非催化部分氧化-重整炉和利用其制备合成气的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105836707A(43)申请公布日2016.08.10(21)申请号201610328021.5(22)申请日2016.05.17(71)申请人江苏省冶金设计院有限公司地址210007江苏省南京市大光路大阳沟44号(72)发明人范志辉曹志成薛逊邓君刘元鸿吴道洪(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人李志东(51)Int.Cl.C01B3/36(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称非催化部分氧化-重整炉和利用其制备合成气的方法(57)摘要本发明提出了一种非催化部分氧化-重整炉和利用其制备合成气的方法，其中，非催化部分氧化-重整炉包括：反应腔室，所述反应腔室内自上而下形成非催化部分氧化区和重整区；氧气入口和第一天然气入口，所述氧气入口和第一天然气入口分别独立地设置在所述非催化部分氧化区的顶壁或者侧壁上；第二天然气入口，所述第二天然气入口设置在所述非催化部分氧化区与所述重整区的交界处的侧壁上；以及合成气出口，所述合成气出口设置在所述重整区的底壁上。该非催化部分氧化-重整炉结构较简单，恰好利用了上部空间非催化部分氧化反应产生的过高温度显热以供下部重整反应使用，制备合成气无需大量昂贵的镍基催化剂，维护成本低，制得的合成气品质高。CN105836707ACN105836707A权利要求书1/1页1.一种非催化部分氧化-重整炉，其特征在于，包括：反应腔室，所述反应腔室内自上而下形成非催化部分氧化区和重整区；氧气入口和第一天然气入口，所述氧气入口和第一天然气入口分别独立地设置在所述非催化部分氧化区的顶壁或者侧壁上；第二天然气入口，所述第二天然气入口设置在所述非催化部分氧化区与所述重整区的交界处的侧壁上；以及合成气出口，所述合成气出口设置在所述重整区的底壁上。2.根据权利要求1所述的非催化部分氧化-重整炉，其特征在于，所述氧气入口和第一天然气入口均设置在所述非催化部分氧化区的顶壁上。3.根据权利要求1所述的非催化部分氧化-重整炉，其特征在于，进一步包括：预热炉，所述预热炉具有天然气入口和预热天然气出口，所述预热天然气出口分别与所述第一天然气入口和所述第二天然气入口相连。4.一种利用权利要求1-3任一项所述的非催化部分氧化-重整炉制备合成气的方法，其特征在于，包括：通过所述氧气入口和第一天然气入口向所述非催化部分氧化区内通入氧气和第一部分天然气，使所述氧气和第一部分天然气发生非催化部分氧化反应，以便得到粗合成气；通过所述第二天然气入口向所述非催化部分氧化区与所述重整区的交界处通入第二部分天然气，使所述第二部分天然气与所述粗合成气发生重整反应，以便获得优质合成气；以及将所述优质合成气从所述合成气出口排出；其中，所述重整区内发生的重整反应所需热量来自所述非催化部分氧化区内发生的非催化部分氧化反应放出的热量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括：预先将所述第一天然气和所述第二天然气预热250摄氏度。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述氧气的温度为250摄氏度。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述非催化部分氧化区内的温度为1200-1350摄氏度，所述重整区内的温度为850-1000摄氏度。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一天然气与所述第二天然气的体积比为(80-95)：(5-20)。9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述氧气与所述第一天然气按照(0.6-0.9)：1的体积比通入所述非催化部分氧化区。10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述优质合成气中水蒸气含量低于6体积％，二氧化碳含量低于2.5体积％，甲烷含量低于2.5体积％。2CN105836707A说明书1/7页非催化部分氧化-重整炉和利用其制备合成气的方法技术领域[0001]本发明属于合成气制备领域，具体而言，本发明涉及非催化部分氧化-重整炉和利用其制备合成气的方法。背景技术[0002]以H2、CO为主的合成气是目前大多化工合成的主要原料，如合成氨、合成甲醇、烯烃和乙二醇等，也可以直接作为还原气供气基竖炉直接还原铁矿石使用。天然气因其清洁且利用方便成为大多工业的首选制合成气的原料。[0003]天然气的主要成分为甲烷，目前工业上主要采用水蒸气催化重整天然气工艺生产合成气。该工艺能耗高、投资大等缺点，特别是其合成气的H2/CO＝3，不适合大多的后续化工加工工艺。20年代末以来，天然气自热部分氧化制合成气成为人们研究讨论的重点，该工艺是让天然气在1000℃以上的高温下与氧气发生不完全燃烧反应，生成H2+CO为主的合成气。但是该方法制备的合成气的品质不高。[0004]因此，目前生产合成气技术