本发明属于一种生产合成气的方法,具体地说,涉及一种自热式非催化部分氧化的方法,该法可把炼焦炉的副产品荒焦炉煤气转化成合成气。
背景技术:
本发明的合成气主要成分是氢气和一氧化碳,还有少量的二氧化碳等气体,广泛用于制取甲醇、液氨、乙二醇等多种化工产品。
荒焦炉煤气是指刚离开炼焦炉的高温(约700~800℃)含有煤焦油、苯、萘、氨、硫化物、甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气等多组分的煤气。
现阶段工业上通常是先把荒焦炉煤气中的煤焦油、苯、氨、萘、硫化物等通过化产回收分离后,再用含甲烷的洁净焦炉煤气制取合成气。
焦化厂化产车间通过物理及化学方法分离上述煤焦油、苯、氨等组分时存在如下问题:
(1)由于化产回收需在常温下进行,所以,荒焦炉煤气的高温热能没有利用,反而依靠大量水来冷却,造成能源上的浪费。
(2)荒焦炉煤气含有大量的高温水蒸气也随着氨水冷凝而液化,未被利用,也造成很大的能源浪费。
(3)化产回收车间回收上述组分时,将有少量气态烃、苯等有毒气体排放,还有蒸氨废水、洗脱苯废水、焦油渣、洗油渣这些废物排放,增大了三废处理的难度。
技术实现要素:
本发明的目的,是提供一种荒焦炉煤气通过自热式部分氧化转化来制取合成气的方法。
刚离开炼焦炉的含有大量水蒸气的高温荒焦炉气,在补充配入一部分水蒸汽的条件下,直接在转化炉内与氧气进行常压非催化部分氧化来制取合成气,工艺过程简单、节能环保,实现了经济、环境、能源的和谐发展。
本发明制取合成气的工艺过程,包括以下步骤:
(1)从炼焦炉顶部集气管通过管道抽取700~800℃荒焦炉煤气。
(2)荒焦炉煤气趁热直接引入非催化转化炉,同时把氧气(含O2 99.6%)及废锅来的部分蒸汽分别送入转化炉。在转化炉的前段,有烃类的燃烧反应。这些烃包括煤焦油、苯、萘、甲烷等碳氢化合物,用CmHn表示:
CmHn+﹙m+n/4﹚O2=mCO2+n/2H2O
利用不完全燃烧的反应热,剩余的烃要与水蒸汽进行吸热的转化方法:
CmHn+m H2O=mCO+﹙n/2+m﹚H2
在上面的反应过程中,还存在烃的裂解反应:
CmHn=﹙m-n/4﹚C+n/4CH4
CH4=C+2H2
在反应后的CO、H2、CO2、H2O各种组分之间,存在下面的反应:
CO+H2O=CO2+H2
非催化部分氧化的高温区间大约1100~1450℃,上述反应不需要外部加热即可完成自热式平衡反应,反应后的转化气1000~1200℃,主要含H2 62~65%、含CO 25~28% 、含CO2 7~7.5%(体积百分数)。荒焦炉煤气中的有机硫在转化炉内转化为无机硫H2S。
(3)转化气中含有少量的炭黑,通过分离器分离,作为炭黑产品外售。
(4)高温转化气进入转化气废热锅炉,利用转化气的高温产生饱和蒸汽,该饱和蒸汽一部分进转化炉,调节转化反应,多余蒸汽送出界外。转化气降温到400℃左右离开废热锅炉。
(5)离开废热锅炉的转化气去锅炉给水预热器降温,加热锅炉给水,转化气降至200℃左右。
(6)经锅炉给水预热器降温后的转化气进入水冷器,进一步冷却至常温,然后作为合成气送出界外。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。