[發明專利]大中型副產過熱蒸汽的非催化部分氧化方法及裝置

在審

• 申請號: 201811543898.1
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109399563A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 金力強;吳高杰;劉磊
• 申請（專利權）人: 上海國際化建工程咨詢有限公司
• 主分類號: C01B3/36
• 分類號: C01B3/36
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

本發明公開的一種大中型副產過熱蒸汽的非催化部分氧化方法，將煤氣和氧氣分別預熱后送入一部分轉化爐內在1200～1500℃的高溫下反應，出部分轉化爐的第一產品合成氣首先進入兩臺并聯操作的廢熱鍋爐產生飽和蒸汽；離開兩臺廢熱鍋爐的第二產品合成氣進入蒸汽過熱器繼續熱量回收，出蒸汽過熱器的第三產品合成氣經過進一步熱量回收后送水洗塔進行洗滌脫氨脫硫，然后作為產品轉化氣送出界區；來自兩臺并聯操作的廢熱鍋爐的飽和蒸汽送入所述蒸汽過熱器被過熱至過熱蒸汽后送過熱蒸汽管網。本發明還公開了一種大中型副產過熱蒸汽的非催化部分氧化裝置。本發明充分利用其高溫反應的特點副產高經濟價值的過熱蒸汽。

技術領域

本發明涉及以天然氣、焦爐氣、荒煤氣、煉廠氣、氣化爐煤氣，工藝尾氣或者其他富含甲烷、乙烷等烴類的氣體為原料，制取氫氣和一氧化碳的混合氣體，生產聚氨酯(TDI,MDI,PC,PE等)、合成油、乙二醇、甲醇和合成氨等化工領域，特別涉及一種以氣態烴為原料，以空氣、富氧空氣或純氧為氧化劑，大中型副產高溫過熱蒸汽的非催化部分氧化(POX)方法及裝置。

背景技術

合成氣(CO+H₂)作為重要的化工原料，在化學工業領域中，主要用來聚氨酯(TDI,MDI,PC,PE等)、油、乙二醇、合成氨、液體燃料、甲醇、醚類和化肥等一系列重要的化學產品，因此對合成氣有大量的需求，這也導致對更大產能轉化爐的工業需求。

在氣態烴轉化制備合成氣的工藝中，非催化部分氧化技術(POX)作為其中一種，在國內合成氣轉化領域將越來越重要。傳統的非催化部分氧化技術已有多個工業裝置可靠運行，但還存在一定的不足：

1.轉化爐出口工藝氣溫度高達1200-1500℃，合成氣出口管道運行條件苛刻，無法通過外加熱旁路控溫閥的常規手段調節廢鍋出口溫度。

2.因為立式盤管廢熱鍋爐本身的結構限制，無法通過增設中心管旁路的手段控制溫度，因此傳統的非催化部分氧化技術只能副產飽和蒸汽，無法副產過熱蒸汽作為動力蒸汽使用。

3.非催化部分氧化POX工藝通常在中低壓操作，因此規模增加后廢熱鍋爐尺寸龐大，單臺設備無法國產化，進口設備價格昂貴成本極高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一在于針對傳統的非催化部分氧化技術只能副產飽和蒸汽，無法副產過熱蒸汽作為動力蒸汽使用的問題而提供一種大中型副產過熱蒸汽的非催化部分氧化方法。

本發明所要解決的技術問題之二在于提供一種實現上述大中型副產過熱蒸汽的非催化部分氧化方法的裝置。

作為本發明第一方面的一種大中型副產過熱蒸汽的非催化部分氧化方法，將煤氣和氧氣分別預熱后送入一部分轉化爐內在1200～1500℃的高溫下反應，由于轉化爐內溫度很高，將煤氣中含有的雜質如有機硫等燒成無機硫，將煤氣中的長鏈烷烴、芳香烴、焦油等燒成水、二氧化碳、一氧化碳、氫氣，將煤氣中的HCN、氨等燒成H2及氮氣，該裝置起到凈化煤氣的作用。出部分轉化爐的第一產品合成氣首先進入兩臺并聯操作的廢熱鍋爐產生飽和蒸汽；離開兩臺廢熱鍋爐的第二產品合成氣進入蒸汽過熱器繼續熱量回收，出蒸汽過熱器的第三產品合成氣經過進一步熱量回收后送水洗塔進行洗滌脫氨脫炭黑，然后作為產品轉化氣送出界區；來自兩臺并聯操作的廢熱鍋爐的飽和蒸汽送入所述蒸汽過熱器被過熱至過熱蒸汽后送過熱蒸汽管網。

在本發明的一個優選實施例中，所述過熱蒸汽的溫度通過設置在兩臺廢熱鍋爐的第二產品合成氣輸送管線上的溫度調節閥來控制。

在本發明的一個優選實施例中，所述出蒸汽過熱器的第三產品合成氣通過一熱量回收器進行進一步熱量回收。

在本發明的一個優選實施例中，所述水洗塔采用脫鹽水來洗滌第三產品合成氣中的微量氨或微量炭黑。

在本發明的一個優選實施例中，所述煤氣為荒煤氣。