由渣油制合成气由渣油制合成气 由渣油制合成气课件由天然气制作合成气由煤制合成气制合成气的方法制合成气的方法由渣油合成由渣油制合成气课件一、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由渣油制合成气课件一、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，可用于渣油气化由渣油制合成气课件渣油合成气的加工步骤如下：由渣油制合成气课件（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0.30.6kg（蒸汽）/kg（油）。加压气化时用低限。由渣油制合成气课件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。由渣油制合成气课件二、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。渣油在反应器中经历的变化如下。由渣油制合成气课件首先是渣油分子(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，反应式为由渣油制合成气课件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 由渣油制合成气课件三、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。由渣油制合成气课件(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。由渣油制合成气课件(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。由渣油制合成气课件(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0.30.6kg（蒸汽）/kg（油）。加压气化时用低限。由渣油制合成气课件(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。由渣油制合成气课件(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。由渣油制合成气课件