(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１種以上の炭化水素を含有する気体供給物質であって、酸化剤を含有しない前記気体供給物質を処理する改良された方法であって、
反応器に前記気体供給物質からなる供給流を供給し、そして、前記反応器に酸素を含有する高温の酸化剤からなる酸化剤流を供給し、前記反応器中で、酸素を含有する前記高温の酸化剤流を前記気体供給物質の前記供給流と一緒に添加して、前記供給物質中の１種以上の炭化水素を部分的に酸化するのに効果的な反応条件下で、前記反応器中で混合して、水素とＣＯとを含有する生成物流を生成し、
その間、前記酸化剤流を前記供給流に添加するときに、前記酸化剤流の流量の低減によって、前記供給流の運動量に対する前記酸化剤流の運動量の比を、前記比が、前記生成物流の煤含有量が、前記酸化剤流を添加する前記供給流の煤含有量よりも５ｇｍ／Ｎｍ３多いがその他は同じ反応条件下での前記供給流の運動量に対する前記酸化剤流の運動量の比未満となるように、維持することを含む、前記方法。
【請求項２】
前記酸化剤流を前記供給流に添加するときに、前記酸化剤流の流量の低減によって、前記供給流の運動量に対する前記酸化剤流の運動量の比を、前記比が、前記生成物流の煤含有量が、前記酸化剤流を添加する前記供給流の煤含有量よりも２ｇｍ／Ｎｍ３多いがその他は同じ反応条件下での前記供給流の運動量に対する前記酸化剤流の運動量の比未満となるように維持することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸化剤流を前記供給流に添加するときに、前記酸化剤流の流量の低減によって、前記供給流の運動量に対する前記酸化剤流の運動量の比を、前記比が、前記生成物流の煤含有量が、前記酸化剤流を添加する前記供給流の煤含有量よりも１ｇｍ／Ｎｍ３多いがその他は同じ反応条件下での前記供給流の運動量に対する前記酸化剤流の運動量の比未満となるように維持することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記供給物質が、炭素質供給物質の気化によって得られた、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記供給物質が天然ガスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
１種以上の炭化水素を含有する気体供給物質であって、酸化剤を含有しない前記気体供給物質を処理する改良された方法であって、
反応器に前記気体供給物質からなる供給流を供給し、そして、前記反応器に酸素を含有する高温の酸化剤からなる酸化剤流を供給し、前記反応器中で、酸素を含有する前記高温の酸化剤流を前記気体供給物質の前記供給流と一緒に添加して、前記供給物質中の１種以上の炭化水素を部分的に酸化するのに効果的な反応条件下で、前記反応器中で混合して、水素とＣＯとを含有する生成物流を生成し、
その間、前記酸化剤流を前記供給流に添加するときに、前記酸化剤流の流量の低減によって、前記供給流の運動量に対する前記酸化剤流の運動量の比を、前記生成物流の煤含有量が、前記供給流の煤含有量よりも５ｇｍ／Ｎｍ３未満多くなるように維持することを含む、前記方法。
【請求項７】
前記酸化剤流を前記供給流に添加するときに、前記酸化剤流の流量の低減によって、前記供給流の運動量に対する前記酸化剤流の運動量の比を、前記生成物流の煤含有量が、前記供給流の煤含有量よりも２ｇｍ／Ｎｍ３未満多くなるように維持することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記酸化剤流を前記供給流に添加するときに、前記酸化剤流の流量の低減によって、前記供給流の運動量に対する前記酸化剤流の運動量の比を、前記生成物流の煤含有量が、前記供給流の煤含有量よりも１ｇｍ／Ｎｍ３未満多くなるように維持することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記供給物質が、炭素質供給物質の気化によって得られた、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記供給物質が天然ガスを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記生成物流がメタンを含み、そして前記供給流に添加される前記酸化剤流の運動量と温度を制御して、前記生成物流中のメタン量を制御する、請求項１又は６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温で酸素を使用することによって供給流の炭化水素含有量を転化又は変化させる方法の改良に関する。このような方法の多くの実施態様は、具体的には、「部分酸化」として知られている。
【背景技術】
【０００２】
部分酸化及び類似の操作には、所望の組成の気体成分を有する気体生成物流を形成する条件下で、炭化水素を酸素と接触させることが含まれる。しかし、過去の経験から、気体生成物流には、煤等の固体粒子副生成物が含まれることが多く、これは、特に、気体生成物流が、炭化水素成分を完全には反応又は燃焼させないことにより、有意量の１種以上の炭化水素成分を保つことを目的とする条件下で生成させる場合に生じることがわかっている。これらの固体粒子副生成物は、部分酸化反応が低温で起こる場合にも存在するかもしれない。即ち、反応条件が、存在する全ての酸化できる成分の完全酸化を達成しない場合、又は反応器温度が低い場合、その後に生成物流に存在する幾つかの非酸化物質が固相に存することになると考えられる。或いは、供給物の分解温度（ｃｒａｃｋｉｎｇ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を、その供給物を気体生成物流に適切に転化することなく、超えてしまうような反応条件が考えられる。固体粒子副生成物は、一般的に「煤」と称され、そして元素の炭素、及び／又は炭素含有炭化水素を含み得る。部分酸化操作からの生成物流にこの物質が存在することは、望ましくない場合が多い。しかし、生成物流に存するこの物質の量を低減させるこれまでの努力では、収量を犠牲にすること、又は酸素等の反応物の使用量を増加させることが求められてきたので、これは欠点を有するアプローチである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の一態様は、１種以上の炭化水素を含有する気体供給物質を処理する改良された方法であって、この方法は、
酸素を含有する高温の酸化剤流（ｏｘｉｄａｎｔ  ｓｔｒｅａｍ）を気体供給物質の供給流（ｆｅｅｄ  ｓｔｒｅａｍ）と共に一緒に添加して、前記供給物質中の１種以上の炭化水素を部分的に酸化するのに有効な反応条件下で混合して、水素とＣＯとを含有する生成物流（ｐｒｏｄｕｃｔ  ｓｔｒｅａｍ）を生成し、
その間、前記酸化剤流を前記供給流に添加するときの、前記供給流の運動量に対する前記酸化剤流の運動量の比を、前記生成物流の煤含有量が、前記供給流の煤含有量よりも５ｇｍ／Ｎｍ３未満の高い（又は、他の実施態様では、２ｇｍ／Ｎｍ３未満の高い、若しくは１ｇｍ／Ｎｍ３未満の高い）ように、維持することを含む方法である。
【０００４】
本発明の好ましい実施態様は、１種以上の炭化水素を含有する気体供給物質を処理する改良された方法であって、この方法は、
酸素を含有する高温の酸化剤流を気体供給物質の供給流と共に一緒に添加して、前記供給物質中の１種以上の炭化水素を部分的に酸化するのに有効な反応条件下で混合して、水素とＣＯとを含有する生成物流を生成し、
その間、前記酸化剤流を前記供給流に添加するときの、前記供給流の運動量に対する前記酸化剤流の運動量の比を、前記比が、前記生成物流の煤含有量が、その他同一の反応条件下で、前記酸化剤流を添加する前記供給流の煤含有量よりも５ｇｍ／Ｎｍ３高い（又は、他の実施態様では、２ｇｍ／Ｎｍ３高い、更に若しくは１ｇｍ／Ｎｍ３高い）、前記供給流の運動量に対する前記酸化剤流の運動量の比未満となるように、維持することを含む方法である。
【０００５】
即ち、供給流に対する酸化剤流の前記運動量比が、生成物の煤含有量が、供給流の煤含有量よりも５ｇｍ／Ｎｍ３未満、より好ましくは２ｇｍ／Ｎｍ３未満、更に又は１ｇｍ／Ｎｍ３未満高くなるように制御する。
【０００６】
本発明の別の好ましい実施態様は、１種以上の炭化水素を含有する気体供給物質を処理する改良された方法であって、この方法は、
酸素を含有する酸化剤流を気体供給物質の供給流と一緒に添加して、前記供給物質中の１種以上の炭化水素を部分的に酸化するのに有効な反応条件下で混合して、水素とＣＯとを含有する生成物流を生成することを含み、
（前記酸化剤流と前記供給流を一緒に添加するときに）前記供給流の運動量に対する前記酸化剤流の運動量の所定比で前記部分酸化反応を行う場合、前記生成物流の煤含有量が、前記供給流の煤含有量よりも５ｇｍ／Ｎｍ３高くなる、前記供給流の温度、前記酸化剤流の温度、及び前記化学両論比を含む反応条件下で、
そして、前記所定比未満であるがその他同一の反応条件下であるときの、前記酸化剤流と前記供給流を一緒に添加するときの前記供給流の運動量に対する前記酸化剤流の運動量の比で前記部分酸化反応を実施することを含み、
前記生成物流の前記煤含有量が、前記供給流の煤含有量よりも５ｇｍ／Ｎｍ３未満高い、前記方法である。
【０００７】
前記好ましい実施態様では、酸化剤流を供給流に添加するときの供給流の運動量に対する酸化剤流の運動量の比は、供給流中の炭化水素物質の少なくとも５０％をＣＯ、水素、又は他の炭化水素物質に転化するのに充分高くなるようにも制御される。
【０００８】
前記他の好ましい実施態様では、生成物流にはメタンが含まれ、また、前記運動量比や供給流に添加される酸化剤流の温度は、生成物流中のメタン量を制御するようにもコントロールされる。
【０００９】
本明細書中で使用されている通り、流れ（ｓｔｒｅａｍ）の「運動量（ｍｏｍｅｎｔｕｍ）」は、流れの質量流量に、流れ方向に垂直な平面を通る流れの平均速度を乗じたものである。
本明細書中で使用されている通り、「煤」は、幅が１ミクロン未満の炭素含有固体粒子物質である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の部分酸化の実施態様の模式的流れ図である。
【図２】本発明に有用な高温酸素の流れを生成するのに有用な装置の横断面図である。
【図３】本発明の実施態様の代表例を示す部分酸化反応器の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明によって処理できる気体供給物質には、一般的に、多くの可能な供給源のうちのいずれかからの、多くの組成物のうちのいずれかが含まれる。例えば、気体供給物質には、メタン又は天然ガスが含まれ得る。別の例では、気体供給物質には、水素とＣＯのうちの一方又は両方が含まれ得、水蒸気が含まれ得、そして、メタン、２から８個の炭素原子と０から２個の酸素原子とを含有する炭化水素、及びそれらの混合物からなる群から選択される１種以上の軽質炭化水素が含まれ得る。気体供給物質には、灰、チャー（ｃｈａｒ）及び／又はタール等の固体粒子物質が含まれ得る（これらには、８個よりも多い炭素原子を有する種が含まれ得る）。気体供給物質には、窒素及び／又は二酸化炭素も含まれ得る。
【００１２】
気体供給物質は、多くの供給源のうちのいずれかから得られるか、或いは生成できる。  例えば、気体供給物質は、
バイオマス物質の気化又は熱分解によって生成することができるが、その例には、藻類、又はセルロース又はヘミセルロース又はリグニンのうちのいずれかを含有する物質が含まれ、これには、非限定的に、一般廃棄物（ＭＳＷ）、木材（これには、木材チップ、カット木材；ボード、他の木材製品、及び木材完成品、並びにおがくずを含む廃材、並びにカバノキ、カエデ、モミ、マツ、トウヒを含む種々の木からのパルプ用材が含まれる。）、及び、牧草及び他の作物等の植物物質、並びにもみがら、わら、大豆残渣、コーンストーバー、及びサトウキビ等の植物物質に由来する生成物が含まれ；
石炭、コーク、又は石油コーク等の炭素質供給原料の気化又は熱分解によって生成することができ；
その例はコーク炉ガス；
ブラスト炉で生成されるオフガス流れ；
天然ガス等の燃料として通常使用される他のガス流れ；
産業プロセスからの炭化水素含有副生成物ガス流れ；
及び前記のもののうちのいずれかの改質によって生成される合成ガスであり得る。
【００１３】
図１を参照すると、流れ１１は、本明細書に記載の気体供給物質を表している。流れ１１は、反応器１５に供給され、そこで高温酸化剤流１３と混合される。反応器１５に供給されるような流れ１１は、周囲温度から、熱分解を最も受け易い成分が熱分解を受け始めるであろう温度未満の温度まで、好ましくはその温度より下の１００°Ｆ（３７．７８℃）までの温度であり得る。流れ１１は、上流処理工程から生成されるような温度であり得、又はそれは熱交換機若しくはヒーターにてこのような温度に加熱され得る。任意の組成の供給物質に対する所望の部分酸化反応を最も良好に達成する供給流温度は、供給物質の組成及び部分酸化反応における所望の転化率に応じて変化し得ることが理解される。
【００１４】
高温酸化剤流１３は、典型的に、１０００°Ｆ（５３７．８℃）から４８００°Ｆ（２６４９℃）、好ましくは２８００゜Ｆ（１５３８℃）から４５００°Ｆ（２４８２℃）の温度を有する。酸化剤流１３の酸素含有量は、典型的に、少なくとも５０体積％、そして好ましくは少なくとも８０体積％である。これらの特徴を有する高温酸化剤流は、多数の技術のうちのいずれかによって形成し得る。有用な高温酸化剤流を生成する好ましい技術は、図２を参照すると、以下のように説明される。
【００１５】
図２を参照すると、高温酸素の流れ１３は、少なくとも３０体積％、そして好ましくは少なくとも８５体積％の酸素濃度を有する酸化剤の流れ２０３を、好ましくは酸化剤２０３に対する入口２０４を有し、且つ高温酸素の流れ１３に対する出口ノズル２０６を有するチャンバー又はダクトである高温酸素発生器２０２に供給することによって提供され得る。最も好ましくは、酸化剤２０３は、少なくとも９９．５体積％の酸素濃度を有する技術的純酸素である。高温酸素発生器２０２に供給される酸化剤２０３は、一般的に５０から３００フィート／秒（ｆｐｓ）の範囲内の初速度を有し、典型的には２００ｆｐｓ未満である。
【００１６】
燃料の流れ２０５は、燃料注入に一般的に使用される任意の適切なノズルであり得るノズル２０８を末端とする適切な燃料導管２０７を介して高温酸素発生器２０２に供給される。燃料は、例えば、天然ガス、メタン、プロパン、水素、及びコーク炉ガス等の任意の適切な可燃性流体であり得、又は流れ１９から得られる流れ２５等のプロセス流であり得る。好ましくは、燃料は気体燃料である。Ｎｏ．２の燃料油又は副生成物流２３等の液体燃料もまた使用し得るが、液体燃料の場合は、気体燃料の場合よりも、酸化剤との良好な混合並びに信頼でき且つ安全な燃焼を維持することがより困難となる。
【００１７】
高温酸素発生器２０２内に供給される燃料２０５は、この中で酸化剤２０３と燃焼して、熱、並びに二酸化炭素及び水蒸気等の燃焼反応生成物を生成する。
高温酸素発生器２０２内で発生した燃焼反応生成物を、酸化剤２０３の未反応酸素と混合し、こうして、熱を残存酸素に供給し、そしてその温度を上昇させる。好ましくは、燃料２０５は、高温酸素発生器２０２内のノズル２０８の特定の配置に対して安定な炎を維持するのに適切な速度で供給される。ノズル２０８における燃料速度は、酸化剤を燃焼反応に伴入するのに役立ち、このようにして、安定な炎を確立する。
【００１８】
一般的に、高温酸素発生器２０２内の残存酸化剤の温度は、少なくとも約５００°Ｆ（２６０℃）だけ、そして好ましくは少なくとも約１０００°Ｆ（５３７．８℃）だけ上昇される。この方法で得られた高温酸素流れ１３は、高温酸素発生器２０２から反応器１５に、適切な開口又はノズル２０６（図３参照）を介して、少なくとも２０００°Ｆ（１０９３℃）の温度を有する高速高温酸素流として流入する。一般的に、高温酸素流れの速度は、５００から４５００フィート毎秒（ｆｐｓ）の範囲内であり、通常、流れ２０３の速度を少なくとも３００ｆｐｓだけ超える。
高温酸素流れ１３の組成は、流れを発生させる条件に依存するが、好ましくは、少なくとも５０体積％のＯ２を含有し、そして９０体積％以上のＯ２であり得る。高速高温酸素流の形成は、米国特許第５，２６６，０２４号の記載に従って行うことができる。任意の組成の供給物質に対する所望の部分酸化反応を最も良好に達成する酸化剤流温度は、供給物質の組成及び部分酸化反応における所望の転化率に依存して変わり得ることが理解される。
【００１９】
部分酸化反応は、供給流１１と高温酸化剤流１３が反応器１５内で一緒に混合するように、これらを一緒に供給することにより行われる。反応器１５は、反応の間に到達する温度に耐えることができる任意の反応器であり得る。好ましい例は、本明細書に記載した流れ用の適切な入口と出口を有する内張り耐火物チャンバーである。
供給流１１と酸化剤流１３とを、０.０５から０.５、そして好ましくは、０.１から０.３の化学量論比（「ＳＲ」）を表す相対質量速度で供給して互いに混合するが、ここで、ＳＲは、供給される全ての炭化水素物質を完全に二酸化炭素と水とにするのに必要とされる酸素量に対する供給される酸素量のモル比として定義される。任意の組成の供給物質に対する所望の部分酸化反応を最も良好に達成するＳＲは、供給物質の組成と反応における所望の転化率に依存して変わり得ることが理解される。
【００２０】
供給流１１の成分と酸化剤流１３中の酸素との反応により、反応生成物が生成され、生成物流１７として、反応器１５から出てくる。混合は、１つの流れを他の流れに供給することにより、又は旋回羽根等の機械的付属物を使用することにより促進し得る。
本明細書に記載したように、本明細書に記載した条件下での供給流１１と酸化剤１３の混合により、供給流の成分の部分酸化が促進される。反応器１５から出てくる生成物流１７には、任意の未反応成分のみならず、部分的に酸化された物質が含まれる。生成物流が高温であればある程、酸化度がより高くなる傾向があり、これによりメタン等の化合物の収量を減少できる。ＳＲ値が高ければ高い程、同様に酸化度がより高くなる。ＳＲ値が高ければ高い程、煤の形成もまた減少するので、これにより、供給流に対して存在する酸素量を増加させることによって、煤形成の減少に有利となることが予想されるであろう。
【００２１】
生成物流１７に煤を生成する部分酸化の傾向は、高温酸化剤流１３と一緒に添加する供給流１１の運動量に対する高温酸化剤流１３の運動量の比を維持することにより、換言すると低減することにより、所望の低減値に、又は低減値の範囲内に低減し且つ維持し得、更に又は回避し得ることを発見した。
従って、この発見の一実施態様では、酸化剤流を供給流と一緒に添加するときの供給流の運動量に対する供給流の運動量の比を、この運動量比が、生成物流の煤含有量が、酸化剤流を添加する供給流れ中の煤含有量よりも５ｇｍ／Ｎｍ３多いがその他は同じ反応条件下でのその運動量比未満となるように維持し又は制御する。５ｇｍ／Ｎｍ３の煤含有量（即ち、２５℃で１気圧に標準化された１立法メートルにおける流れの単位体積当たりの煤のグラム）は、流れ中で目視し得るのに、且つ当該流れに置かれた煤フィルタを数分のうちに黒ずませるのに充分な煤を含む。
【００２２】
好ましい実施態様では、酸化物流を供給流と一緒に添加するときの供給流の運動量に対する酸化剤流の運動量の比を、この運動量比が、生成物流中の煤含有量が、酸化剤流を添加する供給流中の煤含有量よりも５ｇｍ／Ｎｍ３多いがその他は同じ反応条件下で、これらの運動量比未満となるように維持し又は制御する。即ち、生成物流の煤含有量が供給流の煤含有量よりも５ｇｍ／Ｎｍ３だけ多い反応条件下ですら、本発明は、供給流１１の運動量に対する酸化剤流１３の運動量比を低減することにより、生成物流の煤含有量の低減を達成できる。
【００２３】
より好ましい実施態様では、酸化物流を供給流に添加するときの供給流の運動量に対する酸化剤流の運動量比を、これらの運動量比が、生成物流中の煤含有量が、酸化剤流れを添加して一緒に混合する供給流中の煤含有量よりも２ｇｍ／Ｎｍ３多い、又はさらに１ｇｍ／Ｎｍ３多いがその他は同じ反応条件下であるこれらの流れの運動量比未満となるように維持し又は制御する。
【００２４】
供給流１１の煤含有量に対する生成物流１７の煤含有量の減少は、本明細書では単に数学的差（比ではなく）として表される。例えば、供給流１１の煤含有量が１ｇｍ／Ｎｍ３であり、流れ１１の部分酸化からの生成物流１７の煤含有量が４ｇｍ／Ｎｍ３の場合、生成物流１７の煤含有量が供給流の煤含有量よりも３ｇｍ／Ｎｍ３多いといわれることになる。供給流１１には、灰及び／又はタール等の固体が含まれる場合があり、そのように、このような物質が存在する場合、それらは、反応器１５を介して流れ、流れ１７を生成するが、その場合、生成物流１７の全固体含有量を常に全くゼロに減少できるわけではない。供給流及び生成物流の煤含有量及び固体含有量は、この分野で既知の従来技術を使用することにより容易に測定し得る。
【００２５】
供給流の運動量に対する酸化剤流の運動量の前記比は、幾つかの方法のうちのいずれかで制御できる。
ある方法では、酸化剤の運動量を、生成物流の煤含有量が本明細書に示した値を超えるレベル未満に制御する。これは、より多量の煤を含む固体粒子副生成物を生成する操作で使用するオリフィスよりも大きくて適切な寸法のオリフィス２０６（ここから酸化剤流れが供給流れ１１内に出てくる）を介して、酸化剤流１３を反応器１５内に流入させることにより実施し得る。酸化剤流１３の運動量は、反応器１５への酸化剤流の流速を調節するために調節できる酸化剤流が通過する弁を使用することによっても継続して制御し得る。
【００２６】
供給流の運動量に対する酸化剤流の運動量の比を、生成物流中に煤が存在するのを低減又は回避するように適切に制御されたレベルに維持する別の方法は、生成物流の煤含有量が本明細書に示した値を超えるレベルより上に供給流の運動量を増加させることである。これは、より多量の煤を生成する操作で使用するオリフィスよりも小さい、適切な寸法のオリフィスを介して、供給物１３を反応器１５内に流入させることにより実施し得る。供給流１１の運動量は、反応器１５への供給流の流速を調節するために調節できる供給流が通過する弁を使用することによっても継続して制御し得る。
【００２７】
流れの運動量を制御する他の方法には、オリフィス２０６のサイズを変えることなく、高温酸化剤流を発生する高温酸素バーナーのＳＲを増加するか、或いは多数のより遅い流れに酸化剤流の流れを分割するかのいずれかが含まれる。
生成物流１７は、典型的に、水素及びＣＯ、並びにメタン、並びに２から８個の炭素原子と０から２個の酸素原子を含有する１種以上の炭化水素を含有する。
本明細書に記載したような反応器１５中で反応を行うと、生成物流１７中の所望のメタンをオペレーターがメタン含有量を所望する程度に提供するための能力に悪い影響を与えないことがわかった。
【００２８】
メタンが生成物流１７に供給される程度は、酸化が少なくなるように反応器内の反応条件を制御することによっても制御し得ることを発見した。しかし、これらの条件では、完全な転化の場合に比べて、煤の生成が増加することになり得る。この発明は、供給流１１に供給される酸化剤流１３の運動量を減少させることにより、そうでなければ生じる煤形成を減少又は排除しつつ、部分酸化をより燃料リッチ（即ち、より低いＳＲ）で操作する等により、所望の種の転化を減少し得る。
【００２９】
生成物流中の煤形成を低減させる本発明方法の能力は、煤形成が酸化剤流の運動量により、又は酸化剤流と供給流の運動量の比により影響される部分酸化反応条件を使用する場合に高められる。従って、供給流の成分が、部分酸化反応を受ける前に、分解温度近く又はそれより上の温度に加熱される条件（酸化剤流と供給流を不適切に混合する場合に起り得る）又は反応器に供給されるような供給流が、既に、供給流の１種以上の炭素質成分が分解するであろう温度に近づいたか到達したような高温である条件を使用しないことが好ましい。
【実施例】
【００３０】
高温酸化剤流を用いる供給原料の部分酸化を、酸化剤特性が異なる２つの実験で行った。この２つの実験に供給される供給原料の組成及び特性は以下のようであった。
組成：
窒素      １８.８体積％
天然ガス  ２５.１体積％
水素      ５５.１体積％
ベンゼン  １.０体積％
温度      ７５０°Ｆ（３９８．９℃）
供給速度  １１９７ｓｃｆｈ
【００３１】
酸化剤流を、３６０から３７０ｓｃｆｈの酸素を約６０ｓｃｆｈの天然ガスと、３．０のＳＲで、高温酸化剤流を発生させる高温酸素バーナーにて反応させることにより生成した。供給原料流と酸化剤流とを、０．２４のＳＲにて、部分酸化反応器に供給し、当該反応器内で混合且つ反応させた。
実験Ａでは、高温酸化剤流を、高温酸素バーナーから直径が０．２５インチのオリフィスを介して２９５０ｆｐｓの速度で且つ２８.７  lｂ.ｆt／ｓ２の運動量で流出させた。酸化剤流の平均温度は約２２７０°Ｆ（１２４３℃）であった。
実験Ｂでは、高温酸化剤流を、高温酸素バーナーから直径が０．４５インチのオリフィスを介して９３２ｆｐｓの速度で且つ９.１  lｂ.ｆt／ｓ２の運動量で流出させた。酸化剤流の平均温度は約２３００°Ｆ（１２６０℃）であった。
【００３２】
各実験で生成された生成物流れは、以下の特徴を有した。
実験Ａ      実験Ｂ
組成（体積％、乾燥）
一酸化炭素        １６.８％    ２０.２％
二酸化炭素          ０.８％      １.５％
メタン              ２.０％      １.７％
水素              ６２.４％    ６８.１％
各実験では、生成物流は、部分酸化反応器から出てくるとき、フィルタを通過した。実験Ａのフィルタには、黒い堆積物としてフィルタ上に集められた有意な量の煤があった。実験Ｂのフィルタからは、本質的に、収集された物質はないことがわかり、これは、実験Ｂの条件下の部分酸化では、本質的に、煤が形成されないことを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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