煤制甲醇原料氣工藝及耐硫變換催化劑的選擇-wenkub
2022-11-09 08:09:14 本頁(yè)面
【正文】 發(fā)的碎煤加壓氣化技術(shù)，是當(dāng)今世界上唯一用碎煤為原料大規(guī)模生產(chǎn)城市煤氣、甲醇和合成氨原料氣的先進(jìn)技術(shù)。 2020 年 10 月開車投料開始生產(chǎn)，由于是新裝置首次開車，工藝條件經(jīng) 常波動(dòng)，開停車比較頻繁。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。 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。 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。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。 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。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。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。 2020 年 3 月以后，裝置開始穩(wěn)定并超負(fù)荷運(yùn)行，現(xiàn)達(dá)到日產(chǎn)甲醇 890t。它具有能用劣質(zhì)煤制取中熱值的城 市煤氣和合成氣，便于燃料的綜合利用等優(yōu)點(diǎn)。 目前，我國(guó)引進(jìn)了 5 套魯奇煤氣化裝置，其中有 2 套進(jìn)行合成氨生產(chǎn)， 2 套制 取城市煤氣，只有哈爾濱氣化廠除生產(chǎn)煤氣外還具有年產(chǎn)甲醇 140 kt 的生產(chǎn)能力。后選用 QCS04 催化劑作為替代產(chǎn)品， QCS04 催化劑的綜合性能良好，特別是強(qiáng)度較高，可以保證生產(chǎn)工藝的連續(xù)運(yùn)行。與較先進(jìn)的德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)相比， Shell 煤氣化具有對(duì)煤質(zhì)要求低、合成氣中有效組分含量高（ CO+H2＞ 89%）、原煤和氧氣消耗低、環(huán)境污染小和運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。 變換反應(yīng)的分段 Shell 煤氣化和德士古水煤槳加壓氣化的主要?dú)怏w組成如表 1 所示 。 Shell 煤氣化與常壓固定床氣化以及經(jīng)過(guò)預(yù)變后 Shell 煤氣化主要?dú)怏w組成列于表 2。 （ 1）通過(guò)控制反應(yīng)的水 /氣，可控制反應(yīng)的平衡，從而達(dá)到控制反應(yīng)深度的目的。 用動(dòng)力學(xué)方程式計(jì)算了當(dāng)干氣量為 ，干基組成 CO %、 %、 H2 %、 %、壓力 時(shí)，出口 CO 指標(biāo)與催化劑量的變化關(guān)系，結(jié)果如表 3 所示。當(dāng)水 /氣較低時(shí)，特別 是當(dāng)床層溫度又大于 400℃ 時(shí)，則容易發(fā)生甲烷化副反應(yīng)，造成床層飛溫。但隨著水 /氣的減小，出口甲烷含量增加，當(dāng)水 /氣為 時(shí)，床層出口的甲烷含量已超過(guò)2%。當(dāng)床層的熱點(diǎn)溫度超過(guò) 400℃ 時(shí)，甲烷化反應(yīng)的影響已十分明顯，而當(dāng)床層的熱點(diǎn)溫度低于 380℃ ，出口甲烷為 %，在此條件下，甲烷化反應(yīng)的問(wèn)題可以忽略。 低水 /氣 Shell 粉煤氣化耐硫變換新工藝和 QDB 系列催化劑
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