煤制甲醇原料氣工藝及耐硫變換催化劑的選擇(已修改)
2024-11-14 08:09 本頁(yè)面
【正文】 煤制甲醇原料氣工藝及耐硫變換催化劑的選擇 縱秋云 1，劉 捷 2（ ，山東 青島 266042； ，青島 膠州 266300） 0 前 言 根據(jù)煤氣化方法的不同，以煤為原料制取甲醇原料氣的生產(chǎn)方法可分為德士古水煤漿加壓氣化，魯奇粉煤加壓連續(xù)氣化，常壓固定床間歇?dú)饣约敖趹?yīng)用的 Shell 粉煤加壓氣化等 4 種。根據(jù)變換壓力的不同，又可分為高壓（＞ ）、中壓（ ～ ）和低壓（＜ ）等變換流程。氣化方法不同，制取的原料氣中的 CO 含量不同， 采用的耐硫變換工藝也大不相同。同一種氣化工藝，由于變換壓力、原料氣中的 H2S 含量、水 /氣以及后續(xù)工段微量 CO 及 H2S 脫除方法的不同，采用的耐硫變換工藝也不同。特別是近期，隨著 Shell 粉煤加壓氣化在合成氨和甲醇生產(chǎn)中的應(yīng)用，對(duì)耐硫變換催化劑提出了更多和更加苛刻的要求。 本文在文獻(xiàn)調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，介紹了幾種典型的煤制甲醇耐硫變換工藝及其所用催化劑，對(duì)Shell 粉煤加壓氣化流程中第一反應(yīng)器催化劑使用的問(wèn)題進(jìn)行了分析和討論，對(duì)節(jié)能型 Shell 粉煤加壓氣化低水 /氣變換新流程進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。 1 水煤漿 加壓氣化工藝流程 水煤漿加壓氣化又稱德士古（ Texaco）水煤漿加壓氣化，于 20 世紀(jì) 50 年代初期，由美國(guó)德士古公司在重油部份氧化氣化的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)成功，隨后又在日本、瑞典和意大利等國(guó)工業(yè)應(yīng)用。我國(guó)的陜西渭河化肥廠、上海焦化廠、山東魯南化肥廠、山東德州恒升化工集團(tuán)（產(chǎn)品甲醇）及兗礦國(guó)泰化工有限公司等企業(yè)均采用這種工藝。因水煤漿氣化具有單臺(tái)氣化爐生產(chǎn)能力大、噸氨能耗低和煤種適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因此是當(dāng)前合成甲醇生產(chǎn)中較為先進(jìn)的造氣方法。 在水煤漿氣化制甲醇的流程中，又分為是全氣量耐硫變換和部分氣量耐 硫變換流程。全氣量通過(guò)流程：顧名思義，就是將全部的工藝氣體都通過(guò)變換催化劑床層，通過(guò)調(diào)節(jié)氣 /汽等手段，來(lái)控制出口氣 CO濃度，達(dá)到希望的氣體組成。為了控制變換出口的 CO 含量，通常要在較低的水 /氣下操作，因此需要催化劑有低溫活性和耐低水 /氣的能力。如山西豐喜肥業(yè)集團(tuán)甲醇廠和陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司的一期萬(wàn)噸甲醇裝置，分別使用青島聯(lián)信化學(xué)公司生產(chǎn)的 QDB04 和齊魯石化公司研究院生產(chǎn)的 QCS04 催化劑。部分氣量耐硫變換流程：將部分氣體通過(guò)催化劑床層進(jìn)行深度變換，然后再與未反應(yīng)的氣體混合，進(jìn)入脫硫脫碳工序。該流程 的關(guān)鍵是兩路氣體的調(diào)整和脫硫工藝的選擇，其優(yōu)點(diǎn)是變換工段可在較高的水 /氣下操作。 兗礦國(guó)泰化工有限公司年產(chǎn) 240 kt 甲醇裝置選用的就是部分耐硫變換流程，該裝置的變換壓力較高、水 /氣較大（壓力為 ，水 /氣為 ），即變換工藝條件比較苛刻，因此，催化劑的選型不僅要考慮催化劑的強(qiáng)度和抗粉化能力，還要考慮在壓力較高的條件下，催化劑的活性穩(wěn)定性和抗水合性等問(wèn)題。該公司對(duì)國(guó)內(nèi)在用同類催化劑性能進(jìn)行對(duì)比，決定選用 QDB04 催化劑。 2020 年 10 月開(kāi)車(chē)投料開(kāi)始生產(chǎn)，由于是新裝置首次開(kāi)車(chē)，工藝條件經(jīng) 常波動(dòng)，開(kāi)停車(chē)比較頻繁。 2020 年 3 月以后，裝置開(kāi)始穩(wěn)定并超負(fù)荷運(yùn)行，現(xiàn)達(dá)到日產(chǎn)甲醇 890t。在經(jīng)歷了頻繁開(kāi)、停車(chē)的考驗(yàn)?zāi)壳坝殖?fù)荷運(yùn)行的情況下， QDB04 催化劑床
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