“我们开发的深度净化技术,能够使合成气总硫含量达到微乎其微的效果,并能取得可观的效益。”昨天,华烁科技股份有限公司(原湖北省化学研究院)气体净化事业部孔渝华研究员接受中国化工报记者采访时透露,由华烁科技研发的合成气深度净化专用技术,可使合成气硫含量减至0.01ppm级,使甲醇催化剂寿命延长到5~6年。该技术目前已获国家发明专利授权,并取得1项国际专利。
微量硫导致催化剂中毒危害化工装置安全生产,是长期制约合成氨、甲醇等生产的瓶颈。微量硫的存在对甲醇催化剂寿命影响巨大,而甲醇催化剂的寿命直接影响到装置的经济性。以100万吨甲醇/年装置为例,甲醇催化剂一次装填量达150~300吨,一次开车时间在25天左右,不仅催化剂成本高昂,停车造成的生产损失也十分巨大。
据孔渝华介绍,对多个失活甲醇催化剂的硫含量分析表明,长寿命(4~6年)甲醇催化剂平均吸硫量应小于0.16%。以甲醇催化剂平均吸硫量小于0.16%为条件,当净化气总硫Ts≤0.01ppm时,使用寿命在5~6年;当Ts≤0.02ppm时,使用寿命在4~5年。应用合成气深度净化专用技术,对低温甲醇洗脱碳气进行脱硫处理,可以将总硫Ts(H2S+COS)控制在0.01ppm以下,显著延长甲醇催化剂使用寿命,提高甲醇催化剂生产强度。
孔渝华给记者算了一笔经济账:以100万吨/年甲醇生产装置为例,采用深度净化专用技术后,如甲醇催化剂寿命从2年延长到4年,则少换一炉甲醇催化剂,可节省2600万元(260吨×10万元/吨),年节资650万元;增加生产时间20天,按吨甲醇利润500元计,年效益750万元;合计相当于每年创造经济效益1400万元。
除甲醇、合成氨领域外,合成气深度净化专用技术也在煤化工领域获得成功应用。2008年,该技术首次用于陕西金巢煤制油工业装置。国际专家在对这一项目鉴定时指出,中国气体净化技术和费托合成技术的结合,在商业上具有非常巨大的吸引力。
此前,原湖北省化学研究院开发了常温精脱硫工艺技术(ATFD)。然而,常温精脱硫剂在高空速(6000~8000h-1)、高净化度(H2S+COS<0.01ppm)下不适用,他们又针对性开发了合成气深度净化专用技术。
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原湖北省化学研究院研发的常温精脱硫工艺技术(ATFD),已广泛应用于合成氨、甲醇、食品级CO2、醋酸、IGCC、天然气、焦炉气、黄磷尾气、电石尾气、石油化工等16个行业的2600多套次装置,并被中国氮肥工业协会评为氮肥行业2007~2010年循环经济支撑技术。
根据中国氮肥工业协会大中氮肥处调查统计的数据,20年前未使用ATFD时,一个中型氮肥厂的联醇装置中甲醇催化剂寿命仅为2~3个月,生产强度仅为500~800吨甲醇/立方米催化剂。应用该技术后,目前甲醇催化剂使用寿命和生产强度均延长10倍。然而,常温精脱硫剂在高空速(6000~8000h-1)、高净化度(H2S+COS<0.01ppm)下不适用。
资料显示,国外一些企业采用特种氧化锌进行深度精脱H2S+COS,也可保证甲醇催化剂寿命2~3年,但应用该方法净化剂成本高达20万元/吨。在煤制原料气中,大型装置采用低温甲醇洗,能达到气体净化与精制要求(包括总硫<0.1ppm)。然而,上海焦化厂10万吨甲醇/年、镇海炼化化肥厂30万吨/年合成氨等8个装置硫含量的测定数据表明:低温甲醇洗后总硫有时也会>0.1ppm,是0.01ppm的10倍以上,影响催化剂寿命,所以在大型煤化工装置的低温甲醇洗工段后应用合成气深度净化技术十分必要。