專利名稱：超重劣質(zhì)混合油氣化生產(chǎn)合成氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含烴燃料進行部分氧化制合成氣的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自九十年代后期開始，隨著燃料油品價格的上漲，以渣油為原料的化肥裝置的經(jīng)濟效益逐步下降。特別是2000年下半年以后，國際和國內(nèi)渣油價格大幅度攀升，而尿素產(chǎn)品價格則呈下降態(tài)勢，以渣油為原料的制氨裝置已無法承受原料成本升高的壓力，國內(nèi)同類型裝置均難以為繼，很多公司化肥裝置2000年后出現(xiàn)了虧損。為盡快扭轉(zhuǎn)化肥裝置的不利局面，科技人員一直在積極尋找化肥減虧、扭虧的優(yōu)化方案。當(dāng)然也有人想到以價格相對低廉的煤進行氣化來造氣生產(chǎn)尿素，但是其帶來的弊端是設(shè)備投資非常巨大，使人進退兩難。所以人們很自然地想到，將含有較高瀝青質(zhì)和殘?zhí)康拿撚蜑r青，在一定的氣化條件下，混合一定量的含氧氣體，使碳氫化合物部分氧化成合成氣來生產(chǎn)化肥，從而實現(xiàn)了降低合成氣生產(chǎn)成本的目的。
國外超級大公司對殘余烴經(jīng)過溶劑脫瀝青處理工藝后獲得的脫油瀝青進行部分氧化來制氣已經(jīng)有了很深刻的研究，如專利號為94104601.X的中國專利“用于對含烴燃料進行部分氧化的方法”，該種用于對含烴燃料進行部分氧化的方法，它包括以下步驟在適宜的反應(yīng)條件下，將含氧氣體、含烴燃料以及任選地慢化劑氣體供入氣化區(qū)，其中將重質(zhì)殘油原料作為燃料使用，其特征在于，重質(zhì)殘油原料是Cn-瀝青，其中n為4或更大，在適宜的條件下將該Cn-瀝青通過至少一個多噴嘴(共環(huán)狀)燃燒器供入氣化區(qū)。該方法實現(xiàn)了氣化原料的劣質(zhì)化，這是其進步的一面，但是其缺陷在于脫油瀝青粘度過高，去氣化爐進行部分氧化造氣時，要達到良好的霧化效果，必須將該脫油瀝青預(yù)熱到很高的溫度，一般在280℃以上，由此容易造成脫油瀝青在管線和噴嘴處結(jié)焦結(jié)垢，無法滿足長周期運行要求，而一旦預(yù)熱溫度不夠高時，則霧化效果差，造成有效合成氣的氣體量少，轉(zhuǎn)換效率下降，處理量也下降，重質(zhì)殘油利用率低，另外是將Cn-瀝青組分去部分氧化的，這里還存在一個不安全因素，因為該Cn-瀝青組分含有大量溶劑，雖然經(jīng)過了瀝青汽提塔，但Cn-瀝青組分中仍含有幾個百分點的溶劑量，原料罐容易造成工業(yè)生產(chǎn)事故，所以還需要進一步改進。專利號為951027166的中國專利“轉(zhuǎn)化殘烴油的方法”，將殘烴油脫瀝青后獲得以重質(zhì)殘烴油的總重為基準(zhǔn)，脫瀝青油(DAO)產(chǎn)率至少為50％(以重量計)，將部分或全部DAO通過熱裂化區(qū)，這樣，熱裂化原料中汽化溫度在520℃以上的原料總重為基準(zhǔn)，使得這部分原料的轉(zhuǎn)化率至少為60％(以重量計)。該專利文件還進一步提到了利用裂化后最終得到的裂化渣油和從脫瀝青處理所得到的瀝青質(zhì)組分混合，然后將所得的混合液進行氣化來造氣。雖然該工藝方法提高了熱裂化的轉(zhuǎn)化率，得到質(zhì)量更好的餾分，但是將質(zhì)量比較好、瀝青質(zhì)組分含量比較少的脫瀝青油去熱裂化工藝尚有商討的余地。第一，脫瀝青油去熱裂化處理工藝來產(chǎn)生一些輕餾分如柴油、汽油等產(chǎn)品，需要一套新增的熱裂化裝置，并且該工藝產(chǎn)生的輕餾分質(zhì)量一般要比脫瀝青油去加氫、催化裂化工藝產(chǎn)生的輕餾分質(zhì)量要差；其次，含瀝青組分比較高的脫油瀝青是與熱裂化后的渣油再進行混合，得到混合液去進行氣化，同樣存在上面一個專利所涉及的一些問題，如霧化效果不好、轉(zhuǎn)化率低、產(chǎn)氣少等缺陷，影響這一些物料部分氧化的效果。
另外，煉油生產(chǎn)裝置還產(chǎn)生諸如催化裂化油漿等副產(chǎn)物，所謂催化裂化裝置油漿是指原料油經(jīng)過催化裂化反應(yīng)后形成的并存在于催化裂化分餾塔底部的塔底油，它一般含催化裂化催化劑1000-10000ppm，它一般為氧化鋁與氧化硅為載體的，其飽和烴約占50-60(wt)％，芳烴占35-45(wt)％，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)各占1-5(wt)％。由于含有大量的稠環(huán)芳烴，其粘度很低，流動性能好。但由于催化油漿中含催化裂化催化劑，使得其利用價值大大下降。如果采用往高粘度的脫油瀝青中摻一定比例的催化裂化油漿作氣化原料來生產(chǎn)合成氣，則可大大降低混合原料的粘度，從而降低混合油進噴嘴前的預(yù)熱溫度。因此利用這些油漿作為氣化原料，就勢必要考慮到催化劑粉末對氣化爐運行的影響。所以，要實現(xiàn)利用脫油瀝青和催化裂化油漿，需要開發(fā)一種新的部分氧化工藝方法，將脫油瀝青和催化裂化油漿進行綜合利用，同時，解決原料渣油中帶入的催化劑粉末對氣化爐運行的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有背景技術(shù)而提供一種超重劣質(zhì)混合油氣化生產(chǎn)合成氣的方法，它能對煉油廠生產(chǎn)中存在的多種油渣或油漿進行部分氧化造氣，供生產(chǎn)尿素使用，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，并且混合油預(yù)熱溫度低、在氣化爐中霧化效果好、產(chǎn)氣率高。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種超重劣質(zhì)混合油氣化生產(chǎn)合成氣的方法，其將含氧氣體、油漿和任選的慢化劑氣體供入氣化區(qū)，進行部分氧化，其特征在于所述的部分氧化原料采用脫油瀝青和油漿混合，混合油至少包含經(jīng)過溶劑脫瀝青裝置加工產(chǎn)生的脫油瀝青60-95(wt)％和經(jīng)過催化裂化裝置加工產(chǎn)生的油漿(殘油)5-30(wt)％，在氣化爐噴嘴入口溫度為240-280℃的合適條件下，將混合油通過多噴嘴氣化爐進入氣化區(qū)，在1400-1450℃范圍內(nèi)進行部分氧化。
有益的是，上述的氣化爐噴嘴入口溫度為260-265℃，此時大多數(shù)配比范圍內(nèi)的混合油的粘度在20-40厘泊，流動性和霧化性能比較好，同時加熱的溫度也比較合適，容易實施，降低加熱成本。
有益的是，上述的脫油瀝青為混合渣油從溶劑脫瀝青工藝過程中得到Cn-瀝青，n為3、4、5或更大，脫瀝青的工藝方法本專業(yè)人員是熟知的，通常是指渣油與溶劑混合以從渣油中除去油組分，從而獲得脫油瀝青，作為具有很高粘度的超重質(zhì)原料入部分氧化氣化生產(chǎn)合成氣。
非常有益的是，上述的溶劑脫瀝青工藝過程是采用C4-超臨界提取分離技術(shù)，溶劑采用丙烷、丁烷、戊烷(包括它們的正、異構(gòu)體)，以及它們的混合物，并結(jié)合超臨界提取技術(shù)生產(chǎn)脫瀝青油，副產(chǎn)脫油瀝青。
有益的是，上述的溶劑脫瀝青工藝過程其萃取深度為45-75(wt)％，以進入溶劑脫瀝青工藝過程的殘余烴總量為基準(zhǔn)，這樣使溶劑脫瀝青工藝過程即能獲得比較多的脫瀝青油DAO，同時又能避免產(chǎn)生過于粘稠的瀝青，使脫油瀝青能適合下一步驟的部分氧化氣化。
上述的這種殘余烴為從煉油減壓蒸餾裝置產(chǎn)生的渣油，而上述的油漿為包括蠟油、常壓渣油和/或渣油混合物的原料油經(jīng)過催化裂化反應(yīng)后形成的并存在于催化分餾塔底部的殘油，它一般含催化裂化催化劑1000-10000PPM，飽和烴約占50-60(wt)％，芳烴占35-45(wt)％，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)各占1-5(wt)％，50℃的粘度為200厘泊左右，當(dāng)然作為混合油的調(diào)和組分，也可以采用煉油其它裝置副產(chǎn)的殘油，如熱裂化渣油、常減壓洗滌油等等，使部分氧化氣化工藝能充分利用起煉油較難通過其它途徑消化的這些殘油。
有益的是，上述的混合油在氣化爐入口處的粘度控制在20-40厘泊范圍，使混合油能保持良好的流動性能，達到霧化效果好、氣化轉(zhuǎn)換率高、產(chǎn)氣量大等效果，如果在氣化爐之前安裝了進料預(yù)熱裝置使混合油提高到最高280℃，使混合油能保持良好的流動性能，不容易在管線上結(jié)塊，堵塞管道或影響其在氣化爐的噴嘴上霧化效果。
非常有益的是，上述的Cn-瀝青經(jīng)過氣提裝置將溶劑抽提到PPM級別即幾PPM后再與塔底油混合成混合油，在一般溶劑脫瀝青工藝過程中將Cn-瀝青組分經(jīng)過氣提裝置脫除溶劑，只能降到幾個百分點的程度，這樣會給實際生產(chǎn)工藝帶來一些不安全因素，煉油裝置在某些時間，需要處理緊急事故或調(diào)整生產(chǎn)狀況，需要將混合油灌注到中間的儲罐里進行儲存，所以混合油中的溶劑含量過高，容易造成在儲罐里解析出過多可燃氣體(就是溶劑的氣體形式)，遇到靜電或雷擊，造成爆炸事故。
非常完善的設(shè)計是，上述的氣化爐其出來的碳黑水先經(jīng)一換熱器，所述的換熱器優(yōu)先采用可清洗的立式列管換熱器，與返回碳黑洗滌塔使用的灰水進行換熱，降至140～180℃，而灰水溫度則提高至180～210℃，回收高位熱能，先直接進行一級閃蒸，以除去溶解在碳黑水中的工藝氣CO、H2及H2S，確保后序碳黑水中不再含量有毒有害氣體，同時進一步使碳黑水降溫，之后，再進行后續(xù)萃取處理和/或沉降過濾處理，它充分考慮到利用混合油進行部分氧化制氣帶來的高金屬灰分對氣化爐可能造成的不良影響，利用碳黑開路工藝，將混合油所帶來的高金屬含量的灰分能及時地移出氣化爐裝置外，延長操作周期，能穩(wěn)定地、良好地運行，同時具有投資少、流程簡單、能量利用合理、還可靈活實現(xiàn)使用萃取法與沉降過濾法處理碳黑水的流程切換等優(yōu)點，特別是采用可清洗的立式列管換熱器替換傳統(tǒng)的U型管換熱器，解決了碳黑水換熱器容易堵塞和無法清洗的問題。
非常有益的是，上述的氣化爐出口的工藝氣管線上加沖洗水進行噴淋沖洗，在碳黑洗滌塔出口處設(shè)置過濾器進行過濾，它能有效避免混合油帶來的過多碳黑及多種金屬離子容易堵塞氣化爐工藝管線和過濾器的問題，而工藝方法簡單，容易實施，處理成本低廉。
最后，上述的氣化爐其噴嘴是將噴嘴冷卻管連同燃油外筒用高密度耐火澆注材料澆成一體的，它很好地保護了噴嘴頭部受高溫氣體的燒蝕，并降低燒嘴冷卻回水溫度。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于它利用煉油裝置加工產(chǎn)生的渣油或廢油作為調(diào)和組分，對溶劑脫瀝青裝置加工產(chǎn)生的脫油瀝青DOA進行調(diào)和，改善了單一脫油瀝青的一些物理性能，如降低其粘度，提高其流動性，使混合油在氣化爐中霧化效果好、節(jié)能、產(chǎn)氣率高、進一步降低生產(chǎn)成本，同時使其物理性質(zhì)和化學(xué)組分盡量接近原先氣化爐所采用的渣油，使煉油裝置能充分利用原來的生產(chǎn)設(shè)施對生產(chǎn)中存在的多種油渣或油漿進行綜合利用，用來進行部分氧化造氣，供生產(chǎn)尿素使用，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，并適當(dāng)提高氣化爐爐膛的溫度，可以防止鋁、硅等金屬在燃燒室內(nèi)堆積，延長氣化爐的運行周期。


圖1超重劣質(zhì)混合油組合工藝流程示意圖；圖2碳黑水處理方法方框流程圖；圖3氣化爐急冷水供給裝置工藝流程圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
實施例子1在經(jīng)過本專業(yè)技術(shù)人員熟知的煉油減壓蒸餾工藝出來的一種粘稠的殘油產(chǎn)物(例如短程殘油)，將這種短程殘油供入到溶劑脫瀝青裝置中去，進行溶劑脫瀝青工藝，溶劑可以采用丁烷，包括正丁烷或異丁烷或者它們?nèi)我馀浔鹊幕旌衔?，也可以采用丙烷、戊烷及其C3、C4、C5的混合溶劑，在溶劑中加入其它添加劑，來提高溶劑的溶解能力，同時具有良好的選擇性，進而獲得好的分離效果，并降低操作成本。為了簡化流程、降低投資等目的，在國內(nèi)首先采用不設(shè)膠質(zhì)沉降系統(tǒng)一段臨界抽提與超臨界回收工藝，使溶劑不能溶解的Cn-瀝青組分即脫油瀝青DOA從裝置的底部排出，而脫瀝青油DAO從裝置的上部排出，進行溶劑脫瀝青工藝的條件在本專業(yè)中是熟知的，在臨界溫度和臨界壓力范圍內(nèi)進行操作，一般最佳溫度范圍為120-150℃，壓力在4-5MPa，萃取深度為45-75(wt)％，以進入溶劑脫瀝青工藝過程的殘余烴總量為基準(zhǔn)，使獲得的脫油瀝青DAO收率及質(zhì)量能較好地滿足生產(chǎn)需要，同時獲得的粘稠的脫油瀝青不至于過于粘稠，也適合下一步的工藝操作。脫瀝青油DAO去加氫、催化裂化裝置，從而生產(chǎn)包括汽油、柴油等輕組分的餾分，這已經(jīng)是其它工藝技術(shù)范疇，本發(fā)明的實施例子就不再對這條工藝線路做新的闡述。
經(jīng)過溶劑脫瀝青裝置而獲得的脫油瀝青DOA，不能直接去氣化爐部分氧化，必須先進行氣提，將Cn-瀝青組分中包含的溶劑盡量脫除，即能回收溶劑，降低溶劑的使用費，同時能提高生產(chǎn)安全性，本實施例子采用加熱蒸汽進行氣提，將脫油瀝青中的溶劑抽提到PPM級別即幾PPM，必要的時候可以結(jié)合化學(xué)助劑如消泡劑，來提高脫除率和脫除速度，這樣有一個優(yōu)點在于，由于煉油裝置有時候需要處理緊急事故，使其氣化爐不能及時處理從氣提塔過來的脫油瀝青，不得不將過剩的脫油瀝青或類似的去部分氧化氣化的殘油儲存在儲罐里，如果脫油瀝青中含有過多的溶劑，容易解析出來，留滯在儲罐里，一旦遇上靜電火花或雷擊，容易引起爆炸事故，所以將脫油瀝青中的溶劑脫除到PPM級，就能進一步提高這方面的安全性，保證了煉油廠能順利地開工生產(chǎn)。
結(jié)合煉油裝置加工過程中產(chǎn)生的渣油如減壓渣油、常減壓洗滌油、熱裂化渣油及催化裂化油漿作為調(diào)和組分對脫油瀝青進行調(diào)制，混合成混合油，使其物理性能如粘度、軟化點、比重等盡量接近原先氣化爐使用的渣油，本實施例子中，采用70(wt)％脫油瀝青和30(wt)％塔底油，塔底油為包括蠟油和渣油混合物的原料油經(jīng)過催化裂化反應(yīng)后形成的并存在于催化分餾塔底部的渣油，由于采用混合油的方法，克服了原先單純采用脫油瀝青進行部分氧化氣化所帶來的弊端，如脫油瀝青的粘度可以達到原先使用渣油的10倍以上，就是采用了加熱方法來提高其流動性，加熱到320℃，經(jīng)過管道輸送到氣化爐，在氣化爐的入口保持280℃以上，也很難使脫油瀝青經(jīng)過氣化爐的噴嘴后得到良好的霧化，所以其轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)氣量都不理想，有待進一步改善，而我們采用了調(diào)制的混合油，利用催化裂化裝置產(chǎn)生的殘油與脫油瀝青進行調(diào)和，降低脫油瀝青的粘度，提高了其流動性，改良其霧化效果。所以將70％脫油瀝青和30％塔底油混合后，經(jīng)過蒸汽加熱和螺桿泵輸送，將混合油輸送到氣化爐去部分氧化，來制造含一氧化碳和氫氣的合成氣。為了使混合油在輸送管道里順利地輸送，我們在預(yù)熱裝置里采用高壓蒸汽對混合油進行加熱，一般加熱到280℃，使混合油進入到氣化爐的入口處能保持260℃以上，使混合油保持在20-40厘泊的粘度，便于其霧化氣化，當(dāng)然混合油的溫度可以加熱到更高范圍，會進一步降低其粘度，提高其流動性能，但是，這樣也會消耗大量加熱能量，所以在實際生產(chǎn)過程中，該專業(yè)的技術(shù)人員可以根據(jù)需要和自己煉油的加熱條件，將混合油加熱到一個更加合理的溫度，另外，一般條件下，還需要輸入氧化劑和慢化劑到氣化爐中，在1400-1450℃范圍，進行部分氧化氣化，使混合油可以很好地氧化氣化，產(chǎn)生含一氧化碳和氫氣的氣體，去化肥生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)化肥使用。
雖然在使用混合油中，我們盡可能地使混合油的物性接近原先采用的渣油，但是由于采用了油漿，不可避免地混上催化劑顆粒等因素，同時混入了瀝青高含量的脫油瀝青，所以，使氣化爐的爐體和氣體循環(huán)管道系統(tǒng)混有很多碳黑粒子和金屬離子，如果采用原先的氣化爐和氣體循環(huán)管道系統(tǒng)，勢必造成其封閉的系統(tǒng)中金屬灰分含量急劇上升，影響氣化爐的正常生產(chǎn)操作，所以，無法滿足氣化爐的長周期運行要求。另外，氣化爐工藝氣中含有一定量的碳黑及多種金屬離子，由此更加容易造成該工藝氣管線內(nèi)壁結(jié)垢，或?qū)饣癄t的急冷環(huán)壁孔有堵塞，常會發(fā)生因氣化爐急冷水流量加不足而影響氣化爐的運行負荷，嚴(yán)重時甚至造成氣化爐被迫停車，從而影響到整個裝置的長周期運行，通常解決辦法只能定期將氣化爐停車后對該工藝氣管線進行機械清理，但這種辦法費時費力，且清理難度很大。為防止氣化爐急冷環(huán)壁孔被垢片等堵塞，傳統(tǒng)的辦法是在急冷水泵前后管線上加過濾網(wǎng)，這樣做雖可起到過濾垢片的作用，但其存在以下缺點1、該部位為高壓管線，增加過濾器投資成本大，清洗施工不便捷，也不安全；2、管線上過濾器的垢片積存容量小，容易引起新的堵塞點，滿足不了氣化爐長周期運行要求，為此，需要對其氣化爐和循環(huán)管路系統(tǒng)進行改造。另外為了防止鋁、硅等金屬在氣化爐的燃燒室內(nèi)堆積，需要適當(dāng)提高爐膛的溫度，這樣會造成氣化爐的噴嘴更加容易燒蝕，影響氣化爐的操作周期，也需要做進一步的改進。
本發(fā)明的實施例子中，由圖3可見，其中在圖的流程中加粗方框為本發(fā)明的發(fā)明點，氣化爐的工藝氣出口通過管道連接到文丘里分離器，文丘里分離器上接有灰水洗滌水的輸入管口，同時文丘里分離器的工藝氣出口通過管道連接到碳黑洗滌塔的工藝氣進口，同時碳黑洗滌塔上接有洗滌水的輸入管口，碳黑洗滌塔頂部通過管道接變換爐，碳黑洗滌塔的下塔急冷水出口通過管道和急冷水泵將急冷水回接到氣化爐的急冷環(huán)，氣化爐的碳黑水出口通過管道接碳黑處理裝置，這也是傳統(tǒng)的氣化爐急冷水供給工藝方法，本發(fā)明的關(guān)鍵之處在于為防止因碳黑洗滌塔內(nèi)的垢片經(jīng)急冷水泵后被帶至急冷環(huán)處，在碳黑洗滌塔下塔急冷水出口加過濾器，其優(yōu)點是(1)、該過濾器為常壓，投資成本低，(2)、由于是在塔內(nèi)，其垢片積存容量大。具體設(shè)計上，為防止因過濾器堵塞而造成泵汽蝕，同時考慮到急冷環(huán)的孔徑，該過濾器采用8～12孔徑，能很好地同時解決這二方面問題，同時在氣化爐的工藝氣出口管道上開進水孔，使進水孔接沖洗水的管道，使氣化爐出口工藝氣管線上加設(shè)一鍋爐水沖洗管線，比較好的設(shè)計是使進水孔在氣化爐的工藝氣出口管道上是對稱設(shè)置的，使沖洗水能從工藝氣管線兩側(cè)對稱充入，使工藝氣管線的內(nèi)表面形成一層水膜保護，從而減少碳黑與金屬離子與管線內(nèi)壁接觸的機會，減緩該工藝氣管線內(nèi)壁結(jié)垢的速率，有關(guān)噴水的流量和速度，化工技術(shù)人員根據(jù)氣化爐裝置的實際工藝狀況做出選擇，并可以進行適當(dāng)調(diào)正，使其取得最佳噴淋效果，當(dāng)然進水孔也可以是環(huán)狀均勻分布的，以進一步提高沖洗效果。
另外，本發(fā)明的實施例子中，由圖2可見，從氣化爐出來的碳黑水經(jīng)直接換熱后，分成可以任意比例選擇控制的兩路，其中一路流向澄清器而進入原有萃取裝置，另一路流向一閃蒸罐后進入新增加的沉降過濾處理裝置，而從該閃蒸罐出來的閃蒸氣及沉降過濾后所得灰水的后續(xù)循環(huán)則利用原有萃取裝置設(shè)備完成。
本實施例中，從氣化爐出來的碳黑水先經(jīng)一換熱器，與返回碳黑洗滌塔使用的灰水進行換熱，回收高位熱能，其中，換熱器采用可清洗的立式列管換熱器替換傳統(tǒng)的U型管換熱器，解決了碳黑水換熱器容易堵塞和無法清洗的問題，從所述氣化爐出來的碳黑水的溫度可以為220～250℃，與灰水換熱后可降至140～180℃，而灰水溫度則可提高至180～210℃，本例中前述三者的溫度分別控制在250℃、160℃、200℃，之后，再進行后續(xù)萃取處理和/或沉降過濾處理。因萃取流程除在進入澄清器前先經(jīng)前述直接換熱外，與原有過程相同，因此不再予以描述。下面重點對沉降過濾過程進行描述經(jīng)回收高位熱能后的碳黑水先直接進行一級閃蒸，以除去溶解在碳黑水中的CO、H2及H2S等工藝氣，確保后序碳黑水中不再含量有毒有害氣體，同時進一步使碳黑水降溫，之后，從上述閃蒸罐出來的碳黑水再與從沉淀池溢流出來的灰水進行換熱，使碳黑水進一步降溫至60～80℃，同時回收這部分熱量，再進入沉淀池進行沉降，沉降后，所得灰水根據(jù)需要返回系統(tǒng)再利用，而所得碳黑漿則經(jīng)過濾機過濾處理后得到碳黑濾餅副產(chǎn)，過濾水則可根據(jù)需要返回系統(tǒng)再利用或作為廢水排放。
本實施例中因?qū)⒊鰵饣癄t的碳黑水先與返回碳黑洗滌塔使用的灰水進行換熱，一方面很好的回收利用了高位熱能，使返回氣化爐的灰水溫度可到達210℃，從而大大提高進一氧化碳變換爐工藝氣的汽/氣比，提高一氧化碳的最終變換率；另一方面降低了碳黑水的溫度，從而可直接采用一級閃蒸，而無須多級閃蒸，簡化了工藝流程、設(shè)備投資少；另外，控制回路少，工況調(diào)節(jié)平穩(wěn)，操作方便；還可根據(jù)原料中灰分含量的高低與原來的碳黑萃取工藝進行靈活的切換及任意負荷比例的同時運行，大大提高了整個碳黑水處理裝置操作的靈活性和可靠性，為采用混合油做原料進行部分氧化氣體的氣化爐進行配套，取得了很好的效果。
最后，氣化爐的噴嘴是將噴嘴冷卻管連同燃油外筒用高密度耐火澆注材料澆成一體的，它很好地保護了噴嘴頭部受高溫氣體的燒蝕，并降低燒嘴冷卻回水溫度，使氣化爐的爐膛溫度可以達到1400-1450℃，避免由于混合油帶來的鋁、硅等金屬在氣化爐燃燒室內(nèi)的迅速堆積，延長了氣化爐的操作周期。
實施例子2混合油采用60(wt)％脫油瀝青和30(wt)％塔底油和10(wt)％常減壓洗滌油。
氣化爐入口溫度在270℃的條件下將混合油通過多噴嘴氣化爐進入氣化區(qū)，使混合油在氣化爐入口處的粘度在30厘泊左右，以取得良好的霧化效果。其它與實施例子1相似。
實施例子3混合油采用80(wt)％脫油瀝青和20(wt)％塔底油，或者減壓渣油、常減壓洗滌油、熱裂化渣油及其它們混合物，氣化爐之前安裝了進料預(yù)熱裝置使混合油提高到最高270℃，使氣化爐入口溫度在270℃的適宜條件下將混合油通過多噴嘴氣化爐進入氣化區(qū)，以取得良好的霧化效果。其它與實施例子1相似。
實施例子4混合油采用95(wt)％脫油瀝青和5(wt)％塔底油，或者減壓渣油、常減壓洗滌油、熱裂化渣油及其它們混合物，氣化爐之前安裝了進料預(yù)熱裝置使混合油提高到最高310℃，使氣化爐入口溫度在280℃的適宜條件下將混合油通過多噴嘴氣化爐進入氣化區(qū)，以取得良好的霧化效果。其它與實施例子1相似。
實施例子5混合油采用70(wt)％脫油瀝青和30(wt)％塔底油，或者減壓渣油、常減壓洗滌油、熱裂化渣油及其它們混合物，氣化爐之前安裝了進料預(yù)熱裝置使混合油提高到最高240℃，使氣化爐入口溫度在240℃的適宜條件下將混合油通過多噴嘴氣化爐進入氣化區(qū)，以取得良好的霧化效果。其它與實施例子1相似。
實施例子6混合油采用80(wt)％脫油瀝青和20(wt)％塔底油，或者減壓渣油、常減壓洗滌油、熱裂化渣油及其它們混合物，氣化爐之前安裝了進料預(yù)熱裝置使混合油提高到最高250℃，使氣化爐入口溫度在250℃的適宜條件下將混合油通過多噴嘴氣化爐進入氣化區(qū)，以取得良好的霧化效果。其它與實施例子1相似。
權(quán)利要求
1.一種超重劣質(zhì)混合油氣化生產(chǎn)合成氣的方法，其將含氧氣體、混合油和任選的慢化劑氣體供入氣化區(qū)，進行部分氧化，其特征在于所述的混合油，至少包含經(jīng)過溶劑脫瀝青裝置產(chǎn)生的脫油瀝青60-95(wt)％和經(jīng)過催化裂化裝置產(chǎn)生的油漿5-30(wt)％，在氣化爐噴嘴入口溫度為240-280℃的適宜條件下，將混合油通過多噴嘴氣化爐進入氣化區(qū)，在1400-1450℃范圍內(nèi)進行部分氧化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)合成氣的方法，其特征在于所述的氣化爐噴嘴入口溫度為260-265℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)合成氣的方法，其特征在于所述的脫油瀝青為混合渣油從溶劑脫瀝青工藝過程中得到的Cn-瀝青，n為3、4、5或更大。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)合成氣的方法，其特征在于所述的溶劑脫瀝青工藝過程是采用C4-超臨界提取分離技術(shù)，溶劑脫瀝青工藝過程的萃取深度為45-75(wt)％，以進入溶劑脫瀝青工藝過程的殘余烴總量為基準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)合成氣的方法，其特征在于所述的殘余烴為從減壓蒸餾裝置得到的渣油。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)合成氣的方法，其特征在于所述的油漿為包括蠟油和渣油混合物的原料油經(jīng)過催化裂化反應(yīng)后形成的并存在于催化分餾塔底部的殘油。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)合成氣的方法，其特征在于所述的氣化爐之前安裝了進料預(yù)熱裝置使混合油溫度最高不會超過280℃，混合油在氣化爐噴嘴入口處的粘度在20-40厘泊范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)合成氣的方法，其特征在于所述的Cn-瀝青經(jīng)過氣提裝置將溶劑抽提到含溶劑PPM級別后再與油漿混合成混合油。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生產(chǎn)合成氣的方法，其特征在于所述的氣化爐其出來的碳黑水先經(jīng)一換熱器，與返回碳黑洗滌塔使用的灰水進行換熱，降至140～180℃，而灰水溫度則提高至180～210℃，回收高位熱能，先直接進行一級閃蒸，以除去溶解在碳黑水中的工藝氣CO、H2及H2S，確保后序碳黑水中不再含量有毒有害氣體，同時進一步使碳黑水降溫之后，再進行后續(xù)萃取處理和/或沉降過濾處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生產(chǎn)合成氣的方法，其特征在于所述的換熱器采用可清洗的立式列管換熱器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的生產(chǎn)合成氣的方法，其特征在于所述的氣化爐出口的工藝氣管線上加沖洗水進行噴淋沖洗，在碳黑洗滌塔出口處設(shè)置過濾器進行過濾。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的生產(chǎn)合成氣的方法，其特征在于所述的氣化爐其噴嘴是將噴嘴冷卻管連同燃油外筒用高密度耐火澆注材料澆成一體的。
全文摘要
一種超重劣質(zhì)混合油氣化生產(chǎn)合成氣的方法，其將含氧氣體、油漿和任選的慢化劑氣體供入氣化區(qū)，進行部分氧化，其特征在于所述的原料采用混合油，混合油至少包含煉油廠經(jīng)過溶劑脫瀝青裝置產(chǎn)生的脫油瀝青60－95(wt)％和經(jīng)過煉油廠催化裂化裝置產(chǎn)生的油漿5－30(wt)％，在氣化爐噴嘴入口溫度為240－280℃的適宜條件下，將混合油通過多噴嘴氣化爐進入氣化區(qū)，在1400－1450℃范圍內(nèi)進行部分氧化，上述百分比為質(zhì)量百分比，它能對煉油廠生產(chǎn)中存在的多種油渣或油漿進行綜合利用，進行部分氧化造氣，供生產(chǎn)尿素使用，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，并且混合油在氣化爐中霧化效果好、節(jié)能、產(chǎn)氣率高、進一步降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C01B3/32GK1689962SQ200410018120
公開日2005年11月2日 申請日期2004年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月29日
發(fā)明者任熾剛, 胡江青, 白濠, 陳志云, 方學(xué)云 申請人:中國石化鎮(zhèn)海煉油化工股份有限公司