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近日,由青岛联信化学有限公司、柳州化工股份有限公司、中国石化集团公司宁波工程有限公司共同开发的“粉煤气化低水/气耐硫变换”新工艺通过了中国石油和化学工业协会组织的成果鉴定考核,为采用粉煤气化生产合成气开辟了一条生产运行平稳、节能、环保效果显著的变换新工艺途径。
由于受石油资源日趋紧张的影响,目前我国煤化工产业已转入一个快速发展阶段,出现多种煤气化工艺并存的局面。坐落于胶州经济开发区的青岛联信化学有限公司一直致力于耐硫变换新工艺的研究与开发,重点围绕人们最关心的“甲烷化”副反应进行研究,研究人员通过对水气、床层热点温度和空速及催化剂性能等多方面的研究,找出了在钴钼基催化剂上影响甲烷化副反应发生程度的规律,以及在低水气条件下甲烷化副反应起活的温度。
此后,他们针对变换反应如何分段和一段炉反应的深度如何控制等问题进行了深入研究,通过动力学计算和对QDB-04催化剂进行验证试验,找出了控制反应深度的两种办法。在此基础上,开发出了Shell粉煤气化低水/气耐硫变换新工艺。该工艺充分利用壳牌废锅流程原料气水含量低的特点,通过控制工艺气中的水/气来控制第一反应器变换反应的深度,进而控制床层的热点温度,达到在热点温度较低的条件下,即在不会发生甲烷化副反应的条件下,将高浓度CO部分变换,使高CO浓度的Shell粉煤气化新工艺能在低水/气平稳和温和工艺条件下实施。
该工艺技术的开发成功,打破了人们“在Shell粉煤气化变换工艺中水/气低于0.5就会发生甲烷化副反应”的传统意识,解决了高浓度CO原料气变换时易发生甲烷化副反应的难题,大大降低了废气排放量,实现了重大突破,填补了国际空白,从而为以煤做原料,采取粉煤气化生产化肥和甲醇,开辟出了一条运行平稳、节能、减排、环保效果显著的新工艺途径。
经过在广西柳州化工股份有限公司一年多的工业化应用,监测结果表明:与高水/气多段变换流程相比,该工艺第一段水/气最高不超过0.3,各段水/气比最高不超过0.5,最高热点温度不超过400℃,操作条件温和,变换装置运行平稳,无甲烷化副反应发生,能大幅度降低蒸汽用量并节省设备投资,取得了显著的经济效益和社会效益,综合技术水平处于国际领先水平。
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