JPH0252678B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0252678B2 JPH0252678B2 JP56126858A JP12685881A JPH0252678B2 JP H0252678 B2 JPH0252678 B2 JP H0252678B2 JP 56126858 A JP56126858 A JP 56126858A JP 12685881 A JP12685881 A JP 12685881A JP H0252678 B2 JPH0252678 B2 JP H0252678B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coal
- acetylene
- gas
- hydrogen
- decomposing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、揮発分を含む固体炭素質物を分解さ
せてアセチレンを比較的低いコストで且つ高収率
で製造するためのエネルギー効率法に関する。
せてアセチレンを比較的低いコストで且つ高収率
で製造するためのエネルギー効率法に関する。
用語「固体炭素質物」は、水素対炭素原子比が
0.3〜2.0であり且つ揮発分を含む一群の物質を表
わすために用いられる。好ましい炭素質物は石炭
である。しかしながら、亜炭、ビート、可塑物及
び他のものも適当である。
0.3〜2.0であり且つ揮発分を含む一群の物質を表
わすために用いられる。好ましい炭素質物は石炭
である。しかしながら、亜炭、ビート、可塑物及
び他のものも適当である。
用語「揮発分」は、試験時に炭素質物から分離
する組成物と定義される。例えば、石炭やコーク
スは、ASTM D271―64に従つて分析される。
この分析は、“近成”分析として広く認められて
いる。
する組成物と定義される。例えば、石炭やコーク
スは、ASTM D271―64に従つて分析される。
この分析は、“近成”分析として広く認められて
いる。
歴史的には、電気アーク式加熱器及び他の加熱
装置によつて石炭及び他の炭素質物をアセチレン
に転化することは周知である。
装置によつて石炭及び他の炭素質物をアセチレン
に転化することは周知である。
一般的には、炭素質物は、水素と一緒に電気ア
ーク装置又は他の適当な熱源によつて加熱され
る。混合物は加熱されて炭素質物が分解する。炭
素質物の分解の結果として生成される組成物は、
分解又は反応帯域に存在する反応条件に左右され
る。ある種の組成物の生成が特定の反応条件下に
促進されることは周知である。例えば、反応帯域
の温度が1300Kよりも高い場合には、中間生成物
としてのアセチレンの生成が促進される。また、
アセチレンの同時分解と比較したアセチレンの生
成も、1300K付近で促進される。
ーク装置又は他の適当な熱源によつて加熱され
る。混合物は加熱されて炭素質物が分解する。炭
素質物の分解の結果として生成される組成物は、
分解又は反応帯域に存在する反応条件に左右され
る。ある種の組成物の生成が特定の反応条件下に
促進されることは周知である。例えば、反応帯域
の温度が1300Kよりも高い場合には、中間生成物
としてのアセチレンの生成が促進される。また、
アセチレンの同時分解と比較したアセチレンの生
成も、1300K付近で促進される。
米国特許第1757454号には、水蒸気を石炭微粉
用の懸濁剤として用いる方法が記載されている。
混合物が電気アークに供給され、そこで化学反応
によつてアセチレンが生成される。
用の懸濁剤として用いる方法が記載されている。
混合物が電気アークに供給され、そこで化学反応
によつてアセチレンが生成される。
他のアークによる石炭／アセチレン転化法は、
米国特許第2916534号に記載されている。この特
許文献に記載される方法は、原子に一部分又は完
全に分解される熱い水素分子を利用して炭化水素
を分解する。また、この特許は、反応帯域を通る
水素ガスの流量及び炭化水素中のガス対炭素のモ
ル比を特定している。
米国特許第2916534号に記載されている。この特
許文献に記載される方法は、原子に一部分又は完
全に分解される熱い水素分子を利用して炭化水素
を分解する。また、この特許は、反応帯域を通る
水素ガスの流量及び炭化水素中のガス対炭素のモ
ル比を特定している。
米国特許第3217056号は、原子状水素で取得し
得る熱を利用して炭素質物を分解する他の特許で
ある。水素ガス中の熱含量及び反応時間が特定さ
れる。
得る熱を利用して炭素質物を分解する他の特許で
ある。水素ガス中の熱含量及び反応時間が特定さ
れる。
米国特許第4010090号は、石炭又は他の炭素質
物をアークに供給する前にアークの長さを増大さ
せるために炭化水素ガス流れを利用している。本
発明に関連して、この特許は、カラム２、第11〜
17行目に開示されるアーク式反応器に関する多数
の他の特許があることを示している。
物をアークに供給する前にアークの長さを増大さ
せるために炭化水素ガス流れを利用している。本
発明に関連して、この特許は、カラム２、第11〜
17行目に開示されるアーク式反応器に関する多数
の他の特許があることを示している。
米国特許第3395194号は、電気アーク装置を使
用してガス状炭化水素を酸素の存在下に且つ極め
て高い圧力で加熱する部分酸化法を記載してい
る。
用してガス状炭化水素を酸素の存在下に且つ極め
て高い圧力で加熱する部分酸化法を記載してい
る。
一般には、電気アークを熱源として用いる場合
には、電気アークは水素ガス中を通過しこれによ
つてガスの温度は極めて短時間で極高温まで上昇
される。アークのカラム温度は、一般には、8000
〜20000Kに達する。ガスは、アークを去つて反
応帯域に入るときには、一般には2000〜5000K付
近にある。これらの条件下で、水素分子は一部分
解離して水素原子になる。
には、電気アークは水素ガス中を通過しこれによ
つてガスの温度は極めて短時間で極高温まで上昇
される。アークのカラム温度は、一般には、8000
〜20000Kに達する。ガスは、アークを去つて反
応帯域に入るときには、一般には2000〜5000K付
近にある。これらの条件下で、水素分子は一部分
解離して水素原子になる。
水素が一旦アークを去ると、水素原子は極めて
急速に再結合して分子になる傾向があり、そして
この際にこれらは多量の熱を発散する。ガスの顕
熱の他にこの熱の一部分は主として伝導、対流及
び放射によつて石炭粒子により吸収され、これに
よつて石炭粒子は分解され特にその揮発分を放出
する即ちデボラチリゼーシヨンする。
急速に再結合して分子になる傾向があり、そして
この際にこれらは多量の熱を発散する。ガスの顕
熱の他にこの熱の一部分は主として伝導、対流及
び放射によつて石炭粒子により吸収され、これに
よつて石炭粒子は分解され特にその揮発分を放出
する即ちデボラチリゼーシヨンする。
また、プロセス工程及び条件は、アークに供給
される炭素質物の種類に応じて大きく変動するこ
とも周知であり且つ認識されている。これまで、
ガス状及び液状炭素質物が特に有利な供給原料で
あつた。と云うのは、固体炭素質物から適正なコ
ストでアセチレンを高収率で製造する公知の方法
がなかつたからである。また、ガス状及び液状供
給原料は、取扱うのが容易でありそしてアーク装
置に対して起こす摩耗や損傷も少なかつた。
される炭素質物の種類に応じて大きく変動するこ
とも周知であり且つ認識されている。これまで、
ガス状及び液状炭素質物が特に有利な供給原料で
あつた。と云うのは、固体炭素質物から適正なコ
ストでアセチレンを高収率で製造する公知の方法
がなかつたからである。また、ガス状及び液状供
給原料は、取扱うのが容易でありそしてアーク装
置に対して起こす摩耗や損傷も少なかつた。
かくして、要約すれば、基本的なプロセス工程
は知られているけれども、例えばプロセスの力学
及び動力学は、これまで固体炭素質物からのアセ
チレンの収率をエネルギーが効率的な態様で最大
限にする方法を教示するのに十分なだけ理解され
ていなかつたと仮定される。
は知られているけれども、例えばプロセスの力学
及び動力学は、これまで固体炭素質物からのアセ
チレンの収率をエネルギーが効率的な態様で最大
限にする方法を教示するのに十分なだけ理解され
ていなかつたと仮定される。
次の記載は、本法が特に揮発分を有する固形物
に向けられることを理解するためのものである。
粒子形成性揮発分をできるだけ速く分解させて固
体粒子中にあるこれらの揮発分のチヤー形成二次
反応をできるだけ早く回避するために固体粒子を
加熱するのに必要なプロセスパラメーターが提供
される。
に向けられることを理解するためのものである。
粒子形成性揮発分をできるだけ速く分解させて固
体粒子中にあるこれらの揮発分のチヤー形成二次
反応をできるだけ早く回避するために固体粒子を
加熱するのに必要なプロセスパラメーターが提供
される。
本発明の目的は、固体炭素質物を特定のプロセ
ス条件下に分解させることによつて該炭素質物を
アセチレンに転化する方法を提供することであ
る。
ス条件下に分解させることによつて該炭素質物を
アセチレンに転化する方法を提供することであ
る。
本発明の他の目的は、アセチレンの収率を高め
るためにガス状熱源のエンタルピー及び炭素質物
の熱エンタルピーを特定の範囲内に調節するとこ
ろの方法を提供することである。
るためにガス状熱源のエンタルピー及び炭素質物
の熱エンタルピーを特定の範囲内に調節するとこ
ろの方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、電気アーク装置内で
固体炭素質物を分解する方法を実施することであ
る。
固体炭素質物を分解する方法を実施することであ
る。
本発明の更に他の目的は、固体炭素質物を分解
させてアセチレンを製造するための電気アーク式
反応器における操作条件を提供することである。
させてアセチレンを製造するための電気アーク式
反応器における操作条件を提供することである。
本発明のなお更に他の目的は、固体炭素質物が
反応帯域を出る前に該炭素質物から揮発分の少な
くとも25％を除去する方法を提供することであ
る。
反応帯域を出る前に該炭素質物から揮発分の少な
くとも25％を除去する方法を提供することであ
る。
こゝに本発明に従えば、特定のガスエンタルピ
ー及び特定の炭素質物エンタルピーを緊密に制御
するような反応において固体炭素質物を水素中で
分解させることによつて炭素質物からアセチレン
を製造する方法が提供される。加えて、炭素質物
の粒子の寸法は、石炭及びガスが反応帯域を通過
する時間内で炭素質物中に存在する揮発分の25％
以上を除去するために特定の最少値よりも下に維
持される。
ー及び特定の炭素質物エンタルピーを緊密に制御
するような反応において固体炭素質物を水素中で
分解させることによつて炭素質物からアセチレン
を製造する方法が提供される。加えて、炭素質物
の粒子の寸法は、石炭及びガスが反応帯域を通過
する時間内で炭素質物中に存在する揮発分の25％
以上を除去するために特定の最少値よりも下に維
持される。
本発明の特徴は特許請求の範囲に示されている
が、本発明の操作法、追加的な目的及び利益は、
特定の具体例に関する以下の記載を添付図面と関
連させて読むときに最ともよく理解されよう。
が、本発明の操作法、追加的な目的及び利益は、
特定の具体例に関する以下の記載を添付図面と関
連させて読むときに最ともよく理解されよう。
本発明は、石炭、亜炭、プラスチツク等の如き
固体炭素質物に広く適用することができる。しか
しながら、簡単化のために次の記載は、石炭に限
定されている。
固体炭素質物に広く適用することができる。しか
しながら、簡単化のために次の記載は、石炭に限
定されている。
SER（比エネルギー所要量、Kwhr／lb生成
C2H2）を比ガスエンタルピーの函数及び石炭負
荷量（石炭中の炭素分／hr／標準ft3／水素min）
の函数としてプロツトするならば、炭素質物又は
石炭からのアセチレンの製造は操作パラメーター
に大きく左右されることが理解される。また、
SER及び収率の依存性は、反応温度の函数とし
て変化する。それ故に、本発明の要点は、低い
SER値において高収率でのアセチレンの生成を
もたらす操作パラメーターを指摘することであ
る。
C2H2）を比ガスエンタルピーの函数及び石炭負
荷量（石炭中の炭素分／hr／標準ft3／水素min）
の函数としてプロツトするならば、炭素質物又は
石炭からのアセチレンの製造は操作パラメーター
に大きく左右されることが理解される。また、
SER及び収率の依存性は、反応温度の函数とし
て変化する。それ故に、本発明の要点は、低い
SER値において高収率でのアセチレンの生成を
もたらす操作パラメーターを指摘することであ
る。
第１図は、比ガスエンタルピー対比固体エンタ
ルピーの座標上にプロツトした２つの“凍結
（frozen）”生成物温度値に関する等収率曲線及び
等SER曲線のプロツトである。前者は、Kw／炭
素流lb／hr単位の入力として定義される。図面
は、1400K及び1800Kの“凍結”生成物温度にお
ける３及び５のSER並びに10％及び60％のアセ
チレン収率の各線を含む。各曲線は、低い方の温
度では比較的低いアセチレン収率の場合でさえも
低いSERを得ることができることを示す。同様
に、もしアセチレン収率が高いと、高い“凍結”
生成物温度においてさえも低いSERを得ること
ができる。各々のエンタルピーは、電力、ガス供
給量及び石炭供給量を制御することによつて調節
される。
ルピーの座標上にプロツトした２つの“凍結
（frozen）”生成物温度値に関する等収率曲線及び
等SER曲線のプロツトである。前者は、Kw／炭
素流lb／hr単位の入力として定義される。図面
は、1400K及び1800Kの“凍結”生成物温度にお
ける３及び５のSER並びに10％及び60％のアセ
チレン収率の各線を含む。各曲線は、低い方の温
度では比較的低いアセチレン収率の場合でさえも
低いSERを得ることができることを示す。同様
に、もしアセチレン収率が高いと、高い“凍結”
生成物温度においてさえも低いSERを得ること
ができる。各々のエンタルピーは、電力、ガス供
給量及び石炭供給量を制御することによつて調節
される。
“凍結”生成物温度は、多かれ少なかれ、反応
時間を制御することによつて調節することができ
る。これらは、単に独立したプロセスパラメータ
ーであるだけでなく他のプロセスパラメータの入
力条件に依存する。また、これらは供給材料及び
反応系の物理的及び化学的特性に依存し、例え
ば、組成が異なる石炭は、他の点では同一の入力
条件下に異なる時間―温度履歴を受ける。何故な
らば、これらは異なる時間―生成物組成履歴を経
験するからである。最高“凍結”温度は系が許容
するだけ高くてよいが、しかし現実的な収率と共
に低いSERを維持するためには温度は1800Kより
もずつと高くしてはいけない。
時間を制御することによつて調節することができ
る。これらは、単に独立したプロセスパラメータ
ーであるだけでなく他のプロセスパラメータの入
力条件に依存する。また、これらは供給材料及び
反応系の物理的及び化学的特性に依存し、例え
ば、組成が異なる石炭は、他の点では同一の入力
条件下に異なる時間―温度履歴を受ける。何故な
らば、これらは異なる時間―生成物組成履歴を経
験するからである。最高“凍結”温度は系が許容
するだけ高くてよいが、しかし現実的な収率と共
に低いSERを維持するためには温度は1800Kより
もずつと高くしてはいけない。
これらの条件下でプロセスは比較的低い圧力下
において例えば２気圧下に効率的に進行する。
において例えば２気圧下に効率的に進行する。
上記の理由及び第１図から、比ガスエンタルピ
ー及び比固体エンタルピーによつて石炭、電力及
び水素流量の包囲範囲を定めることが可能であ
る。この包囲範囲の境界線の下方左半分が1400K
における５のSERによつて定められそして上方
右半分が1800Kにおける60％のアセチレン収率に
よつて定められると仮定すると、後者の範囲が選
定される。何故ならば、アセチレン収率はいかな
る事情下でも現実的には60％以上になり得ないか
らである。また、５の比ガスエンタルピー及び
2.5の比固体エンタルピーにおいても境界線が引
かれる。何故ならば、これらは所望の最低SER
操作条件から離れすぎているからである。従つ
て、正味の結果は、次のｘ，ｙ座標（1.0，2.5）
（2.0，2.5）（5.0，1.5）（5.0，0.6）（2.0，0.5）
（1.0，1.5）（こゝで、ｘはKw／SCFM H2の単位
の比ガスエンタルピーであり、そしてｙはKw／
lb／炭素hrの単位の比固体エンタルピーである）
を連結する線によつて定められる包囲範囲であ
る。
ー及び比固体エンタルピーによつて石炭、電力及
び水素流量の包囲範囲を定めることが可能であ
る。この包囲範囲の境界線の下方左半分が1400K
における５のSERによつて定められそして上方
右半分が1800Kにおける60％のアセチレン収率に
よつて定められると仮定すると、後者の範囲が選
定される。何故ならば、アセチレン収率はいかな
る事情下でも現実的には60％以上になり得ないか
らである。また、５の比ガスエンタルピー及び
2.5の比固体エンタルピーにおいても境界線が引
かれる。何故ならば、これらは所望の最低SER
操作条件から離れすぎているからである。従つ
て、正味の結果は、次のｘ，ｙ座標（1.0，2.5）
（2.0，2.5）（5.0，1.5）（5.0，0.6）（2.0，0.5）
（1.0，1.5）（こゝで、ｘはKw／SCFM H2の単位
の比ガスエンタルピーであり、そしてｙはKw／
lb／炭素hrの単位の比固体エンタルピーである）
を連結する線によつて定められる包囲範囲であ
る。
また、比ガスエンタルピー及び比固体エンタル
ピーは、Kw／SCFMに0.544そしてKw／lb／炭
素／hrに1.896をそれぞれ掛けることによつて
Kcal／ｇモルガス及びKcal／ｇ炭素のメートル
単位によつて表わすこともできる。この変換は、
入熱が電気エネルギーの代わりに熱エネルギーの
形態にあるときにプロセスの所要エネルギーを理
解するに有益になろう。
ピーは、Kw／SCFMに0.544そしてKw／lb／炭
素／hrに1.896をそれぞれ掛けることによつて
Kcal／ｇモルガス及びKcal／ｇ炭素のメートル
単位によつて表わすこともできる。この変換は、
入熱が電気エネルギーの代わりに熱エネルギーの
形態にあるときにプロセスの所要エネルギーを理
解するに有益になろう。
また、本発明の工業的な具体例では、水素は生
成物流れから回収されてプロセスに再循環される
ことも理解されたい。それ故に、供給水素は、プ
ロセスにおいて副生物として生成される可能性が
ある一酸化炭素、水蒸気及び炭化水素の如き他の
ガス種を含有するかもしれない。このような場合
には、上に記載した比ガスエンタルピーは、汚染
物を含めた全ガス流量に基づくものである。
成物流れから回収されてプロセスに再循環される
ことも理解されたい。それ故に、供給水素は、プ
ロセスにおいて副生物として生成される可能性が
ある一酸化炭素、水蒸気及び炭化水素の如き他の
ガス種を含有するかもしれない。このような場合
には、上に記載した比ガスエンタルピーは、汚染
物を含めた全ガス流量に基づくものである。
それ故に、第１図に示される発明は、本明細書
における第一の操作パラメーターを確立する。
における第一の操作パラメーターを確立する。
分析モデルを作つた。このモデルは、高温反応
器内における複雑な相互作用において明らかに重
要である基本的な熱化学及び流体動力学を具体化
し、そして観察された結果と一致することが必要
なある種の拘束及び仮定を追加的に包含する。臨
界出力パラメーターに対する独立プロセス変数の
変動の影響を予想できることによつて、このモデ
ルは、プロセス改良実験を管理し並びに反応器を
より大きい容器に拡大する際に有益になる。
器内における複雑な相互作用において明らかに重
要である基本的な熱化学及び流体動力学を具体化
し、そして観察された結果と一致することが必要
なある種の拘束及び仮定を追加的に包含する。臨
界出力パラメーターに対する独立プロセス変数の
変動の影響を予想できることによつて、このモデ
ルは、プロセス改良実験を管理し並びに反応器を
より大きい容器に拡大する際に有益になる。
モデルの形式化に当つて、アーク式石炭反応器
を第２図の概略図によつて示すように概念上４つ
の帯域に分割した。反応器ではその操作中に複雑
な流体動力学的及び熱化学的プロセスが起るの
で、生成するアセチレンの量に対して一次影響を
及ぼすようなプロセスのみを認識しこれによつて
この形式化をより扱いやすい型に簡素化すること
が必要である。これは、次のもつともらしい仮定
をなすことによつて行われる。
を第２図の概略図によつて示すように概念上４つ
の帯域に分割した。反応器ではその操作中に複雑
な流体動力学的及び熱化学的プロセスが起るの
で、生成するアセチレンの量に対して一次影響を
及ぼすようなプロセスのみを認識しこれによつて
この形式化をより扱いやすい型に簡素化すること
が必要である。これは、次のもつともらしい仮定
をなすことによつて行われる。
石炭分散帯域では、最とも重要なプロセスは、
石炭―水素供給物と主流れである水素とを混合す
ることである。このモデルでは、すべての石炭粒
子は、混合物がアーク帯域に入るときまでに水素
ガス中に均一に分散される。
石炭―水素供給物と主流れである水素とを混合す
ることである。このモデルでは、すべての石炭粒
子は、混合物がアーク帯域に入るときまでに水素
ガス中に均一に分散される。
アーク帯域では、回転するアークは水素―石炭
混合物を横切つてさつと通る。アークは最とも抵
抗の少ない通路に従つて流れるので、この通路は
石炭粒子を経てつながれた通路によるよりもむし
ろ水素ガスによつて提供されると仮定するのが適
当である。換言すれば、この仮定は、水素のイオ
ン伝導度が石炭粒子の伝導度よりもずつと高いこ
とを意味する。それ故に、石炭―水素混合物がア
ーク帯域を通過するときに、電気入力は水素ガス
のみを加熱し石炭粒子を加熱しない。結局、粒子
は、伝導及び対流により熱い水素ガスによつて加
熱された状態になる。反応帯域における滞留時間
と比較してアーク帯域における短かい滞留時間の
ために、且つ石炭粒子の熱的不活性のために、石
炭粒子は、ガスがその高温に達する間に実質上そ
れらの流入温度のまゝであるようである。上記の
ことにかんがみ、最とも重要な仮定は、アーク帯
域では石炭粒子の温度が変動しない間に水素が入
力の全部を吸収して高温（これは、平衡の面から
決定される）に達することである。
混合物を横切つてさつと通る。アークは最とも抵
抗の少ない通路に従つて流れるので、この通路は
石炭粒子を経てつながれた通路によるよりもむし
ろ水素ガスによつて提供されると仮定するのが適
当である。換言すれば、この仮定は、水素のイオ
ン伝導度が石炭粒子の伝導度よりもずつと高いこ
とを意味する。それ故に、石炭―水素混合物がア
ーク帯域を通過するときに、電気入力は水素ガス
のみを加熱し石炭粒子を加熱しない。結局、粒子
は、伝導及び対流により熱い水素ガスによつて加
熱された状態になる。反応帯域における滞留時間
と比較してアーク帯域における短かい滞留時間の
ために、且つ石炭粒子の熱的不活性のために、石
炭粒子は、ガスがその高温に達する間に実質上そ
れらの流入温度のまゝであるようである。上記の
ことにかんがみ、最とも重要な仮定は、アーク帯
域では石炭粒子の温度が変動しない間に水素が入
力の全部を吸収して高温（これは、平衡の面から
決定される）に達することである。
反応帯域では、熱い水素ガスは伝導及び対流に
よつて石炭粒子を加熱する。粒子は熱分解し、そ
して熱分解によつて生成した揮発分は水素と混合
して反応する。かくしてこの急速な加熱条件下に
生成された揮発分は、本質上水素及び炭素元素を
含有する種よりなりそして構造が親の炭素質物中
に存在する各官能基に類似している。1400Kより
も上では、炭化水素揮発分は、もし反応を急冷し
ないと、時に熱分解してアセチレンにそして最後
には炭素と水素になる傾向がある。反応媒体とし
ては水素が好ましいが、この理由は、たいていの
他のガス類と比較したときのその高い熱伝導性及
びアセチレン形成反応におけるその関与の可能性
（これはその分子の構成成分であるので）のため
である。また、水素は、禁止的な反応機構によつ
て、また生成物ガス中の分子の濃度を希釈するこ
とによつてアセチレンの分解を遅らせる傾向があ
ることも知られている。
よつて石炭粒子を加熱する。粒子は熱分解し、そ
して熱分解によつて生成した揮発分は水素と混合
して反応する。かくしてこの急速な加熱条件下に
生成された揮発分は、本質上水素及び炭素元素を
含有する種よりなりそして構造が親の炭素質物中
に存在する各官能基に類似している。1400Kより
も上では、炭化水素揮発分は、もし反応を急冷し
ないと、時に熱分解してアセチレンにそして最後
には炭素と水素になる傾向がある。反応媒体とし
ては水素が好ましいが、この理由は、たいていの
他のガス類と比較したときのその高い熱伝導性及
びアセチレン形成反応におけるその関与の可能性
（これはその分子の構成成分であるので）のため
である。また、水素は、禁止的な反応機構によつ
て、また生成物ガス中の分子の濃度を希釈するこ
とによつてアセチレンの分解を遅らせる傾向があ
ることも知られている。
この反応性ガス混合物についての熱力学的平衡
による計算は、最終組成物が主として凝縮炭素及
び水素よりなることを示す。明らかに、アセチレ
ンは、この混合物が完全平衡に達する前に複雑な
一時的反応経路を経て生成する。
による計算は、最終組成物が主として凝縮炭素及
び水素よりなることを示す。明らかに、アセチレ
ンは、この混合物が完全平衡に達する前に複雑な
一時的反応経路を経て生成する。
アーク式石炭反応器におけるアセチレンの総合
生成は、本質的には、アセチレンの生成と分解と
の連続プロセスであるが、生成速度の方が分解速
度よりも幾分高い。その結果、アセチレンの総合
生成が最大限になる最適滞留時間が常に存在し、
それ故に所定の投入条件に対するアセチレンの正
味の生成量を最大限にするには生成物流れを急冷
しなければならない。一般的に言つて、急冷媒体
は、純粋に熱的であつても又は熱的及び化学的の
両方であつてもよい（即ち、生成物流れの顕熱の
一部分を吸収することによつて急冷媒体から追加
的な化合物が製造される）。もしこれが純熱的冷
媒であるならば、その冷媒の組成は重要ではな
い。得られるアセチレン濃度がアセチレンの経済
的な分離及び精製に対して低すぎないという条件
がつけば、温度を下げるためのその熱容量だけが
重要である。もしこれが熱的及び化学的の両方で
あるならば、冷媒の組成は明らかに重要である。
こゝでモデル化の目的に対しては、冷媒は純粋に
熱的で且つ完全であると仮定される。即ち、急冷
直前の熱い生成物の組成は急冷によつて瞬間的に
“凍結される（frozen）”。
生成は、本質的には、アセチレンの生成と分解と
の連続プロセスであるが、生成速度の方が分解速
度よりも幾分高い。その結果、アセチレンの総合
生成が最大限になる最適滞留時間が常に存在し、
それ故に所定の投入条件に対するアセチレンの正
味の生成量を最大限にするには生成物流れを急冷
しなければならない。一般的に言つて、急冷媒体
は、純粋に熱的であつても又は熱的及び化学的の
両方であつてもよい（即ち、生成物流れの顕熱の
一部分を吸収することによつて急冷媒体から追加
的な化合物が製造される）。もしこれが純熱的冷
媒であるならば、その冷媒の組成は重要ではな
い。得られるアセチレン濃度がアセチレンの経済
的な分離及び精製に対して低すぎないという条件
がつけば、温度を下げるためのその熱容量だけが
重要である。もしこれが熱的及び化学的の両方で
あるならば、冷媒の組成は明らかに重要である。
こゝでモデル化の目的に対しては、冷媒は純粋に
熱的で且つ完全であると仮定される。即ち、急冷
直前の熱い生成物の組成は急冷によつて瞬間的に
“凍結される（frozen）”。
石炭粒子が熱い水素によつて加熱されるにつれ
て、それらは複雑な反応経路を経て分解して揮発
物を生成する。この揮発物は、本質的には高温で
不安定な炭化水素である。反応帯域内における揮
発物の温度が低下するにつれて新しい化合物が絶
えず生成されそして分解されている。もし反応を
熱平衡まで進めると、石炭は、場合によつてはチ
ヤー（char）、凝縮炭素、すす、水素及び少量の
他の炭化水素種を形成する。急冷の目的は、高温
度での熱平衡を防止すること、及び反応帯域を出
る反応生成物をアセチレンの生成を促進する温度
からアセチレンが安定となるずつと低い温度まで
下げることである。
て、それらは複雑な反応経路を経て分解して揮発
物を生成する。この揮発物は、本質的には高温で
不安定な炭化水素である。反応帯域内における揮
発物の温度が低下するにつれて新しい化合物が絶
えず生成されそして分解されている。もし反応を
熱平衡まで進めると、石炭は、場合によつてはチ
ヤー（char）、凝縮炭素、すす、水素及び少量の
他の炭化水素種を形成する。急冷の目的は、高温
度での熱平衡を防止すること、及び反応帯域を出
る反応生成物をアセチレンの生成を促進する温度
からアセチレンが安定となるずつと低い温度まで
下げることである。
かくして、アセチレンの生成は、実際には、熱
分解プロセスにおける中間工程である。たとえこ
れが好ましい温度で形成されるとしても、そのモ
デル及び実験は、アセチレン収率がある最適な滞
留時間でピークに達することを示す。長い滞留時
間では、収率は低下する。収率は、アセチレンの
生成と同時に起るすす及び炭化水素へのその分解
のために低下する。この分解プロセスは、時には
アセチレン熱分解と称される。
分解プロセスにおける中間工程である。たとえこ
れが好ましい温度で形成されるとしても、そのモ
デル及び実験は、アセチレン収率がある最適な滞
留時間でピークに達することを示す。長い滞留時
間では、収率は低下する。収率は、アセチレンの
生成と同時に起るすす及び炭化水素へのその分解
のために低下する。この分解プロセスは、時には
アセチレン熱分解と称される。
第３図は、生成したアセチレンのモル％を時間
の函数として示すプロツトである。アセチレンの
量はプロセスの操作パラメーターが変動するにつ
れて変動するが、しかし曲線の形状は概略的なも
のである。アセチレンの濃度収率は１ミリ秒以内
でピークに達しそして少なくとも10ミリ秒まで高
いまゝである。次いで、濃度かくして収率が急速
に低下する。
の函数として示すプロツトである。アセチレンの
量はプロセスの操作パラメーターが変動するにつ
れて変動するが、しかし曲線の形状は概略的なも
のである。アセチレンの濃度収率は１ミリ秒以内
でピークに達しそして少なくとも10ミリ秒まで高
いまゝである。次いで、濃度かくして収率が急速
に低下する。
比固体エンタルピー及び比ガスエンタルピーの
下に操作する利益を記述したが、第二の重要な操
作パラメーターが確立される。分解反応は、濃度
及び収率を最大限にするためには約0.5ミリ秒で
行われるべきで且つ10ミリ秒以内で完了されるべ
きである。
下に操作する利益を記述したが、第二の重要な操
作パラメーターが確立される。分解反応は、濃度
及び収率を最大限にするためには約0.5ミリ秒で
行われるべきで且つ10ミリ秒以内で完了されるべ
きである。
先に、石炭粒子は熱くなるにつれて分解する傾
向があることを記載した。また、アセチレンの収
率は揮発物収率に直接関係することも記載した。
それ故に、約0.5ミリ秒でしかしいずれにしても
10ミリ秒以内で最大限の分解を達成することが必
要となる。
向があることを記載した。また、アセチレンの収
率は揮発物収率に直接関係することも記載した。
それ故に、約0.5ミリ秒でしかしいずれにしても
10ミリ秒以内で最大限の分解を達成することが必
要となる。
アークで加熱された水素は、初期において高温
に加熱されるが、しかし次いでそれが石炭粒子を
加熱してそれと反応するにつれて急速に冷える。
他方、石炭粒子は、それらがガス温度に達するま
で加熱される。ガス及び石炭の熱含量又はエンタ
ルピーが第１図において先に図示した包囲範囲内
で作用するような条件下では、40ミクロンよりも
小さい粒子は１ミリ秒以内でガス温度に達しこれ
に対してそれよりも大きい粒子は徐々に熱されて
生成する揮発物が少ないことが確認された。
に加熱されるが、しかし次いでそれが石炭粒子を
加熱してそれと反応するにつれて急速に冷える。
他方、石炭粒子は、それらがガス温度に達するま
で加熱される。ガス及び石炭の熱含量又はエンタ
ルピーが第１図において先に図示した包囲範囲内
で作用するような条件下では、40ミクロンよりも
小さい粒子は１ミリ秒以内でガス温度に達しこれ
に対してそれよりも大きい粒子は徐々に熱されて
生成する揮発物が少ないことが確認された。
揮発物収率と粒度との間の関係は、第４図に例
示されている。これらの曲線は、揮発分が
ASTM近成分析を基にして40％であつた特定の
石炭試料に基づいている。18％近成揮発分又はそ
れ以上を有する石炭は、アセチレンへの転化に好
適であると考えられる。重量による典型的な粒度
分布は次の実施例で示される。データによれば、
直径が33ミクロンよりも小さい粒子は最大限に近
いそれらの元の重量の80％の揮発分をもたらしそ
してそれらの重量の20％を残留チヤーとして残す
ことを示す。それよりも大きい粒子は、図面が示
すように約190ミクロンの粒子だけが石炭の近成
分析と同量の揮発分を生成するまで大きい寸法程
漸次的に少ない揮発分を生成する。特に、もし石
炭の粒度を190ミクロンよりもそして好ましくは
25〜50ミクロン付近に維持すると、最大アセチレ
ン収率を得るのに要する時間と揮発分収率を最大
限にするのに有効な時間との間には完全な相関関
係があることが理解されよう。
示されている。これらの曲線は、揮発分が
ASTM近成分析を基にして40％であつた特定の
石炭試料に基づいている。18％近成揮発分又はそ
れ以上を有する石炭は、アセチレンへの転化に好
適であると考えられる。重量による典型的な粒度
分布は次の実施例で示される。データによれば、
直径が33ミクロンよりも小さい粒子は最大限に近
いそれらの元の重量の80％の揮発分をもたらしそ
してそれらの重量の20％を残留チヤーとして残す
ことを示す。それよりも大きい粒子は、図面が示
すように約190ミクロンの粒子だけが石炭の近成
分析と同量の揮発分を生成するまで大きい寸法程
漸次的に少ない揮発分を生成する。特に、もし石
炭の粒度を190ミクロンよりもそして好ましくは
25〜50ミクロン付近に維持すると、最大アセチレ
ン収率を得るのに要する時間と揮発分収率を最大
限にするのに有効な時間との間には完全な相関関
係があることが理解されよう。
各試験で明らかになつた試験データは次の実施
例で提供される。例１及び２は、第１図で定めた
包囲範囲外の条件を示す。例３及び４は、包囲範
囲内の条件を表わす。例４の試験データは、急冷
を包含する。
例で提供される。例１及び２は、第１図で定めた
包囲範囲外の条件を示す。例３及び４は、包囲範
囲内の条件を表わす。例４の試験データは、急冷
を包含する。
例 １
直流電気アーク式反応器を用いて石炭からアセ
チレンを製造した。この反応器では、反応器の外
側にあるアーク放電帯域を包囲する磁気コイルに
よつて提供される外部磁場の作用によつて直流ア
ークが1000〜3000回転／秒で回転されていた。反
応器（この概要は第２図に示される）は、50〜
150Kwの範囲内の電気入力で操作することが可
能である。反応器壁は銅管より構成されるが、こ
の銅管は、該銅管とその外部ジヤケツトとの間の
管状ギヤツプを高速度で循環する水によつて冷却
された。
チレンを製造した。この反応器では、反応器の外
側にあるアーク放電帯域を包囲する磁気コイルに
よつて提供される外部磁場の作用によつて直流ア
ークが1000〜3000回転／秒で回転されていた。反
応器（この概要は第２図に示される）は、50〜
150Kwの範囲内の電気入力で操作することが可
能である。反応器壁は銅管より構成されるが、こ
の銅管は、該銅管とその外部ジヤケツトとの間の
管状ギヤツプを高速度で循環する水によつて冷却
された。
６ミクロン範囲が２重量％、13ミクロン範囲が
18重量％、22.5ミクロン範囲が20重量％、33ミク
ロン範囲が20重量％、50ミクロン範囲が20重量
％、81ミクロン範囲が18重量％及び190ミクロン
範囲が２重量％の粒度分布を有する微粉状石炭を
キヤリアガスとしての水素と共にアーク放電帯域
に注入した。石炭は、近成分析によつて38重量％
の揮発分を含有する高揮発分歴青炭であつた。石
炭の最終分析値は、乾燥基準で炭素77.3重量％、
水素5.1重量％、酸素8.4重量％、窒素1.4重量％、
硫黄1.8重量％及び灰分6.0重量％である。
18重量％、22.5ミクロン範囲が20重量％、33ミク
ロン範囲が20重量％、50ミクロン範囲が20重量
％、81ミクロン範囲が18重量％及び190ミクロン
範囲が２重量％の粒度分布を有する微粉状石炭を
キヤリアガスとしての水素と共にアーク放電帯域
に注入した。石炭は、近成分析によつて38重量％
の揮発分を含有する高揮発分歴青炭であつた。石
炭の最終分析値は、乾燥基準で炭素77.3重量％、
水素5.1重量％、酸素8.4重量％、窒素1.4重量％、
硫黄1.8重量％及び灰分6.0重量％である。
反応器は、減圧において次の入力条件即ち電力
148.8Kw、石炭60lb／hr及び水素27.7標準ft3／分
（SCFM）で操作された。対応する比固体エンタ
ルピー及び比ガスエンタルピーは、それぞれ、
2.5Kw／lb石炭／hr及び5.4Kw／SCFM H2であ
つた。活性冷媒物質は全く注入せず、そして生成
物流れは水冷反応器壁を経て冷却された。反応帯
域及び冷却帯域における全滞留時間は、約５ミリ
秒であつた。
148.8Kw、石炭60lb／hr及び水素27.7標準ft3／分
（SCFM）で操作された。対応する比固体エンタ
ルピー及び比ガスエンタルピーは、それぞれ、
2.5Kw／lb石炭／hr及び5.4Kw／SCFM H2であ
つた。活性冷媒物質は全く注入せず、そして生成
物流れは水冷反応器壁を経て冷却された。反応帯
域及び冷却帯域における全滞留時間は、約５ミリ
秒であつた。
この形状の反応器は、反応が開始するや否や反
応流れの冷却が開始るので反応帯域と冷却帯域と
の間に明確な区別がない。しかしながら、熱伝達
率及びエネルギー平衡によつて、反応器は約75％
のエネルギー効率であること即ち入力の75％が反
応体によつて吸収されそして残部が反応器の冷却
水によつて吸収される。このときに、“正味”の
比固体エンタルピー及び比ガスエンタルピーは
2.4Kw／lb炭素／hr及び4.0Kw／SCFMであり、
かくして入力条件は第１図に定められる包囲範囲
のすぐ外側に位置していた。
応流れの冷却が開始るので反応帯域と冷却帯域と
の間に明確な区別がない。しかしながら、熱伝達
率及びエネルギー平衡によつて、反応器は約75％
のエネルギー効率であること即ち入力の75％が反
応体によつて吸収されそして残部が反応器の冷却
水によつて吸収される。このときに、“正味”の
比固体エンタルピー及び比ガスエンタルピーは
2.4Kw／lb炭素／hr及び4.0Kw／SCFMであり、
かくして入力条件は第１図に定められる包囲範囲
のすぐ外側に位置していた。
この入力条件下での反応器流出流れは8.0容量
％のC2H2を含有し、そしてアセチレン収率は供
給した石炭100lb当り17.5lbであつた。電極に加
えられた電力を基にした全SERは14.2Kwhr／
lbC2H2であつた。
％のC2H2を含有し、そしてアセチレン収率は供
給した石炭100lb当り17.5lbであつた。電極に加
えられた電力を基にした全SERは14.2Kwhr／
lbC2H2であつた。
例 ２
例１と同じ反応器を60Kw電力、63lb石炭／hr
及び30SCFM H2Oで操作した。対応する全比固
体エンタルピー及びガスエンタルピーは
0.95Kw／lb石炭／hr及び2.0Kw／SCFM H2であ
り、そして反応器のエネルギー効率を75％と仮定
した“正味”の比固体エンタルピー及びガスエン
タルピーはそれぞれ0.92Kw／lb炭素／hr及び
1.5Kw／SCFM H2であつた。かくして、入力条
件は、第１図に定められる包囲範囲の下方左手境
界線のすぐ外側にある。
及び30SCFM H2Oで操作した。対応する全比固
体エンタルピー及びガスエンタルピーは
0.95Kw／lb石炭／hr及び2.0Kw／SCFM H2であ
り、そして反応器のエネルギー効率を75％と仮定
した“正味”の比固体エンタルピー及びガスエン
タルピーはそれぞれ0.92Kw／lb炭素／hr及び
1.5Kw／SCFM H2であつた。かくして、入力条
件は、第１図に定められる包囲範囲の下方左手境
界線のすぐ外側にある。
この入力条件下での反応器生産量は、7.8容量
％のC2H2、14.7lb C2H2／100lb供給石炭のアセ
チレン収率及び6.5Kwhr／lb C2H2のSERであつ
た。
％のC2H2、14.7lb C2H2／100lb供給石炭のアセ
チレン収率及び6.5Kwhr／lb C2H2のSERであつ
た。
例 ３
例１と同じ反応器を73.4Kw動力、63.0lb石
炭／hr及び27.5SCFM H2で運転した。対応する
全比固体エンタルピー及びガスエンタルピーは
1.17Kw／lb石炭／hr及び2.67Kw／SCFM H2で
あり、そして反応器のエネルギー効率を75％と仮
定した“正味”の比固体エンタルピー及びガスエ
ンタルピーは1.13Kw／lb炭素／hr及び2.0Kw／
SCFM H2であつた。かくして、入力条件は第１
図に定められる包囲範囲の内側にある。
炭／hr及び27.5SCFM H2で運転した。対応する
全比固体エンタルピー及びガスエンタルピーは
1.17Kw／lb石炭／hr及び2.67Kw／SCFM H2で
あり、そして反応器のエネルギー効率を75％と仮
定した“正味”の比固体エンタルピー及びガスエ
ンタルピーは1.13Kw／lb炭素／hr及び2.0Kw／
SCFM H2であつた。かくして、入力条件は第１
図に定められる包囲範囲の内側にある。
この条件下での反応器生産量は、9.1容量％の
アセチレン濃度、23.6lb C2H2／100lb供給石炭の
アセチレン収率及び5.0Kw／lb C2H2のSERであ
つた。
アセチレン濃度、23.6lb C2H2／100lb供給石炭の
アセチレン収率及び5.0Kw／lb C2H2のSERであ
つた。
例 ４
例１と同じ反応器を88.0Kw動力、93.1lb石
炭／hr及び33.4SCFM H2で操作した。本例では、
アーク放電帯域よりも6in下側で水の微噴霧を注
入し、かくして全反応時間を２ミリ秒に限定し
た。対応する全比固体エンタルピー及びガスエン
タルピーは0.95Kw／lb石炭／hr及び2.6Kw／
SCFM H2であり、そして“正味”の反応器エネ
ルギー効率は1.22Kw／lb石炭／hr及び1.98Kw／
SCFM H2であつた。かくして、入力条件は、第
１に定められる包囲範囲の内側にある。
炭／hr及び33.4SCFM H2で操作した。本例では、
アーク放電帯域よりも6in下側で水の微噴霧を注
入し、かくして全反応時間を２ミリ秒に限定し
た。対応する全比固体エンタルピー及びガスエン
タルピーは0.95Kw／lb石炭／hr及び2.6Kw／
SCFM H2であり、そして“正味”の反応器エネ
ルギー効率は1.22Kw／lb石炭／hr及び1.98Kw／
SCFM H2であつた。かくして、入力条件は、第
１に定められる包囲範囲の内側にある。
この条件下での反応器生産量は、9.2容量％の
アセチレン濃度、20.3lb C2H2／100lb供給石炭の
アセチレン収率及び4.7Kwhr／lb C2H2のSERで
あつた。
アセチレン濃度、20.3lb C2H2／100lb供給石炭の
アセチレン収率及び4.7Kwhr／lb C2H2のSERで
あつた。
第５図は、水素及び石炭供給量が実験的に見い
出された最適条件で一定に保たれる間にSERに
及ぼす電力変動の影響を例示する。電気入力が
50Kwから150Kwに変動されたけれども、実験で
詳解された75Kwの電力入力が理論上最低のSER
をもたらすことに注目することは興味のあること
である。反応器のエネルギー効率を100％と仮定
したモデル計算によれば、計算された最低SER
は、3Kwhr／lbアセチレンよりも僅かに低くそ
して約0.5ミリ秒滞留時間で生じる。
出された最適条件で一定に保たれる間にSERに
及ぼす電力変動の影響を例示する。電気入力が
50Kwから150Kwに変動されたけれども、実験で
詳解された75Kwの電力入力が理論上最低のSER
をもたらすことに注目することは興味のあること
である。反応器のエネルギー効率を100％と仮定
したモデル計算によれば、計算された最低SER
は、3Kwhr／lbアセチレンよりも僅かに低くそ
して約0.5ミリ秒滞留時間で生じる。
それ故に、要約すれば、アセチレンを製造する
ために石炭を高温水素で分解する方法は極めて複
雑であることが分る。アセチレンの収率を向上さ
せて所要の比エネルギーを減少するための３つの
操作パラメーターを記載した。これらの操作パラ
メーターは計算値及び実験データによつて単独で
又は組み合せて極めて有効であることが分つた。
ために石炭を高温水素で分解する方法は極めて複
雑であることが分る。アセチレンの収率を向上さ
せて所要の比エネルギーを減少するための３つの
操作パラメーターを記載した。これらの操作パラ
メーターは計算値及び実験データによつて単独で
又は組み合せて極めて有効であることが分つた。
第４図に示される曲線上の最低SER点及び第
５図に示される粒度分布と共に第１図の包囲範囲
に示される条件を考慮すると、好ましい滞留時間
は25〜約50ミクロンの好ましい粒度範囲の場合に
0.5〜５ミリ秒であることが明らかである。
５図に示される粒度分布と共に第１図の包囲範囲
に示される条件を考慮すると、好ましい滞留時間
は25〜約50ミクロンの好ましい粒度範囲の場合に
0.5〜５ミリ秒であることが明らかである。
本発明の種々の特徴及び利益は、上記の記述か
ら明らかになつたものと思われる。具体的には記
載しなかつた様々な他の特徴及び利益は、例示さ
れる好ましい具体例の多くの変更修正と同じよう
に当業者には容易に思いつくだろうが、これらの
すべては特許請求の範囲によつて限定される如き
本発明の精神及び範囲から逸脱せずに達成し得る
ものである。
ら明らかになつたものと思われる。具体的には記
載しなかつた様々な他の特徴及び利益は、例示さ
れる好ましい具体例の多くの変更修正と同じよう
に当業者には容易に思いつくだろうが、これらの
すべては特許請求の範囲によつて限定される如き
本発明の精神及び範囲から逸脱せずに達成し得る
ものである。
第１図は、SER（比エネルギー所要量、
Kwhr／lb生成C2H2）及びアセチレン収率を種々
の“凍結”生成物温度において比固体エンタルピ
ー及び比ガスエンタルピーの函数として示す一連
の曲線であつて、この“凍結”生成物温度は主急
冷直前の生成流れの温度と定義される。第２図
は、電気アーク式反応器の概略図である。第３図
は、生成したアセチレンのモル％を特定の反応器
温度における時間の函数として示す曲線である。
第４図は、残留する石炭塊の分率を石炭が反応帯
域内で分解を受けた時間の函数として示す曲線で
ある。第５図は、比エネルギー所要量（SER）
を時間の函数として示す曲線である。
Kwhr／lb生成C2H2）及びアセチレン収率を種々
の“凍結”生成物温度において比固体エンタルピ
ー及び比ガスエンタルピーの函数として示す一連
の曲線であつて、この“凍結”生成物温度は主急
冷直前の生成流れの温度と定義される。第２図
は、電気アーク式反応器の概略図である。第３図
は、生成したアセチレンのモル％を特定の反応器
温度における時間の函数として示す曲線である。
第４図は、残留する石炭塊の分率を石炭が反応帯
域内で分解を受けた時間の函数として示す曲線で
ある。第５図は、比エネルギー所要量（SER）
を時間の函数として示す曲線である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 石炭を水素中において分解させることによつ
て石炭からアセチレンを製造する方法において、 石炭粒子及び水素を予め定めた制御量で反応帯
域に供給し、 前記石炭及び水素を、分解反応がｘ，ｙ座標
（1.0，2.5）（2.0，2.5）（5.0，1.5）（5.0，0.6）
（2.0，0.5）（1.0，1.5）（こゝで、ｘ座標はKw／
SCFM H2単位の比ガスエンタルピーであり、そ
してｙ座標はKw／lb炭素／hr単位の比固体エン
タルピーである）によつて形成される曲線包囲帯
域によつて定められる条件下に行われるようにし
て加熱し、これによつてアセチレンを生成し、そ
して 前記アセチレンを分解帯域から取り出してそれ
が分解するのを防止する、 ことからなる石炭からのアセチレン製造法。 ２ 石炭を水素中において分解させることによつ
て石炭からアセチレンを製造する方法において、 190ミクロンの最大直径を有する石炭粒子及び
水素を予め定めた制御量で反応帯域に供給し、 前記石炭及び水素を、分解反応がｘ，ｙ座標
（1.0，2.5）（2.0，2.5）（5.0，1.5）（5.0，0.6）
（2.0，0.5）（1.0，1.5）（こゝで、ｘ座標はKw／
SCFM H2単位の比ガスエンタルピーでありそし
てｙ座標はKw／lb炭素／hr単位の比固体エンタ
ルピーである）によつて形成される曲線の包囲帯
域によつて定められる条件下に行われるようにし
て加熱し、これによつてアセチレンを生成し、そ
して 前記アセチレンを分解帯域から取り出してそれ
が分解するのを防止する、 ことからなる石炭からのアセチレン製造法。 ３ 好ましい石炭粒度が25〜50ミクロンであり、
そして反応帯域における石炭及びその分解生成物
の好ましい滞留時間が0.5〜５ミリ秒である特許
請求の範囲第２項記載の方法。 ４ 固体粒子が少なくとも18％のASTM近成揮
発分分析値を有する石炭である特許請求の範囲第
３項記載の方法。 ５ 熱源が電気アーク式反応器である特許請求の
範囲第３項記載の方法。 ６ 固体粒子が少なくとも18％のASTM近成揮
発分分析値を有する石炭であり、そして熱源が電
気アーク式反応器である特許請求の範囲第３項記
載の方法。 ７ 反応帯域における石炭及びその分解生成物の
滞留時間が10ミリ秒以内である特許請求の範囲第
２項記載の方法。 ８ 石炭を水素中で分解させることによつて石炭
からアセチレンを製造する方法において、 190ミクロンの最大直径を有する石炭粒子及び
水素を予め定めた制御量で反応帯域に供給し、 前記石炭粒子及びその分解生成物を前記反応帯
域に10ミリ秒以内の間維持し、そして 前記アセチレンを取り出してそれが分解するの
を防止する、 ことからなる石炭からのアセチレン製造法。 ９ 固体炭素質物をガス中において分解させるこ
とによつて石炭からアセチレンを製造する方法に
おいて、 固体炭素質物及びガスを予め定めた制御量で反
応帯域に供給し、 前記固体炭素質物及びガスを、分解反応がｘ，
ｙ座標（1.0，2.5）（2.0，2.5）（5.0，1.5）（5.0，
0.6）（2.0，0.5）（1.0，1.5）（こゝで、ｘ座標は
Kw／SCFM H2単位の比ガスエンタルピーであ
りそしてｙ座標はKw／lb炭素／hr単位の比固体
エンタルピーである）によつて形成される曲線の
包囲帯域によつて定められる条件下に行われるよ
うにして加熱し、これによつてアセチレンを生成
し、そして 前記アセチレンを分解帯域から取り出してそれ
が分解するのを防止する、 ことからなる石炭からのアセチレン製造法。 １０ 固体炭素質物をガス中において分解させる
ことによつて石炭からアセチレンを製造する方法
において、 190ミクロンの最大直径を有する固体炭素質物
粒子及びガスを予め定めた制御量で反応帯域に供
給し、 前記固体炭素物質及びガスを、分解反応がｘ，
ｙ座標（1.0，2.5）（2.0，2.5）（5.0，1.5）（5.0，
0.6）（2.0，0.5）（1.0，1.5）（こゝで、ｘ座標は
Kw／SCFM H2単位の比ガスエンタルピーであ
りそしてｙ座標はKw／lb／炭素／hr単位の比固
体エンタルピーである）によつて形成される曲線
の包囲帯域によつて定められる条件下に行われる
ようにして加熱し、これによつてアセチレンを生
成し、そして 前記アセチレンを分解帯域から取り出してそれ
が分解するのを防止する、 ことからなる石炭からのアセチレン製造法。 １１ 好ましい炭素質物粒度が25〜50ミクロンで
あり、そして反応帯域における炭素質物及びその
分解生成物の滞留時間が0.5〜５ミリ秒である特
許請求の範囲第１０項記載の方法。 １２ 反応帯域における固体炭素質物及びその分
解生成物の滞留時間が10ミリ秒以内である特許請
求の範囲第１０項記載の方法。 １３ ガスが水素を含む特許請求の範囲第９項記
載の方法。 １４ ガスが水素を含む特許請求の範囲第１０項
記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/179,144 US4358629A (en) | 1980-08-18 | 1980-08-18 | Method of producing acetylene from coal |
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| Publication Number | Publication Date |
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- 1981-08-14 JP JP56126858A patent/JPS5753591A/ja active Granted
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| US4358629A (en) | 1982-11-09 |
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