搜索
第二章合成气的生产过程王路三、重油部分氧化•渣油：制造合成气用的渣油是石油减压蒸馏塔底残余油，亦称减压渣油。•成分：烷烃、环烷烃和芳香烃混合物。•分子式CmHnSr•定义：在高温下利用氧气或富氧空气与重油进行不完全燃烧反应，一部分重油与氧气完全燃烧，生成二氧化碳和水蒸气，同时放出大量热量；另一部分重油与二氧化碳、水蒸气作用生成一氧化碳和氧气，其反应是吸热的，所需热量由完全燃烧反应放出的热提供，反应如下：1.重油气化的基本原理SrHHrnmCOmOSHCrnm2222)2(22SrHCrnmCHrnSHCrnm244)24()2(24•甲烷的蒸汽转化的相同和不同之处•部分氧化反应：不完全氧化生成CO和H2•(强烈放热)•重油的裂解•温度升约1700℃，耐火材料承受不了，加入蒸汽3222222222224233NHHNHCOOHCOCOSHHCOSHCOOHCHCOOHCH吸热的蒸汽转化反应：甲烷转化碳转化有机硫加氢CO变换NH3合成•重油部分氧化法的实质：以纯氧进行不完全的氧化燃烧，用蒸汽控制温度，以制得CO和H2的高含量合格的合成气2.重油气化的工艺条件•重油气化的主要生产条件为压力、温度、氧油比、蒸汽油比和原料预热温度等对于重油气化反应的影响。1、温度•一般认为，甲烷、碳与水蒸汽的转化反应是重油气化的控制步骤。两反应均为吸热可逆反应。提高温度可提高甲烷和碳的平衡转化率。•从反应速率，提高温度有利于加快甲烷和炭黑与蒸汽的转化反应，对降低合成气中甲烷和炭黑含量是有利的2、压力•重油气化是一个体积增大的反应，从热力学分析，提高压力是不利的，但对加速反应是有利的。•从图可以看出：甲烷平衡含量随压力增大而增加，但这一不利影响可以通过提高温度得到补偿。1%0.32%压力热力学：体积增大反应，低压有利；动力学：高压初期有利，末期不利，适宜。加压的不利影响可以通过提高温度弥补实际生产的操作压力为2.0-4.0Mpa※加压法优点：（1）随压力提高，气化炉的生产强度成比例增加，从而缩小了设备容积。（2）节省动力(节省3/4)（3）有助于消除碳黑。激冷流程中：常压：40mg/Nm3，1MPa:2mg/Nm3，5MPa:0.25mg/Nm3（4）加压气化对下游工序的脱S和脱C也是有利的。重油气化的工艺条件3、氧油比•氧油比（m3O2/kg重油）对重油气化有决定性影响，氧消耗又是重要的经济指标。因此它是控制生产的主要条件之一。•重油气化炉中氧的加入，使重油中的碳被氧化为碳氧化物，氢被氧化成水或游离氢。此过程强烈放热，需加入一定量的水蒸汽作为缓冲剂，调节温度和改善重油雾化条件。•操作良好，氧油比可以小于理论值，由于计入水蒸气中的氧后，O/C比在1.15～1.30。重油气化的工艺条件4、蒸汽油比•重油部分氧化时加入蒸汽，不仅是作为气化剂，同时也作为缓冲炉温和抑制炭黑生成的重要手段。•加入量的多少可用蒸汽油比（kg蒸汽/kg重油或kg蒸汽/t重油）来表示。如图所示：•通常蒸汽比控制在300～500kg/t重油3.工艺流程原料油和汽化剂的加压、预热和预混合高温非催化部分氧化高温水煤气废热的回收水煤气的洗涤和消除炭黑炭黑回收及废水处理按照废热回收方式不同冷激流程废热锅炉1）冷激流程2）废热锅炉流程4.主要设备1）.喷嘴气化关键设备a.结构：重油气化剂流动通道控制流速方向的喷出口水冷装置b.型式三管喷嘴（适于低压）带文氏管的二次气流雾化双套管喷嘴（适于较高压力）一次机械雾化和二次气流雾化的双水冷、外混式双套管喷嘴（适于高、低压）2）气化炉多为立式炉内壁衬有保温材料冷激流程内部构件：喷嘴、反应室和冷激室