专利名称：鲁奇炉出口煤气非催化部分氧化制取合成气或氢气的系统的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及以煤为原料制取氢气和一氧化碳的合成气或氢气以制油、合成氨和甲醇 技术领域，特别是鲁奇炉出口煤气非催化部分氧化制取合成气或氢气的系统。
背景技术：
目前，以煤为原料制取氢气和一氧化碳合成气或氢气的工艺比较成熟的有以下几种1、 SHELL干煤粉纯氧气化工艺，该工艺引进软件费用高，操作条件苛刻，气化炉设备 结构复杂(特别是炉内件，目前国内尚不具备加工制造能力，必须引进)，设备投资大，国 内尚没有成熟的工艺和经验可借鉴。2、 TEXACO水煤浆纯氧气化工艺。操作条件苛刻，纯氧烧嘴更换频繁，制浆过程复杂， 设备投资大，受煤种适应性限制。3、 LURGI块煤固定床纯氧气化工艺。技术成熟，气化炉设备简单，技术和设备都可国 产化，技术软件费用低或没有，操作条件温和，设备投资低。但煤气水处理复杂，污染严 重；粗煤气净化和甲烷回收及利用工艺流程长而且复杂，投资大，能耗高。4、 常压间歇空气煤(焦)造气固定床工艺，生产能力低，污染严重，能耗高。5、 常压连续富氧或纯氧煤(焦)造气固定床工艺，生产能力低，污染严重，能耗高。 目前采用鲁奇炉出口煤气制取氢气和一氧化碳合成气的工艺过程，存在着以下问题1、 粗煤气中洗涤水中有机物含量较多且成分复杂，回收处理困难，环境污染严重。2、 粗煤气中含有大量的甲烷约8-10%V干，回收及利用困难，流程长投资大；如不回 收则浪费原料；甲烷进入后续工艺装置将降低煤制油等后续装置的效率，有效气体利用率 降低。3、 粗煤气中氢气含量高， 一氧化碳含量低，氢气/一氧化碳比例太高对煤制油不合适， 必须进行脱氢再调整，浪费大量二氧化碳中的碳资源和氢气。4、 粗煤气需脱除二氧化碳，也要浪费大量二氧化碳中的碳资源和氢气。5、 粗煤气中含有对粗煤气净化工艺如低温甲醇洗或变压吸附脱除困难的有机硫，如噻吩、氧硫化碳、二氧化硫等，还含有污染低温甲醇洗装置的有机物如高级烯烃或高级烷烃 (轻油组份)，处理和回收困难。6、鲁奇炉出口高温粗煤气只能副产低压蒸汽，蒸汽品位低，能量利用率低。实用新型内容本实用新型的目的是提供一种鲁奇炉出口煤气非催化部分氧化制取合成气或氢气的系统，该系统用于煤制油等装置的工艺过程更经济合理，充分发挥鲁奇炉煤造气技术成熟和国产化的优势，以解决目前鲁奇炉工艺所存在的问题。作为本实用新型的鲁奇炉出口煤气非催化部分氧化制取合成气或氢气的系统，其特征在于，在现有鲁奇炉与下道工序的装置之间增加一氧化炉，使从鲁奇炉出来的500-65(TC粗 煤气在氧化炉中进行氧化燃烧，产生高温混合气体。在燃烧过程中，有机物包括有机硫如 噻吩等和有机烃如甲烷等在高温下裂解、加氢和转化。在上述系统中，氧化炉为纯氧氧化炉。所述纯氧氧化炉为纯氧非催化部分氧化炉。所述氧化炉具有进、出气口、输入纯氧和安全蒸汽的混合气体的喷头混合器和燃烧室， 喷头混合器外接纯氧和安全蒸汽；进气管与鲁奇炉的粗煤气出口相连，以承接鲁奇炉的粗 煤气出口输出的500-650。C粗煤气，粗煤气与纯氧和安全蒸汽的混合气体在燃烧室混合燃 烧，产生高温气体通过出气口输出到下一道装置。在上述系统中，根据除尘需要，可以在鲁奇炉和纯氧非催化部分氧化炉之间增加至少 一个分离除尘装置。如果不需要可以不加。所述一次分离除尘装置具有进气口和出气口，进气口与鲁奇炉的粗煤气出口相连，以 承接鲁奇炉的粗煤气出口输出的500-650'C粗煤气，对进入的粗煤气进行除尘分离，除尘分离后的粗煤气通过出气口输送到氧化炉。在上述系统中，所述下道工序的装置包含两次冷却降温装置、净化装置、精脱精制装 置，其中一次冷却降温装置与氧化炉连接，二次冷却降温装置与一次冷却降温装置连接， 净化装置与二次冷却降温装置连接，精脱精制装置与净化装置连接，其中一次冷却降温装 置承接氧化炉过来的高温气体并对其冷却，冷却后分离排放煤气水；经热量回收温度降低 的粗煤气由出气口输出到二次冷却降温装置进行再次冷却，二次冷却后的粗煤气输送到净 化装置进行净化，冷却形成的煤气水排放；净化装置对粗煤气进行净化，净化过后的粗煤 气输送到精脱精制装置进行精脱精制；最终形成氢气和一氧化碳比例合适的合成气输送到制后形成的氢气和一氧化碳比例合适的合成气由出气口输送到下道合成工序。所述硫回收装置具有一回收口和一排放口，回收口与净化装置的一个分气口相连，以承接再生富含硫化氢的气体并对其回收，回收的再生富含硫化氢的气体由排放口至硫磺或硫酸制取装置制取硫磺或硫酸；所述空分装置具有一空气入口和纯氧输出口，空气由空气入口进入，纯氧输出口分成两路， 一路与鲁奇炉纯氧进口连接，另一路与纯氧氧化炉的喷头混合器相连，分别向鲁奇 炉和纯氧氧化炉提供纯氧。在上述系统中，所述一次分离除尘装置为一旋风分离器或者过滤除尘器。在上述系统中，所述纯氧氧化炉中的喷头混合器可以用烧嘴来代替。在上述系统中，所述一次冷却降温装置为冷激设备和/或废热锅炉。在上述系统中，所述二次分离装置为洗涤或/和旋风分离器。在上述系统中，所述二次冷却降温装置为空冷器或和水冷器设备。在上述系统中，净化装置由脱硫脱碳两部分组成。可以采用低温甲醇洗装置或/和变压 吸附装置。对于新建合成气生产装置来说，一般采用低温甲醇洗装置或/变压吸附装置进行 脱硫脱碳。而对于改造的合成气生产装置来说，考虑到原来的低温甲醇洗装置处理能力过 小， 一般要在低温甲醇洗装置上再并联一变压吸附装置，以提高脱硫脱碳的处理能力。本实用新型采用的鲁奇炉出口煤气非催化部分氧化制取合成气或氢气的系统，解决了 目前鲁奇炉工艺存在的问题-1、 对鲁奇炉出来的粗煤气进行高温燃烧和反应，基本完全转化或裂解复杂有机物为简 单分子物质，洗涤水中有机物大大降低，煤气水处理简单，环境污染改善。2、 粗煤气中8-10%V干甲烷基本转化为氢气和一氧化碳，甲烷惰性气体含量极少，提 离了煤制油等后续工艺过程的效率，也消除了甲烷分离和蒸汽转化等回收利用的设备。3、 解决了粗煤气中氢气含量高， 一氧化碳含量低的矛盾，氢气/—氧化碳比例满足煤 制油合成等工艺的要求。4、 粗煤气经过脱除二氧化碳，氢气/一氧化碳比例适合于煤制油工艺，不用再次调节， 节约碳源和氢气。5、 粗煤气中的有机物如噻吩、氧硫化碳、二硫化氧等，或有机物如高级烯烃或高级垸 烃等，几乎全部转化或裂解为无机硫如硫化氡和简单分子物质，有利于低温甲醇洗装置或 边呀吸附装置的净化6、 可以副产中压饱和蒸汽，经过过热后作为动力蒸汽，提高了工艺热量副产蒸汽的品 位和能量利用效率，降低了动力蒸汽锅炉的投资的和消耗。7、 可以采用变压吸附净化制取合成气或氢气，完全消除低温甲醇洗装置，节约大量设 备投资和冷冻装置能耗。本实用新型采用的鲁奇炉出口煤气非催化部分氧化制取合成气或氢气的系统，具有如 下特点-1、 鲁奇炉出口粗煤气采用高温旋风分离器除去大部分干粉尘，降低高温粉尘对后续设 备的冲刷腐蚀影响，降低煤气水中粉尘含量，提高煤气水流动性。2、 经高温旋风除尘后的粗煤气，直接进入纯氧非催化部分氧化炉，和经过预热的纯氧 发生燃烧，产生高温，完全转化粗煤气中的有机物。3、 出部分氧化炉的高温气体采取冷激和/或废气锅炉副产中压和/或低压饱和蒸汽回收 热量。4、 经热量回收后的粗煤气再经洗涤及旋风分离，进一步除去夹带的粉尘和有机物。5、 粗煤气可以通过耐硫变换调整最终氢气/一氧化碳比例，满足后续工艺要求，6、 粗煤气采用低温甲醇洗或/和变压吸附净化装置脱硫脱碳。7、 经净化装置的合成气采用精脱精制装置对合成气进一步净化，确保合成气或氢气质量。采用本实用新型的技术方案后，使得以鲁奇炉煤造气制取氢和一氧化碳合成气或氣气 用于煤制油等过程的造气工艺和附属设备大大简化，其优点包括煤气水分离处理简化、粗 煤气净化可靠稳定、甲烷回收及处理工段可以取消等等。另一个好处是部分氧化炉(P0X) 出口组成比例基本满足后续煤制油等工艺过程的要求，可以不采用部分耐硫变换，经脱碳 提氢再次调节氢气/一氧化碳比例。本实用新型具体优势如下1、 鲁奇炉生产的粗煤气中含有大量后续工艺处理复杂或无法处理的有机物，采用本实 用新型部分氧化炉(P0X)的高温燃烧和反应，全部转化为有用组分或易于脱除易于处理的 简单物质，例如甲烷和轻油转化为有用介质氢气和一氧化碳；噻吩转化为硫化氢等。2、 粗煤气中不含有萘、噻吩和高级烃等杂质，低温甲醇洗或变压吸附净化装置运行可 靠稳定，不存在因为污染甲醇溶液而造成甲醇溶液中杂质累积从而运行恶化的问题，不存 在污染变压吸附吸附剂的问题。3、 取消和原鲁奇炉造气配套的必须的甲烷回收和处理工段，例如深冷分离甲烷(如液尘含量，提高煤气水流动性。旋风分离器2的出气口 22与纯氧氧化炉3的进气口 31相连， 以向纯氧氧化炉3输送经过除尘分离处理的粗煤气。这一步骤可以根据需要进行选择，也 可以将从鲁奇炉1出来的500-65(TC粗煤气直接送到纯氧氧化炉3进行氧化燃烧。3、 经过旋风分离器2除尘处理的粗煤气由纯氧氧化炉3的进气口 31进入到纯氧氧化 炉3中，同时由空分装置4过来的另一路输出42送过来的纯氧与外接蒸汽源送过来的安全 蒸汽一起在烧嘴/喷头混合器中混合和预热、压縮形成混合气体喷至燃烧室，与粗煤气混合 燃烧，产生的高温气体通过纯氧氧化炉3上的出气口 32输出。经过高温燃烧后，粗煤气中 的有机硫如噻吩、氧硫化碳、二氧化硫等，或有机物如高级烯烃或高级烷烃等，几乎全部 转化为无机硫如硫化氢和简单分子物质，有利于低温甲醇洗装置或变压吸附装置的净化。 同时使洗涤水中有机物大大降低，煤气水处理简单，环境污染改善。在燃烧过程中，粗煤 气中甲垸含8—10%V基本转化为氢气和一氧化碳，甲烷惰性气体含量极少，提高了煤制油 等后续工艺过程的效率。这时出来的粗煤气中氢气/一氧化碳比例为1.2-1.3，符合煤制油 装置的要求。4、 由纯氧氧化炉3上的出气口 32输出的高温气体通过一次冷却降温装置，如冷激设 备和/或废热锅炉5的回收口 51进入到冷激设备和/或废热锅炉5中，对高温气体进行冷却 回收热量，冷却后的煤气水由煤气水排放口52排放；经热量回收温度降低的粗煤气由出气 口 53输出到二次分离装置进行分离除尘。5、 由冷激设备和/或废热锅炉5的回收口 51过来的经热量回收温度降低的粗煤气经过 二次分离除尘装置，如洗涤或/和旋风分离器6的进气口 61进入洗涤或/和旋风分离器6进 行分离除尘，进一步除去夹带的粉尘和有机物。分离除尘后的粗煤气由出气口62输送到旁 路调节装置71。当然，二次分离除尘装置，如洗涤或/和旋风分离器6也可以取消，将由冷激设备和/ 或废热锅炉5的回收口 51过来的经热量回收温度降低的粗煤气直接送到二次冷却降温装置 进行再次冷却，或者送到旁路调节装置71再次调节粗煤气中氢气/一氧化碳比例，使之达 到其它合成工艺的要求，如合成氨等。6、 由洗涤或/和旋风分离器6的出气口 62送过来的粗煤气通过旁路调节装置71 —个 口进入到旁路调节装置71和并接旁路调节装置71中的变换装置，如耐硫变换装置72中， 耐硫变换装置72对一部分的粗煤气进行变换。旁路调节装置71和耐硫变换装置72最终调 节经热量回收温度降低的粗煤气中氢气和一氧化碳的比例，以满足后续合成等工艺要求，
权利要求1. 鲁奇炉出口煤气非催化部分氧化制取合成气或氢气的系统，其特征在于，在现有鲁奇炉与下道工序的装置之间增加一氧化炉，使从鲁奇炉出来的粗煤气在氧化炉中进行氧化燃烧，产生高温混合气体。
2、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氧化炉为纯氧氧化炉。
3、 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述氧化炉具有进、出气口、输入纯氧 和安全蒸汽的混合气体的喷头混合器和燃烧室，喷头混合器外接纯氧和安全蒸汽；进气管与鲁奇炉的粗煤气出口相连，以承接鲁奇炉的粗煤气出口输出的粗煤气，粗煤气与纯氧和 安全蒸汽的混合气体在燃烧室混合燃烧，产生高温气体通过出气口输出到下一道装置。
4、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在鲁奇炉和纯氧非催化部分氧化炉之间 增加至少一个分离除尘装置。
5、 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述一次分离除尘装置具有进气口和出 气口，进气口与鲁奇炉的粗煤气出口相连，以承接鲁奇炉的粗煤气出口输出的粗煤气，对 进入的粗煤气进行除尘分离，除尘分离后的粗煤气通过出气口输送到氧化炉。
6、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述下道工序的装置包含两次冷却降 温装置、净化装置、精脱精制装置，其中一次冷却降温装置与氧化炉连接，二次冷却降温 装置与一次冷却降温装置连接，净化装置与二次冷却降温装置连接，精脱精制装置与净化 装置连接，其中一次冷却降温装置承接氧化炉过来的高温气体并对其冷却，冷却后的煤气 水排放；经热量回收温度降低的粗煤气由出气口输出到二次冷却降温装置进行再次冷却， 二次冷却后的粗煤气输送到净化装置进行净化，冷却形成的煤气水排放；净化装置对粗煤 气进行净化，净化过后的粗煤气输送到精脱精制装置进行精脱精制；最终形成氢气和一氧 化碳比例合适的合成气输送到下道合成工序。
7、 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在两次冷却降温装置之间，可设置一变 换及旁路调节装置。
8、 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述变换及旁路调节装置中包含一耐硫 变换装置。
9、 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在两次冷却降温装置之间，还可增加至 少一个二次分离除尘装置，对经热量回收温度降低的粗煤气进行再次分离。
10、 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，在一次冷却降温装置与变换及旁路调节装置之间还可增加至少一个二次分离除尘装置，对经热量回收温度降低的粗煤气进行再 次分离。
11、 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述净化装置上接一硫回收装置， 接收净化装置脱去的再生富含硫化氢的气体，作为生产硫磺或硫酸的原料气。
12、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括一空分装置，该空分装置与鲁 奇炉和氧化炉连接，向鲁奇炉和氧化炉提供纯氧。
13、 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述一次冷却降温装置具有一回收口、 出气口和煤气水排放口，回收口与氧化炉的出气口相连，以承接氧化炉过来的高温气体并 对其冷却，冷却后的煤气水由煤气水排放口排放；经热量回收温度降低的粗煤气由出气口输出。
14、 根据权利要求9或10所述的系统，其特征在于，所述二次分离除尘装置具有进气 口和出气口，该进气口与上一装置的出气口，以承接粗煤气或经热量回收温度降低的粗煤 气并对其再次洗涤与分离，出气口与下一装置相连，以将分离后的粗煤气输送到变换及旁 路调节装置迸行变换和调节或二次冷却降温装置进行再次冷却。
15、 根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述上一装置为氧化炉或一次冷却降 温装置。
16、 根据权利要求M所述的系统，其特征在于，所述下一装置为变换及旁路调节装置 或二次冷却降温装置。
17、 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述二次冷却降温装置具有一进气口、 一出气口和一煤气水排放口，其进气口与上一装置相连，以承接氢气和一氧化碳比例合适 的粗煤气并对其进行再次冷却，冷却后的粗煤气由出气口排放，冷却形成的煤气水由煤气 水排放口排放。
18、 根据权利要求i7所述的系统，其特征在于，所述上一装置为一次冷却降温装置或 变换及旁路调节装置。
19、 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述净化装置具有一进气口和两分气 口，其进气口与二次冷却降温装置的出气口相连，以承接冷却后的氢气和一氧化碳比例合 适的粗煤气， 一个分气口输出再生富含硫化氢的气体，另一个分气口输出经过脱硫脱碳处 理的氢气和一氧化碳比例合适的粗煤气。
20、 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述精脱精制装置具有进气口和出气
专利摘要鲁奇炉出口煤气非催化部分氧化制取合成气或氢气的系统，使从鲁奇炉出来的粗煤气在氧化炉中进行氧化燃烧，产生高温混合气体，经过两次冷却降温装置、净化装置、精脱精制装置处理后，输出的合成气中氢气/一氧化碳的比例为1.2-1.3，其中甲烷含量小于0.1％V。满足了煤制油等后续工艺过程的要求，确保了合成气净化质量。在燃烧过程中，有机物包括有机硫如噻吩等和有机烃如甲烷等在高温下裂解、加氢和转化。
文档编号B01D53/047GK201102901SQ20072006739
公开日2008年8月20日 申请日期2007年2月15日 优先权日2007年2月15日
发明者杨震东, 陆欢庆 申请人:上海国际化建工程咨询公司