[发明专利]大中型副产过热蒸汽的非催化部分氧化方法及装置

说明书

本发明公开的一种大中型副产过热蒸汽的非催化部分氧化方法，将煤气和氧气分别预热后送入一部分转化炉内在1200～1500℃的高温下反应，出部分转化炉的第一产品合成气首先进入两台并联操作的废热锅炉产生饱和蒸汽；离开两台废热锅炉的第二产品合成气进入蒸汽过热器继续热量回收，出蒸汽过热器的第三产品合成气经过进一步热量回收后送水洗塔进行洗涤脱氨脱硫，然后作为产品转化气送出界区；来自两台并联操作的废热锅炉的饱和蒸汽送入所述蒸汽过热器被过热至过热蒸汽后送过热蒸汽管网。本发明还公开了一种大中型副产过热蒸汽的非催化部分氧化装置。本发明充分利用其高温反应的特点副产高经济价值的过热蒸汽。

技术领域

本发明涉及以天然气、焦炉气、荒煤气、炼厂气、气化炉煤气，工艺尾气或者其他富含甲烷、乙烷等烃类的气体为原料，制取氢气和一氧化碳的混合气体，生产聚氨酯(TDI,MDI,PC,PE等)、合成油、乙二醇、甲醇和合成氨等化工领域，特别涉及一种以气态烃为原料，以空气、富氧空气或纯氧为氧化剂，大中型副产高温过热蒸汽的非催化部分氧化(POX)方法及装置。

背景技术

合成气(CO+H₂)作为重要的化工原料，在化学工业领域中，主要用来聚氨酯(TDI,MDI,PC,PE等)、油、乙二醇、合成氨、液体燃料、甲醇、醚类和化肥等一系列重要的化学产品，因此对合成气有大量的需求，这也导致对更大产能转化炉的工业需求。

在气态烃转化制备合成气的工艺中，非催化部分氧化技术(POX)作为其中一种，在国内合成气转化领域将越来越重要。传统的非催化部分氧化技术已有多个工业装置可靠运行，但还存在一定的不足：

1.转化炉出口工艺气温度高达1200-1500℃，合成气出口管道运行条件苛刻，无法通过外加热旁路控温阀的常规手段调节废锅出口温度。

2.因为立式盘管废热锅炉本身的结构限制，无法通过增设中心管旁路的手段控制温度，因此传统的非催化部分氧化技术只能副产饱和蒸汽，无法副产过热蒸汽作为动力蒸汽使用。

3.非催化部分氧化POX工艺通常在中低压操作，因此规模增加后废热锅炉尺寸庞大，单台设备无法国产化，进口设备价格昂贵成本极高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于针对传统的非催化部分氧化技术只能副产饱和蒸汽，无法副产过热蒸汽作为动力蒸汽使用的问题而提供一种大中型副产过热蒸汽的非催化部分氧化方法。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种实现上述大中型副产过热蒸汽的非催化部分氧化方法的装置。

作为本发明第一方面的一种大中型副产过热蒸汽的非催化部分氧化方法，将煤气和氧气分别预热后送入一部分转化炉内在1200～1500℃的高温下反应，由于转化炉内温度很高，将煤气中含有的杂质如有机硫等烧成无机硫，将煤气中的长链烷烃、芳香烃、焦油等烧成水、二氧化碳、一氧化碳、氢气，将煤气中的HCN、氨等烧成H2及氮气，该装置起到净化煤气的作用。出部分转化炉的第一产品合成气首先进入两台并联操作的废热锅炉产生饱和蒸汽；离开两台废热锅炉的第二产品合成气进入蒸汽过热器继续热量回收，出蒸汽过热器的第三产品合成气经过进一步热量回收后送水洗塔进行洗涤脱氨脱炭黑，然后作为产品转化气送出界区；来自两台并联操作的废热锅炉的饱和蒸汽送入所述蒸汽过热器被过热至过热蒸汽后送过热蒸汽管网。

在本发明的一个优选实施例中，所述过热蒸汽的温度通过设置在两台废热锅炉的第二产品合成气输送管线上的温度调节阀来控制。

在本发明的一个优选实施例中，所述出蒸汽过热器的第三产品合成气通过一热量回收器进行进一步热量回收。

在本发明的一个优选实施例中，所述水洗塔采用脱盐水来洗涤第三产品合成气中的微量氨或微量炭黑。

在本发明的一个优选实施例中，所述煤气为荒煤气。