[发明专利]碳氢化合物气化系统及内部热量整合利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤化工领域，特别是涉及碳氢化合物气化系统及其内部热量整合利用方法。

背景技术

利用碳氢化合物气化制备合成气或燃料气是一种成熟的化工工艺。为了提高单位时间内气化反应器的生产能力，满足原料灰分的排出条件，气化反应器必须维持较高的操作温度。通常这一操作温度依赖碳氢化合物原料与气化剂的燃烧提供。这一方面需要消耗一部分碳氢化合物原料与气化剂；另一方面气化反应产生的1300℃左右的气体在水中激冷至240℃左右，产生了大量的高温黑水，黑水闪蒸生成的闪蒸气中蕴含的大量热量没有充分利用，甚至需要消耗循环冷却水进行冷却后才能进一步处理或排放，系统能量利用效率比较低。并且燃烧产生的CO₂使产品气体中的有效气(H₂、CO)含量降低，增加了下游处理装置的规模与处理难度。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种碳氢化合物气化系统，它可以提高系统能量利用率，降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明的碳氢化合物气化系统，包括气化反应器、洗涤塔、高压闪蒸罐、低压闪蒸罐和真空闪蒸罐，其特征在于，还包括有原料换热器，所述原料换热器设置在碳氢化合物原料的进料管路上，并与高压闪蒸罐顶部出口相连。

较佳的，在本发明的碳氢化合物气化系统中，还可以包括有气化剂换热器，所述气化剂换热器设置在气化剂的进气管路上，可以与原料换热器连接，也可以与高压闪蒸罐顶部出口或低压闪蒸罐顶部出口连接。

在一较佳实施例中，碳氢化合物原料的进料管路上、所述原料换热器的前面还设置有用于提升碳氢化合物原料压力的高压计量进料泵。

所述原料换热器可以使用管壳式、套管式、翅片管式或其他形式的间壁式换热器；所述气化剂换热器可以使用管壳式、套管式、翅片管式、绕管式、板式或其他形式的间壁式换热器。

本发明要解决的技术问题之二是提供上述碳氢化合物气化系统内部热量整合利用方法。

为解决上述技术问题，本发明的碳氢化合物气化系统内部热量整合利用方法，是在将碳氢化合物原料送入气化反应器进行气化反应前，用碳氢化合物气化系统产生的闪蒸气体与碳氢化合物原料进行热交换，提升碳氢化合物原料的温度。

较佳的，在将气化剂送入气化反应器进行气化反应前，也同时用碳氢化合物气化系统产 生的闪蒸气体和气化剂进行热交换，提升气化剂的温度。

所述碳氢化合物原料可以是由煤、石油焦、沥青、生物质、固体废弃物中的一种或多种与水或液态烃类物质形成的悬浮流体，或者渣油、沥青、重油、天然气、炼厂干气碳氢化合物流体原料。

所述气化剂可以使用空气、富氧空气、纯氧、水蒸气、二氧化碳中的一种或几种的混合物。

所述闪蒸气体为气化系统产生的高温液体通过减压闪蒸副产的高温气体，包括高压闪蒸蒸汽、低压闪蒸蒸汽或真空闪蒸蒸汽，闪蒸气体的主要组成成分为水蒸气。

与现有碳氢化合物气化系统及其热量处理方式相比，本发明的碳氢化合物气化系统及其内部热量整合利用方法具有以下优点和有益效果：

1.传统工艺碳氢化合物进料和气化剂温度与气化反应温度温差很大，本发明通过增加气化反应器进料预热步骤，利用碳氢化合物气化系统的副产物——闪蒸气中的热量，对要进入气化反应器的碳氢化合物原料与气化剂进行预热，在相同的反应条件下，节约了反应系统的热量，降低了碳氢化合物原料和气化剂的消耗以及二氧化碳的排放量；

2.传统工艺产生的闪蒸气体需要采用循环水冷却后进一步处理，本发明的气化系统产生的闪蒸气体由于经过了与碳氢化合物原料及气化剂之间的换热，不需要再额外使用循环水冷却，这样就使气化系统中循环冷却水的用量得以显著降低，不仅降低了系统的能耗与水耗，也提高了整个气化系统的能量利用率。

附图说明

图1是本发明实施例1的碳氢化合物气化系统结构示意图。

图2是本发明实施例2的碳氢化合物气化系统结构示意图。

图3是本发明实施例3的碳氢化合物气化系统结构示意图。

图4是本发明实施例4的碳氢化合物气化系统结构示意图。

图中附图标记说明如下：

R1：气化反应器

E1：原料换热器

E2：气化剂换热器

P1：高压计量进料泵

V1：高压闪蒸罐

V2：低压闪蒸罐

V3：真空闪蒸罐

W1：洗涤塔

S1：碳氢化合物原料

S2：气化剂