中国石油和化工网报道我公司核心技术通过技术鉴定“可控移热变化工艺跻身世界先进"

2020-07-22 2882
    中国化工报记者6月17日从南京敦先化工科技有限公司获悉，该公司开发的新型节能深度转化可控移热变换工艺已通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定，被认定为达到国际先进水平。该成果实现了传统变换工艺第七次技术提升，大幅缩短了流程，减少了设备台数、工程投资、装置运行成本和露点腐蚀，特别适用于高一氧化碳、高汽/气比水煤气的苛刻工况，不仅适合传统煤化工变换装置节能改造，更适用于煤制油、煤制天然气、煤制氢等现代煤化工领域。据测算，新工艺可使现代大型煤化工变换工段的投资降低30%以上，运行周期延长3倍。

据敦先公司总经理王庆新介绍，变换反应是一个强放热反应，初期主要受动力学控制、末期主要受热力学控制，为保证变换反应速率及催化剂的使用安全，必须及时将变换反应热移出催化剂床层。传统的变换工艺均采用多段绝热+多段冷激或间接换热的方式移去反应热，存在诸多问题，无法满足现代煤化工需求。特别是当CO>30%时，绝热反应器就要分段更多，因此系统流程长、设备多、投资大、操作难度也较大，同时极易发生超温甚至烧毁催化剂。而且分为多段反应后，变换热能回收分散，利用率也降低。

可控移热变换工艺适用于CO含量>30%的工况。该工艺巧妙利用了水相变时要大量吸热的特点，在变换反应器内置多组水管束，既实现了及时移走变换反应热的目的，又可集中变换反应、集中回收变换反应热，副产高品位蒸汽，且操作简便，有效解决了催化剂床层易超温的问题，是一个节能、增效、投资省的节能新工艺。

同时，可控移热变换工艺还使变换工段的操作更简捷方便，即只需控制汽包内的蒸汽压力即可控制变换炉内的反应温度，控制蒸汽加入量即可控制变换炉出口的CO含量，从而使变换工段运行更稳定、可靠，特别适合于现代大型煤化工的建设需要，可降低其变换工段投资30%以上。

据了解，安徽昊源化工集团有限公司36·60项目二期工程采用了新型节能深度转化可控移热变换工艺。该装置5月25日8时至28日8时，通过了中国石油和化学工业联合会组织专家组对该装置进行的72小时连续运行考核。

考核结果显示，装置合成氨平均日产量632.64吨，生产负荷为105.4%，各项指标均达到或优于设计的预期指标。可控移热变换反应器设计科学、合理，有效保证了催化剂的使用安全，不会出现过热现象，使催化剂处于最佳运行工况区间，利用率高，有利于延长催化剂的使用寿命。

用户反馈

安徽昊源化工集团有限公司常务副总经理凡殿才：昊源化工合成氨尿素36·60原料路线改造项目共分两期建设，两期工程均采用4.0MPa航天炉加压气化工艺制取水煤气。一期工程变换工艺采用传统多段绝热式的变换工艺，2013年建成投产。二期工程变换工艺采用敦先公司开发的新型节能深度转化可控移热变换工艺，装置配有泄漏检测手段，解决了结块状态下催化剂自卸难题，今年4月23日开车成功，满负荷运行至今。其中，变换系统进口CO干基含量63.0%左右、一级等温变换炉出口CO≤2.9%、二级等温变换炉出口CO≤0.39%、等温变换炉阻力均≤0.01MPa、系统总阻力≤0.09MPa、副产2.5MPa蒸汽25～28t/h、1.2MPa蒸汽4～6t/h，床层温度平稳、同温面的温差基本控制在10℃以内，各项技术参数与设计值基本一致，从生产控制角度来看，二期变换较一期变换优势明显。

专家观点

中国氮肥工业协会原副理事长王文善：变换技术经过100年的发展，共实现了七次较大的技术提升。此次鉴定的新型节能深度转化可控移热变换工艺采用物理方法即时移走反应热，维持催化剂床层温度，保证了CO的变换率，开辟了单纯依靠催化剂提高CO变换工艺技术水平的另一条新路，特别适合现代大型煤化工装置，对高CO含量变换工艺作出了重大贡献。 
 
中国氮肥工业协会副理事长杨春升：针对高CO含量的粗煤气采用二段炉设计思想是对的。新型节能深度转化可控移热变换工艺所取得的成绩也是可以肯定的，非均布可控移热变换反应器的设计思想也是先进合理的，下一步需要继续做好工艺、设备的进一步优化、完善和提高工作。另外，大型煤化工的粗煤气预处理工作必须引起足够重视。 
 
安徽省化肥工业协会秘书长王文富：通过变换反应获取氢气，在目前的技术条件下是一个最经济的途径。凡是需要大量氢气原料的工业都需要变换技术，变换工艺应用领域非常广泛，无论是传统煤化工、现代煤化工、石油化工都离不开变换工艺，因此新型节能深度转化可控移热变换工艺具有很好的应用前景。 
 
东华工程科技股份有限公司高工李全伟：新型节能深度转化可控移热变换工艺的推广应用必须注意两个问题，一是设备的可靠性及制造质量问题，同时在工程设计时应增设相应的检测手段，以便在万一发生泄漏时能及时检测到。二是催化剂的结块问题。变换催化剂的结块问题客观上是无法完全避免的，因此新型变换技术必须考虑到催化剂万一发生结块时如何处理，否则将企业带来较大的经济损失，尤其是对大型煤化工装置，损失更是惊人。