JPH0249241B2 - - Google Patents

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JPH0249241B2
JPH0249241B2 JP56069463A JP6946381A JPH0249241B2 JP H0249241 B2 JPH0249241 B2 JP H0249241B2 JP 56069463 A JP56069463 A JP 56069463A JP 6946381 A JP6946381 A JP 6946381A JP H0249241 B2 JPH0249241 B2 JP H0249241B2
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JP
Japan
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catalyst
gas
iron
crude gas
temperature
Prior art date
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Application number
JP56069463A
Other languages
English (en)
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JPS56169104A (en
Inventor
Fuirunhaabaa Berunharuto
Tsuiigan Gotsutoharuto
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Krupp Koppers GmbH
Original Assignee
Krupp Koppers GmbH
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Publication date
Application filed by Krupp Koppers GmbH filed Critical Krupp Koppers GmbH
Publication of JPS56169104A publication Critical patent/JPS56169104A/ja
Publication of JPH0249241B2 publication Critical patent/JPH0249241B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/34Purifying combustible gases containing carbon monoxide by catalytic conversion of impurities to more readily removable materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体および(または)液体の炭素含有
材料を1000〜2000℃の温度で部分酸化(ガス化)
することによつて製造した粗ガスの触媒による処
理法に関する。
炭素含有出発材料の部分酸化による粗ガスの製
造および引続くこの粗ガスの種々の目的たとえば
加熱ガス、合成ガスまたは還元ガスとして使用す
るための処理はすでに古くから公知であり、多数
の大工業的装置が好結果をもつて実現されてい
る。上記目的にしばしば使用される前記温度範囲
で作業する公知ガス化法の1つはたとえばガス化
する出発材料をいわゆる気流ガス化するコツパー
ス−トチエツク法である。この方法の本質的利点
はとくに炭素含有出発材料がきわめて融通性に富
むことである。すなわちこの方法によれば天然に
産出するすべての種類の石炭ならびに他の固体お
よび(または)液体燃料たとえば石油化学工業か
らのピツチ、タール、石油コークス、重い炭化水
素および蒸留または製造残渣もガス化することが
できる。得られた粗ガスの次の処理はもちろんそ
れぞれの使用目的によつて異なる。たとえば粗ガ
スはアンモニア製造のためには次の処理の途中で
多くの場合、種々の強さの圧縮および深冷温度で
の処理たとえばメタノール低温洗浄または液体チ
ツ素洗浄を行わなければならない。
しかしこれら2つの処理工程を実施する際、場
合により作業装置に種々の問題および困難が生ず
ることが明らかになつた。たとえば粗ガスコンプ
レツサのインペラおよび付属の中間冷却器にイオ
ウ、硫化物およびニトロシル鉄錯塩(いわゆるル
ツサン塩)の沈積が確認された。メタノール低温
洗浄の場合、イオウおよびメタノールに可溶のイ
オウ−鉄化合物の形成により熱交換器内に不所望
の沈積が生ずる。液体チツ素洗浄の深冷温度部分
において同様不所望の沈積が熱交換器内に生じ、
これは凝固したNO字に起因するものであり、解
凍によつてしか除去することができなかつた。
これら障害の原因としてまずもつぱらチツ素酸
化物NOxの存在が考えられ、これは粗ガス中に
痕跡成分として通常100ppm以下の程度で含まれ
る。それゆえ最近石炭ガス化によつて製造した合
成ガスからアンモニアを製造する場合、チツ素酸
化物をガスからモリブデン酸コバルト痕跡で処理
して除去することがすでに提案されている
(Chem.Eng.1980年2月、88〜90、94ページ参
照)。
しかし本出願人の研究により前記障害の1部に
対してチツ素酸化物のほかに同様粗ガス中に痕跡
成分として<50ppmまたは<150ppmの程度存在
するSO2および酸素も影響することが明らかにな
つた。さらに前記痕跡成分は一般に粗ガスの次の
処理の際導管、コンプレツサ、洗浄器、熱交換器
等の内部に障害(沈積)をひき起こすことを前提
としなければならない。
それゆえ本発明の目的は部分酸化によつて製造
した粗ガスの、チツ素酸化物のほかにSO2および
酸素も除去する触媒による処理法を得ることであ
る。同時にこの方法の経済性の点でできるだけと
くに安価な触媒で処理しなければならない。さら
にランニング作業費はもちろんできるだけ低く保
持しなければならない。それゆえ本発明の方法は
粗ガスの強力な加熱および再冷却を避けるように
できるだけ低い温度レベルで実施しうることを目
標としなければならない。さらに触媒による圧力
降下はできるだけ低く保たなければならない。
この目的は本発明によりダスト状不純物を除去
した70〜250℃の温度に冷却した粗ガスを次のガ
ス処理の前に1〜100バールの圧力および3000〜
30000Nm3ガス/m3触媒・時間の空間速度で、活
性成分として硫化物の形で存在する鉄2〜65重量
%(触媒全重量に対し)を含む触媒を介して導く
ことを特徴とする首記の方法によつて解決され
る。
触媒による粗ガスの処理を90〜200℃の温度お
よび2〜60バールの圧力で実施するのがとくに有
利なことが明らかになつた。
本発明の方法を実施するため担持材料を有する
または有しない酸化物と酸化クロムの混合物を含
む触媒出発材料から出発することができる。さら
にとくに水酸化鉄()、酸化鉄水和物、ボーキ
サイト製造からの赤泥および酸化鉄または水酸化
鉄含有石炭ガス精製塊(いわゆる沼鉄鉱)を触媒
出発材料として使用することができる。
触媒出発材料の鉄成分の所要の硫化は通常粗ガ
ス中に含まれるH2Sとの反応によつて行われる。
それゆえ本発明の方法を実施する際、粗ガス1N
m3当り7mgの最低イオウ量を下回らないのが有利
である。前記硫化の際、場合により存在するクロ
ム成分はまつたくまたはきわめて僅かな程度しか
反応しない。それゆえクロムは触媒中で酸化物の
形を維持し、とくに触媒の構造的補強材として機
能する。酸化鉄および酸化クロムの混合物を触媒
出発材料として使用する限り、この混合物中の
Fe:Crの重量比は5:1〜15:1が適当である。
前述のように触媒の活性成分は担持材料ととも
にまたはなしで使用することができる。触媒が担
体材料を含む場合、とくにAl2O3またはSiO2が担
持材料として使用される。しかし他の公知担持材
料たとえばMgO、ZrO2およびTiO2ならびにその
混合物および化合物(スピネル)および粘土また
はバン土をこの目的に使用することもできる。
本発明の方法を実施する空間速度が高いため、
場合により触媒の活性成分を担体に支持し、その
形状によつて触媒床を介する圧力降下を避けるの
が有利である。これはたとえば担体のハネカム構
造によつて達成される。
粗ガスの本発明による処理はガス化装置から出
るガスを適当な手段たとえばサイクロン分離器お
よび(または)いわゆる湿式洗浄器内の処理によ
つてそのダスト状不純物を除去した後、次のガス
処理の前すなわち酸性ガス洗浄および場合により
変換の前に行われる。粗ガスの次の処理の途中で
圧縮が行われる場合、本発明によるガス処理は有
利に粗ガスの第1圧縮工程の前または間に実施さ
れる。この場合ガス中に存在する水素との反応に
よりSO2はH2Sに、チツ素酸化物はN2および(ま
たは)NH3になる。元素イオウ、ニトロシル鉄
錯塩(いわゆるルツサン塩)またはブードアール
平衡による炭素の形成はこの場合認められなかつ
た。これに反し粗ガス中に含まれる酸素は完全に
反応して水になる。これが本発明の方法を実施す
る比較的低温で可能なことは常用のガス精製の際
の関係を考慮すれば意外であり、予期されなかつ
た。常用のガス精製では本発明の温度レベルより
ごく僅か低い温度でチツ素酸化物は水酸化鉄
()を含む石炭ガス精製塊によつて錯塩に結合
され、酸素はこの場合H2Sと反応して元素イオウ
を形成する。しかし本発明の方法の経済性にとつ
て、使用する比較的低い温度レベルはそれによつ
て粗ガス流れの特殊な加熱を必要としないのでと
くに重要である。
本発明により使用する触媒は要求された反応条
件下には水性ガス平衡によるCOの変換もCOのメ
タン化も促進しない。硫化した触媒の水蒸気によ
る損傷は生じない。COSは初期濃度に応じて
COS−水素添加 COS+H2CO+H2S とCOS−加水分解 COS+H2SCO2+H2O の同時平衡に従つて形成または除去される。
次に本発明の方法の効果を4つの例により説明
する。例1、2および4で使用した装入ガス(粗
ガス)は石炭の部分酸化により、例3では重い炭
化水素の部分酸化によつて製造した。例1〜3の
場合触媒出発材料として酸化鉄と酸化クロムの混
合物、例4では触媒出発材料として水酸化鉄
()を含む石炭ガス精製塊を使用した。触媒出
発材料の硫化は4つの場合すべて装入ガスの含有
H2Sにより行われた。次に例の詳細を示す: 例 (1) 触媒出発材料 Fe/Cr酸化物(Fe:Cr=
9:1) 温 度 150℃ 圧 力 2.5バール 空間速度 13000h-1 装入ガスH2 21.4容量% CO 51.4 〃 CO2 8.0 〃 N2 12.1 〃 H2O 6.2 〃 H2S 0.9 〃 NO 100容量ppm SO2 50 〃 O2 50 〃 生成ガス中 NO 0.5容量ppm SO2 <2 〃 NH3 70 〃 他の成分はほぼ変化なし。
(2) 触媒出発材料 Fe/Cr酸化物(Fe:Cr=
9:1) 温 度 150℃ 圧 力 2.5バール 空間速度 26000h-1 装入ガス 例1と同じ 生成ガス中 NO 3容量ppm SO2 <2 〃 NH3 50 〃 他の成分はほとんど変化なし。
(3) 触媒出発材料 Fe/Cr酸化物(Fe:Cr=
9:1) 温 度 150℃ 圧 力 2.5バール 空間速度 26000h-1 装入ガスH2 34.8容量% CO 42.0 〃 CO2 7.5 〃 N2 9.2 〃 H2O 6.2 〃 H2S 0.3 〃 NO 100容量ppm SO2 50 〃 生成ガス中 NO 2.5容量ppm SO2 2 〃 NH3 55 〃 他の成分はほとんど変化なし。
(4) 触媒出発材料 水酸化鉄()(ガス洗浄材
料) 温 度 150℃ 圧 力 2.5バール 空間速度 26000h-1 装入ガス 例1と同じ 生成ガス中 NO 2容量ppm SO2 2 〃 NH3 60 〃 他の成分はほぼ変化なし。
これらの結果は4つのすべての例で装入ガス中
のSO2およびチツ素酸化物含量の有効な低下を達
成し得たことを示す。チツ素酸化物はこの場合主
としてNH3に還元される。例4はいわゆる石炭
ガス精製塊を触媒出発材料として使用したのでと
くに注目に値する。石炭ガス精製塊はもちろん例
1〜3に使用した酸化鉄と酸化クロムの混合物よ
り安価であり、きわめて経済的な方法である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 固体および(または)液体の炭素含有材料を
    1000〜2000℃の温度で部分酸化(ガス化)するこ
    とによつて製造した粗ガスを触媒により処理する
    方法において、ダスト状不純物を除去した、70〜
    250℃の温度に冷却した粗ガスを次のガス処理の
    前に1〜100バールの圧力ならびに触媒1m3およ
    び1時間当りガス3000〜30000Nm3の空間速度で、
    活性成分として硫化物の形で存在する鉄2〜65重
    量%(全触媒重量に対し)を含む触媒を介して導
    くことを特徴とする部分酸化粗ガスを触媒により
    処理する方法。 2 粗ガスの触媒による処理をとくに90〜200℃
    の温度および2〜60バールの圧力で行う特許請求
    の範囲第1項記載の方法。 3 鉄が触媒出発材料中でまず酸化物または水酸
    化物として存在し、この鉄を粗ガス中に含まれる
    H2Sとの反応によつて硫化物の形に変えた触媒を
    使用する特許請求の範囲第1項または第2項記載
    の方法。 4 触媒出発材料としてFe:Crの重量比がとく
    に5:1〜15:1の鉄−クロム酸化物を使用する
    特許請求の範囲第1項から第3項までのいずれか
    1項記載の方法。 5 触媒出発材料として水酸化鉄()を含む石
    炭ガス精製塊を使用する特許請求の範囲第1項か
    ら第3項までのいずれか1項記載の方法。 6 活性成分が担体の表面に担持された触媒を使
    用し、この担体がその形状によつて触媒床を介す
    る圧力降下を減少する特許請求の範囲第1項から
    第5項までのいずれか1項記載の方法。
JP6946381A 1980-05-10 1981-05-11 Method of treating partial oxidizing coarse gas by catalyst Granted JPS56169104A (en)

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JPS56169104A JPS56169104A (en) 1981-12-25
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GB942029A (en) * 1961-03-23 1963-11-20 Metallgesellschaft Ag A method of detoxifying town and trunk gases

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AU537231B2 (en) 1984-06-14
DD158039A5 (de) 1982-12-22
DE3017998A1 (de) 1981-11-19
DE3017998C2 (de) 1994-05-26
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