CN110589852A - 氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于节能环保技术领域，特别提供一种氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的方法和装置，氨、轻油、天然气按照一定的比例混合预热后，以焦粒为导电载体，在裂解电的放电作用下，进行裂解反应，生成氰化氢气体，氰化氢气体经碱液吸收，生成氰化钠，含氢尾气进行脱氢脱氨后回收。本发明使用天然气、轻油混合与氨裂解生产氰化钠，效果显著，使系统稳定，还大大降低了氰化钠的生产成本。

Description

氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的方法和装置

技术领域

本发明属于节能环保技术领域，特别提供一种氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的方法和装置。

背景技术

传统裂解法生产氰化钠工艺中，主要步骤有：原料汽化、液氨汽化，原料与氨气混合、预热，混合气经裂解炉高温裂解产出氰化氢气体，氰化氢气体经换热、除尘、过滤、碱吸收生产出30％氰化钠。

裂解法生产氰化钠工艺原料主要有：轻油、戊烷和天然气。轻油有采购方便、价格稳定等优点。戊烷有成份稳定、电能消耗较少等优点。天然气有成分及价格低廉等优点。但目前并没有一种原料能包含所有有点。生产过程中必须有所取舍。

轻油作为原料，成分不够稳定，容易影响产品质量或导致停产，甚至在生产时容易生成一些易燃易爆或有毒有害的副产物，危险性较大。戊烷作为原料在反应中占据着非常大的优势，原因为以戊烷和氨作为原料裂解时所需的温度较低(1450℃)，可以更好的节省电能。但是在冬季有价格上涨或供应不足等采购困难的情况。天然气的成分和价格比较稳定，且采购方便，但由于天然气的气体膨胀系数较大，在经过花板时，对花板都会有较大的冲刷力，加上天然气中主要成分甲烷断键温度更高(1910℃)，在石墨电极和石墨花板之间放电产生大量热，温度高，导致长期会扩眼变薄，使花板消耗数量增加，频繁开停车会影响产量，还会影响原材料和裂解电的消耗，即现有工艺中存在以下不足：

(1)使用轻油作为原料，因为成分不稳定，会导致产品质量不稳定，严重时导致停车，影响产量。

(2)使用戊烷作为原料，冬季会有采购困难和成品增加的风险。

(3)使用天然气作为原料，对电能和花板的消耗增加。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的方法和装置，使用天然气、轻油混合与氨裂解生产氰化钠，效果显著，使系统稳定，还大大降低了氰化钠的生产成本。

本发明是这样实现的，提供一种氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的方法，氨、轻油、天然气按照一定的比例混合预热后，以焦粒为导电载体，在裂解电的放电作用下，进行裂解反应，生成氰化氢气体，氰化氢气体经碱液吸收，生成氰化钠，含氢尾气进行脱氢脱氨后回收。

进一步地，上述方法包括如下步骤：

1)氨气与天然气先混合，再与轻油一起混合预热；

2)混合气体预热到一定温度后，以焦粒为导电载体，通过三相电极放电，使焦粒沸腾导电，电能转化为热能，达到一定温度后，促使氨、轻油、天然气混合气体发生裂解反应，生成带有一定粉尘的氰化氢气体；

3)带有一定粉尘的氰化氢气体经过焦灰粗滤、冷却、焦灰精滤后，与碱液发生反应，生成氰化钠；

4)氰化氢气体通过碱液吸收后剩余的尾气经过脱氰、脱氨后回收利用。

进一步地，上述方法中，所述轻油为戊烷，氨气的质量是戊烷和天然气质量之和的三倍。

进一步地，上述方法中，所述步骤2)中，氨、轻油、天然气预热至160℃。

本发明还提供一种氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的装置，包括裂解反应组件，除灰组件、吸收塔和冷却管路组件：

裂解反应组件包括裂解炉、预热套管、焦粒输送组件、放电设备和蒸汽发生器，预热套管的外管与裂解炉底部下气室连接，焦粒输送组件包括顺次管路连接的焦粒仓、焦粒储罐和焦粒储斗，焦粒仓中设有焦粒输送仓泵，用于将焦粒从焦粒仓送至焦粒储罐，焦粒储斗与裂解炉之间设有焦粒输送机，用于将焦粒从焦粒储斗送至裂解炉炉膛，放电设备连接在裂解炉上方，通过三相电极伸入的裂解炉炉膛，蒸汽发生器与裂解炉的上气室连接；

除灰组件包括旋风除尘器和脉冲式布袋除尘器，所述蒸汽发生器与所述预热套管的内管连接，预热套管的内管连接旋风除尘器，旋风除尘器连接脉冲式布袋除尘器，脉冲式布袋除尘器又与吸收塔连接；

冷却管路组件包括裂解炉冷却管路、蛇管夹套冷却器和吸收塔冷却管路，裂解炉冷却管路从软化水上水管路分出，连接至裂解炉各个需要冷却的高温部件后又回到软化水回收管路；蛇管夹套冷却器连接在旋风除尘器和脉冲式布袋除尘器之间，通过循环冷却水冷却经旋风除尘器粗滤的氰化氢气体；吸收塔冷却管路从循环水冷却上水管路分出，连接至吸收塔中部进行冷却后回到循环水冷却回水管路。

进一步地，所述预热套管设有依次连接的三个，且在预热套管之前的管路上，还设有文丘里混合器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

生产工艺所需原料更灵活，在保证产品质量的前提下有效解决了原料采购困难的问题，且没有增加过多消耗成本，能够对裂解炉内部的花板等部件进行保护，延长了设备的使用期限。

附图说明

图1为本发明提供的装置图(蛇管夹套冷却器之前的部分)；

图2为本发明提供的装置图(蛇管夹套冷却器及之后部分)

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

为了使原料的选择更加灵活，且能够尽可能延长装置的使用寿命，本发明提供一种氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的方法，氨、轻油、天然气按照一定的比例混合预热后，以焦粒为导电载体，在裂解电的放电作用下，进行裂解反应，生成氰化氢气体，氰化氢气体经碱液吸收，生成氰化钠，含氢尾气进行脱氢脱氨后回收，具体的，本方法包括如下步骤：

1)氨气与天然气先混合，再与轻油一起混合预热，轻油为戊烷，氨气的质量是戊烷和天然气质量之和的三倍；

2)混合气体预热到160℃后，以焦粒为导电载体，通过三相电极放电，使焦粒沸腾导电，电能转化为热能，达到一定温度后，促使氨、轻油、天然气混合气体发生裂解反应，生成带有一定粉尘的氰化氢气体；

3)带有一定粉尘的氰化氢气体经过焦灰粗滤、冷却、焦灰精滤后，与碱液发生反应，生成氰化钠；

4)氰化氢气体通过碱液吸收后剩余的尾气经过脱氰、脱氨后回收利用。

参考图1和图2，本发明提供一种氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的装置，包括裂解反应组件，除灰组件、吸收塔和冷却管路组件：

裂解反应组件包括裂解炉1、预热套管2、焦粒输送组件、放电设备3和蒸汽发生器4，预热套管2的外管与裂解炉1底部下气室连接，焦粒输送组件包括顺次管路连接的焦粒仓5、焦粒储罐6和焦粒储斗7，焦粒仓5中设有焦粒输送仓泵8，用于将焦粒从焦粒仓5送至焦粒储罐6，焦粒储斗7与裂解炉1之间设有焦粒输送机9，用于将焦粒从焦粒储斗7送至裂解炉1炉膛，放电设备3连接在裂解炉1上方，通过三相电极伸入的裂解炉1炉膛，蒸汽发生器4与裂解炉1的上气室连接，蒸汽发生器4通过高温炉气制备蒸汽，蒸汽供给尾气脱氨再沸器使用；

蒸汽发生器4制备蒸汽用的软化水是来自锅炉的软化水，其经过蒸汽发生器软化水箱16后，通过泵将冷却软化水送至蒸汽发生器4；

除灰组件包括旋风除尘器10和脉冲式布袋除尘器11，所述蒸汽发生器4与所述预热套管2的内管连接，预热套管2的内管连接旋风除尘器10，旋风除尘器10连接脉冲式布袋除尘器11，脉冲式布袋除尘器11又与吸收塔12连接；

冷却管路组件包括裂解炉冷却管路、蒸汽发生器冷却管路、蛇管夹套冷却器13和吸收塔冷却管路，裂解炉冷却管路从软化水上水管路14分出，连接至裂解炉1各个需要冷却的高温部件后又回到软化水回收管路18；蛇管夹套冷却器13连接在旋风除尘器10和脉冲式布袋除尘器11之间，通过循环冷却水冷却经旋风除尘器粗滤的氰化氢气体；吸收塔冷却管路从循环水冷却上水管路17分出，连接至吸收塔12中部进行冷却后回到循环水冷却回水管路18。

为了使预热更加充分，作为技术方案的改进，所述预热套管2设有依次连接的三个，且在预热套管之前的管路上，还设有文丘里混合器19。

裂解炉冷却管路还包括裂解炉软化水箱20，连接在软化水上水管路14于裂解炉1之间，用于存储为裂解炉1冷却用的软化水；

裂解反应组件还包括蒸汽分配台21，与蒸汽发生器4连接，用于将蒸汽发生器4产生的蒸汽蒸汽主管；

除灰组件还包括焦灰储罐22，连接在旋风除尘器10之后，用于存放和外排旋风除尘下来的焦灰；

本反应装置还包括尾气缓冲罐23，连接在吸收塔12之后，用于冷凝一部分氰化钠液体，缓冲气体压力。

使用上述装置进行氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的方法，包括如下步骤：

1)按照配比，氨气与天然气先在文丘里混合器19中混合，再与轻油一起进入到预热套管2外管预热到一定温度(预热套管2的热源来自氰化氢炉气，实现余热利用)，然后进入到裂解炉1底部下气室，经过分配帽喷出混合气体，再经花板均匀进入裂解炉炉膛；

2)焦粒在焦粒仓5中，通过焦粒输送仓泵8送至焦粒储罐6，又从焦粒储罐6中出来，进入焦粒储7斗，最后通过焦粒输送机9将其送至裂解炉1炉膛；

3)裂解电从放电设备3通过三相电极进入到裂解炉1炉膛，通过三相电极放电，使焦粒沸腾导电，电能转化为热能，达到一定温度后，促使氨、轻油、天然气混合气体在炉膛内发生裂解反应，生成带有一定粉尘的氰化氢气体，在此过程中，需要来自软化冷却水上水管路14内的软化冷却水为炉体降温；

4)氰化氢气体从裂解炉膛出来，经过蒸汽发生器4，蒸汽发生器的冷却水来自锅炉，氰化氢气体从蒸汽发生器4出来后进入到预热器2内管，从预热器2内管出来后被负压吸入旋风除尘器10进行粗滤除尘，之后进入蛇管夹套冷却器13进行降温，再进入脉冲式布袋除尘器11进行精滤，蛇管夹套冷却器13的循环水来自循环水冷却上水管路17；

5)精滤后的氰化氢气体进入到吸收塔12进行碱液吸收，形成氰化钠，送至罐区，吸收塔12的冷却水来自循环水冷却上水管路17；

6)氰化氢气体经碱液吸收后，剩余的尾气进行脱氰、脱氨送往燃气锅炉或合成氨。

Claims (6)

1.氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的方法，其特征在于，氨、轻油、天然气按照一定的比例混合预热后，以焦粒为导电载体，在裂解电的放电作用下，进行裂解反应，生成氰化氢气体，氰化氢气体经碱液吸收，生成氰化钠，含氢尾气进行脱氢脱氨后回收。

2.如权利要求1所述的氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)氨气与天然气先混合，再与轻油一起混合预热；

2)混合气体预热到一定温度后，以焦粒为导电载体，通过三相电极放电，使焦粒沸腾导电，电能转化为热能，达到一定温度后，促使氨、轻油、天然气混合气体发生裂解反应，生成带有一定粉尘的氰化氢气体；

3)带有一定粉尘的氰化氢气体经过焦灰粗滤、冷却、焦灰精滤后，与碱液发生反应，生成氰化钠；

4)氰化氢气体通过碱液吸收后剩余的尾气经过脱氰、脱氨后回收利用。

3.如权利要求2所述的氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的方法，其特征在于，所述轻油为戊烷，氨气的质量是戊烷和天然气质量之和的三倍。

4.如权利要求2所述的氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的方法，其特征在于，所述步骤2)中，氨、轻油、天然气预热至160℃。

5.氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的装置，其特征在于，包括裂解反应组件，除灰组件、吸收塔和冷却管路组件：

裂解反应组件包括裂解炉、预热套管、焦粒输送组件、放电设备和蒸汽发生器，预热套管的外管与裂解炉底部下气室连接，焦粒输送组件包括顺次管路连接的焦粒仓、焦粒储罐和焦粒储斗，焦粒仓中设有焦粒输送仓泵，用于将焦粒从焦粒仓送至焦粒储罐，焦粒储斗与裂解炉之间设有焦粒输送机，用于将焦粒从焦粒储斗送至裂解炉炉膛，放电设备连接在裂解炉上方，通过三相电极伸入的裂解炉炉膛，蒸汽发生器与裂解炉的上气室连接；

除灰组件包括旋风除尘器和脉冲式布袋除尘器，所述蒸汽发生器与所述预热套管的内管连接，预热套管的内管连接旋风除尘器，旋风除尘器连接脉冲式布袋除尘器，脉冲式布袋除尘器又与吸收塔连接；

冷却管路组件包括裂解炉冷却管路、蛇管夹套冷却器和吸收塔冷却管路，裂解炉冷却管路从软化水上水管路分出，连接至裂解炉各个需要冷却的高温部件后又回到软化水回收管路；蛇管夹套冷却器连接在旋风除尘器和脉冲式布袋除尘器之间，通过循环冷却水冷却经旋风除尘器粗滤的氰化氢气体；吸收塔冷却管路从循环水冷却上水管路分出，连接至吸收塔中部进行冷却后回到循环水冷却回水管路。

6.如权利要求5所述的氨、轻油、天然气混合裂解生产氰化钠的装置，其特征在于，所述预热套管设有依次连接的三个，且在预热套管之前的管路上，还设有文丘里混合器。