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一段转化炉：二段转化炉
第三节 重油部分氧化
一、工艺条件
1.温度：一般认为甲烷与蒸汽及蒸汽的转化反应是重油气化的控制步骤。反应方程为：CH4+H2O→CO+3H2
C+H2O→CO+H2 热力学分析：
均为可逆吸热反应，提高温度可提高甲烷与碳黑的平衡转化率。 动力学分析：
提高温度有利于提高甲烷和碳黑的转化反应速率。
国内T<1300 ℃ ①保护炉衬和喷嘴 ②O2消耗指标（T提高，氧耗增加）
2.压力：重油气化是体积增大的反应，从热力学角度看，提高压力是不利的。但是提高压力反应物含量增加，对加速反应也是有利的。
加压气化的优点：
?随着压力的提高，气化炉生产强度成比例的增大，从而可缩小设备容积。 ?节省动力（节省3/4的动力）。 ?加压气化有利于清楚炭黑
④加压气化对下游工序的脱S和脱C也是有利的 3.氧油比（m3O2/Kg重油）：
氧油比对重油气化有决定性影响，耗氧又是主要经济指标。因此，氧油比是控制生产的主要条件之一。
4.蒸汽/油比：
重油部分氧化过程加入蒸汽，不仅是作为氧化剂与各种烃类进行反应，而且还可以起到缓冲炉温和抑制炭黑生成的作用。加入量的多少，生产中用蒸汽油比的大小来表示。
原料油中杂质的影响 ?含硫量的影响
计算表明，含硫量增加时，干气及有效气体产量下降。硫不仅消耗H2及CO生成H2S
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和COS，而且也增加下游净化工序的负荷并加剧设备和管道的腐蚀。
?原料油中C/H比的影响
当炭黑最终返回到原料油中时，C/H比将提高。此时，干气、有效气体产量下降，CO含量提高，H2含量下降。而用轻质原料油则相反。
?原料油中水含量的影响 二、工艺流程 1. 由四个部分组成：
（1）原料油和气化剂（O2+H2O)的预热 （2）高温下部分氧化
（3）出口高温合成气的热能回收 （4）碳黑的消除与回收 2. 根据热能回收方式不同： （1）德士古（Texaco) 激冷流程 （2）谢尔(Shell) 废热锅炉流程 1德士古（Texaco) 激冷流程 ○
激冷流程的特点：工艺流程简单，无废热锅炉，设备紧凑，操作方便，热能利用完全，可比废热锅炉流程在更高的压力下气化。不足之处是高温热能未能产生高压蒸汽，要求原料油含硫量低，一般规定S<1％，否则需用耐硫变换催化剂。
2谢尔(Shell) 废热锅炉流程 ○
废热锅炉流程的特点：利用高温热能产出高压蒸汽，对原料重油含硫量无限制，下游工序可采取先脱硫后变换的流程。不足之处是废热锅炉结构复杂，材料及制作要求高，故目前工业上气化压力限于6MPa以下。
3石脑油萃取炭黑流程 ○三、主要设备 1.气化炉 1顶部设置喷嘴 ○
2上部为燃烧室 ○
3下部为激冷室 ○
4激冷环是下降管的水分配器，是气化炉最易损坏的部件。 ○
5严重结渣问题 ○2.喷嘴
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（1）重油气化对喷嘴的要求： 雾化好、气化反应好、寿命长、动力省 （2）喷嘴的结构及型式
结构：○1原料重油和气化剂通道○2内外喷头及调节机构○3冷却水套
本课小结：本章主要讲授了优质固体燃料气化、气态烃蒸汽转化、重油部分氧化等不同原
料制气过程的基本原理；原料和工艺路线；主要设备和工艺条件的选择；消耗定额的计算和催化剂的使用条件。
§2 第二章 合成氨原料气的净化
教学目的：掌握原料气的脱硫、一氧化碳变换、脱碳和精炼过程的基本原理，工艺流程确
定；工艺参数和主要设备的选择；净化系统各种催化剂的应用条件和方法。
教学重点：原料气的脱硫、一氧化碳变换、脱碳和精炼过程的基本原理，工艺流程确定。 教学难点：净化系统各种催化剂的应用条件和方法。 新课内容：
第一节 原料气的脱硫
一、干法脱硫
钴钼加氢—氧化锌法：原理
在有机硫加氢反应的同时还有烯烃加氢生成饱和烃，有机氮化物在一定程度上转化成氨和烃的副反应。此外，当原料气中有氧存在时，发生脱氧反应；有一氧化碳、二氧化碳存在时，发生甲烷化反应；有一氧化碳、水蒸气同时存在时发生一氧化碳变换反应；一氧化碳含量很高时还可发生歧化反应，生成的碳以炭黑的形式沉积在催化剂上。上述的加氢反应是放热反应，副反应也是强烈的放热反应。为避免超温应尽量减少副反应的发生。在使用钴钼催化剂时，要求原料气中一氧化碳含量应小于3．5％，二氧化碳含量应小于1.5％。其他操作条件为：温度350一
文档 430oC，压力o．7—7．oMPa，气态烃空速500-2000h-1。 二、湿脱硫法
湿式氧化法脱硫包含两个过程：—是脱硫液中的吸收剂将原料气中的硫化氢吸收；二是吸收剂溶液中的硫化氢的氧化以及吸收剂的再生。 (一)吸收的基本原理与吸收剂的选择
吸收剂应为碱性物质，使硫化氢的吸收平衡向右移动用碳酸钠水溶液或氨水等作吸收剂。 (二)再生的基本原理与催化剂的选择
碱性吸收剂只能将原料气中的硫化氢吸收到溶液中，不能使硫化氢氧化为单质硫。因此，需借助其他物质来实现。通常是在溶液中添加催化剂作为载氧体，氧化态的催化剂将硫化氢氧化成为单质硫，其自身呈还原态。还原态催化剂在再生时被空气中的氧氧化后恢复氧化能力，如此循环使用。此过程可示意为：
显然，选择适宜的载氧催化剂是湿式氧化法的关键。这个载氧催化剂必须既能氧化硫化氢又能被空气中的氧所氧化。
第二节 一氧化碳变换
一、变换的基本原理 化学平衡
但是，由于变换所用催化剂对反应(4—1)具有良好的选择性，从而抑制其他反应的发生。因此，在进行平衡组成计算时，仅考虑反应(4—1)的平衡关系。
二、变换催化剂 1、对催化剂的要求
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