油制气碳氢重量比

作为制气原料,最重要的性质是碳氢重量比。图1列出了按碳氢重量比次序排列的各种制气原料。原料谱的一端是最接近纯碳的煤，另一端是以甲烷为主要组分的天然气和液化天然气。整个原料谱大致可分为三段：A段是碳氢比小于6的石油馏分，可以完全蒸发，经脱除硫分后，在催化剂作用下与蒸汽反应,全部转化成气体，不留残渣；B段是碳氢比介于6和9之间的石油馏分，不能完全蒸发而进行预脱硫处理，即使在催化剂作用下，与蒸汽完全反应也较困难；C段是更重的油类和原煤,处理更难。城市供应的人工燃气的碳氢比低于甲烷，一般介于2.3～2.8之间。

可分为重油制气和轻油制气二种。将原料重油或石脑油，放入工业炉内经压力、温度及催化剂的作用，重油即裂解，生成可燃气体，副产品有粗苯和碱渣等。

油制气是石油加工过程中的副产品，可分为重油制气和轻油制气二种。将原料重油或石脑油，放入工业炉内经压力、温度及催化剂的作用，重油即裂解，生成可燃气体；

将任何石油系原料转化成碳氢比更低的燃气，其所采用的方法一定是除碳或加氢，或者是两者兼有。由于原料不同，以及对生成气发热量和成分的要求不同，可以采用不同的工艺。油制气的主要工艺方法有以下几种：

油制气蒸汽转化法

原料谱上 A段的原料在催化剂作用下可直接与蒸汽进行反应。这个方法的关键在于高活性催化剂的使用，一般采用以活性氧化铝为载体的镍催化剂，以达到热力学平衡。高压、低温和低蒸汽原料比有利于甲烷的生成，而低压、高温和高蒸汽原料比则有利于氢的生成。

①高温蒸汽转化法。原料经脱硫后，与过热蒸汽混合，在 450°C左右送入填充催化剂的转化炉内进行反应（图2）。此反应是吸热反应,采用外热式转化炉,燃烧一部分原料或其他燃料来提供热量。出转化炉的燃气温度约750～850°C，然后进入后续工序，制成发热量为10～12兆焦/米3的贫燃气。中国在化学工业中用这种工艺制取原料气，在石油工业中用于制取氢气。 油制气

②低温蒸汽转化法。这是制取发热量约为25兆焦/米3的富燃气的方法，也称催化富气法。整个工艺包括脱硫、催化转化等工序。转化反应是放热反应，不需外界添加热量，仅控制原料预热温度和蒸汽原料比就能达到热力学平衡。所用的反应器是绝热反应器。本法可结合高温蒸汽转化法生产中发热量燃气，也可后接二段甲烷化或加氢气化和甲烷化，生产代用天然气。 　热裂解法 　碳氢化合物在高温下会发生分解反应，大分子化合物变成小分子化合物。随着温度的升高、反应时间的延长，即随着裂解深度的加深，气态产物增多，气态产物中氢和甲烷的含量不断增加；另一方面，液态产物减少，液态产物中分子愈来愈大，氢含量逐渐下降，直至结焦成炭。因此，可根据产品的要求，制定合适的操作条件，控制裂解深度，以得到所需的产物。这种方法可用以制取化工原料气，也可用于生产城市燃气。 　①循环式热裂解法。石油的热裂解是强烈的吸热反应，必须提供热量。本法是燃烧一部分油和设备内的沉积碳,将热量蓄积在裂解炉的耐火格子砖内,到一定温度后停止加热，喷入制气油使其在热的格子砖上裂解。温度降到一定限度后，停止喷注制气油，然后引入空气重复加热，开始下一循环。这种方法特别适合于原料谱上B段的原料,制气过程中析出的碳可在循环加热期烧去。 　②循环式催化裂解法。热裂解法得到的气态产物中含氢低，有较高比例的不饱和烃，不能与一般城市燃气互换。用催化剂替代填充在裂解炉内的格子砖，促进油和中间产物与蒸汽的反应，就可制得与干馏煤气组成相似的燃气,燃烧性能显著改善,制气效率也得到提高（图3）。这种方法是城市燃气工业极好的调峰手段。中国北京、上海、沈阳等城市都采用这种方法，使用重油来生产城市燃气。（见彩图）

油制气部分氧化法

采用氧气、空气或富氧空气作气化剂，与部分原料油燃烧产生高温，使原料油与蒸汽反应。当使用纯氧时，反应的主要产物是氢和一氧化碳，可作为贫燃气，或者进一步制取氢气、合成氨等化工产品。操作温度高达1300～1500°C，压力一般在2～4.5兆帕之间。这种工艺对原料的适应性强,不但可使用原料谱上A段和B段原料，甚至C段原料经过预处理后也可使用。在中国，本法已广泛用于化学工业，但因制氧成本高，还未用于生产城市燃气。

油制气加氢气化法

制取富燃气的另外一种方法。在高于700°C的温度、加压和不用催化剂的条件下,原料与氢气直接反应。这个反应是放热反应，并且反应很迅速，必须控制在稳定的操作条件下，以得到最佳的气态碳氢化合物的组成，主要是甲烷和乙烷。同时，所放出的热量必须有效地加以回收利用。为此,对于碳氢比为6.5～10的原料，可采用焦粒流化床加氢反应器，利用流化床的颗粒运动来维持反应器内的温度均匀，并将反应热传给进料。原料中不能蒸发的残渣附着在焦粒上，定期排出。国外已有一台日产14万米3燃气的半工业性装置,运行了多年。对于碳氢比6.5以下较轻的油料,可不必使用焦粒流化床，而采用较简单的气体再循环加氢反应器，利用安装在反应器顶部中心的喷嘴喷出的反应物的动量，在中心管周围建立气体的高速再循环来达到流化床所具有的功能。这种方法在燃气工业中已广泛用作增热的手段或生产代用天然气。

日本ガス协会:《都市ガス工业──オィルガス编》，技报堂，东京，1969。2100433B

1. 操作输送设备，将原料油送入油制气设备；

2. 操作油制气设备，调节压力、温度、催化剂等参数，监控生产过程；

3. 操作净化、冷却等设备，处理煤气中的杂质；

4. 操作风机、机泵等设备，输送煤气；

5. 检查、维护、保养仪器和设备，发现并处理设备异常现象；

6. 参与起火、爆炸、泄漏、中毒等事故的处置；

7. 进行作业区内防爆、防雷、防静电处理；

8. 填写设备运行及生产记录。 2100433B

油制气生产安全是指由石油、重油、渣油经热裂解而制得煤气生产过程的安全冋题。油制气采用重油，即石油炼制厂经薄馏后的残渣油裂解制成。油制气有热裂解和催化裂解两种工艺，多采用催化裂解工艺。蓄热式催化裂解循环法制气，是加热阶段与制气阶段间歇地循环进行。加热阶段用油与空气燃烧，制气阶段油受热裂解，再和水蒸气催化生成油制气。主体设备是蒸汽蓄热器、催化反应器和空气蓄热器。

油制气过程加热阶段如果洗气箱水封失控，可能导致油煤气倒回入空气蓄热器引起爆炸的危险，要严格控制洗气箱水封高度。蒸汽蓄热器、反应器和空气蓄热器需检修时，应在洗气箱出口插上盲板，彻底清除洗气箱内的厚焦油，待设备冷却后放空。 2100433B

操作油裂解等油制气设备，将重油或石脑油等原料加工制成煤气的人员。