一種部分氧化反應器除渣的方法
2023-04-23 00:04:31
專利名稱：一種部分氧化反應器除渣的方法
背景技術：
發明領域本發明涉及向用於部分氧化反應的石油基原料添加少量含釩物質。釩的添加有利於部分氧化反應器除渣。
現有技術石油基原料包括不純的石油焦和其它含烴物質，諸如渣油和重質石油的副產物。這些原料通常用於部分氧化反應，生產氫氣和一氧化碳氣的混合物，一般稱為「合成氣」。合成氣用作製備許多有用的有機化合物的原料，並也可用作產生能量的潔淨燃料。合成氣通常含有有影響量的雜質，諸如硫和各種金屬，諸如釩、鎳和鐵。
包括原料、含單質氧的氣體和任何其它物質的進料被送入部分氧化反應器。部分氧化反應器也叫做「部分氧化氣化器反應器」，或簡稱為「反應器」或「氣化器」，這些術語在整個說明書中可互換使用。
任何現行的方法都可用來將原料送入反應器。通常，原料和氣體經一個或多個入口或開口加入反應器。一般地是使原料和氣體通過一個位於反應器入口的燃燒器。任何現行的燃燒器設計都可用來參與原料和氣體在反應器裡的添加或相互作用，諸如在Eastman等人的美國專利2928460、Muenger等人的美國專利4328006或Muenger等人的美國專利4328008中描述的環型燃燒器。
另一方面，原料可經一個通道被送入反應器上端。一般通過或者燃燒器或者分離通道—將氧氣直接排入原料氣流中——將含單質氧的氣體以高速送入反應器。用這種裝置，排入的物料在反應區完全混合併防止氧氣氣流直接衝擊和破壞反應器壁。
任何現行的反應器設計都可使用。一般可使用立式、圓筒型的鋼製壓力容器。具體說明的反應器和相關設備在Strasser等人的美國專利2809104、Eastman等人的美國專利2818326、Schlinger等人的美國專利3544291、Dach的美國專利4637823、Peters等人的美國專利4653677、Henley等人的美國專利4872886、Van der Berg的美國專利4456546、Stil等人的美國專利4671806、Eckstein等人的美國專利4760667、VanHerwi jner等人的美國專利4146370、Davis等人的美國專利4823741、Segerstrom等人的美國專利4889540、Sternling的美國專利4959080和Sternling的美國專利4979964中公開。反應區優選包括溢流管、自由流動(free-flow)和襯有耐火材料的燃燒室，燃燒室在頂部中心有入口，在底部有軸向相對的出口。
耐火材料可以是任何有效的用於部分氧化反應器的材料。耐火材料可被預製和安裝，諸如耐火磚材料，或者可在反應器內形成，諸如塑性陶瓷。一般的耐火材料包括至少一種或多種下列物質金屬氧化物，諸如氧化鉻、氧化鎂、氧化鐵、氧化鋁、氧化鈣、二氧化矽、氧化鋯和二氧化鈦；含磷化合物等。耐火材料的相對量可以是任何有效比例。
在足以將需要量的原料轉化為合成氣的任何有效反應條件下進行部分氧化反應。反應溫度一般在約900℃至約2000℃範圍，優選從約1200℃至約1500℃。壓力一般在約1至約250、優選約10至約200大氣壓範圍。在反應區平均停留時間一般在約0.5至約20、通常在約1至約10秒範圍。
部分氧化反應優選在合成氣製備的高還原條件下進行。通常，反應器內氧氣的濃度以分壓計在部分氧化期間小於約10-5、一般從約10-12至約10-8大氣壓。
不純的石油焦或其它適合的石油基原料的部分氧化生成副產物渣，這種渣可聚集並在反應器內表面上或在反應器的較低的狹窄部位和反應器出口形成沉積甚至發生阻塞，從而阻止了有效的部分氧化。因此，需要定期關閉部分氧化反應器來除渣，這在操作上通常稱為「受控氧化」或「除渣」。將在部分氧化反應器裡的受控氧化條件用於使渣流體化或熔化，使其能流出反應器而被除去，由此能使反應器恢復進行部分氧化。
石油基原料諸如不純的石油焦通常含作為主要結渣成分的釩，此外還有各種量的氧化鋁、二氧化矽和鈣。在形成合成氣的部分氧化反應期間，石油焦原料的氧化鋁、二氧化矽和鈣雜質會形成一種含矽的包圍以三氧化釩(V2O3)晶體形式存在的釩的玻璃基質。
作為合成氣反應的副產物形成的灰分粒會衝擊和附著在反應器的內壁表面，依靠灰分熔化溫度決定其以渣的形式聚集或流出反應器。
這樣，渣是基本上熔化的無機物質，即在石油基原料裡成渣物質的副產物。渣也可含有炭、碳黑等形式的碳。
渣的成分會由於石油基原料裡成渣物質的類型、反應條件和其它影響渣沉澱的因素而變化。渣一般由成渣元素的氧化物和硫化物組成。例如，從不純石油焦或渣油得到的渣通常含有含矽的物質。諸如玻璃狀物和晶體結構，諸如矽灰石、鈣黃長石和鈣長石；釩氧化物，通常是三價態的V2O3；有式AB2O4表示的成分的尖晶石，其中A是鐵和鎂，B是鋁、釩和鉻；鐵和/或鎳的硫化物；和金屬鐵和鎳。
熔融溫度低於反應器溫度的渣可以熔化；作為熔融的渣從反應器流出。由於V2O3有約1970℃(3578°F)的高熔點，在渣裡更大量的V2O3會使渣的熔化溫度升高。
熔融溫度高於反應器溫度的渣通常在反應器內形成固體沉澱物，一般附著在襯在反應器裡的耐火材料的表面上。渣沉澱物隨部分氧化反應的進行而增加。渣聚積速度可以變化很大，取決於原料裡成渣金屬的濃度、反應條件、衝洗劑的應用、反應器形狀和尺寸或其它影響渣沉積的因素。
渣聚積的量最後達到從反應器除渣變得需要或必須的水平。雖然除渣可在任何時間進行，但部分氧化反應通常儘可能地長時間持續以使合成氣生產量達到最大。
本發明概述根據本發明，將氣化器溫度保持在至少是渣的含矽的玻璃物質成分最初的熔化溫度，並控制在渣裡釩對玻璃狀物的比例以使釩三氧化物V2O3的暴露達到最大至氧化條件足以將高熔點的V2O3渣成分轉化成低熔點的釩五氧化物V2O5，該V2O5相然後破壞含矽玻璃基質，從而允許在氣化溫度下使部分氧化氣化器反應器排渣，用這種方法可使在受控氧化條件過程中從部分氧化反應器除渣變得容易。
附圖的簡要說明在附圖中
圖1是表現V2O3轉化為V2O5所要求的最小氧氣分壓的平衡分壓曲線圖。
圖2是部分氧化反應器的截面圖。
優選實施方案已發現在部分氧化反應器裡向進行部分氧化的石油基原料中加入少量含釩物質會在受控氧化條件下反應器除渣時增加渣的排除。
在諸如石油焦的石油基原料的部分氧化氣化反應中，在石油焦原料中存在的釩形成V2O3晶體，同時氧化鋁、氧化矽和鈣形成含矽的玻璃狀物，它們可作為粉塵粒從反應器排出，或衝擊反應器的內壁並作為渣聚積在上面，這取決於粉塵的熔化溫度。在渣裡的含矽玻璃狀物質形成包圍釩三氧化物晶體的基質或相。
在控制的氧化中將氧氣引入部分氧化反應器氧化V2O3為V2O5。該反應作用於含矽玻璃狀物質，具有使渣能液化並流出反應器的作用。在通常的氣化溫度約2100-3200°F以下，V2O5破壞周圍的連結的含矽玻璃相併將其破裂成小的獨立的球狀顆粒，它們會與熔融的釩渣一起流出反應器。
為了使釩五氧化物對渣的含矽玻璃狀物部分的破壞有效，就必須小心地控制釩對玻璃狀物的比例。當相對的玻璃狀物對釩的比例提高時，玻璃相會阻止V2O3晶體的氧化並形成含矽晶體連結網從而防止渣流動。生成的V2O5的量不足以破壞含矽的基質。
如果焦灰中釩含量太低，那麼必須在進行部分氧化的焦原料中加入釩或富釩物質。以提高釩對玻璃狀物的比例。釩可從油氣化時產生的碳黑、從其它煉焦氣化器生成的碳、購於自由市場(open market)的釩或任意其它富釩物質獲得。
在渣粒中釩對玻璃狀物的重量比一般可分別在約7∶1至約1∶2變化。釩對玻璃狀物的最小重量比約2∶1是必需的，以保證在控制的氧化中破壞含矽的玻璃相。
釩對玻璃狀物的比低於約3∶2的渣變得較不粘稠，在氣化時會開始流入反應器的下部狹道，由於溫度梯度的迅速改變和在反應器狹道溫度較低，渣會固化，導致阻塞。所以釩對玻璃狀物的比低於3∶2的，應加入釩使比例增至至少2∶1，由於灰分的量在大多數石油基原料中很低，改變渣中釩對玻璃狀物之比需要加入的釩的量很少。例如，在一般的石油基原料中，加入的釩約0.05-3.0wt％，優選約0.1－2.5wt％，最優選約0.5-2.0wt％，足以把釩對玻璃狀物的比提高到至少2∶1。
為獲得最大除渣速度，在受控氧化過程中氣化器溫度應大致在含矽玻璃狀物質的開始熔化的溫度，一般為約2000°F-2500°F，優選約2200°F-2300°F。
在本發明的一個實施方案中，可允許渣在反應器內聚積，直至由於渣的沉積使下部狹道的直徑開始減少為止。然後應停止部分氧化氣化反應，並向反應器施加受控氧化條件以除渣。
在受控氧化反應中，升高氣化器中氧的分壓將高熔化溫度的V2O3相轉化為低熔化溫度的V2O5相。在部分氧化過程可將任何含氧氣的含自由氧的氣體以適於反應的形式使用。一般的含自由氧的氣體包括下列的多種之一空氣；富氧空氣，即含大於21摩爾百分比氧氣的空氣；大體純淨的氧氣，即大於95摩爾百分比的氧氣；及其它適合的氣體。通常，含自由氧的氣體含有氧氣和其它製備氧氣時從空氣中分離的其它氣體，諸如氮氣、氬氣或其它惰性氣體。
石油基原料對含氧氣體和任何任意成分的比例可以是任何有利於合成氣製備的量。一般在含自由氧氣體中的氧對原料中的碳的原子比約為0.6至約1.6，優選約0.8至約1.4。當含自由氧氣體是大體純淨的氧氣時，原子比可以是約0.7至約1.5，優選約0.9。當含氧氣體是空氣時，比例可以是約0.8至約1.6，優選約1.3。
圖1是1大氣壓下的氧氣平衡分壓溫度圖，表示將V2O3轉化為V2O5需要的氧氣分壓和使反應器能同時在兩種不同狀態操作的溫度參數。如圖1所示，通過在曲線之上點10和到平衡曲線12的左邊範圍內的操作，氧氣分壓足以在反應器較低部分氧化V2O3，因而生成的V2O5在操作溫度下液化。一般在部分氧化反應器裡，在約1-200大氣壓下在受控氧化中，氧氣分壓，例如在1-20小時的期間內從約2.0％至約10％逐漸提高。
其它物質可任意地加到氣化原料或過程中。可提供任何適合的添加物，諸如溶劑、或洗劑、溫度調節劑、穩定劑、粘度降低劑、清洗劑、惰性氣體或其它有用的物質。
本發明方法的一個優點是不純石油焦可被氣化製備合成氣，並且反應器然後用受控氧化除渣，這比用洗劑或等到反應器冷卻再機械除渣要便宜。另外，由於渣可被回收，減少了固體處理，並達到較高的碳轉化。
本焦灰中的鈣含量也是重要的，因為較低的鈣含量會提高氣化時渣的粘度，從而阻礙流動或蠕流。較高的鈣含量會通過使含矽的玻璃狀物更快破碎而提高受控氧化的速度。這樣，在渣中的鈣含量應足以將玻璃狀物的熔點降低至約2300°F-2500°F。
因此，對於焦原料，在諸如Al2O3、SiO2、CaO+MgO和FeO的形成玻璃狀物的化合物裡具有少於約10wt％的CaO，少量添加相當於約0.05-1、優選約0.1-0.5、最優選約0.2-0.4磅鈣每噸石油基原料可通過使玻璃狀物在較低溫度較快破碎而有利於提高除渣速度。這又通過減少了在V2O5之中暴露的時間而延長了耐火材料的壽命。鈣可以是碳酸鈣、氧化鈣或其它等價化合物的形式。
在下列實施例中和整個詳細說明中，所有份數和百分比都以重量計，除非另有註明。
實施例1兩個單獨的氧化氣化器，氣化器A和氣化器B，每個都有圖2所示的外形，在部分氧化狀態操作並停止，使在部分氧化時聚積的渣沉澱冷卻。圖2中，部分氧化反應器1由圓筒形襯有耐火材料3和4的鋼製壓力容器2製成。底部耐火材料5向狹道出口6傾斜。燃燒器7在反應器1頂部通過入口8。反應器也裝備了未示出的高溫計和熱電偶來監測在反應室頂部、中部和底部的反應器溫度。對於部分氧化，原料經管線10進入燃燒器7的內環狀通道11。含自由氧的氣體經管線12和13分別進入中心和外環狀通道14和15°在從約1200℃(2192°F)至約1500℃(2732°F)的溫度和從約10至約200大氣壓的壓力進行部分氧化反應。原料與氣體在反應室16裡反應製備合成氣，副產物包括聚積在反應器1和出口6內表面17上的渣。合成氣和流體副產物經出口6離開反應器，進入未示出的冷卻室或容器以進一步處理和回收。
非氣態的副產物渣衝擊並附著在反應器的內表面上。從氣化器A獲得的渣被歸類為高釩、含約20％矽酸鹽的含矽適中的渣。從氣化器B獲得的渣被歸類為低釩、含約42％矽酸鹽的含矽高的渣。
氣化器B的渣當在2400°F在空氣中氧化時不變成流體。而氣化器A的渣在空氣中在2200°F下則流化。
2英寸×2英寸×2英寸未氧化的渣的樣品從氣化器A和氣化器B中取出，在1925°F和2400°F氧化。冷卻至70°F後，樣品被製備用於掃描電子顯微鏡(SEM)分析。SEM裝備有能量擴散X-射線分光儀(EDS)。使用PROZA校正程序的非標準定量分析被用於化學分析。用於反射光顯微鏡進行補充相分析。
表1和表2表示從還原到氧化氣氛進行相同反應的氣化器A和B的渣。
鎳以硫化鎳的形式與氧化鋁結合在玻璃相中形成尖晶石類。來自玻璃和被氧化的相的鈣、鐵、鎂、鉬或相同的+2價態金屬形成MV2O6相(其中M＝Fe、Ca、Mg、Mo等)，它們在被氧化的渣裡是主要的載體流動相。玻璃狀物被轉化為富含二氧化矽的更多結晶化的相。
依靠氧化溫度(例如1925和2400°F)，在玻璃相中的變化程度不同。B渣的分析表明，在1925°F釩的氧化物沒有完全破壞玻璃相，而是保留了氧化鋁-二氧化矽網和富二氧化矽的板晶(lath)，阻止了渣流動。在2400°F，板晶變成不互相交結的小球狀晶體，因而可用流動的MV2O6渣從反應器中衝洗掉。渣中的硫化鎳在1925°F和2400°F生成鎳氧化鋁尖晶石類。
表1化學分析(SEM-EDXwt％)氣化器AMgAlSiSCaV CrFe Ni還原的 2.3 3.3 7.2 9.1 6.3 41.820.8 7.6氧化的 3.2 5.1 10.4 0.2 9.7 46.6 0.7 17.6 6.21925°F整體1.3 0.5 13.3 07.6 54.7 0 17.6 4.4整體1.1 1.1 11.9 05.1 37.1 0.7 3111.5相1片狀晶體 5.1 0 0.3 03.4 53.1 0 33.8 3.2相2尖晶石 1.5 6.4 0.3 00 3.2 0.3 59.3 28.8相3板晶 0.3 084.2 00.3 12.7 0 0.9 0相4板晶 1.6 0 0 0 20.6 74.3 0.91.4 1.12400°F整體0.6 4.8 12.8 06.7 49.5 × 18.2 6.1相1片狀晶體 2.6 1.2 0 00.1 56.9 × 35.1 3.3相2尖晶石 2.7 23.9 3.6 00.23.8 × 31.8 33.6相3球狀體 0.2 3.1 73.3 02.4 12.9 × 2.6 0.4相4板晶 0.2 0 0 0 22.4 72.9 × 4.1 0
表2化學分析(SEM-EDXwt％)氣化器BMo AlSiSCa V Cr FeNi還原的(層1)× 14.7 9.3 11.4 0.636.4 × 11.5 15.9還原的(層2)×2.1 1.6 3.2 0.481.6 0 3.9 6.2氧化的 × 14.1 4.1 1.7059.8 0 5.6 14.11925°F整體 9.2 13.9 16.2 0035.1 0.4 8.6 15.33相1尖晶 0 28.7 0.5 003.1 0.2 17.9 49.4相2片狀晶體 20.9 2.40 0034.9 018.3 18.7相3板晶 11.4 4.2 0.9 0077.3 0 2.1 0.6相4板晶1.9 0 85.7 009.6 0 0.8 1.7相5板晶0.7 33.9 42.5 0019.9 0 0.5 1.12400°F整體 10.1 12.9 20.4 00.2 35.9 0 7.9 11.5整體 6.9 16.2 15.8 00.3 34.5 0 9.8 15.7相1片狀晶體 17.6 0.90 0037.1 0.3 20.8 18.3相2板晶 14.1 0.7 0.2 0083.6 0 0.7 0.5相3六方晶體 0 0 97.4 00.6 2.1 0 0 0相4板晶3.9 42.3 22.1 00.2 25.1 0.4 3.7 1.8相5尖晶石0 34.4 1.2 00 2.7 0.2 17.5 43.6
來自氣化器B的渣比來自氣化器A的渣所含玻璃狀物較多而釩較少，因此來自氣化器B的渣低於2∶1的限度。在氣化時，來自氣化器B的渣形成在含矽玻璃狀物中富集的層。在1925°F氧化渣，生成氧化鋁-二氧化矽晶體交聯的網支撐釩氧化物。鉬和鐵釩酸鹽在矽酸鹽之間形成填隙式相。在2400°F，生成一些富二氧化矽小球，但大多數表現為交聯。沒有跡象表明釩氧化物從小球溶解了二氧化矽。因而甚至在整個期間矽酸鹽網也保持完整，渣也不從反應器流出。如果二氧化矽溶解，大量鎳氧化鋁尖晶石的生成也會提高渣的粘度。
氣化器B的渣有高玻璃狀物含量和較低的釩，在2400°F不破碎，而在氣化器A中的渣，有約一半的玻璃狀物含量，由於V2O5與玻璃狀物的相互作用在2200°F完全破碎。
實施例2由合成的渣狀物質形成的錐體有下列成分由65wt％SiO2、20wt％Al2O3、10wt％CaO和5wt％FeO組成的玻璃相；V2O3玻璃狀物的比為10∶0、9∶1、4∶1、7∶3、1∶1、3∶7和0∶10。這些成分列於表3。
表3比例玻璃狀物組成V2O3玻璃狀物 結果*試驗1SiO2-65wt.％ 9∶1(試樣1) 錐體完全被破壞Al2O3-20 8∶2(試樣2) 錐體大部分被破壞CaO-10 7∶3(試樣3) 錐體部分被破壞FeO- 5 6∶4(試樣4) 錐體變光滑並完整試驗2SiO2-65wt.％ 7∶3 錐體部分被破壞Al2O3-25CaO-10試驗3SiO2-65wt.％ 7∶3 錐體完整Al2O3-30CaO- 5試驗4SiO2-20wt.％ 7∶3 錐體部分被破壞Al2O3-50CaO-30試驗5SiO2-55wt.％ 7∶3 錐體被破壞Al2O3- 0CaO-45*結果基於直觀狀態和SEM分析用Leco灰分單位變形來研究改變釩氧化物對玻璃狀物(FeO+CaO+SiO2+Al2O3)的比例對i)在氣化器條件下一系列富釩合成渣的起始變形溫度的影響ii)對在氧化時合成渣的流動性產生的影響。在進行各個試驗時，玻璃狀物的成分保持恆定，並且使用兩種不同的玻璃狀物成分。
實驗在60∶40的CO∶CO2混合物中進行，加熱以保持釩還原到+3價態。根據進行的試驗，CO∶CO2要麼i)在冷卻時仍保持，或ii)在達到變形溫度後，停供混合物，讓空氣進入單位體中。用空氣冷卻後，記錄錐體的變形量，準備用於SEM分析的樣品。
為了確定玻璃狀物成分對錐體氧化速度的影響，改變具有釩氧化物對玻璃狀物比例為7∶3的錐體中的CaO+Al2O3+SiO2的量。錐體在還原氣中加熱到2800°F。當樣品冷卻時使空氣進入單位體中。在冷卻後，直觀檢查樣品並處理以用於SEM分析。
含有在50和70wt％之間的含矽物質的合成的渣錐體在還原條件下變形，如表4和5所示。有80％玻璃狀物、20％釩氧化物，在低至2350°F發生變形。起始的玻璃狀物成分確定渣的變形點。這樣，CaO量越高，變形溫度越低。
表4錐體變形試驗焦起始物質預計熔點2410°FAl2O320％SiO265％CaO 10％FeO 5％V2O3玻璃狀物 起始溫度 軟化溫度 半球狀溫度 液化溫度0 1002385 2411 2426 242710902374 2397 2415 241720802436 2484 2510 251230702670 2800 2800 280050502800 2800 2800 280090102800 2800 2800 2800
表5錐體變形試驗玻璃狀物起始物質 預計熔點2280°FAl2O313.9％SiO251.2％CaO 17.9％FeO 7.8％MgO 4.1％其它 5.1％V2O3玻璃狀物 起始溫度 軟化溫度 半球狀溫 液化溫度度0100 2108 2122 2141 214210 90 2108 2122 2141 214220 80 2145 2196 2340 234130 70 2351 2707 2800 280050 50 2800 2800 2800 280090 10 2800 2800 2800 2800樣品的顯微分析表明，在進行試驗之前的錐體由交結在玻璃狀物裡的釩晶體的網絡構成。這些結構與那些在實際的渣沉澱中發現的相似，只是在樣品錐體中釩氧化物晶體較大以外。
在氧化時，合成的含有少於20wt％含矽玻璃成分的錐體被破壞。含30wt％玻璃狀物的錐體有物質損失，如同所顯示的，尺寸減少但仍保持它們的形狀。含大於40wt％含矽物質的錐體保持完整，並且沒表現出損失了多少釩氧化物。
錐體的顯微分析表明，在氧化時玻璃相被破裂成獨立的含矽顆粒。一旦釩氧化物轉化為釩五氧化物(V2O5)這些不規則形狀的矽酸鹽提供了一個支撐錐體的骨架。
在氧化時具有較高鈣和較低二氧化矽含量的錐體比二氧化矽含量較高的錐體失去的物質多。分析表明，大多數鈣表現出已在氧化過程中由釩從錐體中除去了，留下了富含氧化鋁而貧釩的骨架。高二氧化矽含量的物質也在網孔中含有釩酸鈣，但在交聯骨架中矽酸鹽相以不規則形狀保留。
權利要求
1.一種使從部分氧化反應器中便於除渣的方法，其中渣含有釩三氧化物和含矽的玻璃狀物質，該方法包括a)在受控氧化條件下和至少約2000°F溫度下操作所述反應器；b)向其供給足以將V2O3轉化為V2O5的分壓的氧化劑氣體；和c)控制在反應器中釩對玻璃狀物的重量比至少為約3∶2。
2.權利要求1的方法，其中渣的釩含量在約60-80wt％變化。
3.權利要求1的方法，其中渣的含矽玻璃狀物的含量在約20-30wt％變化。
4.權利要求1的方法，其中渣是石油基原料氣化反應的副產物。
5.權利要求4的方法，其中加入到石油基原料中的含釩物質的量在石油基原料的約0.01-20wt％變化。
6.權利要求5的方法，其中含釩的物質選自由炭、炭黑、釩、一種釩氧化物和這些物質的混合物組成的組。
7.權利要求4的方法，其中石油基原料選自由焦、油和它們的混合物組成的組。
8.權利要求1的方法，其中進行受控氧化的溫度在約2000°F-2500°F變化。
9.權利要求8的方法，其中受控氧化溫度在約2200°F-2300°F變化。
10.權利要求4的方法，其中選自由CaCO3、CaO和它們的混合物組成的組的含鈣的物質被加入石油基原料。
11.權利要求1的方法，其中氧化劑氣體含有氧氣。
12.權利要求1的方法，其中釩對玻璃狀物的重量比分別從約7∶1至約3∶2變化。
13.一種用於製備合成氣的方法，其中包括a)在內壁被耐火材料覆蓋的反應器中加入含自由氧的氣體和含成渣物質的石油基原料；b)在部分氧化反應中原料與含自由氧的氣體反應，製備含氫氣和一氧化碳的合成氣，其中所述合成氣通過出口離開反應器回收；含釩三氧化物和含矽玻璃狀物質的渣接觸並聚積在反應器壁上；c)在受控氧化條件和至少約2000°F的溫度下操作所述反應器除去聚積的渣；d)向其供給足以將V2O3轉化為V2O5的分壓的氧化劑氣體；和e)控制在反應器中釩對玻璃狀物的重量比至少為約3∶2。
14.權利要求13的方法，其中渣的釩含量在約60-80wt％變化。
15.權利要求13的方法，其中渣的含矽玻璃狀物的含量在約20-30wt％變化。
16.權利要求13的方法，其中加入到石油基原料中的含釩物質的量在石油基原料的約0.01-20wt％變化。
17.權利要求13的方法，其中含釩的物質選自由炭、炭黑、釩、一種釩氧化物和這些物質的混合物組成的組。
18.權利要求13的方法，其中石油基原料選自由焦、油和它們的混合物組成的組。
19.權利要求13的方法，其中進行受控氧化的溫度在約2000°F-2500°F變化。
20.權利要求13的方法，其中受控氧化溫度在約2200°F-2300°F變化。
全文摘要
公開了一種使製備合成氣的部分氧化反應器便於除渣的方法。包含釩三氧化物和含矽物質的渣作為製備合成氣的副產物聚積在部分氧化反應器(1)的內壁(17)上。用受控氧化完全除渣，其中釩對玻璃狀物的重量比保持在至少約3∶2，在至少約2000°F的溫度操作反應器(1)，並保持受控氧化條件足以將渣中的釩三氧化物轉化為釩五氧化物。
文檔編號C10J3/08GK1168688SQ95196659
公開日1997年12月24日 申請日期1995年12月5日 優先權日1994年12月8日
發明者D·D·布魯克, J·S·法爾瑟蒂 申請人:德士古發展公司