一种利用鼓泡法制备轻烃燃气的工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及轻烃燃气制备领域，特别的是涉及一种利用鼓泡法制备轻烃燃气的工艺方法。
【背景技术】
[0002]烃，是碳、氢两种元素以不同的比例混合而成的物质。天然气的主要成分是(^俗称甲烷；含少量C2乙烷；液化石油气的主要成分是c3丙烷；c4是丁烷温下为气态，叫气态轻烃。c5-c16的烃在常温下是液态，就叫液态轻烃。液态轻烃中最轻的c5、c6极易变成气态。再重一点的是汽油，煤油和柴油等。我国已把液态轻烃石油产品副产品转化成气体燃料，供城镇居民生活用气和工业用气制定为政策上大力支持的能源转化项目。
[0003]轻烃是轻烃燃气的原料，可制成燃烧气体，我们通常称为混合轻烃燃气。轻烃混合燃气是液态轻烃通过“轻烃气化设备”以物理方式将其气化，并按工艺要求与一定比例的空气混合，通过输配管网送给用户的气体燃料。其中由液态状化气态，轻烃组份最少不低于15% (V%)，也可以根据用户燃气参数的要求而调整混合比例。液态轻烃的热值为31800Kcal/kgo制气量和燃气热值成反比。比如要达到5400kcal/kg的热值，每公斤轻经就产生2.5m3轻烃燃气；如果要达到7000kcal/kg的热值，每公斤轻烃就产生2m 3的轻烃燃气，因此，轻烃燃气中空气的比例调节可满足不同功用的燃气用户。其依据是轻烃混空燃气在空气中发生燃烧发生完全氧化反应。由于在通常情况下氧气在空气中的比例为21%，所以从15-20%的轻烃混空燃气的热值与轻烃的组分成正关系，其公式为:
[0004]H = rH 轻烃
[0005]式中:Η为轻烃混空燃气的热值；r为混空中轻烃油的体积百分比。
[0006]现有实际应用中，轻烃从液态转化成气态的气化过程，是通过加热轻烃液对其进行强制气化的过程。具体方法是通过加热介质，规定它的温度不应高于95°C，轻质烃燃料的温度不应高于45°C，这个过程通常是以水作为热媒介质。具体方法是将轻烃燃料先经过恒定体积栗进气化反应器，在以热水作为传热介质的恒温压条件下气化，然后进入分离器进行气液分离，接着进入贮存燃气罐和空气储罐送过来恒压恒容空气，进行混合，从而生成人为设计热值的混合气体，这样就完成了加热气化配气过程。
[0007]然而，由于轻烃液体极易挥发，各种温度和气体混合组分的数值都不容易控制，这使得通过加热强制气化轻烃液的方法危险度极高，极易发生爆炸，因此，不能在实际中广泛应用，以至于造成能源的大量浪费。
[0008]现有生产轻烃油燃气工艺存在的弊病:
[0009]1、在生产轻烃油燃气过程中，必须使用精纯轻烃油，成本高；
[0010]2、在生产轻烃油燃气过程中，会产生30% -40%的残液，不能完全气化，因此轻烃油的利用率极低；
[0011]3、在生产轻烃油燃气过程中，随着加温，会发生化学反应，给反应设备造成危害，设备损坏程度大，维护设备的难度也很大；
[0012]4、在生产轻烃油燃气过程中，管网中会有大量回凝，严重影响供气质量，且存在严重的安全隐患；
[0013]5、在生产轻烃油燃气过程中，火势不稳，影响用户的用气质量；
[0014]6、在生产轻烃油燃气过程中，排除管道内残液和管道凝液过程，容易发生事故。
【发明内容】
[0015]针对现有技术的不足，本发明提供一种利用鼓泡法，在常温低压的条件下生产轻烃燃气的工艺。
[0016]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案实现:
[0017]—种利用鼓泡法制备轻烃燃气的工艺方法，所述的工艺为:将所需的燃料油放置于鼓泡反应器内，所述的鼓泡反应器的第一输入端与空气端接口连接，所述的鼓泡反应器的第二输入端与轻烃油补给端接口连接，所述的鼓泡反应器的输出端与用户终端接口连接;
[0018]所述的工艺为:将所需的燃料油为轻烃油或轻烃油混合油中的任一种；
[0019]所述的轻烃油混合油，包含A和B两部分；所述的A为轻烃油；所述的B为比轻烃油的比重重，且能与轻烃油相融合，且不易挥发的轻质石油，其具体的为:先加入B部分于反应器内，当B部分的液面达到预定体积后，加入A部分，所述轻烃油混合油总体积不大于反应器罐体总体积的1/2 ；
[0020]所述的A优选为C5?C 7的轻烃油；
[0021]所述的B为优选为煤油或者柴油中的一种；
[0022]轻烃油混合油中，以体积计，所述的A: B为1: δ，所述的δ在3?7范围内。
[0023]所述的鼓泡反应器的第一输入端，其空气的输入量与终端用户的需求量相关，其计算公式为:x = y(l-A)；
[0024]其中:所述的X为空气的输入量，所述的y为终端用户的需求量，所述的λ为15 %?20 %，为轻烃气在混合空气中的体积比例；
[0025]所述的工艺在温度为10°C?40°C，压力在0.015?0.035MPa范围内，并控制鼓泡反应器的输出端的压力在0.002?0.035MPa范围内；
[0026]9、根据权利要求1-8任一项所述的一种利用鼓泡法制备轻烃燃气的工艺方法，其特征在于:终端产生的热值计算如下:
[0027]Η = Ρ轻烃 *Η轻烃 /Ρ
[0028]式中:Η为轻烃混空燃气的热值；He；g为轻烃的热值；Peg为在某个温度下轻烃的饱和蒸汽压；P为混合气体的出口压力。
[0029]本发明是物理反应过程，因此不需要添加任何添加剂、阻燃剂、催化剂等化工原料，燃料油利用鼓泡法制气，燃气通过管道被输送至用户终端，整体工艺对环境毫无影响，轻烃气和空气的混合气体燃烧后，只产生C02和水，对环境大气没有任何污染，符合国家对环保的要求。
[0030]轻烃油的蒸发量与轻烃油的表面积有关，表面积越大，蒸发量越大。因此，在制气上我们采用将低压空气吹进封闭在反应器内液态燃料油中，在燃料油内产生大量的空气泡，每个空气泡有一个球表面，空气泡在上升过程中，能量大的燃料油分子，(本发明优选轻烃油或轻烃油混合油)不断地通过球表面进入到空气泡内，空气泡上升路径越长，进入空气泡内的油分子越多。每个空气泡内就形成了由蒸汽和空气的混合气。携带混合气的气泡上浮到燃料油表面而破裂。由于气液两相界面接触面大，两相强烈扰动和不断更新加速传质速度，使得体系的气泡流动处于滞流态和湍动态之间的最佳状态。由于液体分子向气泡内的连续整体扩散，因此反应器内的燃料油上部空间就充满燃料油混空气。
[0031]本发明采用的燃料油为轻烃油或轻烃混合油，由于轻质石油的比重大于(:5?(:7的轻烃油的比重，即使轻质油中存在杂质，其杂质也能够沉淀于轻质石油中，摒弃了现有技术中必须采用精纯的轻烃油，节省了成本。
[0032]本发明采用的燃料油更优选的为:按照体积计，1份体积的(:5石脑油和3-7份体积的煤油相复配的轻烃混合油作为燃料油。
[0033]在上述鼓泡理论的基础，以及本发明提供的燃料油的技术方案，能够解决原料残液问题，不但节省使用成本，提高经济效益，而且是极大的提高了反应过程的安全性。采用燃料油和空气的混合气体，在鼓泡法的作用下，输送到用户端的热值能达到6500-7500kcal/kg热值，与天然气热值不相上下，气化率能够达到100%。
[0034]本发明整体工艺依托物理气化原理，且主要设施在室内，整体的工艺反应外界环境可在-40°C?50°C范围内运行，可以适用于从高玮度到低玮度地区；由于混空比例在85-80%，