《由渣油制合成气》PPT课件.ppt

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1、由渣油制合成气,由天然气制作合成气,由煤制合成气,制合成气的方法,由渣油合成,一、渣油制合成气的简介,二、渣油部分氧化过程的反应,三、渣油部分氧化操作条件,一、渣油制合成气的简介,制造合成气用的渣油是石油减压蒸馏塔底残余油，亦称减压渣油。由渣油转化为CO、H2等气体的过程称渣油气化。气化技术有部分氧化法和蓄热炉深度裂解法，目前常用技术是部分氧化法，由美国德士古（Texaco）公司和荷兰谢尔（Shell）公司在20世纪50年代开发成功，分别称为德士古法和谢尔法，当时用于重油。在20世纪80年代经改进，成为德士古新工艺，可用于渣油气化,渣油合成气的加工步骤如下：,（3）蒸汽油比 水蒸气量是一个可调

2、控的变量，它的加入可抑制烃类热裂解，加快消碳速率，同时水蒸气与烃类的转化反应可提高CO和H2含量，此外，还能帮助渣油的雾化，使油和氧、水蒸气的接触面积增大。所以蒸汽/油高一些较好，但水蒸气参与反应会降低温度，为了保持高温，需要提高氧/油的比值，因此蒸汽/油也不能过高，一般控制在0.30.6kg（蒸汽）/kg（油）。加压气化时用低限。,当油与氧混合不均匀时，或油滴过大时，处于高温的油会发生烃类热裂解，反应较复杂，这些副反应最终导致结焦。所以，渣油部分氧化过程中总是有炭黑生成。为了降低炭黑和甲烷的生成，以提高原料油的利用率和合成气产率，一般要向反应系统添加水蒸气。因此在渣油部分氧化的同时，还有烃类

3、的水蒸气转化和气化反应。油渣中含有的硫、氮等有机化合物反应后生成H2S、NH3、HCN、COS等少量副产物。最终生成的水煤气中4种主组分CO、H2O、H2、CO2之间存在的平衡关系要由变换反应平衡来决定。,二、渣油部分氧化过程的反应,油渣是许多大分子烃类的混合物，沸点很高，所含元素的重量组成C84%87%，H11%12.5%，其余有S、N、O，以及微量元素Ni、V等。氧化剂是氧气。当氧充分时，渣油会完全燃烧生成CO2和H2O，只有当氧量低于完全氧化理论值时，才发生部分氧化，生成以CO和H2为主的气体。渣油在常温时是粘稠的、黑色半固体状物，要将渣油预热变成易流动的液态，才能进入反应器。渣油在反应

4、器中经历的变化如下。,首先是渣油分子(CmHn)吸热升温、气化，气态渣油与氧气混合均匀，然后与氧反应，如果氧量充足，则会发生完全燃烧反应,如果氧量低于完全氧化理论量，则发生部分氧化，放热量少于完全燃烧，反应式为,当油与氧混合不均匀时，或油滴过大时，处于高温的油会发生烃类热裂解，反应较复杂，这些副反应最终导致结焦。所以，渣油部分氧化过程中是有炭黑生成。为了降低炭黑和甲烷的生成，以提高原料油的利用率和合成气产率，一般要向反应系统添加水蒸气。因此在渣油部分氧化的同时，还有烃类的水蒸气转化和气化反应。油渣中含有的硫、氮等有机化合物反应后生成H2S、NH3、HCN、COS等少量副产物。最终生成的水煤气中

5、4种主组分CO、H2O、H2、CO2之间存在的平衡关系要由变换反应平衡来决定。C0+H2O CO2+H2,三、渣油部分氧化操作条件,在确定何种工程措施（例如反应器的类型、结构和尺寸）来保证反应进行之前，应当充分认识反应特点，全面分析各工艺参数对反应的影响，从而确定优化的工艺条件。渣油部分氧化的优化目标是：在尽可能低的氧消耗量和蒸汽耗量下，碳的转化率要高，而且是将渣油转化为更多的有效成分CO和H2。,(1)温度 烃类的完全燃烧和部分氧化反应为不可逆反应，不存在平衡限制问题。温度越高，反应速率越快，故氧气能很快消耗殆尽，烃类的转化和焦炭的气化是吸热的，高温对反平衡和速率均有利。所以，渣油气化过程的

6、温度应尽可能高，但是，操作温度还受反应平衡和速率均有利，所以，渣油气化过程的温度应尽可能高，但是，操作温度还受反应器材质的约束，一般控制反应器出口温度为13001400，反应器内温度最高的燃烧区估计达18002000。,(2)氧油比 操作温度不是独立变量，它与氧、蒸汽的用量有关。氧油比对反应器内温度及水煤气中有效成分的影响很大，所以氧油比是重要的控制指标之一，氧油比（标准状态）常用的单位是m3（氧）/kg（油）。当要求只生成CO和H2时，根据渣油部分氧化反应时（）可知，氧分子数碳原子数只比为0.5（摩尔比），即 O2/C=0.5 如果氧量超过了这个比值，会产生一些CO2和水蒸气。理论氧油比的计

7、算式为 氧/油=22.4*0.5*（C/12）式中，C为渣油中碳元素的质量分数。实际生产中氧/油比要高于此理论值。因为添加了水蒸气，存在吸热反应，需要提高氧/油比，以维持高温，也使炭黑含量迅速下降。具体比值要根据渣油碳含量、原料预热温度、添加的水蒸气量以及反应器散热损失等因素来确定。,(3)蒸汽油比 水蒸气量是一个可调控的变量，它的加入可抑制烃类热裂解，加快消碳速率，同时水蒸气与烃类的转化反应可提高CO和H2含量，此外，还能帮助渣油的雾化，使油和氧、水蒸气的接触面积增大。所以蒸汽/油高一些较好，但水蒸气参与反应会降低温度，为了保持高温，需要提高氧/油的比值，因此蒸汽/油也不能过高，一般控制在0

8、.30.6kg（蒸汽）/kg（油）。加压气化时用低限。,(4)压力 渣油气化过程总结果是体积增加的，从平衡角度看，低压有利。但加压可缩小设备尺寸和节省后工序的气体输送和压缩动力消耗，有利于消除炭黑、脱除硫化物和二氧化碳。渣油部分氧化过程的操作压力一般为2.04.0MPa,有的用8.5MPa,加压对平衡不利的影响可用提高温度的措施来补偿，蒸汽/油也用低限比值。,(5)原料的预热温度 充分利用工厂内的余热来预热原料，可以节省氧耗，提高气体有效成分。预热油渣可降低粘度和表面张力，便于输送和雾化，但预热温度不可以过高，以防渣油在预热器中气化和结焦。一般控制在120150.氧的预热温度一般在250以下。过热蒸汽最高能到400。,