[發明專利]利用POX設備中的炭黑的方法和設備

無效

• 申請號: 200810129308.0
• 申請日: 2008-06-26
• 公開（公告）號: CN101332975A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: J·格拉澤
• 申請（專利權）人: 林德股份公司
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 過曉東

技術領域

本發明涉及經濟地利用來自第一氣化裝置(重油POX)的廢水的炭黑的方法，在該第一氣化裝置中由更高沸點的烴類通過部分氧化產生包含氫氣和一氧化碳的氣體(粗制合成氣)，其中將裝載炭黑的廢水與石腦油混合，隨后引入分離裝置(傾析器)中，由該分離裝置分別排出基本不含炭黑的水餾份和基本不含水的石腦油/炭黑混合物。

此外，本發明還涉及用于實施該方法的設備。

背景技術

含有一氧化碳和/或氫氣的氣體混合物，即所謂的合成氣，是用于生產許多諸如氨、甲醇或合成燃料的產品的重要原料。在工業上廣泛采用的用于在合成氣設備中由烴類，尤其是由更高沸點的烴類(重油)，生產合成氣的方法是部分氧化。在此情況下，將通常經預熱的含烴進料與水蒸汽和氧化劑在反應室(POX的反應器)內于1300至1500℃的溫度及最大150巴的壓力下反應生成主要由氫氣(H₂)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)和水組成的粗制合成氣。該反應所需的熱量是通過進料中的烴類的不完全(部分)氧化而產生的。為此，將氧氣送入POX的反應器中的量不足以使烴類完全轉化。

在部分氧化中，除了氣態成分以外，還形成固體，例如炭黑和灰分，必須將它們從粗制合成氣除去，然后才可以進一步處理粗制合成氣。首先將溫度超過1300℃的離開POX的反應器的粗制合成氣冷卻，隨后進行水洗。若粗制合成氣的冷卻是在直接與水接觸(急冷)的情況下進行的，則在該方法步驟中已經將大部分固體從粗制合成氣洗去，并進入用于極冷的水中(急冷水)。在水洗中進行精提純，其中粗制合成氣的固體含量通常被降低至約1mg/m³。

從粗制合成氣除去的炭黑是很有價值的原料，為此將其從通過急冷和/或水洗產生的廢水中分離出來，并送入物質利用和/或能源利用場合中。有意義地將炭黑作為進料循環至POX的反應器中，并在此轉化為一氧化碳。炭黑利用的經濟性決定性地取決于從廢水分離出炭黑以及將其任選加工成進料物質的費用有多高。

為了以物質方式利用重油POX的炭黑，根據現有技術將裝載炭黑的廢水與石腦油混合成分散體。當大部分包含于廢水中的灰分保留在水相中時，被石腦油潤濕明顯優于被水潤濕的炭黑幾乎完全轉移至石腦油相中。隨后將該分散體引入傾析器中，在該傾析器中分離成含有炭黑的石腦油餾份和基本上不含炭黑的水餾份。將含有炭黑的石腦油餾份從傾析器取出，并與重油混合。因為石腦油幾乎是重油的兩倍貴，所以為了節約進料成本，根據現有技術在重油POX中將石腦油從分散體再次分離出。將如此回收的石腦油再循環，并重新用于炭黑分離。為了分離出石腦油，將分散體送入蒸餾塔，在此蒸餾出絕大部分石腦油，并經塔頂取出。在蒸餾塔的底部空間內收集未蒸餾出的石腦油和重油連同炭黑和灰分作為塔底產物。在提取出石腦油之后，將用新鮮重油稀釋的塔底產物作為進料循環至重油POX的反應器中。使來自傾析器的不含炭黑的水餾份減壓，其中溶于水中的輕質烴類進入氣相。將該輕質烴類以及蒸餾出的和提取出的石腦油通過冷卻而液化，臨時儲存，然后重新與裝載炭黑的廢水混合。該方法在裝置和能源方面的高費用顯著提高了該設備的投資和運行成本。

如同在重油POX中，在石腦油POX中，其中由石腦油通過部分氧化產生粗制合成氣的氣化裝置產生裝載炭黑的廢水，根據現有技術從廢水分離出炭黑，并作為進料循環至POX的反應器中。在此，也由裝載炭黑的廢水和石腦油產生分散體，將該分散體引入傾析器中，并在此分離成含有炭黑的石腦油餾份和基本上不含炭黑的水餾份。隨后將從傾析器取出的含有炭黑的石腦油餾份作為進料循環至石腦油POX的反應器中，同時將不含炭黑的水餾份輸送至廢水處理設備。將炭黑循環至石腦油POX中的費用顯著低于重油POX，因為由傾析器取出的石腦油/炭黑混合物可以引入石腦油POX的反應器中而無需進一步處理。

若需要提高現有的合成氣設備的生產能力，為了使其適應對于可原位生產的合成氣的量的增漲的需求，通常安裝一個或更多個與現有的合成氣設備的氣化裝置相同類型的附加氣化裝置。若現有的合成氣設備具有例如石腦油POX作為氣化裝置，則明顯要新安裝另一個石腦油POX并使其與現有的石腦油POX平行運行，因為可以大部分不變地利用該用于運行兩個氣化裝置的現有的基礎設施。近來，石腦油和重油的價格彼此明顯不同地提高，從而若至少與現有技術相比能夠降低重油POX的投資和運行成本，則現有的用石腦油運行的合成氣設備擴大為可用明顯更廉價的重油運行的重油POX是有意義的。

發明內容