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1、（中职）合成氨工艺及设备项目三、任务六教学课件项目三 合成氨生产原料气的制取任务六重油氧化制气任务要求认识重油氧化制气能画出重油氧化制气的的工艺流程知道重油氧化制气的基本原理能说出重油氧化制气的主要设备及工艺指标 目前全世界已有数百套重油部分氧化装置。同烃类蒸汽转化一样，重油部分氧化装置也向大型化方向发展，现在已有气化压力为8.61MPa，日产1350t氨的工业装置运行中国重油部分氧化制合成气技术于20世纪60年代初开始，有多套中、小型常压、加压装置相继投产。近年引进了多套以重油为原料的日产1000t氨的大型装置，使中国重油部分氧化制氨生产技术得到相应提高。一、认识重油氧化制气 重油是石油加工
2、到350上所得的馏分，若将重油继续减压蒸馏到520以上所得馏分称为渣油。重油、渣油以及各种深度加工所得残渣油习惯上都称为“重油”，也称重质烃。重油是烷烃、环烷烃及芳香烃为主和混合物。其虚拟分子式写作Cm Hn。由于石油产地和炼制方法的不同，所得重油的化学组分、物理性质也就各有差异。重油部分氧化是指重质烃类和氧气进行部分燃烧，由于反应放出的热量，使部分碳氢化合物发生裂解用裂解产物的转化反应，最终获得以H2和CO为主要组分，并含有少量CO2和CH4（CH4通常在0.5%以下）的合成气。一、认识重油氧化制气二、重油部分氧化制气1、重油部分氧化工艺流程重油部分氧化法制取合成氨原料气的工艺流程包括五个部
3、分：原料的加压及预热；重油气化；废热回收；水煤气的洗涤；炭黑的处理。重油部分氧化法按高温水煤气废热回收方式的不同，工艺流程可分为直接回收热量的激冷流程间接回收热量的废热锅炉流程（1）废热锅炉流程 气化压力为7Mpa的废热锅炉流程方框图 原料重油经泵加压至7MPa，预热至230与氧气和高压蒸汽混合，约310的混合气进入气化炉，在压力为6.0MPa、温度为13001400的条件下，进行部分氧化反应。生成含有（CO+H2）高达96%的裂解气，进入废热锅炉，副产10.3MPa高压饱和蒸汽。350的裂解气到节能器冷至200后，进入急冷室洗涤炭黑，经炭黑水分离器冷却至120的裂解气，进入炭黑洗涤塔进一步洗
4、涤冷却至45，含炭黑约1mm/m3（标）的裂解气送往脱硫工序。（2）炭黑处理炭黑的处理分为两部分煤气中炭黑的清除炭黑污水的处理石脑油萃取炭黑流程方框图 从气化炉出来的炭黑水经换热器冷却后，与石脑油混合进入萃取分离器。萃取分离器底部出来的水去脱气器减压闪蒸，而得到纯净水，含水石油脑由脱气器顶部出来，经分离器分出石脑油，送混合器作循环萃取用。石脑油在萃取分离器中将炭黑从炭黑水中萃取出来。生成石脑油炭黑浆，加入适量的原料重油，经加热后，使其轻质烃及夹带的水分气化，然后送入石脑油蒸馏塔进行分离。炭黑随重质油返回气化炉，石脑油由塔顶出来，经冷却、冷凝后进行循环萃取。2 主要设备 重油部分氧化主要设备气化
5、炉废热锅炉洗涤器炭黑装置（1）与废热锅炉连接的气化炉 谢尔气化炉简图 谢尔气化炉与废热锅炉组成一体。气化炉内衬有两层耐火材料，为防止气化炉在耐火衬里一旦被烧穿时受到损坏，一般在壳中的上部设置水夹套，用水循环冷却炉壁，同时在炉壳外设置一定数量的表面温度计，一旦超温度自动报警。4、工艺条件的选择（1）温度反应大部分为可逆吸热反应，故提高操作温度可提高CH4与C的平衡转化率，从而降低裂解气中CH4和炭黑含量。提高操作温度可加快甲烷与蒸汽、炭与蒸汽、碳与二氧化碳三个吸热的控制反应。反应温度过高易烧坏气化炉的耐火衬里和喷嘴，温度的提高一般是通过增加氧量，更多是消耗了有效气体成分。反应温度不宜太高。一般控
6、制在13001400之间（2）压力目前中型厂为23.5MPa，大型厂则达8.08.5MPa。重油气化是体积增加的反应，加压对反应平衡的不利影响，可以通过提高反应温度来补偿，因此目前工业上普遍采用加压操作。加压操作有利于提高喷嘴的雾化效果加压操作有利于气体中炭黑的脱除加压操作可以降低动力操作压力过高，对化学平衡所带来的不利影响越显著，并且对设备材料及制造要求更严格（3）氧油比 氧油比提高，可提高反应温度，减少生成气中甲烷和炭黑的含量，但氧油比过高，会使一部分碳原子转变为二氧化碳，一部分氢原子转变为蒸汽，降低了有效气体产量。随着氧油比的提高，燃烧和转化两个反应互相消长，产气率和冷煤气率由上升变为下
7、降。（4）蒸汽油比蒸汽油比是指气化1kg重油需加入的蒸汽量，单位为kg/kg。重油气化过程中，在火焰反应条件下，加入适量蒸汽可以加快烃类转化，降低生成气甲烷和炭黑含量，降低氧耗，增加氢的产量，并且可以调节炉温，有利于重油雾化。工业生产中蒸汽油比的限度取决于烧嘴雾化的需要，一般说来，常压气化的蒸汽油比在0.5以下，加压气化的蒸汽油比为0.30.4。（5）原料的预热因此蒸汽的预热视热源而定，一般可预热到400，也可不预热。对入炉物料（重油、蒸汽、氧气）进行预热，可减少入炉后将物料提高至反应温度所消耗的热量，降低油耗和氧耗，提高气体质量和产率。重油预热有利于雾化。预热温度过高，会使重油分馏、结焦，并会使重油中轻馏分气化产生大量蒸气，出现泵抽空中断输送，还可能发生重馏分的裂解脱碳。重油的预热温度须慎重选定，一般根据油品的来源与闪点不同而定。一般重油预热控制在150260。任务小结重油部分氧化法重油部分氧化法工艺流程主要设备 基本原理 工艺条件方块流程图气化炉、废热锅炉、石油脑蒸馏塔氧化燃烧、高温裂解、转化温度、压力、氧油比、蒸汽油比思考与练习1画出谢尔废热锅炉工艺流程图。2重油部分氧化法制取合成氨原料气的过程？3谢尔废热锅炉工艺流程的有什么主要特点？4喷嘴有什么作用？重油是如何雾化的？