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重大突破!我國(guó)煤制天然氣催化劑技術(shù)實(shí)現(xiàn)自主可控!

字體: 放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-08-19  來(lái)源:昊華西南院  瀏覽次數(shù):12295

重大突破!我國(guó)煤制天然氣催化劑技術(shù)實(shí)現(xiàn)自主可控!

  中國(guó)中化 

  眾所周知

  我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)是

  富煤少氣

  煤制天然氣是煤炭清潔高效利用的有效途徑

  近日,我國(guó)大型煤制天然氣技術(shù)取得重大突破

  中國(guó)中化旗下西南院研制的

  煤制天然氣甲烷化催化劑

  在新疆慶華能源集團(tuán)大型煤制天然氣項(xiàng)目中

  首次實(shí)現(xiàn)110%負(fù)荷平穩(wěn)運(yùn)行

  獲得的甲烷濃度為61.7%

  高于國(guó)外引進(jìn)技術(shù)近3個(gè)百分點(diǎn)

  天然氣產(chǎn)品順利并入西氣東輸管網(wǎng)

  標(biāo)志著我國(guó)自主研制的

  大型煤制天然氣甲烷化技術(shù)取得重大突破

  實(shí)現(xiàn)了煤制天然氣領(lǐng)域全產(chǎn)業(yè)鏈條技術(shù)國(guó)產(chǎn)化

  對(duì)保障國(guó)家能源安全具有重要意義

  新疆慶華能源集團(tuán)15億Nm³/a煤制天然氣項(xiàng)目

  其中,中國(guó)中化旗下西南化工研究設(shè)計(jì)院有限公司(以下簡(jiǎn)稱西南院)自主研制的煤制天然氣甲烷化催化劑起到關(guān)鍵作用,該催化劑具有耐高溫、高活性、高穩(wěn)定性和抗積炭等優(yōu)點(diǎn),能完全滿足大型煤制天然氣工業(yè)生產(chǎn)要求。

  過(guò)去,我國(guó)的煤制天然氣甲烷化催化劑一直依賴進(jìn)口,供貨期長(zhǎng)、價(jià)格高昂并存在斷供風(fēng)險(xiǎn),一直是行業(yè)亟待突破的難題。

  作為“國(guó)家碳一化學(xué)工程技術(shù)研究中心”的依托單位,為實(shí)現(xiàn)煤制天然氣技術(shù)自主可控,西南院下決心要啃下甲烷化催化劑這塊“硬骨頭”。

  西南院煤制天然氣甲烷化催化劑研發(fā)團(tuán)隊(duì)

  2010年

  西南院開(kāi)題立項(xiàng)進(jìn)行煤制天然氣技術(shù)工藝包及關(guān)鍵催化劑研究。

  2013年

  完成350Nm³/h甲烷化模試。

  2014年

  西南院與中海油合作的國(guó)內(nèi)第一套2000m³/h煤制天然氣甲烷化全流程中試成功。

  2021年

  西南院與新疆慶華能源集團(tuán)簽訂協(xié)議進(jìn)行煤制天然氣催化劑側(cè)線試驗(yàn),經(jīng)1400小時(shí)側(cè)線試驗(yàn)運(yùn)行,煤制天然氣催化劑各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

  2022年

  西南院與新疆慶華能源集團(tuán)簽訂正式的供貨合同。7月28日,煤制天然氣裝置實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷生產(chǎn)。7月31日,煤制天然氣催化劑通過(guò)72小時(shí)性能考核,裝置最大生產(chǎn)負(fù)荷達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)的110%,每天生產(chǎn)460萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米天然氣,并順利并入國(guó)家西氣東輸管網(wǎng),我國(guó)首次國(guó)產(chǎn)煤制氣催化劑整爐工業(yè)化應(yīng)用取得完全成功!

  與國(guó)內(nèi)外技術(shù)相比,西南院煤制天然氣甲烷化技術(shù)成果具有諸多創(chuàng)新性和先進(jìn)性。目前,西南院煤制天然氣技術(shù)已申請(qǐng)甲烷化關(guān)鍵技術(shù)相關(guān)專利27項(xiàng),獲得授權(quán)13項(xiàng)。

  創(chuàng)新亮點(diǎn)1

  ——更優(yōu)秀的活性

  通過(guò)改善甲烷化催化劑活性組份的分散性和表面結(jié)構(gòu),提升其耐高溫性、穩(wěn)定性、催化選擇性、強(qiáng)度等技術(shù)參數(shù),使其具有更高的活性金屬負(fù)載量、更大的比表面積,以及高負(fù)荷下更優(yōu)秀的甲烷化活性。

  煤制天然氣甲烷化催化劑產(chǎn)品

  創(chuàng)新亮點(diǎn)2

  ——更高的轉(zhuǎn)化率

  通過(guò)助劑的添加提高催化劑性能,確保在高空速的條件下具有更高的一氧化碳+二氧化碳總轉(zhuǎn)化率(≥98.5%)

  創(chuàng)新亮點(diǎn)3

  ——更低的成本

  通過(guò)優(yōu)化甲烷化工藝的流程配置,降低了能耗,并縮小甲烷化反應(yīng)器和換熱器尺寸,減少設(shè)備投資,降低運(yùn)行成本。

  創(chuàng)新亮點(diǎn)4

  ——更好的指標(biāo)

  采用西南院技術(shù)和催化劑后,可生產(chǎn)甲烷含量≥97%,氫氣含量≤2%的合成天然氣,優(yōu)于《煤制合成天然氣》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一類產(chǎn)品氣指標(biāo)。

  西南院分析人員正在對(duì)催化劑樣品進(jìn)行測(cè)試

  不只是煤制氣

  催化劑真有小化說(shuō)的那么關(guān)鍵嗎?

  首先

  我們先一起來(lái)了解下什么是催化劑

  簡(jiǎn)單說(shuō),催化劑是一種“媒介”,可以讓化學(xué)反應(yīng)更精準(zhǔn)、可控。它是化工的核心,被稱為“化工發(fā)動(dòng)機(jī)”。

  催化劑可以有效提高反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)速率,約90%的工業(yè)過(guò)程中需要使用催化劑,尤其是在石油、化工、生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域。

  催化劑的種類繁多,絕大多數(shù)催化劑分為活性組分、載體、助催化劑三類。催化劑在通常狀況下,能夠?qū)ξ镔|(zhì)產(chǎn)生一定的選擇性,即只能針對(duì)特殊物質(zhì)產(chǎn)生相關(guān)的化學(xué)反應(yīng),或者使部分化學(xué)反應(yīng)呈加速狀態(tài)。

  西南院是國(guó)內(nèi)知名的催化劑產(chǎn)品供應(yīng)商,擁有自主研發(fā)的各類催化劑50余種。從20世紀(jì)80年代開(kāi)始,西南院的催化劑累計(jì)出口20多個(gè)國(guó)家和地區(qū),多項(xiàng)催化技術(shù)處于世界先進(jìn)水平。

  從上世紀(jì)70年代中期開(kāi)始,西南院進(jìn)行合成甲醇催化劑研究,先后研發(fā)了C302、C312、XNC-98等系列中低壓合成甲醇催化劑,并成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)大中小型甲醇合成裝置130多套。甲醇催化劑研究成果先后獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、化工部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、第三屆愛(ài)因斯坦世界發(fā)明博覽會(huì)國(guó)際最高金獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。

  XNC-98合成甲醇催化劑

  從上世紀(jì)60年代開(kāi)始,西南院進(jìn)行氣態(tài)烴轉(zhuǎn)化催化劑和工藝的研究,先后成功開(kāi)發(fā)Z107、CN-8、Z110Y、Z111-6YQ 、CN-16YQ、CN-23、CN-28YQ等系列一段轉(zhuǎn)化催化劑,已成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外300多套合成氨、甲醇、制氫裝置。烴類轉(zhuǎn)化催化劑研究成果先后榮獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2次、三等獎(jiǎng)1次,化工部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。

  烴類轉(zhuǎn)化催化劑—一段轉(zhuǎn)化催化劑CN-16YQ、CN-28YQ

  西南院2006年開(kāi)始進(jìn)行超精凈化劑研究,先后開(kāi)發(fā)多型超精凈化劑,應(yīng)用于30多套合成氣、焦?fàn)t氣、熱解氣等工藝氣體的深度脫硫凈化裝置,可將原料氣中有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫脫除至≤0.02ppm。

  超精凈化劑CNJ-5P

  從上世紀(jì)80年代開(kāi)始,西南院開(kāi)始進(jìn)行甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫工藝和催化劑的研究。如今,該型催化劑與工藝技術(shù)已成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)大中小型甲醇水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置100多套。

  甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫催化劑CNZ-1

  西南院的CNM系列二甲醚催化劑成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外80多套二甲醚裝置。

  CNM-3、CNM-5二甲醚催化劑 

  人類的生產(chǎn)生活離不開(kāi)化學(xué)

  而化學(xué)工業(yè)的發(fā)展也離不開(kāi)催化劑

  中國(guó)中化將繼續(xù)堅(jiān)持“科學(xué)至上”理念

  依托深厚的創(chuàng)新技術(shù)積累

  和專業(yè)的科研隊(duì)伍

  繼續(xù)探索多元催化技術(shù)

  開(kāi)發(fā)出更多高技術(shù)含量的催化劑產(chǎn)品

  驅(qū)動(dòng)我國(guó)化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

 
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