[发明专利]转变由气化过程中得到的含部分氧化的钒的积炭的方法

说明书

本发明涉及碳的烧除方法，尤其是涉及在气化过程所产生的积炭转变方法。

众所周知，在工业规模生产的多种操作过程中尤其在石油工业中会产生相当多的含碳物质。这类操作过程的实例包括在炉内加热烃类物质，该过程必然会导致含碳物质沉积在炉内不同部位和连接其它设备的管线中；熟知的催化裂化方法，其通常运行条件下会使含碳物质在催化剂颗粒上沉积然后将催化剂进行再生处理，以及象煤气、石油和煤的气化方法。

在石油和煤气化过程中会不可避免地产生含碳物质(常称之为积炭)。在余热回收阶段，随着气化过程的进行产生高压蒸汽时，含碳物质作为残留碳而残留下来。来自余热回收的反应器出口气体含这种残留碳，该  残留碳通常经(多次)水洗从所述的煤气中被除去，该气体可作为清洁的煤气收集。

在本领域中有许多已知技术来处理气化过程产生的积炭。一种熟知的且能工业应用的技术包括制粒方法，其间的馏出物或残余燃油用来形成可从洗涤水中分离的附聚物。该方法实质上是一种以湿法工艺来制造可以用原料或重燃油再混合的碳粒，根据需要，碳粒均化后可再循环至气化反应器或用作燃料。

处理所产生的含碳物质的另一种可能方法包括所谓Naphtha-Soot Recorery Process，该法特别适用于处理由重质原料(如可见的碎粒残渣或各种沥青)气化所产生的积炭。经水洗处理后产生碳质浆料，并后将其放在抽提器中用石脑油处理，于是产生石脑油-积炭附聚物。该附聚物可从其存在的水中分离并接着转变为可用泵抽送的与原料的混合物。

因为残留含碳物质(如积炭)的除去看来在整个气化过程中属费用很高的部分，所以处理这类残留物质的价廉而效率高的方法是很吸引人的。此外，在浓缩含钒的残留物质时还存在固有的问题(这是处理重质原料时通常发生的情况，并当生产含较大量含钒组分原料时更成为疑难问题)，在该浓缩条件下含钒物质被转变为五氧化二钒，其不利方面是使产物变得相当粘稠从而成为难以处理并且很不经济。

现已发现，浓缩含钒残留物质是可能的，例如按此法浓缩用含钒原料进行气化过程所产生的残留物质时可大大地降低不需要的五氧化二钒的产生或甚至几乎可以阻止其产生。这就使得该浓缩方法在处理和进一步加工(根据需要)方面具有很高的适应性。

因此，本发明涉及  转变由气化过程产生的含部分氧化的钒的积炭的方法，该方法包括对积炭进行氧化处理，氧化处理是在最终产物中的五氧化二钒含量至多为30％(重量)(按积炭中存在的部分氧化的钒计)的条件下进行。

含部分氧化的钒的积炭一词其意义可理解为含钒原料经热处理或催化处理后残留的含碳物质。这种原料可已经过简单的热处理，例如在将其置于炉内加热以产生热量并可能产生裂解产物或者可以是已经过气化操作，其间原料转变为一种或多种有价值的气态物质，留下在该操作条件下形成的不可避免的副产物积炭。

在上文中提及的对含钒原料进行热处理或催化处理时存在于原料中的钒或含钒组分可以是已经转变为部分氧化的钒组分。根据本发明的方法特别适用于五氧化二钒含量可高达30％(重量)积炭的转变，但也同样适用于对低含量五氧化二钒积炭的处理。

根据本发明的方法是令人意想不到的，该方法能够在氧化的条件下处理积炭，其间含碳物质基本上转变为一氧化碳和二氧化碳，当此类物质经受氧化气氛时不会将部分氧化的钒化合物氧化成大量的预期的五氧化二钒。

根据本发明的方法尤其适用于通过烧除含碳物质来转变含部分氧化的钒的积炭，而使存在于最后产物中五氧化二钒的含量至多为25％(重量)，最优选为少于15％(重量)，按存在于欲经氧化处理的积炭中部分氧化的钒计。

不希望受任何具体的理论所限制，可以认为根据本发明的方法完成反应过程时，在反应中引入反应器的氧气量大大过量于将含碳物质燃烧成一氧化碳或二氧化碳的实际需氧量。显然，在碳烧除方法中氧化剂的局部存在是控制工艺特征的手段，并且在部分氧化的钒化合物附近，相当有限量氧化剂能阻止钒化合物完全氧化成在热力学上有利的五氧化二钒。

通常，可以说明根据本发明，氧向在烧除发生区域的含碳层的质量传递速率应足够低于依据氧消耗量的碳烧除反应速率。