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6月7日，“低水/氣（CO）比有機硫轉化型耐硫變換催化劑”通過了由中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。鑒定委員會認為，該技術指標先進，節(jié)能減排效果明顯，應用性和創(chuàng)新性強，整體技術水平處于國際領先。
該項技術成果由青島聯(lián)信催化材料有限公司、山西潞安煤基清潔能源有限責任公司、中國石油大學（北京）和云南水富云天化有限公司共同開發(fā)完成。他們以節(jié)能降耗為宗旨合作開發(fā)出的低水/氣（CO）比有機硫轉化型耐硫變換催化劑，解決了高CO和高硫煤原料氣在低水/氣（CO）比和低溫條件下易生成甲硫醇和硫醚等有機含硫化合物的技術難題，保障了節(jié)能型低水/氣（CO）比等新變換工藝的實施，拓寬了原料煤的選擇范圍，促進了煤化工行業(yè)節(jié)能降耗。
青島聯(lián)信催化材料有限公司董事長曲思秋表示，我國是世界第一大產(chǎn)煤國，以煤為原料制氨、制甲醇和城市煤氣在我國化學工業(yè)中占有重要地位。同時在煤炭資源中，劣質高硫煤的產(chǎn)量約占總儲煤量的1/3，因此對高硫煤的開發(fā)利用是人們近期研究和關注的重要課題。他們此次成功開發(fā)的QDB-07有機硫轉化型催化劑，使高硫煤原料氣在低水氣比變換工藝下實施成為可能，填補了粉煤氣化高CO和H2S原料氣在低水氣比工藝條件下應用的國際空白。
據(jù)山西潞安煤基清潔能源有限責任公司董事長栗進波介紹，2017年10月，該項技術成果在山西潞安百萬噸煤制油裝置的第二變換爐整爐工業(yè)應用。工業(yè)數(shù)據(jù)表明，他們開發(fā)的QDB-07催化劑變換活性好、床層壓差小、運行情況穩(wěn)定。工業(yè)應用裝置采用高硫煤運行數(shù)月，期間變換裝置出口均未檢測到硫醇和硫醚類副產(chǎn)物生成，后續(xù)工段沒有受到硫醇等副產(chǎn)物的影響。這表明QDB-07催化劑不僅具有優(yōu)良的低溫活性和活性穩(wěn)定性，還具有良好的有機硫轉化活性，同時能夠降低甲硫醇有機硫副產(chǎn)物的生成。
“該項技術成果不僅滿足了我國煤化工技術節(jié)能降耗的需要，而且拓寬煤化工原料煤的選擇范圍，是保障煤化工生產(chǎn)原料安全供給的重要途徑，對我國現(xiàn)代煤化工的技術進步、擴產(chǎn)改造、節(jié)能降耗等均具有重要意義，推廣應用前景廣闊。”曲思秋表示。
該技術成果的經(jīng)濟效益也十分顯著。“該催化劑在保證低水氣比等節(jié)能變換新技術實施的基礎上，降低了裝置的蒸汽用量，并取得了顯著的經(jīng)濟效益。以山西潞安180萬噸/年煤制油變換裝置為例，使用此技術僅節(jié)省蒸汽一項每年就可產(chǎn)生經(jīng)濟效益4.04億元。”栗進波介紹說。
煤化工的生產(chǎn)過程主要由煤氣化、變換凈化和合成3部分組成。CO變換技術是將煤化工生產(chǎn)過程中氣化產(chǎn)生的富余CO，在催化劑的作用下與水蒸汽發(fā)生變換反應制取氫氣的重要技術。由于該過程要消耗大量的水蒸汽，因此采用低水/氣（CO）比耐硫變換新工藝，可以顯著降低蒸汽的消耗和外排冷凝液的量，節(jié)能效果顯著。
占我國總儲煤量1/3的劣質高硫煤的氣化技術已被攻克，也陸續(xù)有大型煤化工裝置進入設計或在建設中，如果選用高水氣比變換工藝，將會重蹈高水氣比變換工藝能量大量浪費的覆轍；如果選用低水氣比變換節(jié)能流程，硫醇類副產(chǎn)物的產(chǎn)生將會給后續(xù)凈化工段造成困難；如果選用等溫變換工藝，則由于等溫變換溫度較低，而甲硫醇易于在低溫下形成，甲硫醇副產(chǎn)物的問題會更加嚴重，生成的硫醇類副產(chǎn)物的產(chǎn)生將會給后續(xù)凈化工段造成困難。
具體來說，當原料氣中H2S等組分含量高而水/氣又低時，受化學平衡的影響，不僅有機硫轉化率降低，還會有新的硫化物副產(chǎn)物如硫醇和硫醚等生成；并且硫醇等硫化物的生成與反應溫度密切相關，溫度越低越有利于硫醇類物質生成。工業(yè)裝置運行數(shù)據(jù)也表明，在某些工業(yè)裝置的低變反應器的出口檢測到微量的甲硫醇等物質。這不僅影響了節(jié)能型低水氣比變換工藝的推廣使用，而且影響了等溫變換技術的開發(fā)和應用，已成為目前困擾和制約煤化工生產(chǎn)并亟待解決的重要問題。
