分野 本発明は部分酸化急冷ガス化装置におけるハロゲン化水素腐食を最小限に低減するハロゲン化水素腐食の低減方法に関するものである。

2.従来技術 石油、石炭および他の有機天然物質は輸送用、加熱用および動力発生用の燃料として使用され、そして各種の工業化学品を製造するための部分酸化ガス化装置に対する供給材料としても使用されている。 これはガス状、液体状および固体状炭化水素を包含している。 炭素と水素を有するほとんどの燃料材料、即ち天然ガス、メタン、
原油、シェール油、ビチューメン、重残油、石炭、石油コークス、下水スラッジ、軽炭化水素燃料および無煙炭、歴青、亜歴青および褐炭を包含する種々の石炭、および上記の種々の混合物のような燃料材料は部分酸化ガス化方法用の供給材料としての作用をなす。 また部分酸化ガス化方法用の供給材料として有用なものは上記の種々の混合物および上記のスラリーであり、他の物の中には、汲み上げ可能なスラリーを形成するために炭化水素または他のガス状または液体状材料がある。

減少する天然資源ならびに経済的な理由から、比較的高いレベルの汚染物質を含有するスクラッププラスチック材料または廃棄プラスチック材料のような不純物質から有機供給材料を使用することが増加され始めた。

スクラッププラスチックは合成ガスまたは簡単にシンガスと言われている水素と一酸化炭素の混合物を生成するために部分酸化反応における炭化水素供給材料として使用されている。

廃棄プラスチック材料またはスクラッププラスチック材料はしばしば、充填剤および補強材料のような、関連の無機物質を含んでいるかまたは含んでいない少なくとも１つの固体炭素系の熱可塑性材料および／または熱硬化性材料を含んでいる。 このようなプラスチック材料は廃棄設備、家庭用容器、包装、工業上の廃棄源、リサイクルセンターおよび処分された自動車から入手され得る。 スクラッププラスチックはシート、フィルム、押し出し製品、成形品、強化プラスチック、ラミネートおよび発砲プラスチックを含んでいる。 スクラッププラスチックの混合物は廃棄物質によりかつ充填剤、触媒、顔料および強化剤としてプラスチックに含有された不燃性の無機物質の存在により種々異なっている。

無機物質はカドミウム、クロム、コバルトおよび銅の化合物のような染料および顔料と、プラスチック被覆ワイヤ切断におけるアルミニウムおよび銅のような非鉄金属と、金属フィルムと、織製繊維ガラスおよび不織製繊維ガラス、グラファイト、およびホウ素補強材と、鋼、
真鍮、およびニッケルの金属インサートと、プラスチック製自動車バッテリーからの鉛化合物をも含んでいる。
重金属、例えば、カドミウム、砒素、バリウム、クロム、セレン、および水銀も存在することがある。 無機成分はこのようなプラスチック含有材料のほぼ微量から約
30重量パーセントまでの範囲の量で固体炭化水素系プラスチック含有材料中に存在し得る。

固体炭化水素系プラスチック廃棄物は代表的には、ポリエチレンと、ポリエチレンテレフタレートと、ポリプロピレンと、ポリエステルと、ポリウレタンと、ポリアミドと、ポリ塩化ビニルと、ポリスチレンと、酢酸セルロースと、それらの混合物とからなっている。 該プラスチック廃棄物中には、ポリ尿素、ポリカーボネート、セルロース、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ABS）、アクリル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン、フェノールプラスチック、ポリアセタール、ポリフェニレン系合金、スチレン、アクリロニトリル、熱可塑性エラストマ、フッ化物ポリマ、ラバーストック、尿素およびメラミンも見い出される。

部分酸化反応中に存在する還元状態のため、ハロゲン化された有機材料のハロゲン含有量はハロゲン化水素またはハロゲン化アンモニウムに変換される。 ハロゲン化された有機材料の完全燃焼中に形成され得る自由ハロゲンは部分酸化ガス反応炉中の条件では形成されない。 ホスゲン（COCl ₂ ）、塩化シアン（CNCl）のような他のハロゲン化合物、AlCl ₃ ,Cl ₄およびPOCl ₃のような揮発性ハロゲン化合物は、アルミニウム、バナジウムまたはリンが供給材料中に存在し得るとしても、部分酸化反応中には形成されない。

急冷ガス化装置は部分酸化反応を行うためかつ急冷水中で合成ガスのほとんどの酸成分を捕えるために使用される。 部分酸化反応は自由流非包装非触媒急冷ガス化装置中で実施される。 反応温度は約1800゜Fないし約3000
゜Fでありそして反応圧力は約１気圧ないし約100気圧、
好ましくは約25気圧ないし約80気圧である。 このような高温および高圧下において、実質上すべてハロゲン化された有機材料はハロゲン化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、シアン化水素、アンモニア、硫化カルボニル、水素および微量の他のガスおよび少量の炭素に急速に変換される。

スクラッププラスチック中のハロゲンの存在は微量から10重量％と同じ程度またはそれ以上の範囲にあり、そして厳しい腐食の問題を生じ得る。 非触媒部分酸化反応中において、スクラッププラスチック炭化水素供給材料のハロゲン含有量は主としてハロゲン化水素に変換される。 高温においてこれらの酸性ハロゲン化物は酸成分を除去する前には腐食の問題があるため生成された合成ガスから熱回収を行うことはできない。 この問題は特にプラスチックの廃棄材料を有する場合に、ハロゲン含有量が非常に変化しかつ容易に測定できない時に発生し、それにより腐食の対抗処置の履行を非常に困難にしている。

反応炉の急冷部分と下流設備における腐食の範囲はpH
は制御するために塩基を加えることにより減少させることができる。 第２の問題は供給材料のハロゲン化物含有量の変化する性質から生じる。 水系統中のpHが使用された塩基に依存して高くなり過ぎる場合に、塩は処理水系統の部分に沈殿し、遮断および／または障害を生じさせる。 加圧された熱い処理水のpH制御または供給材料のハロゲン化物分析に基づいたフィードフォワード制御は信頼し得ないため、ハロゲン化物の供給量を調整させるように塩基の添加量を制御することは困難である。

約0.05重量％ないし約２重量％の程度による低い量のハロゲン化物を含有する十分に特定された供給材料のガス化において、ガス化水流の酸性ハロゲン化物を中和するための塩基の添加はガス化装置中に生成される酸の平均量に対する塩基の化学量論的量に基づいている。 処理水の緩衝能力は供給材料の酸生成成分の変化よりも大きいので、処理水のpHはオフラインで測定されかつ塩基の添加量は必要により調整され得る。 しかしながら、供給材料中のハロゲン化物の量が処理水の自然の緩衝能力をはるかに超えるときかつこの量が急速に変化し得る場合、かかる系統は厳しい腐食を阻止することはできない。 これは、供給材料中に少なくとも0.5重量％のハロゲン化物および供給材料中に通常の量または低い量の窒素またはアルカリ金属があるときに生じ、ここで、用語「通常」はオイル残留物、石炭または石油コークス中に見い出されるそれらの量として定義されている。

サギット氏の米国特許第4,468,376号明細書は部分酸化反応中に生成されるハロゲン化された有機材料の一定量を処理する方法を開示している。 例えば、ガス化装置の急冷区域は合成ガス流中でハロゲン化水素と反応するために十分な量のアンモニアが存在することを保証するためにアンモニアにより７以上のpHに維持されている。
したがって、サギット氏の上記特許明細書は酸によって合成ガスの汚染を阻止する方法を開示しているが、処理水系統中において腐食を阻止する方法を開示していない。 サギット氏の上記特許明細書はガス化装置に対する供給材料が供給材料として廃棄プラスチック材料を使用するとき遭遇する可変量のハロゲン化物を含有するとき、アンモニアの添加を制御する方法を説明していない。

pHが約10以上に上昇するように過剰な量のアンモニアまたは他の同等の塩基が急冷水に添加された場合に、合成ガスと接触されるかまたは合成ガスから凝縮された水中に溶解される二酸化炭素とNH ₃との反応または他の同等の塩基のカチオン部分との反応の結果として固体炭酸アンモニウム塩が沈殿する。 これは、ガス化作業に使用される水系統に詰まりの問題を生じ、特に約350゜Fないし約600゜Fの急冷および浄化温度から約80゜Fないし約3
00゜Fの温度に更に洗浄又は処理加工のために合成ガスを冷却するために使用される熱交換器に閉塞の問題を生じる。

他方、アンモニアまたは他の同等な塩基の量が合成ガス流中のすべてのハロゲン化水素と反応するのに不十分である場合に、炭素鋼のごとき建築材料の急速な破局的酸腐食が発生し得る。

更に、アンモニアまたはあるゆる揮発性塩基の存在は合成ガス生成物を汚染する。 それゆえ、その工程は合成ガスから中和塩基を除去しそして過剰な塩基を回収または処理するようにしなけらばならない。

当業者がサギット氏の上記米国特許明細書の教示に従った場合に、部分酸化反応装置において使用される水系統の部分に多量の過剰な水または閉塞および遮断を生じさせてしまう。 サギット氏の上記米国特許明細書はアンモニアが常に過剰であること、特にハロゲン化物含有量が幅広く変化するそれらの供給材料に関して常に過剰であることを保証するための特別な手段をも開示していない。 従って、サギット氏の上記特許明細書はアンモニアによるpH制御をどのように行うか、または変化し得るハロゲン含有量を含有する供給材料をどのように取り扱うかを開示していない。 本質的には、サギット氏の上記特許明細書は供給材料のハロゲン化物含有量が変化するときpHまたは腐食をどのように制御するかを開示しておらず、また合成ガス中のアンモニア汚染の問題を取り扱ってもいない。

約10重量％ないし約15重量％程度の高いかつ可変の塩化物含有量を有する供給材料をガス化するとき、アンモニアの添加が、例えば、30分ごとの周期的なオフラインサンプル分析に基づいている場合、供給材料の塩化物含有量の急激な増加は15分以下で急冷水のpHを１以下に降下させた。 腐食による処理水配管の炭酸鋼成分に故障が生じ、ラインに孔を発生させた。 アンモニウムの添加が中断されるかまたは不適切である場合に、危険なレベルまで減少させるためにpHにとって必要とされる時間は、
供給材料中に２重量％以上の塩化物を有するガス化装置において30分以下にすることができる。 これは炭素鋼成分の急速な腐食を生じ、加圧された熱いガスまたは水の放出を生じ、その結果ガス化装置の操業休止が生じる。

上記に引用した状況と同じ状況において、アンモニア添加のポンプ出力を調整することの困難は中和のために必要な量のおよそ２倍となるようなアンモニア添加量を生じた。 これは、反応炉の運転停止を生じる１時間以下の合成冷却装置の急激な閉塞を生じた。

発明の概要 本発明はハロゲン化水素含有合成ガスまたはシンガスを生成させるために、可変ハロゲン化物含有炭化水素供給材料の非触媒部分酸化反応中の急冷ガス化装置中のハロゲン化水素腐食を最小限に低減するハロゲン化水素腐食の低減方法に関する。 ハロゲン化水素含有合成ガスは合成ガス中に含まれるハロゲン化水素の酸性ガスを中和するために必要な化学量論的量を上回っている中和剤を含有するガス化装置の急冷区域において急冷水と接触させられる。 中和されたハロゲン化水素ガスは急冷水中に凝縮されたハロゲン化物塩を形成する。 ハロゲン化物塩はさらに他の使用のために純化され得る。 ハロゲン化物塩を含んでいる急冷水の１部分はハロゲン化物塩を回収するために除去されかつ処理される。 処理された急冷水は工程へ再循環されるかまたは環境基準にしたがって廃棄される。

発明を実施するための最良の形態 本発明によれば、ガス化装置の急冷区域に循環されている水にアンモニアのような中和剤を、化学量論的量を超過して加えることによりガス化装置の急冷水処理系統および合成ガス浄化および冷却作業のガス化系統に腐食制御が備えられているので、合成ガス中に存在するハロゲン化水素酸を中和するために急冷水中に常に十分な中和剤が存在している。 添加される量はガス化装置の急冷区域に存在している急冷水のpHが常に約3.5ないし約9.0
の範囲にあることを保証するように選ばれている。 これは低いpHにおいては急速かつ破局的な腐食が発生するためであり、他方高いpHでは炭酸アンモニウムによる冷却系統の詰まりが発生するためである。

本発明の方法はハロゲン化物の予期される最大量の化学量論的量を常に超過するアンモニア含有量であって、
かつ炭酸アンモニウムがガス化処理系統、特に合成ガス冷却器中に沈殿しないようにい十分に低いアンモニア含有量を備えるように構成されている。

二酸化炭素、硫化水素およびシアン化水素のような酸性ガスが部分酸化反応中に形成される一方、合成ガスの急冷冷却および次の水浄化の急冷冷却はアンモニアと優先的に反応するようなガス状ハロゲン化水素を生じる。
急冷水中にホルマートイオン（HCOO _- ）が形成され、そしてそれらは揮発性でないので、水中に残っている。 幾らかの二酸化炭素および硫化水素ガスが水中で可溶化するが、ほとんどがガス状態で残る。 ハロゲン化水素およびアンモニアは非常に可溶性であるので、すべてのハロゲン化物は水中に吸収される。 水中に過剰のアンモニアがある場合に、溶液中に塩化物（Cl _- ）およびアンモニウム（NH ₄₊ ）を形成するためにイオン化が生じる。

ハロゲン化水素含有合成ガスはガス化装置の反応区域から急冷区域に通され、該急冷区域においてハロゲン化水素含有合成ガスは合成ガス中に存在するハロゲン化水素の酸を中和するために必要とされる化学量論的量を常に超過する最小量の中和剤を含有する急冷水と接触させられ、それにより対応するハロゲン化物の塩を急冷水中に形成する。 ほとんどハロゲン化物なしの合成ガスが次いで浄化作業に送られ、該浄化作業において、その合成ガスは運ばれた微細に分割された微粒子状固体を除去するために水で浄化される。

中和剤はガス化装置の急冷区域から出る急冷水が約3.
5ないし約9.0のpH、好ましくは4.5ないし約8.5のpHであるような量で添加される。 浄化装置を出てくる浄化水はまた約3.5ないし約9.0、好ましくは4.5ないし約8.5のpH
に維持される。 3.5のpH以下で、ハロゲン化物による破局的かつ急速な腐食が生じる。 9.0のpH以上で、炭酸アンモニウムによる冷却系統の詰まりが生じる。

中和剤としてアンモニアのような揮発性塩基の使用は合成ガスを冷却するために使用される急冷室、浄化装置、および熱交換器の蒸気空間が他の方法では適切に保護され得ないため好適である。 これはハロゲン化物の酸の揮発性に起因する。 非揮発性塩基が使用されたとき、
酸性凝縮物が発生する。 しかしながら、アンモニアのように揮発性であってかつ非常に可溶性である塩基が使用された時に、アンモニアがハロゲン化物を超える量で液体相又は蒸気相のいずれかに存在する場合に、アンモニアが液体相および蒸気相の双方に常に存在している。

中和剤の化学量論的量は炭化水素供給材料中のハロゲン化物の量より常に多いので、過度の腐食を防止するために液体相中に十分な塩基が常に存在している。 これは塩化水素の超過よりもむしろアンモニアの超過により塩化アンモニウムの形成を生じ、そして酸性凝縮物が僅かに存在するまたは存在しないことを保証し、そして約６
ないし約10.5の非腐食性のpHがいずれの凝縮物中に存在している。 したがって、ガス化装置の急冷部分を出ていく合成ガスからの凝縮物は非腐食性である。

ハロゲン化物はガス化装置から除去するために、水性ハロゲン化物含有流は炭化水素供給材料のハロゲン化物含有量が処理工程の全体から放出され得るように浄化または除去される。 これは浄化工程で行われ、該浄化工程においてハロゲン化物の塩がさらに他の使用のために回収されるかまたは環境的基準にしたがって処分される。
浄化された水のすべてまたは１部分は必要ならば処理工程に戻されるか、または処分される。 二次的な考慮において、一般的にガス化処理水系統全体に添加されるかまたはそれから除去される水の量を最小にするのが所望されている。 炭化水素供給材料の組成物はガス化処理工程中で水が形成されるかまたは水が消費されるかどうかを制御する。

図に関し、ハロゲン含有炭化水素供給材料２と、供給材料に関連した水又は供給材料に必要とする水と、自由酸素含有ガス流４とを急冷ガス化装置10の反応区域12に供給させる。 その中で供給材料２は部分酸化を受け、未精製の合成ガスと、ガス化装置10の急冷区域14に送るスラグ副産物とを形成する。 合成ガスおよびスラグは急冷区域14において供給材料流２の予期最大ハロゲン化物含有量を中和するのに必要な化学量論的量を超えるアンモニアのような中和剤を含有する急冷水32と接触する。 非毒性のスラグ６は廃棄されるかまたは建築材料として使用するため急冷区域14から出ていく。

実質上ハロゲンのない過剰なアンモニアを有する合成ガス流８は急冷区域14から出てそして浄化装置16に入り、該浄化装置16において微細に分割された微粒子状固体材料を除去する浄化水18と接触する。 装置の作動圧力で水蒸気により飽和されかつ水中のアンモニアの量と釣り合ってんいるかまたはほぼ釣り合っているガス流中に過剰なアンモニアを含有している清浄な合成ガス流20は浄化装置16から出てそして冷却装置22に入り、冷却装置
22において水蒸気とアンモニアは露点以下の温度に冷却されることにより凝縮される。 実質上ハロゲン化水素を含まずかつ微量のアンモニアのみを含んでいる清浄な乾燥合成ガス流24はさらに他の使用のために冷却装置22を出る。 アンモニアを有する凝縮された水流26は冷却装置
22を出てそして水流18と水流28に分割される。

アンモニア含有水流18は合成ガス流８用の浄化媒体として作用するように浄化装置16に供給される。 アンモニア含有水流28はアンモニウム除去装置30に入り、そしてアンモニアの多い水流32およびアンモニアの少ない水流
36としてアンモニア除去装置30から出る。 除去装置のオーバーヘッドと言われているアンモニアの多い水流32は炭化水素供給材料２の予期される最大ハロゲン化物含有量を中和するために必要とされる化学量論的量を超える十分な量のアンモニアを備えるために必要な場合に水流６から追加のアンモニアを供給する。

アンモニア除去装置30を出ていくアンモニアの少ない水流36はアンモニアの少ない水流38と40とに分割される。 アンモニアの少ない水流38は局部調整が許される場合または廃棄前に必要な廃水浄化処理を受けさせる場合に放出され得る。 アンモニアの少ない水流40は合成ガスから水蒸気およびアンモニアを凝縮するために冷却装置
22に供給される。 変形例として、水流38のすべてまたは１部分は急例区域14または浄化装置16に再循環され得るかまたは両方に１部分が再循環され得る。

合成ガス中には二酸化炭素が冷却装置22中の状態によってはアンモニアよりも非常に高い濃度で存在するので、二酸化炭素は本質的にはアンモニアと等モルであり、そして水流26中に吸収される。 したがって、ガス流
20中の過剰なアンモニアは水流26中の炭酸アンモニウムの可溶性限界まで制限されねばならず、したがって水流
44中で9.0の最大pHである。

急冷水流42は約3.5ないし9.0のpHでガス化装置10の急冷区域14を出てそして合成ガスから凝縮された中和されたハロゲン化物塩を含有している。 急冷水流42は結合水流46を形成するために約3.5ないし9.0のpHで浄化装置16
を出る浄化水流44と結合され、結合水流46は合成ガスから除去された粒子状物質と合成ガス中に存在していた酸性ハロゲン化物蒸気から中和されかつ凝縮されたハロゲン化物塩とを積載している。 ハロゲン化物塩は一般に主として塩化物塩である。

水流46は分離装置48に入り、該分離装置48において、
水流46から炭素と、灰と、幾らかの沈殿された塩とを含んでいる粒子状固体が分離され、そして環境規準にしたがってさらに他の処理および廃棄のための水流50として出る。 溶解されたハロゲン化物塩を含有している粒子のないハロゲン化物塩の多い水流が水流52として分離装置
48を出て、そして純化装置54に入り、純化装置54において、ハロゲン化物塩56が分離されかつ市販化を含むさらに他の使用のために回収される。

ハロゲン化物塩のない水流58の１部分は純化装置54を出てそして結合水流62を形成するために分離装置48から出る粒子状固体のない水流60と結合される。 水流62のすべてまたは１部分はガス化装置10の急冷区域14に再循環され得る。 変形例として、水流62のすべてまたは１部分は追加の浄化水源として作用させるように浄化装置16に再循環させることができる。 最後に、水流62のすべてまたは１部分は合成ガスが浄化装置16に入る前に浄化作業を高めるために未精製の合成ガス流８に導入され得る。

水流68は純化装置54を出て、そして反応区域12の温度調整装置として作用させるためにガス化装置10に入るハロゲン含有炭化水素供給材料２と接触される。

炭化水素供給材料２中に存在するハロゲン化物含有量を中和するために必要とされる実際の量を超えるアンモニアは結局、水流68中に蓄積し、該水流68は供給材料２
に結合されるかまたはアンモニアが分解により実質上破壊される反応区域12に別個に導入される。 従って、過剰なアンモニアは生成合成ガス中に過剰なアンモニアを蓄積することなくかつ信頼できないpH制御の必要性を取り除きガス化装置10の反応区域12に供給され得る。

中和剤の量が常に炭化水素供給材料２の最大ハロゲン化物含有量の化学量論的超過量であるように急冷水に添加される中和剤の量を制御し、アンモニア除去装置30に導入される水流28中の水の量を制御し、純化装置54に入る水流52の水の量を制御し、系統に水の添加を必要とするため系統から出る水流38で十分な水が除去されたかどうかを測定し、そして水が添加された場合にその水が添加されねばならない場所を選択することにより急冷水および浄化水のpHが約3.5ないし約9.0の非腐食範囲に残留し、そしてハロゲン化物塩が純化装置54内に故意に沈殿される場合を除いて、炭酸アンモニウムの可溶性限度が合成ガス冷却装置またはガス化水系統の他の部分において超えないような状態を見い出すことができる。

これは、系統中の合成ガスおよび水の流れ、作動温度および圧力、中和剤、ハロゲン化物、および二酸化炭素のような可溶性化学種の濃度、これらの化学種の公知の平衡作用、すなわちイオン化定数および蒸気圧対液体濃度を考慮することにより、かつ系統全体の数学的シミュレーションを管理することにより行われる。 このような処理工程モデルは当業者には良く知られておりそして可変ハロゲン化物炭化水素供給材料からハロゲン化水素を最大限および最小限に低減する処理工程状態をシミュレーションする。

処理工程状態は市場で入手し得るシミュレーションパッケージを介して上述した判断基準から引き出されるかまたはシミュレーションプログラムが公知の平衡関係から直接準備され得る。 この方法において、処理工程は炭化水素供給材料から予期される最大ハロゲン化物含有量にあってはガス化装置の急冷区域と浄化区域とを出ていく急冷水のpHが3.5より大きくなるように制御することができ、そして最小ハロゲン化物含有量においてpHが9.
0以下であるように制御することができる。 これは信頼できないオンラインpH制御ループの必要性を除去する。

ガス化装置に対する全ての炭化水素供給材料のハロゲン含有量は約0.05重量％から約15重量％まで、好ましくは約0.1重量％ないし約10重量％まで、最も好ましくは反応区域に対する全ての供給材料の約0.2重量％ないし約５重量％まで変化させることができる。

合成ガスは急冷中でハロゲン化水素を中和しかつ凝縮させるためにアンモニアを溶解している急冷水と接触される。 急冷水中のアンモニアの量は急冷水中に凝縮しているハロゲン化水素及び他の酸を完全に中和するために必要な化学量論的量を超えている。

アンモニアまたはアンモニウム塩は好適な中和剤であるが、他の適宜な同等の中和剤も使用できる。 そのような中和剤はアルカリ金属塩、アルカリ土金属塩、天然または合成鉱物、または上述した中和剤を含有している鉱石、およびその混合物を含んでいる。

急冷区域および浄化装置に対する供給水は一般に約７
ないし約10のpHである。 急冷区域14および急冷水流42の
pHは必要とされる計算された量だけ水流64中に液状またはガス状アンモニアを添加することにより所望の範囲に維持される。 他の実施例において、急冷水および浄化水は炭酸アンモニウムまたは炭酸水素アンモニウムのような固体アンモニウム塩により供給水を飽和することにより所望のpHレベルに維持され得る。 これらの中和剤の飽和溶液はアンモニア濃度がオンラインpHの測定またはフィードバック制御なしに供給材料中のあらゆる量の塩化物を中和するのに十分であることを保証するように付与されたpHであることが不可欠である。

窒素は炭化水素供給材料の１部分を構成している。 炭化水素供給材料中窒素の約10重量％ないし約25重量％がアンモニアに変換され、そして約0.1ないし約1.5重量％
がシアン化水素（HCN）に変換され、残りが合成ガスの１部分になる分子窒素（N ₂ ）を形成する。 残留アンモニアの別の処理は必要とされずかつ大気への放出は過剰アンモニアがガス化装置に再循環されかつ窒素および水に変換されるため回避され、それにり系統内における炭酸アンモニウムの閉塞および沈殿を防止すると共にアンモニアによる合成ガス生成物の汚染を防止する。

ブローダウン水流28はアンモニア除去装置30においてガス化装置の急冷区域14に供給される高い濃度のアンモニアの水流32とガス冷却装置22に再循環される低い濃度のアンモニア−水の水流36とに濃縮される。 ガス冷却装置に再循環される低い濃度のアンモニア−水の水流36は塩沈殿を防止するのを助けかつ合成ガスのアンモニア濃度を低下させる。 ブリード水流38の１部分は浄化装置16
に再循環されるか、または環境基準にしたがって廃棄される。

急冷区域14に対する最小アンモニア添加量はガス化装置の急冷区域または急冷室を出てくる水流42のpHが供給材料中の最大ハロゲン化物濃度において3.5より大きいようになっている。 これらの条件により、急冷区域を出た後の凝縮する蒸気または3.5より大きいpHを有する。
この特性はハロゲン化水素中和剤としての好適なアンモニアの選択を指示する。 不揮発性塩基が使用される場合に、合成ガスが冷却される時に合成ガス中に塩基は存在しない。 冷却装置中の凝縮物は合成ガス中の運ばれた揮発性の酸と二酸化炭素の低い濃度のために酸性である。

本発明の利点はハロゲン化物腐食が実質上低減されるかまたは除去され、そして非常に安価な構成材料がプロセスを実施するのに使用され得ることにある。 更に環境的な清浄な水を発生させることができ、そして炭酸塩の沈殿による水系統の閉塞を回避することができる。

本発明は好適な塩基としてアンモニアを使用する実施例について説明したけれども、他の同等なまたは適宜な塩基をも使用することができる。

図面の簡単な説明 図は可変ハロゲン化物含有炭化水素供給材料が部分酸化を受けるときハロゲン化水素腐食を最小限に低減するための作動工程を簡略化した概略図である。

２ ハロゲン含有炭化水素供給材料 ４ 自由酸素含有ガス流 ８ 合成ガス流 10 急冷ガス装置 12 反応区域 14 急冷区域 16 浄化装置 22 冷却装置 30 アンモニア除去装置 42 急冷水流 48 分離装置 54 純化装置

フロントページの続き (31)優先権主張番号 ６０／０２１，８８２ (32)優先日 平成８年７月17日(1996．7．17) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ６０／０２１，８８６ (32)優先日 平成８年７月17日(1996．7．17) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ６０／０２１，８９１ (32)優先日 平成８年７月17日(1996．7．17) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０８／８９０，４５９ (32)優先日 平成９年７月９日(1997．7．9) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (72)発明者 ウインター ジョン ダッケット アメリカ合衆国，カリフォルニア州 92886，ヨーバ リンダ，ケントウオー ター 5241 (72)発明者 カスマン ジャロルド サミュエル アメリカ合衆国，テキサス州 77573, リーグ シティー，バーリントン ポイ ント ドライブ 2122 (72)発明者 ウエブスター ジョージ ヘンリー アメリカ合衆国，テキサス州 77378, ウイリス，ローズ ロード 13985 (72)発明者 ブリックハウス ポール エリス アメリカ合衆国，テキサス州 77093, ハウストン，クイーンスバリー レーン 3923 (56)参考文献 特表 平９−504822（ＪＰ，Ａ) 米国特許5866091（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開950041（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl. ⁷ ，ＤＢ名) C10K 1/00