一种包括烟灰/灰处理过程的碳氢化合物原料部分氧化方法技术

碳氢化合物原料的部分氧化方法，包含下列步骤：气化过程，部分氧化过程和通过生成含有未燃烧的碳和灰的烟灰水泥浆和过滤该烟灰水泥浆形成碳和灰的滤饼的除碳过程，其中滤饼用流化床干燥，干燥过的滤饼在温度为６００℃和１０００℃之间燃烧。最好用至少温度为１５０℃的流化气体来操作流化床。干燥过的滤饼在碳会留在生成的灰中这样的条件下燃烧。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，该灰来自碳氢化合物原料的部分氧化。该方法包含两个步骤1.形成一种含有未燃烧过的碳和灰(ash)的烟灰(soot)水泥浆，2.过滤烟灰水泥浆，生成一种碳和灰的滤饼。本专利技术更具体是涉及一种改进的烟灰/灰水泥浆处理方法，以这种方法处理后，产生的产品能直接用于回收钒的工艺中。早在1950年代时期，已研究了碳氢化合物原料的部分氧化工艺流程，并使之商业应用。众所周知的工艺流程有Shell气化工艺流程，以及Texaco气化工艺流程，并已用在多种商业工厂中。这种利用碳氢化合物原料的气化工艺流程，通常包含如下3个主要步骤气化过程，其中在氧和蒸汽存在下，原料转化或初始合成气体；废热回收过程，其中利用离开反应器的热气体来产生高压蒸汽；除碳过程，其中在反应器出口的气体中所含有的残余碳，可以通过多步骤的水洗方法除去。这样，来自气化器的未燃烧的碳，将被制成碳的碳泥浆，一种和原料有关的含有烟灰和大量灰的水相悬浮物。为了处理，这种泥浆应进一步加工处理并再循环。因此，这种加工方法的一个严重缺点是大约有百分之几的原料，会转化成同样含有来自重碳氢化合物原料的大量灰的烟灰。传统上，烟灰的回收是用两个交替的方法来处理的1.采用制成颗粒的方法来回收碳，其中馏出物或残留的燃料油用来和碳粒子一起形成团块。这种团粒很容易从水中分离出来，在反应器中再循环和/或在碳油炉中燃烧。2.另一种方法是在萃取器中，使碳泥浆和石脑油接触，生成石脑油烟灰的团块，然后，成团物被滗析或筛滤，和原料一起转化成能泵送的混合物，并在反应器中进行再循环。可是，由于烟灰被灰严重污染，在这种气化工艺中，烟灰/灰混合物的处理渐渐会变成一个非常严重的问题，这是由于会在再循环的蒸汽流中造成堵塞问题。有可能考虑用过滤法来分离烟灰/灰的混合物，并用直接处理作为一种感兴趣的解决方法，但是一直没有得到大规模应用。更具体地是，过滤法一直用来制备特殊应用的烟灰回收物，像活性碳，传导碳和碳黑。可是这类应用仍不能解决大型气化工厂的处置问题。来自碳分离步骤后的烟灰/灰泥浆，一般含有0.5-3％的未燃烧碳和0.1-2％的灰。这种灰含有相当量的Ni，Fe和V。过滤这种泥浆非常困难，因为除去水之后，泥浆逐渐转化成滑腻腻的糊状物，用一般的过滤方法处理非常困难。滤饼中最终的水含量将高达85％，甚至更高，这种糊状物样滤饼的稠粘度，使它不适合用于进一步的处理。由于需要一定的燃烧温度来烧掉烟灰，这种灰含量会倾向于产生过度的腐蚀问题，结块或形成炉渣，并带来环境上的难题。为了克服这些难处理的问题，已经建议添加一些其他固体物质到泥浆中。因此按照DE-A-4003242，烟灰水泥浆和污水淤泥(Klàrschlamm)相混合，这样多余的水能很容易从这种混合物中除去。因此，剩下来的固体泥浆容易处理，但是，该方法没有考虑到重金属和其他污染物，因而处置问题仍旧没有解决。另外碳氢化合物原料同样还用在氧化工艺中，以产生大量的热量，如用在锅炉中，或动力发生装置中。也可能为烟道气将这些装置装上电动过滤设备，烟道气通常在通过上述过滤器之后，被送到脱硫步骤。在电动过滤器中，一种会流动的灰会沉淀下来，其中同时含有未燃烧的碳和灰的混合物。这种灰适宜用作上述方法中所需要的原料。更一般地讲，也可以说，由矿物油产品和/或其残余物，及含有的大量碳，在氧化后所生成任何类型的灰，除了其中因含的重金属化合物外，均适宜用作为按本专利技术的处理方法所需要的原料。本专利技术的其他目的，是以高的热效率，特别是不会释放危险物质的方法进行处理。本专利技术的另一个目的，是可以在基本上避免泥渣从燃烧器内壁上脱落的条件下进行燃烧过程。本专利技术的一个更具体目的，是提供一种灰和未燃烧的碳无需进行再循环就能提高气化工艺的整体效率的氧化方法。按照前述方法，就可以达到本专利技术的这些目的和其他目的，在此方法中，滤饼用流化床来干燥，干燥的滤饼在600～1000℃之间的温度下燃烧。本专利技术的主要特性由所附的权利要求所规定，并显现在下列对本专利技术的详细叙述中。附图说明图1是按本专利技术方法进行的碳氢化合物原料部分氧化处理流程的简图，图2A-2D是本专利技术中用于灰/烟灰处理系统的流程简图。如图1所示，通过管线1，2和3，将诸如重油，氧气和蒸汽等碳氢化合物原料的混合物送入反应器4中，发生部分氧化。部分氧化典型条件是在40-80巴的压力和1350℃温度下进行。气化反应产品的典型组成是48％的H2，48％的CO，2.5％的CO2和1.5％的H2S。由部分氧化所产生的热量，在热交换器5和废气预热器6中回收。然后，反应产物转移到水冷却设备7，在那里，通过管线8所提供的水洗涤反应产品，这样，灰能从气体反应产物中分离出来。气体反应产物是通过管线P和另外一个废气预热器10进料的，随后它们又进入到洗涤器11中，在那里，它们用通过管线12所提供的水进行第二次洗涤，并通过管线13返回。气体反应产物进入到除H2S塔，此后，气体反应产物供入最后一步加工过程，如燃气轮机或氨装置中进行的化学过程中。从水冷却设备7来的主要含有灰、烟灰和水的液相，通过管线15，加入到中间贮藏容器16中，该容器是作来起进一步处理的灰、烟灰和水的混合物的缓冲器作用。水相的进一步处理基本上是由下述步骤组成的过滤、干燥、燃烧，然后，灰准备在冶金工厂中被进一步处理用作回收钒。如图1所示，水相合有水、灰和烟灰，通过管线17进入到过滤系统18，它们将被进一步详细介绍。在这个过滤系统中，灰/烟灰干燥到固/液比值按重量计为20/80％，从水相混合物分离出来的水，通过管线8，部分返回到水冷却设备7。残余物通过管道19，进入到设备20中，以便从排出的水中除去HCN。通过管线21，来自设备20的水能输送到固定的废水系统。通过管线8的回到设备7的水的量，也许会达到离开过滤系统的水的80％，这意味着大约有20％的水已通过管线19输送到除HCN的设备20。如图1所示，为水洗涤器11服务的管线12和13都和管线8相连接，这样可直接使用来自过滤系统18的水来操作洗涤器11。通过管线22，离开过滤系统18的灰/烟灰混合物，提供给干燥塔23的流程，将会被进一步详细介绍。同时，灰/烟灰可干燥到接近100％的固体。灰/烟灰混合物干燥后，通过管线24可送入到燃烧设备25，在那里，灰/烟灰混合物中所含有的碳被燃烧，这样按重量计，碳的含量会下降到3-5％。燃烧本身是在可控制的条件下实现的，例如温度在800～850℃，并保持一定的滞留时间，这样能够避免生成V2O5。通过管线26，燃烧过的灰/烟灰混合物能进一步去除，并转移到为了回收其中的钒的冶金处理工艺过程中。图2B是用作进行灰/烟灰/水混合物过滤的设备流程图。烟灰水通过管道15供给中间贮藏容器16。烟灰水也许会含有4g/l的固体。在贮藏容器中，烟灰水在温度约为120℃时闪蒸。用泵30和管线31和32，把烟灰水用泵抽吸到热交换器33中，为了冷却烟灰水到温度约为45℃。热量被转移到通过管线34提供的水中，所产生的蒸汽也能用在本工艺流程中的其他工段，例如预热空气。由于温度低，碳酸钙可能会在管道的内壁和热交换器上产生沉淀，通过管线35加一些分散剂就能避免发生沉淀现象。从热交换器出来的烟灰水，能通过管线36被供给过滤装置40。为了提高过滤效率，也许要加本文档来自技高网...

【技术保护点】
碳氢化合物原料的部分氧化方法，包括下列步骤：气化过程、部分氧化过程，和通过生成含有未燃烧碳和灰的烟灰水泥浆；并过滤烟灰水泥浆形成碳和灰的滤饼，来除去碳的过程， 其特征在于滤饼用流化床干燥，干燥后的滤饼在６００℃和１０００℃温度之间燃烧。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：W科瓦利克，HJ马茨，W索耶兹，
申请(专利权)人：挪威海德罗公司，
类型：发明
国别省市：NO[挪威]