(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成ガスおよび電気を製造する全原油原料のガス化のための統合方法であって、
ａ．膜壁ガス化反応器中へ、全原油と保護スラグコーティングを該膜壁ガス化反応器の側壁上で形成する所定量の固体灰分生成材料との混合物を含む原料および該原料の炭素含量に基づいた所定量の酸素および蒸気を導入する工程、ここで、前記固体灰分生成材料は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｋ、Ｎａ、ＳおよびＴｉの天然および合成酸化物、およびこれらの混合物からなる群から選択され、微細分割粒子の形態であり、全原油と混合され、および全原油原料の全重量の２重量％〜５重量％を構成する；
ｂ．全原油と固体灰分生成材料との混合物を部分酸化して、水素および一酸化炭素を熱原料合成ガスの形態でおよび保護スラグコーティングを膜壁ガス化反応器の側壁上で製造する工程；
ｃ．熱原料合成ガスを蒸気生成熱交換器へ通過させて熱原料合成ガスを冷却しおよび蒸気を製造する工程；
ｄ．蒸気を熱交換器からタービンへ導入して電気を製造する工程；および
ｅ．冷却合成ガスを回収する工程
を含んでなる、方法。
【請求項２】
全原油は、１重量％〜６０重量％の３６℃〜３７０℃の範囲で沸騰する軽質画分を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
全原油は、１重量％〜１０重量％の３６℃〜３７０℃の範囲で沸騰する軽質画分を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
全原油は、１重量％〜９０重量％の３６℃〜５６５℃の範囲で沸騰する軽質画分を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
全原油は、１重量％〜２５重量％の３６℃〜５６５℃の範囲で沸騰する軽質画分を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
軽質画分の水素含量は、１２重量％〜１６重量％の範囲である、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
ガス化反応器の操作温度は、１２００℃〜１８００℃の範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ガス化反応器における酸素対炭素のモル比は、０．５：１〜１０：１の範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ガス化反応器における酸素対炭素のモル比は、１：１〜２：１の範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ガス化反応器における蒸気対炭素は、重量で０．１：１〜１０：１の範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ガス化反応器における蒸気対炭素は、重量で０．５：１〜１：１の範囲である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
工程（ｅ）からの冷却シンガスを所定量の蒸気で水−ガスシフト反応させ、水素および二酸化炭素の混合物を回収する工程をさらに含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
水−ガスシフト反応容器における水対一酸化炭素のモル比は、５：１〜３：１の範囲である、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１２年３月２７日に出願された米国特許出願第６１／６１６，１７９号についての優先権の利益を請求する。その開示は、ここに参照により組込まれる。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、合成ガスおよび電気を生成するために膜壁ガス化反応器中の全原油原料の部分酸化の方法に関する。
【０００３】
ガス化は、当分野において良く知られており、精製装置底部を含む固体および重液化石燃料への応用により世界中で行われている。ガス化工程は、カーボン素材、例えば石炭、石油、バイオ燃料あるいはバイオマスなどを、酸素で高温、すなわち、８００℃を超える温度において合成ガス（「シンガス（ｓｙｎｇａｓ）」）、蒸気および電気へ変換するために部分酸化を使用する。内燃機関に於いて一酸化炭素と水素から成るシンガスは、直接焼成することができるか、あるいは様々な化学薬品、例えばメタノールなどの既知の合成方法による製造に用いてフィッシャー・トロプシュ方法により合成燃料を製造することができる。
【０００４】
精製装置操作では、メインプロセスブロックは、統合ガス化複合サイクル（ＩＧＣＣ）として既知であり、これは、原料を水素、電力および蒸気に変換する。図１は、先行技術の従来法によるＩＧＣＣのプロセスフローチャートを示す。これは、フィード製造セクション１０２、ガス化反応器１０４、エア分離ユニット１８０、シンガス急冷および冷却ユニット１１０、水−ガスシフト反応器１２０、酸性ガス除去（ＡＧＲ）および硫黄回収ユニット（ＳＲＵ）１３０、ガスタービン１４０、熱回収蒸気発生装置（ＨＲＳＧ）１５０および蒸気タービン１６０を含む。
【０００５】
従来法によるＩＧＣＣでは、原料はフィードライン１０１よりフィード製造セクション１０２へ導入する。その後、製造された原料は、エア分離ユニット１８０から製造された酸素１０３の所定の量と共にガス化反応器１０４へ通過させる。原料は、ガス化反応器１０４において部分的に酸化してシンガス急冷および冷却ユニット１１０へ運ばれる熱シンガス１０６を生成する。熱シンガス１０６は、ボイラー用水１５６で冷却して冷却シンガス１１４および蒸気を生成する。蒸気１１２の一部は、水−ガスシフト反応器へ通過させ、および水−ガスシフト反応器中で用いてシフトガス１２２を生成し、蒸気１１６の残存部は、ＨＲＳＧ１５０に消費される。シフトガス１２２は、ＡＧＲ／ＳＲＵ１３０において処理して二酸化炭素１３６、硫黄１３８；１３２にて回収される水素シンガスの一部を分離および放出する。ガスタービンフィード１３４であると認められる水素シンガスの第２部分は、エアーフィード１４２と共にガスタービン１４０へ通過させ、燃焼させて電気１４４を生産する。ガスタービン１４０からの高圧燃焼ガス放出１４６をＨＲＳＧ１５０へ運んでさらなる補足電気１６２を生産する蒸気タービン１６０に用いる蒸気を生成する。
【０００６】
エア分離ユニット１８０および下流プロセスの多くは、高度な操業中の信頼性要素を有する成熟した技術を利用する。しかしながら、ガス化反応器１０４は、フィードの特性および反応器の設計に応じて、３〜１８か月程度に短くなることがある比較的限られた寿命を有する。
【０００７】
３つの主要な種類のガス化反応器技術は、移動、流動床および噴流系である。固体燃料と共に３つの種類の各々を使用することができるが、効率的に液体燃料を処理するために噴流反応器だけを実証した。噴流反応器では、燃料、酸素および蒸気を共環状バーナーよりガス化炉の頂上にて注入する。ガス化は通常、約４０バール〜６０バールおよび１３００℃〜１７００℃の範囲の温度にて操作する耐熱的に配置された容器において起こる。
【０００８】
２つの種類のガス化炉壁構築物が存在する：耐火物および膜。ガス化炉は従来法により、腐食スラグ、熱循環および１４００℃〜１７００℃の範囲の高温から反応器を保護する耐火ライナーを使用する。耐火物は、シンガスおよびスラグの生成に由来する腐食成分が浸透し、次いで引き続き反応し、反応物が著しく体積変化して耐火材料の強度低下が生じる。分解した耐火ライニングの置換えは、年間数百万ドルおよび与えられた反応器について数週間の中断時間を要することがある。今まで、解決策は、メンテナンスによる中断の間に、必要連続操業容量を提供する第２ガス化炉または並列ガス化炉を設置することであったが、この複製の望ましくない結果は、ユニット操作に関連した資本コストの著しい増加である。
【０００９】
代替膜壁ガス化炉技術は、耐火材の層によって保護された冷却スクリーンを用いて融解スラグが凝固しおよび反応器の底部において冷却域へ下方に流れる表面を提供する。膜壁反応器の利点は、他の系統と比較して低減された反応器寸法；耐火壁反応器について５０％の操業時間と比べて著しく大きい９０％の平均操業時間；耐火壁反応器の場合のような連続操業を維持する並列反応器を有する必要性の排除；および水冷壁セクションに自己保護を供給する固体および液体スラグの層の堆積を包含する。
【００１０】
膜壁ガス化炉に於いて、壁上で固化した鉱物灰分スラグの層の堆積は、さらなる保護表面および耐火物の分解および壁からの熱損失を最小化または低減する断熱体として働く。水冷式反応器の設計はまた、「熱壁」ガス化炉操作と称され、これは分解する高価な耐火物の厚い多層の構築を要求する。膜壁反応器では、スラグ層は、固体の堆積で比較的冷たい表面上で連続的に更新する。さらなる利点としては、より短い操業開始／停止回数、耐火物型反応器より低い維持費および高い灰分含有量で原料をガス化する性能、これにより、広範囲の石炭、ペットコーク、石炭／ペットコークブレンド、バイオマス共フィードおよび液体原料の処理に於いて著しい柔軟性をもたらす。
【００１１】
プロセス固体原料へ適合する２つの主要な種類の膜壁反応器設計が存在する。そのような反応器の１つは、固体燃料、例えばペットコークのために幾つかのバーナーを備えた上向流法における垂直チューブを用いる。第２の固体原料反応器は、すべての燃料について螺旋管および下向流法を用いる。固体燃料については、商業用途のために約５００ＭＷｔの熱出力を有する単一バーナーを用いる。これらの反応器はいずれも、気圧調節された冷却水の流れをチューブ中でコントロールして耐火物を冷却し、かつ融解スラグの下向流を確保する。両方の系は、液体燃料ではなく固体燃料で高い有用性を示した。
【００１２】
ガス化反応器を操作して合成ガスまたはシンガスを生成する。液体燃料と石油化学製品の製造については、重要なパラメーターは、乾燥シンガス中における水素対一酸化炭素のモル比である。この比率は、原料の特性に応じて、通常０．８５：１〜１．２：１である。シンガスのさらなる処理は、フィッシャー・トロプシュ適用のために炭化水素対炭素のこの比率を２：１に増加させるか、またはＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２により示される水−ガスシフト反応よりさらなる水素を生成する。ある場合には、シンガスの一部を幾分の排気ガスと共に組合わせた循環において燃焼して電気および蒸気を生成する。この方法の全効率は４４％〜４８％である。
【００１３】
ガス化法は、十分に開発され、およびその意図した目的に適当であるが、全原油法と合わせた応用は制限されている。典型的な精製機では、まず、３６℃〜１８０℃の範囲で沸騰するナフサ、１８０℃〜３７０℃の範囲で沸騰するディーゼル、および３７０℃を超えて沸騰する大気底部を含む様々な異なった成分へ分離する常圧蒸留カラムあるいは原油タワーにおいて全原油を処理する。さらに、３７０℃〜５２０℃の範囲で沸騰する真空ガス油（ＶＧＯ）および５２０℃を超えて沸騰する重真空残留物へ分離する減圧蒸留カラムで大気底部残留物を処理する。ＶＧＯは、ナフサとディーゼルを生産するために水素化分解することにより、あるいはガソリンと循環油を生産するために流動接触分解（ＦＣＣ）することにより、さらに処理することができる。重真空残留物は、処理して望ましくない不純物を除去するか、または有用な炭化水素生成物に変換することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、比較的低い価値の全原油原料を経済的に実行可能な方法により直接変換すること、および同一の精製機において他の方法のための原料として用いることができるか、またメタノールおよび／または合成燃料を製造するために用いることができるシンガスおよび／または濃縮水素系を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、シンガスおよび／または水素を製造し、かつ電力を生成する、膜壁ガス化反応器中の原料の部分酸化による全原油の統合された処理法を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、先行技術の統合ガス化複合循環方法の模式図である。
【図２】図２は、本発明に従う全原油原料のガス化方法の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ある実施態様によれば、全原油のガス化の方法は、次の工程を含んでなる：
ａ．固体灰分生成材料と混合した全原油原料を、原料の炭素含量に基づいた所定の量の酸素および蒸気で膜壁ガス化反応器中へ導入する工程；
ｂ．全原油を部分酸化して水素および一酸化炭素を熱原料合成ガスの形態で製造する工程；
ｃ．熱原料合成ガスを蒸気生成熱交換器へ通過させて熱原料合成ガスを冷却しおよび蒸気を製造する工程；
ｄ．蒸気を熱交換器からタービンへ導入して電気を生成する工程；および
ｅ．冷却合成ガスを回収する工程。
【００１８】
本発明の１以上の実施態様によれば、全原油のガス化のための方法および装置は、ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２により表される水−ガスシフト反応より一酸化炭素を水素へ変換し、これによりシフトされたシンガスにおける水素の体積を増加させる。
【００１９】
本明細書では、用語「灰分生成材料」および「灰分形成材料」は同意語であり、膜壁反応器中でスラグを形成する固体灰分を製造する材料のことである。
【００２０】
本発明の方法に用いる固体灰分生成材料は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｋ、Ｎａ、ＳおよびＴｉの天然および合成酸化物、およびこれらの混合物からなる群から選択され、微細に分割された粒子の形態であり、全原油と混合され、および原料の全重量の２重量％〜５重量％を構成する。    
【００２１】
本発明の方法の他の局面、実施態様および利点について以下に詳述する。さらに、以下の情報および以下の詳細な説明はいずれも、種々の局面および実施態様の単なる例示であり、クレームされた特徴および態様の性質および特徴を理解するために概観またはフレームワークを提供するように意図される。添付図面は、種々の局面および実施態様の説明およびさらなる理解を提供するために含まれる。図面は、明細書の残りと共に、記載およびクレームされた局面および実施態様の原理および操作について説明する働きをする。
【００２２】
先の要約と同様に以下の詳細な説明は、以下の添付図面と合わせて読む場合に最も理解されることとなる：
【００２３】
図１は、先行技術の統合ガス化複合循環方法の模式図である。
【００２４】
図２は、本発明に従う全原油原料のガス化方法の模式図である。
【００２５】
図２の模式図を参照して、膜壁ガス化反応器中の全原油原料の部分酸化によるシンガスおよび／または水素の製造のための統合方法および発電のための関連する蒸気タービンについて説明する。    
【００２６】
全原油ガス化装置２００は、膜壁ガス化反応器２１０、熱交換器２２０、タービン２３０および水−ガスシフト反応容器２４０を含んでいる。ここに記載の装置２００の態様は、シンガス中の一酸化炭素のいくらかまたは全ての変換により水素の出力を強化する水−ガスシフト反応容器を含むが、水−ガスシフト反応容器なしで装置２００と同様の別の実施態様を行うことができることに注意されたい。
【００２７】
膜壁ガス化反応器２１０は、全原油原料を導入するために導管２１３と流体連結する供給口２１１、制御された量の固体灰分生成材料を導入するための導管２１９、制御された量の酸素あるいは酸素含有ガスの気圧調節された流れを導入するための導管２１５および抑制された量の蒸気を導入するための導管２１７を含む。膜壁ガス化反応器２１０はまた、熱原料シンガスを放出するために出口２１２を含む。
【００２８】
熱交換器２２０は、膜壁ガス化反応器２１０の出口２１２と流体連結した入口２２１、蒸気の放出のための出口２２２、および冷却シンガスを放出するための出口２２４を含む。    
【００２９】
タービン２３０は、熱交換器２２０の出口２２２と流体連結する入口２３１、および生成された電気を送るための導電体２３２、および低圧流のための出口２３４を含む。
【００３０】
任意の水−ガスシフト反応容器２４０は、冷却シンガスを受け入れるための三方弁２２６および制御された量の蒸気を導入するための導管２４３を介して熱交換器２２０の出口２２４と流体連結する入口２４１および水素リッチシフトシンガス生成物を放出するための出口２４２を含む。
【００３１】
本発明の方法の実施においては、全原油原料を、導管２１３より気圧調節された原料流として、導管２１９より所定量の固体灰分生成材料、導管２１５より酸素あるいは酸素含有ガスの所定量、および導管２１７より蒸気の所定量を、灰分生成材料と共に膜壁ガス化反応器２１０へ導入する。反応器の操作を最適化するために、原油フィードの炭素含量の分析を、ガス化炉へ導入される酸素の化学量論量を決定するために予め得るべきである。この目的に適している炭素分析の１つの方法はＡＳＴＭ  Ｄ−５２９１に記載されている。
【００３２】
全原油および固形物質を、例えばインラインミキサー、流入式撹拌槽または他の既知の装置を用いて混合する。原油および固体灰分生成材料の混合物は特に、膜壁ガス化反応器２１０に部分的に酸化して水素および一酸化炭素を熱原料シンガスの形態で製造する。本発明の方法の特別の利点は、助剤または追加燃料ガスがガス化温度を維持するためには必要でないということであり、これは、燃焼のために必要な燃焼値の全てが全原油のより軽い成分中に存在するからである。ガス化反応器中で灰分生成材料から形成されたスラグも、原油中に存在する幾つかの成分により補われる。
【００３３】
膜壁ガス化反応器２１０の出口２１２から熱原料シンガスを放出し、熱交換器２２０の入口２２１を通過させて出口２２４より放出される冷却シンガスを生成する。タービン２３０の入口２３１へ熱交換器２２０の出口２２２から放出された蒸気を通過させて導体出口２３２より送られる電気を生産する。出口２３４より、タービンからの低圧力流を放出する。
【００３４】
特定の実施態様では、冷却シンガスの少なくとも一部をバルブ２２６より水性ガス転化反応容器２４０の入口２４１へ導管２４３より導入された蒸気と共に運ぶ。蒸気は、任意に、蒸気発生装置２２０に由来してよい。一酸化炭素は、ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２により表された水−ガスシフト反応からの蒸気の存在下で水素へ変換する。一酸化炭素の含有量は、水−ガスシフト反応後に１未満％へ減少する。水素、二酸化炭素、未反応一酸化炭素および他の不純物の混合物は、シフトシンガスとして出口２４２より取り出す。高純度水素ガスは、任意に、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）のような方法により回収されるか、または膜、吸収、吸着あるいはその組み合わせの使用により回収する。
【００３５】
ここに記載の方法のための原料は、３６℃〜約１５００℃の範囲で、または２０００℃程度の高さで沸騰する全原油である。上限値は、当分野において報告された研究、および原油中に存在する極めて高い分子量の化合物の存在に基づいて確立する。Ｋａｔｚ、Ｄ．Ｌ．ら、「Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ  Ｐｈａｓｅ  Ｂｅｈａｖｉｏｒ  ｏｆ  Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ／Ｃｒｕｄｅ  Ｏｉｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｍｅｔｈａｎｅ  Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、（１９７８）、第１６４９頁およびＢｏｄｕｓｚｙｎｓｋｉ，Ｍ．ら、「Ｏｉｌ  ＆  Ｇａｓ  Ｊｏｕｒｎａｌ」、１９９５年９月１１日を参照されたい。原料は、１０重量％未満〜約６０重量％までの３６℃〜３７０℃の範囲中で沸騰する軽質画分を含有する軽質原油であってよい。原料は、２５重量％未満〜約９０重量％までの３６℃〜５６５℃の範囲で沸騰する軽質画分を含有する重質ビチューメン原油になりえる。軽質画分の水素含量は、典型的には１２重量％〜１６重量％の範囲である。
【００３６】
全原油反応器フィードへの固体灰分生成材料の添加は、冷却反応器側壁上で凝縮するのに十分な溶融灰を生産して液体スラグの防食皮膜を形成するために必要とされる。全原油は燃焼上の溶融灰粒子を製造するいくつかの成分を含有するが、原油中に存在するそのような灰分生成成分の全体積は、反応器壁上の保護スラグコーティングを生産するには単独で十分ではない。固体灰分生成材料は、天然および／または合成酸化物を含んでよい。反応器壁上でスラグを形成するための適当な材料は、周期律表のＩＡ−ＶＡ、ＩＶＢ、ＶＩＩＩＢの群からの元素の１以上の酸化物である。好適である化合物は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｋ、Ｎａ、ＳおよびＴｉを含有する１以上の酸化物を含む。酸化物は、石炭の部分燃焼により典型的に製造された型のものである。重油、例えば真空残渣、ビチューメン中に、および固体、例えばアスファルテンおよびコークス中に存在する硫黄の量は高く、および形成された酸化物は固体硫酸塩または亜硫酸塩である。固体灰分生成材料含有量は、全原油の２重量％〜１０重量％を構成してよく、その範囲のより低い値が好ましい。
【００３７】
固体灰分生成材料は、好ましくは、乾燥状態で易流動性である微細粒子の形態である。粒度は、反応器中のノズルあるいは他の分布手段の任意の閉塞を回避するのに十分に小さい。粒子は、Ｔｙｌｅｒメッシュ径３５スクリーンを通過するべきである。これらの粒子は、流れるフィード流を通じてその分布に供給するために膜壁反応器の十分に上流で液体フィード中へ導入することができる。粒子の十分に均質な混合を保証するために、フィード流を、インラインミキサーまたは当分野において既知の他の機器を通過させて添加する液体流中において乾燥材料の所望の混合度を得ることができる。
【００３８】
他の態様では、乾燥粒子材料は、例えばスプレーにより界面活性剤で処理して全原油との混合を促進することができる。送液および計量を促進するために、乾燥粒子材料は、全原油フィードの一部または他の幾らかの液化炭化水素材料と個別の撹拌槽中で予備混合し、固体灰分生材料の所望の重量割合を得るために全原油フィードに対する適切な割合での濃縮固体／液体混合物として必要に応じておよび添加されるように貯蔵もしくは直接取出されてよい。
【００３９】
一般に、膜壁ガス化反応器のための操作条件は、１２００℃〜１８００℃の範囲の温度；３０バール〜１００バールの範囲の圧力；０．１：１〜２：１、特定の実施態様では０．５：１〜２：１、別の実施態様では１：１〜５：１の範囲の原料の酸素：炭素含有量のモル比；０．１：１〜１０：１、特定の実施態様では０．１：１〜２：１、別の実施態様では０．４：１〜０．６：１の範囲の原料の蒸気：炭素含有量のモル比を包含する。
【００４０】
水−ガスシフト反応に付すシンガスの特性は、１５０℃〜４００℃の範囲の温度；１バール〜６０バールの範囲の圧力；および５：１〜３：１の範囲の水対一酸化炭素のモル比である。
【００４１】
他の全原油方法と比べた場合、本明細書に記載の装置および方法により明確な利点が提供される。本発明は、全原油の蒸留に関する費用を排除する。価値のある合成ガスおよび／または水素気体、プロセス蒸気および電気は、現地での精製装置使用のために効率的に製造される。本発明の方法は、水素が水素化処理するのに必要であり、天然ガスが利用できない場合に特に有利に行うことができる。これは通常、精製装置において、よりクリーンでより軽質の生成物、例えばガソリン、ジェット燃料およびディーゼル輸送燃料などの要求を満たすように完全変換が必要とされる場合である。
【実施例】
【００４２】
モデリングに基づいたこの実施例では、全液体燃料の約３重量％を表わす３１．３ｋｇの微細に分割された固体灰分材料を含有する９６８．７ｋｇの全原油の混合物からなる１０００ｋｇの試料を、加圧原料として膜壁ガス化反応器へ導入する。ガス化反応器を１０４５℃および２８バールにて操作する。蒸気対炭素の比率は重量で０．６：１である。酸素対炭素の比率は重量で１：０．８５である。全原油を部分的に酸化して水素および一酸化炭素を製造し、これらを熱原料シンガスとして回収し、熱交換器へ通過させて蒸気を製造する。水−ガスシフト反応容器へ冷却原料シンガスを送って水素収率を増加させる。水−ガスシフト反応を３１８℃および１バールにて行う。蒸気対一酸化炭素のモル比は３：１である。製品収率を表１に集約する。表１から見ることができるように、９６８．７ｋｇの全原油のガス化は２５６．２ｋｇの水素ガスを製造する。
【００４３】
【表１】
0006018289.tif 000002
【００４４】
本発明の方法および系は、上に添付図面を参照して説明したが、この説明から由来した変更は当業者に明らかであり、本発明の保護の範囲は、後の請求項により決定される。  本発明の好ましい態様は、以下を包含する。
［１］合成ガスおよび電気を製造する全原油原料のガス化のための統合方法であって、
ａ．原料として全原油および固体灰分生成材料を、原料の炭素含量に基づいた所定量の酸素および蒸気で膜壁ガス化反応器中へ導入する工程；
ｂ．全原油を部分酸化して水素および一酸化炭素を熱原料合成ガスの形態で製造する工程；
ｃ．熱原料合成ガスを蒸気生成熱交換器へ通過させて熱原料合成ガスを冷却しおよび蒸気を製造する工程；
ｄ．蒸気を熱交換器からタービンへ導入して電気を製造する工程；および
ｅ．冷却合成ガスを回収する工程
を含んでなる方法。
［２］固体灰分生成材料は、微細分割粒子の形態であり、全原油と混合し、および液体原料の全重量の２重量％〜５重量％を構成する、［１］に記載の方法。
［３］固体灰分生成材料は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｋ、Ｎａ、ＳおよびＴｉの天然および合成酸化物およびこれらの混合物からなる群から選択される、［１］に記載の方法。
［４］全原油は、１重量％〜６０重量％の３６℃〜３７０℃の範囲で沸騰する軽質画分を含有する、［１］に記載の方法。
［５］全原油は、１重量％〜１０重量％の３６℃〜３７０℃の範囲で沸騰する軽質画分を含有する、［１］に記載の方法。
［６］全原油は、１重量％〜９０重量％の３６℃〜５６５℃の範囲で沸騰する軽質画分を含有する、［１］に記載の方法。
［７］全原油は、１重量％〜２５重量％の３６℃〜５６５℃の範囲で沸騰する軽質画分を含有する、［１］に記載の方法。
［８］軽質画分の水素含量は、１２重量％〜１６重量％の範囲である、［４］に記載の方法。
［９］ガス化反応器の操作温度は、１２００℃〜１８００℃の範囲である、［１］に記載の方法。
［１０］ガス化反応器における酸素対炭素のモル比は、０．５：１〜１０：１の範囲である、［１］に記載の方法。
［１１］ガス化反応器における酸素対炭素のモル比は、１：１〜２：１の範囲である、［１］に記載の方法。
［１２］ガス化反応器における蒸気対炭素の比率は、重量で０．１：１〜１０：１の範囲である、［１］に記載の方法。
［１３］ガス化反応器における蒸気対炭素の比率は、重量で０．５：１〜１：１の範囲である、［１２］に記載の方法。
［１４］工程（ｅ）からの冷却シンガスを所定量の蒸気で水−ガスシフト反応させ、水素および二酸化炭素の混合物を回収する工程をさらに含んでなる、［１］に記載の方法。
［１５］水−ガスシフト反応容器における水対一酸化炭素のモル比は、５：１〜３：１の範囲である、［１４］に記載の方法。
【図１】
0006018289.tif 000003
【図２】
0006018289.tif 000004