爱华网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。在众多新工艺中，荷兰壳牌公司开发的SCGP粉煤气化工艺在不到10年的时间里，就先后在国内17套大型煤化工装置中获得应用，但问题也随之而来。 壳牌粉煤气化工艺制得的原料气中的一氧化碳(CO)含量高达60％以上，这不仅加重了耐硫变换系统的CO变换负荷，而且还有可能引起高放热的甲烷化副反应的发生，使催化剂床层超温。因此，如何控制和抑制第一变换炉甲烷化副反应等问题，就成为壳牌粉煤气化工艺能否成功用于合成氨或甲醇生产的关键。 由青岛联信化学有限公司、广西柳州化学工业公司、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，成功破解了这一难题，为采用粉煤气化生产合成气开辟了一条生产运行平稳、节能和环保效果显著的变换新工艺途径。该技术于本月通过了中国石油和化学工业协会组织的鉴定考核。 引进装置遭遇“甲烷化”梗阻 此前，为了避免壳牌粉煤气化工艺变换工段发生甲烷化副反应，设计部门多推荐采用高水／气变换工艺。因此，在我国已经签订的17套壳牌粉煤气化装置中，就有15套装置选用了高水／气的耐硫变换流程。高水／气虽然可以抑制甲烷化副反应，但由于CO浓度和水／气都高，反应的推动力大，一段催化剂的装量只要有少量变化，就会明显影响反应的深度进而影响床层的热点温度，造成床层温度不好控制的结果。
实践证明，有些装置在开车初期，由于负荷较低或者催化剂装填余量较大，第一反应器出现了超温现象。为了降低反应器的温度，第一反应器的水／气都提高到1．3以上。这不仅造成能耗的极大浪费，而且由于一段催化剂在高水／气和高温的苛刻条件下运行，催化剂出现反硫化现象，影响了装置的正常生产。低水忾变换新工艺开发成功 青岛联信化学有限公司一直致力于耐硫变换新工艺的开发工作，早在2002年初，该公司就开始关注我国壳牌粉煤气化新工艺的引进，并开展配套耐硫变换新工艺的开发研究工作，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，联信化学开发出壳牌粉煤气化低水／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浓度的壳牌粉煤气化新工艺能在低水／气平稳温和工艺条件下实施。 首次工业应用全面告捷 新工艺开发成功后，由于无工业应用业绩和人们对甲烷化副反应超温的过度担心，并没有立即引起设计部门和厂家的重视。选用壳牌粉煤气化工艺的大多数厂家仍采用高水／气变换流程。 后来中国石化集团公司宁波工程有限公司针对广西柳州化工股份有限公司蒸汽短缺的情况，给该公司设计推荐了低水／气流程。广西柳州化工股份有限公司通过对粉煤气化—低水忾耐硫变换工艺的深入研究，并与联信化学的技术人员针对第一反应器发生甲烷化问题进行了多次深入细致的交流和讨论，决定在合成氨改造工程的变换装置中，率先选用低水／气变换工艺，并全部使用青岛联信化学公司生产的QDB型耐硫变换催化剂。至此，壳牌粉煤气化低水忾耐硫变换新工艺才在国内有了第一个工业用户，这也是世界范围内的第一个工业用户。 到目前为止，该新工艺已经在广西柳州化工股份有限公司第二合成氨厂的变换装置成功运行14个月。工业应用结果表明：选用青岛联信化学公司生产的QOB-04催化剂，通过控制反应的水／气和床层入口温度，可以较理想地控制一段炉的反应深度和床层的热点温度。第一段和第二段反应的水/气最高值不超过0.28，入口温度不超过250℃，床层的热点温度为360℃~380℃，各段出口CO指标分配合理，最终CO出口小于0．60%，无甲烷化副反应的发生。该装置运行一年多，不仅装置操作平稳而且节能效果显著，是一种非常理想的用高浓度CO工艺气生产甲醇或合成氨的工艺流程。
