操作氣化爐的系統和方法
【專利摘要】提供了用于操作氣化爐的系統和方法。所述方法可以包括燃燒第一啟動燃料以產生第一燃燒氣。通過將所述第一燃燒氣引入到氣化爐可以將所述氣化爐內的溫度從起始溫度提高到至少第二啟動燃料的自燃溫度。所述氣化爐內的溫度為至少第二啟動燃料的自燃溫度后，可以將第二啟動燃料直接引入到氣化爐。在所述氣化爐內可以燃燒至少部分第二啟動燃料以產生第二燃燒氣。在所述氣化爐中可以將至少部分烴原料氣化以產生合成氣。
【專利說明】操作氣化爐的系統和方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年4月21日提交的序列號為13/091,471的美國專利申請的優先權。
[0003]背景
[0004]領域
[0005]本文中描述的實施方案通常涉及用于操作氣化爐的方法。更特別地，這樣的實施方案涉及將氣化爐從初始或起始狀態轉變到烴原料處理或氣化狀態。
[0006]相關技術的描述
[0007]氣化是通常在高壓下進行的高溫工藝以將含碳材料轉化成一氧化碳和氫氣。由于該氣體經常用于化學品或合成烴燃料的合成，所述氣體通常被稱為“合成氣體(synthesisgas ) ” 或“合成氣(syngas ) ”。
[0008]氣化的典型進料包括石油基材料，該石油基材料是純的或者處理材料的殘留物，例如，重質原油、煤、從焦油砂回收的浙青、來自油頁巖的油母巖質、焦炭和其它高硫和/或高的含金屬的殘留物，氣體，以及各種碳質廢料。在氣化爐中，干燥的或淤漿的(slurried)烴原料在氣化爐中在還原性(缺氧)氣氛下于高溫和(通常地)高壓下反應。產生的合成氣通常含有的約85%的進料碳含量為一氧化碳，而余量為二氧化碳和甲烷的混合物。
[0009]為了啟動氣化爐，單獨的啟動燃燒器用于燃燒啟動燃料以產生燃燒氣，為了將氣化爐加熱到氣化溫度，將所述燃燒氣引入到氣化爐。常規的啟動燃燒器操作復雜，大型的，并且建造昂貴。
[0010]因此，存在用于將氣化爐從初始或起始狀態轉變到烴原料處理狀態的改進的系統和方法的需要。
[0011]附圖的簡要i兌明
[0012]附圖顯示了根據所描述的一個或多個實施方案的用于氣化一種或多種烴原料的說明性的氣化系統。
[0013]詳細描沭
[0014]提供了用于操作氣化爐的系統和方法。所述方法可以包括燃燒第一啟動燃料以產生第一燃燒氣。通過將所述第一燃燒氣引入到氣化爐可以將氣化爐內的溫度從起始溫度提高到至少第二啟動燃料的自燃溫度。在氣化爐內的溫度為至少第二啟動燃料的自燃溫度后，可以將第二啟動燃料直接引入到氣化爐。可以在氣化爐內燃燒至少部分第二啟動燃料以產生第二燃燒氣。所述第二燃燒氣可以產生足夠的熱量以將氣化爐內的溫度提高到烴原料氣化溫度。可以將烴原料引入到氣化爐。可以在氣化爐中氣化至少部分烴原料以產生合成氣。
[0015]在一個或多個實施方案中，使用由兩種或更多種燃燒氣的組合提供的熱量將一個或多個氣化爐從第一或初始狀態，例如，關閉或非氣化狀態轉變到烴原料處理狀態，例如，氣化狀態。例如，可以使用第一燃燒氣和第二燃燒氣將氣化爐從第一狀態轉變到烴原料處理狀態。所述第一燃燒氣和所述第二燃燒氣是可以通過分別燃燒第一啟動燃料和第二啟動燃料產生的。可以使用由第一燃燒氣提供的熱量將氣化爐從第一或初始狀態轉變到第二或中間狀態。可以使用由第二燃燒氣提供的熱量將氣化爐從第二或中間狀態轉變到烴原料處理狀態。換而言之，可以使用來自所述兩種或多種燃燒氣的熱量啟動氣化爐。至少部分地根據氣化爐的第一或初始狀態的具體條件，僅使用第二燃燒氣可以將氣化爐從第一或初始狀態轉變到烴原料處理狀態。例如，如果處于第一狀態時氣化爐內的溫度是足夠的，例如，在第二啟動燃料的自燃溫度以上，僅使用第二燃燒氣可以將氣化爐從第一狀態轉變到烴原料處理狀態。
[0016]第一燃燒氣可以是在氣化爐的外部產生的，并且被引入到氣化爐以將氣化爐內的溫度和/或壓力提高到中間或第二狀態。例如，第一啟動燃料可以在氣化爐外部，在啟動燃燒器、爐或任意其它燃燒裝置、系統或它們的組合內燃燒，從而產生第一燃燒氣并且可以通過管道(conduit)、導管(duct)、管線或其它設備將第一燃燒氣引入到氣化爐。通過到氣化爐的一個或多個管道、導管、管線或其它設備或它們的任意組合可以將第一燃燒氣引入到氣化爐內的一個或多個位置。第二燃燒氣可以是在氣化爐內產生的。例如，第二啟動燃料可以被直接引入到氣化爐，并在氣化爐內燃燒，而不是在氣化爐的外部燃燒。可以將一個或多個第二啟動燃料噴嘴或其它入口裝置配置在氣化爐上，并適配或構造成將第二啟動燃料引入到那里。如本文中使用的，術語“第一燃燒氣”是指在氣化爐外部或外面燃燒一種或多種第一啟動燃料生成的或產生的燃燒氣。如本文中使用的，術語“第二燃燒氣”是指至少部分是通過在氣化爐內燃燒一種或多種第二啟動燃料生成或產生的燃燒氣。例如，全部的第二燃燒氣可以是通過在氣化爐內燃燒至少部分第二啟動燃料而在氣化爐內產生的。在另一個實例中，第一部分(portion)或分數(fraction)的第二啟動燃料可以在氣化爐的外部燃燒，并且第二部分的第二啟動燃料可以在氣化爐內燃燒。氣化系統的組件可以是對任意啟動氣，例如，第一和第二燃燒氣的氧含量敏感的。因此，可以使用一種或多種惰性氣體例如氮氣將作為例如穩定的外部燃燒器運行所需要的過量空氣進入的任意氧氣稀釋。
[0017]兩種或多種燃燒氣的組合或者供選擇地僅第二燃燒氣可以改善將氣化爐在第一狀態和烴原料處理狀態之間轉變的方法。與可以在氣化爐內產生的第二燃燒氣相比，所述外部燃燒步驟，例如，在燃油燃燒器(fired burner)中是更昂貴的,具有低的熱效率,并且需要大量的過量空氣。據此，通過減小產生第一燃燒氣所需的外部啟動燃燒器的尺寸，在氣化爐內產生的第二燃燒氣可以降低資金和運行成本。另外，使用在氣化爐內產生的第二燃燒氣可以降低惰性氣體、過量空氣的量和/或將氣化爐在第一狀態和烴原料處理狀態之間轉變所需的燃料的量。例如，第二燃燒氣或第一燃燒氣與第二燃燒氣的組合可以降低轉變所述一個或多個氣化爐所需的總體的能量輸入。與在不使用第二啟動燃料和由此產生的第二燃燒氣的情況下啟動相同的氣化爐相比，第二燃燒氣或第一燃燒氣與第二燃燒氣的組合也可以大幅降低為了產生第一燃燒氣而燃燒第一啟動燃料所需的外部啟動燃燒器的尺寸和/或消除對該燃燒器的需要。例如，與僅使用外部啟動燃燒器，即沒有第二啟動燃料，將氣化爐從第一狀態轉變到烴處理狀態相比，在將氣化爐從第一狀態和烴原料處理狀態轉變并且也使用第二啟動燃料時，外部啟動燃燒器的尺寸可以減少約10%、約20%、約30%、約40%、約50%或更多。
[0018]在利用兩種或更多燃燒氣的組合啟動氣化爐中使用的啟動燃燒器可以具有約4或更小、約3或更小或約2或更小的調節比(turn down ratio)。如本文中使用的,術語“調節比”是指啟動燃燒器的最大點火能力(firing capability)與啟動燃燒器的最小點火能力的比例。與僅使用第一燃燒氣將相同的氣化爐從相同的第一狀態轉變到相同的烴原料處理狀態相比，第二燃燒氣或第一燃燒氣與第二燃燒氣的組合也可以降低將氣化爐從第一狀態轉變到烴原料處理狀態所需的時間。例如，與僅使用第一燃燒氣的相同的氣化爐相比，單獨使用第二燃燒氣或與第一燃燒氣組合使用時，將氣化爐從第一狀態轉變到烴原料處理狀態所需的時間的量可以減少約10%、約15%、約20%、約25%、約30%或約35%。在氣化爐內產生的第二燃燒氣的使用也可以降低轉變氣化爐所需的過量空氣的量。降低過量空氣的量可以降低所需燃料的量，并且可以實現將氣化爐從第一狀態轉變到烴原料處理狀態的更高的速度。也可以降低惰性氣體的消耗。
[0019]第一啟動燃料和第二啟動燃料可以相同或不同。第一和第二啟動燃料可以為氣體、液體、固體或它們的任意組合。例如，第一和/或第二啟動燃料可以包括一種或多種氣態烴。在另一個實例中，第一和/或第二啟動燃料可以包括一種或多種液體烴。在另一個實例中，第一和/或第二啟動燃料可以包括一種或多種固體烴。優選地，第一啟動燃料包括一種或多種在室溫和大氣壓下為氣態和/或液體的烴。優選地，第二啟動燃料包括一種或多種在室溫和大氣壓下為氣態和/或液體的烴。
[0020]適合作為第一和/或第二啟動燃料使用的烴可以包括，但不限于:具有I~約40個碳原子、I~約30個碳原子或I~約20個碳原子的任意烴或組合。用作第一和/或第二啟動燃料的合適的烴可以包括烷烴、環烷烴、烯烴、環烯烴、炔烴、二烯烴、芳烴、醇或它們的任意組合。可以用作第一和/或第二啟動燃料的烴的合適的混合物可以包括，但不限于:天然氣、石腦油、瓦斯油、燃料油、柴油、汽油、煤油。用作第一和/或第二啟動燃料的其它合適的材料可以包括，但不限于:焦油、浙青質、煤、氫、生物質或它們的任意組合。在至少一個實例中，第一啟動燃料可以是或包括，但不限于:煤、木材、浙青質或它們的任意組合。在至少一個實例中，第二啟動 燃料可以是或包括，但不限于:柴油、汽油、煤油、石腦油或它們的任意組合。
[0021]第一和/或第二啟動燃料可以具有低的硫含量，這可以降低在將氣化爐從第一狀態轉變到烴原料處理狀態過程中硫的排放或使硫的排放最小。例如，第一和/或第二啟動燃料可以含有少于約200ppm、少于約150ppm、少于約lOOppm、少于約75ppm、少于約50ppm或少于約30ppm的硫和/或含硫化合物。在另一個實例中，第一和/或第二啟動燃料可以含有少于約40ppm、少于約25ppm、少于約20ppm、少于約15ppm、少于約lOppm、少于約5ppm或少于約Ippm的硫和/或含硫化合物。第二啟動燃料可以具有小于約700°C、小于約650°C、小于約600 V、小于約550°C、小于約500 V、小于約450 V、小于約400 V、小于約350°C、小于約300°C、小于約250°C或小于約200°C的自燃溫度。例如，第二啟動燃料可以具有約100 V ~約 600 V、約 500 V ~約 600 V、約 250 V ~約 550 V、約 300 V ~約 600 V、約 350 V ~約 600 V、約 400 V ~約 600 V、約 450 V ~約 600 V、約 305°C ~約 325°C、約 540 V ~約 560 V或約245°C~約265°C的自燃溫度。在另一個實例中，第二啟動燃料可以具有至少200°C、至少250°C、至少300°C、至少350°C、至少375°C、至少400°C、至少450°C、至少500°C和小于約700°C、小于約650°C或小于約600°C的自燃溫度。
[0022]更詳細地考慮具體的第二啟動燃料，用作第二啟動燃料的合適的柴油燃料可以包括具有約8個碳原子至約25個碳原子的烴(CS~C25烴)。所述柴油燃料可以具有約200的平均分子量、約0.85的比重、約180°C~約340°C的沸點和約305°C~約325°C，例如約315°C的自燃溫度。用作第二啟動燃料的合適的石腦油燃料可以包括具有約5~約12個碳原子的烴(C5~C12烴)。所述石腦油燃料可以具有約100~約215的分子量、約0.7的比重、約30°C~約200°C的沸點和約540°C~約560°C，例如，約550°C的自燃溫度。用作第二啟動燃料的合適的汽油燃料可以包括具有約4~約12個碳原子的烴(C4~C12烴)。所述汽油燃料可以具有約100~約105的分子量、約0.72~約0.78的比重、約26°C~約225°C的沸點和約245°C~約265°C，例如，約257°C的自燃溫度。
[0023]在將第一燃燒氣引入到氣化爐之前，氣化爐內的溫度可以處于第一或初始/起始溫度。氣化爐內的初始或起始溫度可以低于當氣化爐在第二或中間狀態中或處于第二或中間狀態時氣化爐內的溫度。例如，氣化爐內的初始或起始溫度可以為室溫，例如，_20°C~約35°C。在另一個實例中，氣化爐內的初始或起始溫度可以為低于第二啟動燃料的自燃溫度的任意溫度。第二啟動燃料可以具有約200°C或更高、約250°C或更高、約300°C或更高、約350°C或更高、約400°C或更高、約450°C或更高、約500°C或更高或約550°C或更高的自燃溫度。據此，可以使用第一燃燒氣將氣化爐內的溫度從初始或起始溫度提高到約200°C或更高、約250°C或更高、約300°C或更高、約350°C或更高、約400°C或更高、約450°C或更高、約500°C或更高或約550°C或更高的第二或中間溫度或以上的溫度。換而言之，通過將第一燃燒氣引入到氣化爐可以將氣化爐內的溫度從起始溫度提高到至少第二啟動燃料的自燃溫度。在又一個實例中，氣化爐內的初始或起始溫度可以為高于第二啟動燃料的自燃溫度，但小于烴原料處理溫度(例如，烴原料的氣化溫度)的任意溫度。在該實例中，可以刪除第一啟動燃料和啟動燃燒器，并且可以僅使用第二啟動燃料將氣化爐從第一或初始狀態轉變到烴原料處理狀態。
[0024]在將第一燃燒氣引入到氣化爐之前，氣化爐內的壓力可以處于第一或初始/起始壓力。氣化爐內的初始或起始壓力可以為低約25kPa、約50kPa、約IOlkPa或約150kPa至高約600kPa、約800kPa或約1，OOOkPa0例如，氣化爐內的初始或起始壓力可以為約400kPa~約800kPa、約500kPa~約700kPa或約550kPa~約650kPa。將第一燃燒氣引入到氣化爐也可以用于將氣化爐內的壓力從初始或起始壓力提高到第二或中間壓力。第二或中間壓力可以為低約 50kPa、約 IOOkPa、約 200kPa 至高約 600kPa、約 800kPa、約 1，OOOkPa、約 1，200kPa或約 1，400kPa。
[0025]當處于第二或中間狀態時，氣化爐內的溫度可以處于第二啟動燃料的自燃溫度或在第二啟動燃料的自燃溫度以上。據此，一旦氣化爐內的溫度已經提高到第二或中間狀態，可以將第二啟動燃料直接引入到氣化爐，在氣化爐中至少部分第二啟動燃料可以自燃并燃燒，從而產生第二燃燒氣。第二啟動燃料可以是在第一燃燒氣的下游引入到氣化爐的。據此，可以使用由第一燃燒氣提供的熱量將第二啟動燃料自燃。
[0026]為了使至少部分第二啟動燃料于氣化爐中燃燒，足量的一種或多種氧化劑可以存在于氣化爐中。可以以任意需要的方式將氧化劑引入到氣化爐。例如，可以將氧化劑作為第一燃燒氣的組分，例如，作為燃燒第一啟動燃料的產物引入和/或與第一燃燒氣添加或混合。在另一個實例中，可以將氧化劑獨自地或分別地引入到氣化爐。在另一個實例中，可以將第二啟動燃料與氧化劑混合或與氧化劑組合，并且可以將第二啟動燃料與氧化劑的混合物引入到氣化爐。在另一個實例中，氧化劑可以與一種或多種其它流體例如蒸汽和/或氮氣混合并被引入到氣化爐。在另一個實例中，引入到氣化爐的氧化劑可以由至少兩種第一燃燒氣的組合提供，作為第二啟動燃料的組分提供，獨自地引入到氣化爐，并與一種或多種其它流體例如蒸汽和/或惰性氣體如氮氣混合。
[0027]可以控制存在于氣化爐內的用于燃燒第二啟動燃料的氧化劑的量，使得燃燒第二啟動燃料后，第二燃燒氣中的氧化劑濃度為小于約lmol%、小于約0.5mol%、小于約
0.3mol%、小于約0.lmol%、小于約0.05mol%或小于約0.01mol%。例如，第二啟動燃料在氣化爐中燃燒后，存在于氣化爐中的氧化劑的量可以為零，或可以為低約0.05mol%、約0.1mo 1%或約0.2mol%至高約0.5mol%、約0.7mol%或約lmol%。在另一個實例中，引入到氣化爐的氧化劑的量可以為約第二啟動燃料完全燃燒所需的氧化劑的化學計算量或低于第二啟動燃料完全燃燒所需的氧化劑的化學計算量。據此，在至少一個實例中，為了保證引入到氣化爐的氧化劑在第二啟動燃料的燃燒中被消耗，部分第二啟動燃料可以保持為未燃燒的。在一個或多個實施方案中，在氣化爐中存在的氧化劑可以為小于約90%、小于約80%、小于約70%、小于約60%、小于約50%或小于約40%的供給到氣化爐的所有碳完全燃燒所需的氧的化學計算量。
[0028]所述一種或多種氧化劑可以包括空氣、氧氣、基本上為氧氣(essentiallyoxygen)、富氧的空氣、臭氧、過氧化氫、基本上不含氮氣的氧化劑或它們的任意組合。如本文中使用的，術語“基本上為氧氣”是指含有大于50體積％氧氣的流體。如本文中使用的，術語“富氧的空氣”是指含有約21體積％氧氣至約50體積％氧氣的流體。例如，富氧的空氣和/或基本上為氧氣可以是由空氣的低溫蒸餾、變壓吸附、膜分離或它們的任意組合獲得的。如本文中使用的，術語“基本上不含氮氣”是指含有約5體積％氮氣或更少、約4體積％氮氣或更少、約3體積％氮氣或更少、約2體積％氮氣或更少或約I體積％氮氣或更少的氧化劑。
[0029]可以使用來自第二燃燒氣的熱量將氣化爐從第二或中間溫度加熱到烴原料處理溫度。例如，可以使用來自第二燃燒氣的熱量將氣化爐內的溫度提高到足以氣化至少部分烴原料的溫度。在另一個實例中，可以使用來自第二燃燒氣的熱量將氣化爐內的溫度提高到足以氣化所有烴原料的溫度。據此，術語“烴原料處理溫度”和“氣化溫度”可以交換使用，并且是指足以氣化至少部分烴原料的溫度或以上的溫度。
[0030]足以氣化至少部分烴原料的溫度和/或全部烴原料處理溫度可以為約700°C或更高、約750°C或更高、約800°C或更高、約850°C或更高、約900°C或更高、約950°C或更高、約1，000°C或更高、或約1，050°C或更高。例如，氣化爐內的最終或操作溫度可以為約700°C~約 1，300°C、約 800°C~約 1，200°C、約 900°C~約 1，100°C或約 750°C~約 1，150°C。
[0031]在一個或多個實施方案中，如果氣化爐內的起始或初始溫度高于第二啟動燃料的自燃溫度，但低于烴原料的氣化溫度，可以將第二啟動燃料直接引入到氣化爐，而不使用或不需要第一啟動燃料。換而言之，至少部分地根據處于第一或初始狀態時氣化爐內的具體溫度和/或壓力，可以僅使用第二啟動燃料將氣化爐從第一或初始狀態轉變到烴原料處理狀態。例如，在正常工藝條件下運行時，可以中斷引入到氣化爐的烴原料，并且氣化爐內的溫度可以降低到氣化溫度以下。據此，在溫度下降到第二或中間溫度以下之前，可以將第二啟動燃料引入到氣化爐，并且可以使用第二燃燒氣將氣化爐維持在烴原料氣化溫度直至可以將烴原料(或另一種烴原料)再次引入到氣化爐。[0032]也可以使用第二啟動燃料的燃燒將氣化爐內的壓力從第二或中間壓力提高到烴原料處理壓力。所述烴原料處理壓力可以為低約1，200kPa,、約1，300kPa或約1，400kPa至高約1，700kPa、約2，OOOkPa、約2，300kPa或約2，700kPa。例如，烴原料處理壓力可以為約
I,400kPa ~約 I, 800kPa、約 I, 700kPa ~約 2，200kPa 或約 I, 850kPa ~約 2，450kPa。除了使用第一和/或第二燃燒氣以將氣化爐內的壓力提高到第二/中間壓力和/或烴原料處理壓力之外或作為使用第一和/或第二燃燒氣以將氣化爐內的壓力提高到第二/中間壓力和/或烴原料處理壓力的替代，可以將一種或多種壓縮氣體，例如，壓縮氮氣、合成氣、二氧化碳或它們的任意組合弓丨入到氣化爐以便提高其中的壓力。
[0033]一旦氣化爐已經被轉變到烴原料處理狀態，一種或多種烴原料可以被引入到氣化爐并且至少部分地在那里被氣化以產生氣化烴或合成氣。在一個或多個實施方案中，至少部分烴原料也可以在氣化爐內燃燒以提供第三燃燒氣。在一個或多個實施方案中，至少部分的烴原料也可以在第三燃燒氣的存在下被汽化以產生汽化烴。在一個或多個實施方案中，至少部分烴原料也可以在氣化烴的存在下裂解以產生裂解烴。如以下更詳細討論的，氣化爐也可以包括循環的顆粒或固體。在一個或多個實施方案中，至少部分烴原料可以沉積在顆粒上，從而產生含碳顆粒或“焦化”的顆粒。至少部分沉積在顆粒上的碳可以在氣化爐內燃燒，從而產生部分第三燃燒氣和再生的顆粒。據此，烴原料可以在氣化爐內燃燒、汽化、裂解、氣化和/或沉積在固體上。在一個或多個實施方案中，可以選擇性地將至少部分第三燃燒氣、氣化烴、汽化烴和裂解烴從含有固體的烴中分離，從而提供熱的氣體產品或合成氣產品。此外，第一和/或第二燃燒氣，如果存在，可以與熱的氣體或合成氣產品回收。
[0034]合成氣產品可以包含約60體積％或更多的一氧化碳和氫，另外的組分主要包括二氧化碳和甲烷。例如，合 成氣產品可以包含約90體積％或更多的一氧化碳和氫、約95體積％或更多的一氧化碳和氫、約97體積％或更多的一氧化碳和氫或約99體積％或更多的一氧化碳和氫。在一個實例中，合成氣產品的一氧化碳含量可以為低約10體積％、約20體積％或約30體積％至高約50體積％、約70體積％或約85體積％。在另一個實例中，合成氣的一氧化碳含量可以為低約15體積％、約25體積％或約35體積％至高約65體積％、約75體積％或約85體積％。合成氣產品的氫含量可以為低約I體積％、約5體積％或約10體積％至高約30體積％、約40體積％或約50體積％。例如，合成氣產品的氫含量可以為約20體積％~約30體積％。
[0035]合成氣產品可以包含少于約25體積％或更少、約20體積％或更少、約15體積％或更少、約10體積％或更少或約5體積％或更少的組合的氮氣、甲烷、二氧化碳、水或蒸汽、硫化氫和氯化氫。合成氣產品的二氧化碳含量可以為約25體積％或更少、約20體積％或更少、約15體積％或更少、約10體積％或更少、約5體積％或更少、約3體積％或更少、約2體積％或更少或約I體積％或更少。合成氣產品的甲烷含量可以為約15體積％或更少、約10體積％或更少、約5體積％或更少、約3體積％或更少、約2體積％或更少或約I體積％或更少。合成氣產品的水含量可以為約40體積％或更少、約30體積％或更少、約25體積％或更少、約20體積％或更少、約15體積％或更少、約10體積％或更少、約5體積％或更少、約3體積％或更少、約2體積％或更少或約I體積％或更少。合成氣可以為不含氮氣或基本上不含氮氣的，例如，包含約0.5體積％或更少的氮氣。
[0036]烴原料可以包括任意的含碳材料，或含碳材料的組合，不論氣體、液體、固體或它們的任意組合。例如，烴原料可以包括，但不限于:生物質(例如，植物和/或動物物質和/或植物和/或動物衍生物質)、煤(例如，高鈉和低鈉的褐煤、褐煤、亞煙煤和/或無煙煤)、油頁巖、焦炭、焦油、浙青質、低灰或無灰的聚合物、烴基聚合物材料和/或來源于制造作業的副產物。所述烴基聚合物材料可以包括，例如，熱塑性塑料，彈性體，橡膠，包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯，包括其它聚烯烴、均聚物、共聚物(copolymer)、三元共聚物(terpolymer)、嵌段共聚物和它們的混合物；PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)、聚合物共混物(poly blends)、含氧聚烴；來自石油精煉廠和石油化學品廠的重烴淤渣和塔底產品例如烴蠟；它們的混合物；它們的衍生物；以及它們的組合。
[0037]在一個或多個實施方案中，烴原料可以包括兩種或更多中碳質材料的混合物或組合。在一個或多個實施方案中，烴原料可以包括兩種或多種低灰或無灰的聚合物的混合物或組合、生物質衍生材料或來源于制造作業的副產物。在一個或多個實施方案中，烴原料可以包括與一種或多種廢棄的消費品組合的一種或多種碳質材料，所述消費品為例如地毯和/或包括緩沖器和儀表盤的塑料汽車部件/組件。優選地適當地將這樣的廢棄的消費品的尺寸減小至適合于氣化爐內。在一個或多個實施方案中，烴原料可以包括一種或多種再生塑料，例如，聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、它們的衍生物、它們的共混物或它們的任意組合。因此，所述方法對于適應對以前制造的材料的適當處理的要求可以是有用的。
[0038]所述烴原料，如果是固體，可以具有低約Ιμπκ約ΙΟμπι、約50μηι、約IOOymJS150 μ m或約200 μ m至高約350 μ m、約400 μ m、約450 μ m或約500 μ m的平均粒徑。例如，烴原料的平均粒徑，如果是固體，可以為約75 μ m~約475 μ m、約125 μ m~約425 μ m或約175 μ m~約375 μ m。在另一個實例中，烴原料，如果是固體，可以被研磨成具有約300 μ m或更小的平均粒徑。烴原料，如果是固體，可以作為干進料引入到氣化爐或可以作為淤漿或懸浮液輸送到氣化爐。用于形成淤漿或懸浮液的合適的流體可以包括，但不限于:二氧化碳、蒸汽、水、氮氣、空氣、合成氣或它們的任意組合。
[0039]初始的烴原料向氣化爐的引入速率可以小于正常運行速率。例如，烴原料的初始的引入速率可以為正常運行速率的低約1%、約5%、約10%、約15%或約20%至高約35%、約40%、約50%、約60%或約70%。隨著氣化爐內的溫度穩定和/或提高，可以使烴原料引入的速率朝向正常或最佳的運行速率增長。例如，可以在約0.5小時、約I小時、約2小時、約3小時、約4小時、或約5小時更長的一段時間內使烴原料引入的速率從初始速率朝向正常或最佳的運行速率增長。在另一個實例中，初始的烴原料向氣化爐的引入速率可以為約或正常的操作速率。
[0040]一旦氣化爐已經從第一或初始狀態轉變到第二或中間狀態，可以停止第一燃燒氣的引入。在第二啟動燃料向氣化爐的引入開始之前、過程中或之后，可以停止第一燃燒氣的引入。例如，在停止第一燃燒氣的引入之前，可以開始第二啟動燃料向氣化爐的引入并且可以開始第二燃料的自燃。在另一個實例中，第一燃燒氣的引入可以將氣化爐內的溫度提高在第二啟動燃料的自燃溫度以上的足夠的量，使得可以停止第一燃燒氣向氣化爐的引入以及然后可以將第二啟動燃料引入到氣化爐，而氣化爐內的溫度保持在足以燃燒至少部分第二啟動燃料。
[0041]一旦氣化爐已經從第一或初始狀態轉變到烴原料處理狀態，不論使用第一燃燒氣和第二燃燒氣的組合或者僅使用第二燃燒氣，均可以停止第二啟動燃料向氣化爐的引入。在烴原料向氣化爐的引入開始之前、過程中或之后，可以停止第二啟動燃料的引入。例如，在停止第二啟動燃料的引入之前，可以啟動烴原料向氣化爐的引入，以及可以開始烴原料的氣化、燃燒、汽化、裂解和/或在顆粒上的沉積。在另一個實例中，第一燃燒氣和/或第二啟動燃料向氣化爐的引入可以將氣化爐內的溫度提高在烴原料的氣化溫度以上的足夠的量，使得可以停止第二啟動燃料向氣化爐的引入，以及然后可以將烴原料引入到氣化爐，而氣化爐內的溫度保持在足以氣化至少部分烴原料。
[0042]使用第二燃燒氣或第一燃燒氣與第二燃燒氣的組合，可以將各種類型的氣化爐從第一或初始狀態轉變到烴原料的氣化狀態。例如，所述氣化爐可以是或包括一個或多個循環固體或輸運床氣化爐、一個或多個固定床氣化爐、一個或多個流化床氣化爐、一個或多個氣流床氣化爐或它們的組合。氣化爐內的顆粒或固體，除了起到一個或多個其它作用之外或者作為一個或多個其它作用的替代，例如，作為部分烴原料的沉積表面，氣化爐內的顆粒或固體床的存在可以改進氣化爐內的保暖性和/或貫穿氣化爐的熱量分布。
[0043]所述顆粒或固體可以包括，但不限于:沙、灰、陶瓷、石灰石或它們的任意組合。所述石灰石可以是壓碎的、粉狀的、磨碎的、粉末化的或粒徑減小的。所述灰可以包括任意類型的灰或它們的混合 物。說明性的灰可以包括，但不限于:粉煤灰(fly ash)、氣化爐灰、粗灰、細灰或它們的任意組合。如本文中使用的，術語“粗灰”和“粗灰顆粒”可以交換使用，并且是指在氣化爐內產生的且具有低約35 μ m、約45 μ m、約50 μ m、約75 μ m或約100 μ m至高約450 μ m、約500 μ m、約550 μ m、約600 μ C或約640 μ m的平均粒徑的顆粒。例如，粗灰顆粒可以具有約50 μ m~約350 μ m、約65 μ m~約250 μ m、約40 μ m~約200 μ m或約85 μ m~約130μπι的平均粒徑。如本文中使用的，術語“細灰”和“細灰顆粒”可以交換使用，并且是指在氣化爐內產生的且具有低約2μπκ約5μπι或約10 μ m至高約75μπκ約85 μ m或約95 μ m的平均粒徑的顆粒。例如，細灰顆粒可以具有約5 μ m~約30 μ m、約7 μ m~約25 μ m或約10 μ m~約20 μ m的平均粒徑。
[0044]對于固定顆粒床，在啟動氣化爐從第一狀態向烴原料氣化狀態的轉變之前，可以將顆粒放置在氣化爐中。對于循環固體或輸運床氣化爐，可以在任意需要的時間將顆粒引入，例如，在將氣化爐從第一或初始狀態轉變到最終或運行狀態之前、過程中和/或之后。例如，在將第一燃燒氣和/或第二啟動燃料引入到氣化爐之前，可以將顆粒引入或裝載到氣化爐中。在另一個實例中，可以將顆粒引入，同時將第一燃燒氣和/或第二啟動燃料引入到氣化爐中。在另一個實例中，在將第一燃燒氣和/或第二啟動燃料引入到氣化爐中之后，但在烴原料引入之前，可以引入顆粒。在另一個實例中，在將第一燃燒氣和第二啟動燃料引入到氣化爐之后并且在烴原料的引入開始之后，可以引入顆粒。在另一個實例中，在將第一燃燒氣和第二啟動燃料引入到氣化爐之前，可以將至少部分顆粒引入到氣化爐。
[0045]除了保留氣化爐內熱量之外，顆粒可以是用于碳質材料沉積的載體或支撐，如以上討論和描述的，其可以是當烴原料向氣化爐的引入開始時產生的。含有顆粒的碳或“焦化”的顆粒可以從熱的氣體或合成氣產品分離，并且在氣化爐內回收，在氣化爐中，沉積在顆粒上的碳或焦炭可以燃燒以產生熱量和再生的顆粒。通過燃燒顆粒上的碳產生的熱量可以幫助將氣化爐維持在操作溫度。
[0046]在一個或多個實施方案中，也可以將一種或多種吸附劑引入到氣化爐。所述吸附劑可以捕獲一種或多種來自合成氣的污染物，例如，氣化爐內的氣相中的鈉蒸氣。所述吸附劑可以在氣化爐之前或在氣化爐內用于清潔或涂覆烴原料顆粒以降低顆粒結塊的趨勢。可以將所述吸附劑研磨到約5微米~約100微米、或約10微米~約75微米的平均粒徑。說明性的吸附劑可以包括，但不限于:富碳的灰、石灰石、白云石和碎焦炭。從第二啟動燃料和/或烴原料釋放的殘留的硫可以被第二啟動燃料和/或烴原料中的原生鈣(nativecalcium)或被韓基吸附劑捕獲,從而形成硫化鈣。
[0047]圖描繪了根據一個或多個實施方案的用于氣化一種或多種烴原料的說明性的氣化系統100。氣化系統100可以包括一個單一的氣化爐(一個顯示為120)或兩個或多個串聯或并聯排列的氣化爐(未顯示)。氣化系統100也可以包括一個或多個啟動燃燒器(一個顯示為105)。啟動燃燒器105可以燃燒通過管線101引入到那里的第一啟動燃料，從而產生通過管線107的第一燃燒氣，所述通過管線107的第一燃燒氣可以幫助氣化爐120啟動或從第一或初始狀態向烴原料處理狀態轉變。應當注意到的是，通過管線107和/或多個管線107可以將通過管線107的第一燃燒氣引入到氣化爐120內的一個或多個位置。每個氣化爐120可以包括一個或多個混合或引入區(兩個顯示為125、130)、一個或多個提升管(riser)或氣化區135、一個或多個脫離器(disengager)或分離器(兩個顯示為140和145)、一個或多個立管150和一個或多個輸送管線(四個顯示137、141、143和153)。如果氣化系統100包括兩個或多個氣化爐120，每個氣化爐120可以是與其它氣化爐獨立配置的，或者是這樣配置的，其中任意的所述一個或多個混合區125、130，提升管135，分離器140、145，和立管150可以是共享的。為了說明的簡單和容易，氣化爐120的實施方案將在單一的反應器系列的情況下進一步描述。
[0048]可以將通過管線101的第一啟動燃料和一種或多種通過管線103的氧化劑引入到啟動燃燒器105，并且第一啟動燃料可以在其中燃燒以產生通過管線107的第一燃燒氣。啟動燃燒器105可以是或包括能夠燃燒第一啟動燃料的任意燃燒裝置、系統或裝置和/或系統的組合。例如，啟動燃燒器105可以包括用于混合氧化劑和第一啟動燃料的混合區和用于燃燒第一啟動燃料/氧化劑混合物的燃燒區。啟動燃燒器105可以具有約4或更小、約3或更小或約2或更小的調節比。所述啟動燃燒器可以包括耐火的內襯室，所述耐火的內襯室包括一個或多個燃燒器噴嘴，在所述燃燒器噴嘴中，液體燃料混合物，例如連同霧化流例如蒸汽可以被注入到所述室中并可以在壓縮空氣流或其它氧化劑中燃燒，從而產生可以作為第一燃燒氣引入到氣化爐的熱的燃燒產品流。用于燃料和氧化劑流控制、燃燒起始檢測(ignition initiation detection)、引燃燃燒器控制(pilot burner control)、稀釋劑添加等的系統可以包括在啟動燃燒器中并且可以與氣化爐控制系統連接。
[0049]可以將通過管線107的第一燃燒氣引入到氣化爐120的第一混合或引入區125。第一燃燒氣可以流過第二混合區130和提升管135并且通過輸送管線137到達第一分離器140。來自第一燃燒氣的熱量可以加熱氣化爐120和，如果存在，循環通過氣化爐120的流態化的顆粒127。雖然未顯示，但是作為第一混合區125的替代或除了第一混合區125之外，可以將通過管線107的第一燃燒氣引入到第二混合區130，第一和第二混合區125、130之間，和/或提升管135。
[0050]第一燃燒氣和顆粒127可以離開提升管135并且可以通過輸送管線137被引入到第一分離器140，在所述第一分離器140中，至少部分顆粒127可以由此被分離以提供通過輸送管線141的第一分離的氣體和通過管線143的分離的顆粒127。在一個或多個實施方案中，可以將所有或部分通過輸送管線143的分離的顆粒127再循環至立管150。在一個或多個實施方案中，所有或部分在輸送管線143中的分離的顆粒127可以通過管線144從氣化爐移除。通過管線144從氣化爐120除去顆粒127可以用于控制立管150內的顆粒的高度和/或氣化爐120內的顆粒的總量。可以將通過輸送管線141的第一分離的氣體引入到第二分離器145，在第二分離器145中，如果有，第二部分流態化的顆粒127可以由此分離以產生通過管線147的分離的氣體產品或分離的第一燃燒氣和可以被引入到立管150的分離的顆粒。
[0051]分離器140和145可以是或包括能夠從第一燃燒氣、第二燃燒氣、氣化烴或合成氣或任意其它流體中分離或移除至少部分顆粒的任意裝置、系統或裝置和/或系統的組合。說明性的分離器可以包括，但不限于:旋風分離器、脫鹽設備和/或傾析器。
[0052]可以通過輸送或再循環管線153將立管150內的顆粒127再循環至提升管135。可以將再循環的顆粒引入到第一混合區125、第二混合區130，或如所示的，引入到第一和第二混合區125和130之間。如以上討論和描述的，在將通過管線107的第一燃燒氣引入到氣化爐120之前，可以將顆粒127裝載或放置在氣化爐120內。據此，在將通過管線107的第一燃燒氣引入到第一混合區125之前，可以開始顆粒127的循環。在另一個實例中，在通過管線107的第一燃燒氣的引入的過程中和/或之后，可以開始顆粒127的引入和循環。為了提供用于使顆粒127在氣化爐120內循環的在氣化爐120內的運動的流體，可以將通過一個或多個流體引 入管線(三個顯示為142、149和152)的一種或多種流體分別引入到輸送管線143、立管150和再循環管線153。通過管線142、149、152引入的說明性的流體可以包括，但不限于:惰性氣體例如氮氣、易燃氣體例如再循環的合成氣、它們的混合物、二氧化碳或它們的任意組合。
[0053]通過管線107引入到氣化爐120的第一燃燒氣可以將氣化爐120內的和，如果存在，在其中循環的顆粒127的溫度從第一或初始溫度提高到第二或中間溫度。一旦氣化爐120從第一或初始狀態轉變，可以將通過管線109的第二啟動燃料引入到氣化爐120。如所示的，可以將通過管線109的第二啟動燃料直接引入到提升管135。例如，可以通過一個或多個噴嘴或配置在氣化爐120上的任何其它入口裝置或入口裝置的組合引入第二啟動燃料。在另一個實例中，可以通過一個或多個噴嘴或其它入口裝置或它們的組合將通過管線109的第二啟動燃料引入到提升管135、第二混合區130和/或第一混合區125中。優選地，第二啟動燃料是在通過管線107的第一燃燒氣的下游引入到氣化爐的。
[0054]至少部分第二啟動燃料可以在氣化爐,例如提升管135內燃燒(combust或burn),從而生成第二燃燒氣和熱量。所述熱量可以用于將氣化爐120內的溫度進一步提高到烴原料操作溫度。可以通過引入和/或減少通過管線117引入到第一混合區、通過管線113的第二混合區的一種或多種氧化劑以及通過管線109的第二啟動燃料和/或通過管線107的第一燃燒氣的組分控制可有效用于燃燒第二啟動燃料的氣化爐120內的氧化劑的量。
[0055]可以通過輸送管線137將第二燃燒氣和，如果存在，第一燃燒氣和/或循環的顆粒127引入到第一分離器中，從而提供通過管線143的分離的顆粒和通過輸送管線141的第二燃燒氣和第一燃燒氣。可以通過管線141將第二燃燒氣和，如果存在，第一燃燒氣引入到第二分離器145，在第二分離器145中，至少部分任何剩余的顆粒127可以由此分離并返回到立管150，而通過管線147回收第二燃燒氣和第一燃燒氣。[0056]在通過管線109的第二啟動燃料的引入開始之前、開始時或之后，可以停止通過管線107的第一燃燒氣的引入。經過短的時間，例如，小于約I分鐘，或者逐步地經過延長的時間，例如，數分鐘、數十分鐘或者甚至數小時，可以停止通過管線107的第一燃燒氣的引入。據此，停止通過管線107的第一燃燒氣向第一混合區125的引入可以在短的時間內發生，或者可以從全引入速率向無速率逐步地轉變。
[0057]一旦氣化爐120從第二或中間狀態向烴原料處理狀態轉變，可以將通過管線111的烴原料引入到氣化爐120。如所示的，可以將通過管線111的烴原料引入到第二混合區130。在另一個實例中，可以將烴原料111引入到第一混合區125、第二混合區130和/或提升管135。可以通過調節通過管線117引入到第一混合區的、通過管線113的第二混合區的所述一種或多種氧化劑的量，以及通過管線109的第二啟動原料和/或通過管線107的第一燃燒氣的組分的量來控制可用于燃燒部分烴原料的氣化爐120內的氧化劑的量。如以上討論和描述的，至少部分的通過管線111引入的烴原料可以在氣化爐120內被氣化。在一個或多個實施方案中，至少部分的通過管線111引入的烴原料也可以被燃燒、汽化、裂解和/或沉積在循環的顆粒127上，從而產生第三燃燒氣、汽化烴、裂解烴和/或含碳的顆粒。熱的氣體產品或合成氣可以通過第一和第二分離器140、145從所述顆粒(如果存在)分離，并且作為通過管線147的熱的氣體產品或合成氣回收。
[0058]至少部分的分離的含碳顆粒可以通過輸送管線143再循環至立管150，然后通過輸送管線153再循環至第一混合區125、第二混合區130和/或提升管130，在第一混合區125、第二混合區130和/或提升管130處至少部分沉積在其上的碳可以燃燒而生成熱量。
[0059]在通過管線111的烴原料的引入開始之前、開始時或之后，可以停止通過管線109的第二啟動燃料的引入。經過短的時間，例如，小于約I分鐘，或者逐步地經過延長的時間，例如，數分鐘、數十分鐘或者甚至數小時，可以停止通過管線109的第二啟動燃料的引入。據此，停止通過管線109的第二啟動燃料向提升管135的引入可以在短的時間內發生，或者可以從全引入速率向無速率逐步地轉變。
[0060]雖然未顯示，但是可以使用一個或多個閥門或其它的流量限制裝置控制或調節管線103、117和113中的氧化劑、管線101中的第一啟動燃料、管線109中的第二啟動燃料、管線111中的烴原料、管線107中的第一燃燒氣、管線147中的燃燒氣或合成氣產品、管線142、149和152中的流體和管線144中的顆粒的量。
[0061]使用第一和第二燃燒氣的組合和/或僅使用第二燃燒氣，可以將任意合適類型的循環固體氣化爐從第一或初始狀態轉變到烴原料處理狀態。合適的循環固體或輸運床氣化爐可以是如在第7，722，690號美國專利和第2008/0081844號、第2008/0155899號和第2009/0188165號、第2010/0011664號和第2010/0132257號美國專利申請中討論和描述的那些。
[0062]本文描述的實施方案還涉及以下段落中的任意一個或多個:
[0063]1.一種操作氣化爐的方法，包括:燃燒第一啟動燃料以產生第一燃燒氣；通過將所述第一燃燒氣引入到氣化爐將氣化爐內的溫度從起始溫度提高到至少第二啟動燃料的自燃溫度；在所述氣 化爐內的溫度為至少第二啟動燃料的自燃溫度后，將第二啟動燃料直接引入到所述氣化爐；在所述氣化爐內燃燒至少部分第二啟動燃料以產生第二燃燒氣，其中，所述第二燃燒氣產生足夠的熱量以將所述氣化爐內的溫度提高到烴原料氣化溫度；將烴原料引入到氣化爐；和在所述氣化爐內將至少部分烴原料氣化以產生合成氣。
[0064]2.段I的方法，進一步包括在所述氣化爐內維持足量的氧化劑以燃燒所述的至少部分第二啟動燃料，其中，所述第二燃燒氣中的氧化劑濃度維持在約lmol%以下。
[0065]3.段I或2的方法，進一步包括在所述氣化爐內維持足量的氧化劑以燃燒至少部分烴原料，其中，所述合成氣中的氧化劑濃度維持在約lmol%以下。
[0066]4.根據段I至3中任意一段所述的方法，其中，所述第二啟動燃料是在相對于所述第一燃燒氣的下游引入到所述氣化爐的。
[0067]5.根據段I至4中任意一段所述的方法，進一步包括將顆粒循環通過所述氣化爐。
[0068]6.根據段I至5中任意一段所述的方法，進一步包括在將所述第一燃燒氣引入到氣化爐之前將顆粒循環通過所述氣化爐，其中，在所述第二啟動燃料的引入和所述烴原料的引入過程中維持所述顆粒的循環。
[0069]7.段5或6的方法，其中，所述顆粒包括沙、灰、陶瓷、石灰石或它們的任意組合。
[0070]8.根據段I至7中任意一段所述的方法，進一步包括在所述第二啟動燃料的引入開始后，停止所述第一燃燒氣的引入。
[0071]9.根據段I至8中任意一段所述的方法，進一步包括在所述烴原料的引入開始后，停止所述第二啟動燃料的引入。
[0072]10.根據段I至9中任 意一段所述的方法，其中，所述第二啟動燃料的自燃溫度為約200°C~約560°C，并且其中所述烴原料氣化溫度為約700°C或更高。
[0073]11.根據段I至10中任意一段所述的方法，其中，所述第一燃燒氣是在具有約3或更小的調節比的啟動燃燒器內產生的。
[0074]12.根據段I至11中任意一段所述的方法，其中，所述第二啟動燃料包括一種或多種具有I~約25個碳原子的烴。
[0075]13.根據段I至12中任意一段所述的方法，其中，所述第二啟動燃料為柴油，并且其中所述柴油具有約305°C~約325°C的自燃溫度。
[0076]14.一種操作氣化爐的方法，包括:將顆粒循環通過氣化爐；通過將第一燃燒氣引入到所述氣化爐而將所述氣化爐內的溫度從初始溫度提高到中間溫度，其中，所述第一燃燒氣是通過燃燒第一啟動燃料產生的，并且其中所述中間溫度足以使第二啟動燃料自燃；在所述氣化爐處于所述中間溫度后，將第二啟動燃料直接引入到氣化爐，其中，所述第二啟動燃料是在相對于所述第一燃燒氣的下游引入到所述氣化爐的；在所述氣化爐內燃燒至少部分第二啟動燃料以將所述氣化爐內的溫度提高到操作溫度，其中，所述操作溫度足以氣化烴原料；在所述第二啟動燃料的引入開始后停止所述第一燃燒氣的引入；在所述氣化爐處于所述操作溫度后，將所述烴原料引入到所述氣化爐；在所述氣化爐內氣化至少部分所述烴原料以產生合成氣；和在所述烴原料的引入開始后停止所述第二啟動燃料的引入。
[0077]15.段14的方法，其中，所述中間溫度為約200°C~約560°C，并且其中所述操作溫度為約700°C或更高。
[0078]16.段14或15的方法，進一步包括在所述氣化爐內維持足量的氧化劑以燃燒至少部分所述第二啟動燃料，其中所述氧化劑是作為所述第一燃燒氣的組分、直接引入到所述氣化爐、作為所述第二啟動燃料的組分、與一種或多種惰性氣體結合、或它們的任意組合而引入到所述氣化爐的，并且其中，所述第二燃燒氣中的氧化劑濃度維持在約lmol%以下。[0079]17.根據段14至16中任意一段所述的方法，進一步包括隨著所述氣化爐內的溫度從所述初始溫度提高到所述操作溫度，將所述氣化爐內的壓力從初始壓力提高到操作壓力。
[0080]18.根據段14至17中任意一段所述的方法，其中，所述第一燃燒氣是在具有約3或更小的調節比的啟動燃燒器內產生的。
[0081]19.一種用于氣化烴原料的系統，包括:氣化爐；用于燃燒第一啟動燃料以產生第一燃燒氣的啟動燃燒器；與所述啟動燃燒器的燃燒氣出口和用于將所述第一燃燒器引入到所述氣化爐的所述氣化爐的燃燒氣入口流體連通的輸送管線；和配置在所述氣化爐上并且適配成將第二啟動燃料引入到氣化爐的第二啟動燃料噴嘴。
[0082]20.段19的系統，其中，所述第二啟動燃料噴嘴是在所述氣化爐的燃燒氣入口的下游配置在所述氣化爐上的。
[0083]已經使用數字上限組和數字下限組描述了某些實施方案和特征。應當理解的是，除非另有指示，考慮從任意下限到任意上限的范圍。某些下限、上限和范圍出現在以下一項或多項權利要求中。所述數值為“大約”或“近似地”所述指出的值，并且將本領域具有一般技術的人員可預期的實驗誤差和變化考慮在內。
[0084]以上已經定義了各種術語。在權利要求中使用的術語沒有在以上定義的情況下，它應當給予如在至少一件印刷的出版物或發布的專利中所體現的相關領域中的人員已經給予該術語的最寬泛的定義。另外，將在本申請中引用的所有專利、試驗程序和其它文件完全引入作為參考，其程度使得這樣的公開文本不與本申請以及允許這樣的引入的所有權限
不一致。
[0085]雖然上述涉及本發明的實施方案，在不背離本發明的基本范圍的前提下，也可以設計所述發明的其它或進一步的實施方案，以及本發明的范圍是由隨后的權利要求確定的。
【權利要求】
1.一種操作氣化爐的方法，包括: 燃燒第一啟動燃料以產生第一燃燒氣； 通過將所述第一燃燒氣引入到氣化爐將氣化爐內的溫度從起始溫度提高到至少第二啟動燃料的自燃溫度； 在所述氣化爐內的溫度為至少第二啟動燃料的自燃溫度后，將第二啟動燃料直接引入到所述氣化爐； 在所述氣化爐內燃燒至少部分第二啟動燃料以產生第二燃燒氣，其中，所述第二燃燒氣產生足夠的熱量以將所述氣化爐內的溫度提高到烴原料氣化溫度； 將烴原料引入到氣化爐；和 在所述氣化爐內將至少部分烴原料氣化以產生合成氣。
2.權利要求1的方法，進一步包括在所述氣化爐內維持足量的氧化劑以燃燒所述的至少部分第二啟動燃料，其中，所述第二燃燒氣中的氧化劑濃度維持在約lmol%以下。
3.權利要求1的方法，進一步包括在所述氣化爐內維持足量的氧化劑以燃燒至少部分烴原料，其中，所述合成氣中的氧化劑濃度維持在約lmol%以下。
4.權利要求1的方法，其中，所述第二啟動燃料是在相對于所述第一燃燒氣的下游引入到所述氣化爐的。
5.權利要求1的方法，進一步包括將顆粒循環通過所述氣化爐。`
6.權利要求1的方法，進一步包括在將所述第一燃燒氣引入到氣化爐之前將顆粒循環通過所述氣化爐，其中，在所述第二啟動燃料的引入和所述烴原料的引入過程中維持所述顆粒的循環。
7.權利要求6的方法，其中，所述顆粒包括沙、灰、陶瓷、石灰石或它們的任意組合。
8.權利要求1的方法，進一步包括在所述第二啟動燃料的引入開始后，停止所述第一燃燒氣的引入。
9.權利要求1的方法，進一步包括在所述烴原料的引入開始后，停止所述第二啟動燃料的引入。
10.權利要求1的方法，其中，所述第二啟動燃料的自燃溫度為約200°C~約560°C，并且其中所述烴原料氣化溫度為約700°C或更高。
11.權利要求1的方法，其中，所述第一燃燒氣是在具有約3或更小的調節比的啟動燃燒器內產生的。
12.權利要求1的方法，其中，所述第二啟動燃料包括一種或多種具有I~約25個碳原子的烴。
13.權利要求1的方法，其中，所述第二啟動燃料為柴油，并且其中所述柴油具有約305°C~約325°C的自燃溫度。
14.一種操作氣化爐的方法，包括: 將顆粒循環通過氣化爐； 通過將第一燃燒氣引入到所述氣化爐而將所述氣化爐內的溫度從初始溫度提高到中間溫度，其中，所述第一燃燒氣是通過燃燒第一啟動燃料產生的，并且其中所述中間溫度足以使第二啟動燃料自燃； 在所述氣化爐處于所述中間溫度后，將第二啟動燃料直接引入到氣化爐，其中，所述第二啟動燃料是在相對于所述第一燃燒氣的下游引入到所述氣化爐的； 在所述氣化爐內燃燒至少部分第二啟動燃料以將所述氣化爐內的溫度提高到操作溫度，其中，所述操作溫度足以氣化烴原料； 在所述第二啟動燃料的引入開始后停止所述第一燃燒氣的引入； 在所述氣化爐處于所述操作溫度后，將所述烴原料引入到所述氣化爐； 在所述氣化爐內氣化至少部分所述烴原料以產生合成氣；和 在所述烴原料的引入開始后停止所述第二啟動燃料的引入。
15.權利要求14的方法，其中，所述中間溫度為約200°C~約560°C，并且其中所述操作溫度為約700°C或更高。
16.權利要求14的方法，進一步包括在所述氣化爐內維持足量的氧化劑以燃燒至少部分所述第二啟動燃料，其中所述氧化劑是作為所述第一燃燒氣的組分、直接引入到所述氣化爐、作為所述第二啟動燃料的組分、與一種或多種惰性氣體結合、或它們的任意組合而引入到所述氣化爐的，并且其中，所述第二燃燒氣中的氧化劑濃度維持在約lmol%以下。
17.權利要求14的方法，進一步包括隨著所述氣化爐內的溫度從所述初始溫度提高到所述操作溫度，將所述氣化爐內的壓力從初始壓力提高到操作壓力。
18.權利要求14的 方法，其中，所述第一燃燒氣是在具有約3或更小的調節比的啟動燃燒器內產生的。
19.一種用于氣化烴原料的系統，包括: 氣化爐； 用于燃燒第一啟動燃料以產生第一燃燒氣的啟動燃燒器； 與所述啟動燃燒器的燃燒氣出口和用于將所述第一燃燒器引入到所述氣化爐的所述氣化爐的燃燒氣入口流體連通的輸送管線；和 配置在所述氣化爐上的并且適配成將第二啟動燃料引入到氣化爐的第二啟動燃料噴嘴。
20.權利要求19的系統，其中，所述第二啟動燃料噴嘴是在所述氣化爐的燃燒氣入口的下游配置在所述氣化爐上的。
【文檔編號】C10J3/30GK103764802SQ201280024608
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年4月20日 優先權日:2011年4月21日
【發明者】J·阿布哈澤爾赫 申請人:凱洛格·布朗及魯特有限公司