申请日2017.10.13
公开(公告)日2018.01.12
IPC分类号C10J3/46; C10J3/48; C10J3/50
摘要
本发明提供了重质渣浆与含油污水联合气化的方法。本发明方法中，将重质渣浆气化与含油污水处理联合进行，不仅能够使得石油资源得到合理有效的充分利用，减少污染物的排放，提高企业经济效益，同时，以含油污水为气化剂，也能够提高气化品质，综合利用高含油污水，实现企业的节能减排。
权利要求书
1.一种重质渣浆与含油污水联合气化的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
将气化原料和气化剂通过气化燃烧器通入气化炉中进行气化，并得到合成气;
其中，气化原料包括重质渣浆，气化剂包括含氧气体、含油污水和水蒸气;
所述含氧气体为空气、富氧，或者纯氧;
优选的，所述气化炉为下流式气化炉;
优选的，所述气化燃烧器为多通道气化燃烧器。
2.根据权利要求1所述的重质渣浆与含油污水联合气化的方法，其特征在于，含氧气体中氧气的体积与燃料中碳元素的质量之比为0.1～5Nm3/Kg;
优选的，含氧气体中氧气的体积与燃料中碳元素的质量之比为1～2.5Nm3/Kg;
其中，所燃料包括重质渣浆以及含油污水中的有机物。
3.根据权利要求1所述的重质渣浆与含油污水联合气化的方法，其特征在于，含油污水的质量为气化剂总质量的5～40%。
4.根据权利要求1所述的重质渣浆与含油污水联合气化的方法，其特征在于，所述气化燃烧器为多通道气化燃烧器，所述多通道气化燃烧器包括在径向上相互隔开的同心的中心通道以及最外侧的环隙通道;
其中，气化原料和气化剂可以从气化燃烧器的中心通道注入，然后通入气化炉，或者可以将气化原料与气化剂通过不同的通道注入，然后通入气化炉;
优选的，所述中心通道中设置有旋流雾化装置;
优选的，所述环隙通道中设置有旋流雾化装置。
5.根据权利要求4所述的重质渣浆与含油污水联合气化的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
将气化原料加热后，与含氧气体和水蒸气在中心通道内雾化混合，然后通入气化炉中，进行气化反应;
含油污水从环隙通道注入，然后通过旋流雾化装置通入气化炉中，共同进行气化反应。
6.根据权利要求5所述的重质渣浆与含油污水联合气化的方法，其特征在于，所述将气化原料加热为：将气化原料加热至200～280℃。
7.根据权利要求1所述的重质渣浆与含油污水联合气化的方法，其特征在于，所述气化的温度为1400～1600℃，气化的压力为500～5000KPa。
8.根据权利要求1所述的重质渣浆与含油污水联合气化的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括对所得合成气进行净化和分离，并分别得到氢气和一氧化碳的步骤。
9.根据权利要求1所述的重质渣浆与含油污水联合气化的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括在气化炉底部收集炉渣的步骤。
10.用于实现权利要求1-9中任一项所述的重质渣浆与含油污水联合气化的方法的装置，其特征在于，所述装置包括气化炉、分离装置，以及净化装置;
其中，气化原料和气化剂通过气化燃烧器通入气化炉中;
优选的，所述气化燃烧器为多通道气化燃烧器，
更优选的，所述多通道气化燃烧器包括在径向上相互隔开的同心的中心通道以及最外侧的环隙通道;
进一步优选的，中心通道和环隙中分别设置有主通道旋流雾化装置和环隙通道旋流雾化装置。
说明书
重质渣浆与含油污水联合气化的方法
技术领域
本发明涉及重质渣浆气化和含油污水处理领域，具体而言，涉及重质渣浆与含油污水联合气化的方法。
背景技术
石油加工过程中，很多工艺过程都会产生不同类型的重质渣浆，例如催化渣浆、脱油沥青等都为常见的重质渣浆。而这些重质渣浆有一个共同的特点粘度大，重金属含量高，固含量高，成分复杂，深度利用困难，因此渣浆的综合利用对于提高油品价值而言，是至关重要的。
催化油浆过滤后会产生由油浆、反冲洗液、固体催化剂粉末、胶质，以及沥青质等成分所组成的渣浆。目前，炼厂通常将渣浆作为催化裂化的原料送回提升管反应器中进行回炼，但此方法一般会对催化裂化系统产生不良影响，因此，需要寻求催化渣浆其他的综合利用方法。
溶剂脱沥青技术能使渣油中的沥青质、金属等成分浓缩于沥青中，所得到的脱沥青油具有杂质含量低、加氢裂化性能好等特点，而由此所产生的副产品脱油沥青，则是一种需要综合利用的渣浆。
以上这些重质渣浆是较好的气化原料，而将烃质物料气化成合成气的方法和优点在工业上也是众所周知的，重质渣浆在气化炉的气化区(950-1650℃)气化生成以(CO+H2)为主的合成气，可用于炼油厂后续的联合工艺，包括F-T合成，制氢和IGCC等，同时气化过程便于控制硫排放和重金属的排放。目前灰度和重金属含量较高的物料(重质油品和水煤浆等)采用的气化炉大都是下行式气流床气化炉。
含油污水是一种很难处理的工业废水，其所含有机污染物种类多、浓度高。同时，由于我国加工重质油和含硫原油越来越多，增加了炼油的难度，我国炼油厂每加工1t原油产生0.7～3.5t含油废水。我国的炼油工业污水一般采用“隔油—浮选—生化”的处理工艺，绝大多数炼油企业的外排水虽可以达标，但含油污水的排放量逐年增加，处理成本越来越高。节能减排是社会发展的主旋律，开发高含油污水回用工艺对炼油企业意义重大。
国内外工程公司对重质渣浆气化和含油污水处理工艺都已经有了很多研究。中国专利94104601.X公开了一种对含烃燃料进行部分氧化的方法;徳士古公司也在多个中国专利(99810542.2，00802533.9，01815582.0，02823482.0)里面公开了一系列脱油沥青气化工艺和气化方法，将沥青气化工艺与其他工艺相结合发挥最佳效益;同时，200810113394.6公开了一种目前较为普遍采用的含油污水处理工艺，经过一些物理化学单元以后，处理水外排。这些工艺的应用效果都十分优越，但都只针对重质渣浆气化或者含油污水的单一项进行了处理，现有技术中并没有关于重质渣浆和含油污水联合处理方法的相关研究或者报道。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种重质渣浆与含油污水联合气化的方法，所述的方法中，将重质渣浆气化与含油污水处理联合进行，不仅能够使得石油资源得到合理有效的充分利用，减少污染物的排放，提高企业经济效益，同时，以含油污水为气化剂，也能够提高气化品质，综合利用高含油污水，实现企业的节能减排。
本发明的第二目的在于提供一种实现所述重质渣浆与含油污水联合气化的方法的装置。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种重质渣浆与含油污水联合气化的方法，所述方法包括如下步骤：将气化原料和气化剂通过气化燃烧器通入气化炉中进行气化，并得到合成气;
其中，气化原料包括重质渣浆，气化剂包括含氧气体、含油污水和水蒸气;所述含氧气体为空气、富氧，或者纯氧;优选的，所述气化炉为下流式气化炉;优选的，所述气化燃烧器为多通道气化燃烧器。
优选的，本发明所述重质渣浆与含油污水联合气化的方法中，含氧气体中氧气的体积与燃料中碳元素的质量之比为0.1～5Nm3/Kg;更优选的，含氧气体中氧气的体积与燃料中碳元素的质量之比为1～2.5Nm3/Kg;其中，所燃料包括重质渣浆以及含油污水中的有机物。
优选的，本发明所述重质渣浆与含油污水联合气化的方法中，含油污水的质量为气化剂总质量的5～40%。
优选的，本发明所述重质渣浆与含油污水联合气化的方法中，所述气化燃烧器为多通道气化燃烧器，所述多通道气化燃烧器包括在径向上相互隔开的同心的中心通道以及最外侧的环隙通道;其中，气化原料和气化剂可以从气化燃烧器的中心通道注入，然后通入气化炉，或者可以将气化原料与气化剂通过不同的通道注入，然后通入气化炉;更优选的，所述中心通道中设置有旋流雾化装置;更优选的，所述环隙通道中设置有旋流雾化装置。
优选的，本发明所述的重质渣浆与含油污水联合气化的方法包括如下步骤：
将气化原料加热后，与含氧气体和水蒸气在中心通道内雾化混合后，通入气化炉中，进行气化反应;含油污水从环隙通道注入，然后通过旋流雾化装置通入气化炉中，共同进行气化反应。
优选的，本发明所述重质渣浆与含油污水联合气化的方法中，所述将气化原料加热为：将气化原料加热至200～280℃。
优选的，本发明所述重质渣浆与含油污水联合气化的方法中，所述气化的温度为1400～1600℃，气化的压力为500～5000KPa。
优选的，本发明所述重质渣浆与含油污水联合气化的方法还进一步包括对所得合成气进行净化和分离，并分别得到氢气和一氧化碳的步骤。
优选的，本发明所述重质渣浆与含油污水联合气化的方法还进一步包括在气化炉底部收集炉渣的步骤。
同时，本发明还提供了用以实现重质渣浆与含油污水联合气化的方法的装置，所述装置包括气化炉、分离装置，以及净化装置;其中，气化原料和气化剂通过气化燃烧器通入气化炉中;优选的，所述气化燃烧器为多通道气化燃烧器;更优选的，所述多通道气化燃烧器包括在径向上相互隔开的同心的中心通道以及最外侧的环隙通道;进一步优选的，中心通道和环隙中分别设置有主通道旋流雾化装置和环隙通道旋流雾化装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明方法能够提高重质渣浆的利用价值，增强了催化油浆过滤和溶剂脱沥青等工艺的市场竞争力;
(2)本发明方法在气化重质渣浆的同时引入含油污水参与气化反应，一方面节约了含油污水处理费用，另一方面可以提高合成气中可用成分的含量，实现了节能减排，综合效益明显;
(3)本发明方法中，在燃烧器中心通道采用冲击混合和旋流雾化，细化重质渣浆液滴，深度气化，减小残炭含量，改善产品分布，增加产物的有效成分(CO+H2);
(4)本发明方法中，含油污水从环隙通道注入，一方面含油污水通过环隙的薄膜雾化作用进入气化炉气化区的外侧参与气化反应，保护了气化炉内衬，另一方面含油污水在燃烧器端部吸收大量来自气化区的高温，降低燃烧器端部温度，能够延长燃烧器的使用寿命。