德士古和谢尔渣油气化工艺设计与应用比较

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1、德士古和谢尔渣油气化工艺设计与应用比较齐亚平(内蒙古天野化工(集团)有限责任公司，内蒙古呼和浩特，)2005-03-16   德士古和谢尔气化工艺，都是采用部分氧化法制取有效气(CO＋H2)生产合成氨。20世纪70年代后期我国引进了3套(镇海、乌鲁木齐、银川)德士古渣油气化激冷流程装置。20世纪90年代初引进了3套谢尔渣油气化废锅流程装置。现从设计和应用两方面进行比较，对两者更好地理解，以便在实践中更好地应用。1 总体比较(见表1)      从表1可看出，谢尔气化消耗比较低，每吨氨低62.6kg渣油，有效气成分多4.16％，操作压力低2.9MPa。总体看谢尔气化比

2、德士古气化能耗要低。2 主要特点2.1 德士古气化工艺特点   德士古气化压力比较高为8.7MPa。操作压力高，气体体积就小，这不但有利于下游工序变换、甲醇洗和液氮洗的工艺操作，而且可以使系统设备与管道尺寸小，冷热损失少。特别是换热器面积可大大降低，既节省投资又节约能源，提高效率。   一般设计2台气化炉，单台炉负荷设计能力为700t／d，2台气化炉并列运行。目前有采用3台气化炉的，平时两开一备，这样可以交替检修，延长系统运转时间，减少检修次数。   3台高压柱塞泵，平时2台运行，备用一台，备用泵可以向2台气化炉供油。2台高压液氧泵，平时2台同时运行，在一台液氧泵故

3、障时，另一台可在几秒内将负荷由50％增加到100％，确保气化炉用氧。   烧嘴为双套管喷嘴，中心管走氧气，套管内走渣油和蒸汽的混合物；喷嘴头部有冷却水夹套。气化炉下部使用激冷环。   2.2谢尔气化工艺特点   谢尔气化炉一般设计2台并列运行，气化炉炉膛容积大，燃烧温度低，使用寿命长，耐火衬里寿命长。也采用三联柱塞泵供渣油和柱塞泵供液氧，但压力要低的多。   使用共环式烧嘴，最外面有屏蔽蒸汽环隙，屏蔽蒸汽用来保护烧嘴免受返流蒸汽和炉壁辐射的伤害；最外层设有冷却水夹套，冷却水压力比炉膛内压力高，这样可以防止烧嘴前端烧穿时炉内可燃气冲出气化炉。物流相互剪切混合形成漩流，

4、靠速度差雾化，氧和蒸汽混合物流比渣油流速高，油成微小溪流进入氧和蒸汽气流中，相互扰动达到均匀雾化的目的；谢尔气化烧嘴阻力小，可使渣油压力降低很多，节省功耗。烧嘴物流速度低，磨损较轻；受辐射热程度低，因为油枪为氧气和蒸汽所夹，氧气和蒸汽混合后对炉内的高温衬砖起着保护作用，可使烧嘴使用寿命增加；雾化好，降低了氧油比和蒸汽油比提高了有效气的比例，同时副产物较少。烧嘴的负荷弹性为70％～110％。   废锅和气化炉紧连，结构紧凑，可充分回收气化炉的高温工艺气热量，副产10MPa高压蒸汽，有效地利用了反应余热。3 工艺流程比较3.1 原料油流程比较   1)渣油泵都是可调速的

5、三联柱塞泵，都采用两开一备。德士古流程渣油柱塞泵出口压力比谢尔流程渣油泵出口压力高。德士古流程设计不能倒渣油泵，谢尔流程设计可以倒渣油泵。这是比较大的区别。   2)德士古渣油泵因出口压力比较高，所以泵的填料漏的频次比较高，量也比较大。   3)德士古流程原料罐区渣油先由泵送到合成中间罐区，然后又由渣油泵送至渣油预热器加热，然后到渣油罐再送到渣油柱塞泵入口。谢尔流程渣油由原料罐区直接送至渣油柱塞泵入口，流程比较简单。3.2 氧气流程比较   1)谢尔流程有氧预热器，德士古流程没有。谢尔流程混合三通在氧预热器后，出预热器后的温度达到230℃，然后和7.0MPa、442

6、℃的过热蒸汽混合，温差比较小，因此三通没有出现裂纹。而德士古流程混合三通处经常出现裂纹，主要是氧气和蒸汽温差太大所致。   2)谢尔流程氧气管线上设计的快速切断阀是双闸板阀，闸板中间有排放阀。德士古流程上没有。   3)谢尔流程设计有高压氮吹扫管线。装置停车时氮气自动联锁打开吹扫，这样可防止气化炉内气体窜入氧气管线，比较安全。   4)德士古流程氧管线设计的比较好，能够有效地防止一台气化炉在用氧和退氧的时候，另一台气化炉氧气量波动的很小，不会因为氧气流量波动而联锁跳车。而谢尔流程经常因为氧量波动跳车。   5)谢尔流程液氧泵出口设计有压力高联锁保护，而德士古没有。3

7、.3 碳黑洗涤流程比较   1)德士古激冷流程。从气化炉燃烧室出来的气化气，通过连接管进入下部激冷室，连接管上端有激冷水水环，下部浸在碳黑水中，气化气经激冷环和下部水层被急冷至露点，同时90％左右的碳黑被洗涤掉；饱和了水蒸气的气化气从激冷室顶部出去；激冷室洗涤了气体的碳黑水从下部出来，送往碳黑回收。   离开气化炉的气化气先后经过1#、2#文丘里洗涤器和碳黑洗涤塔，用水将气化气中夹带的碳黑颗粒洗掉，使出碳黑洗涤塔气化气中的碳黑含量小于1mg/m3。经过洗涤后的气化气送往一氧化碳变换工序。   2)谢尔废锅流程。出气化炉工艺气中的碳黑含量大约为1％，经过废锅和省煤