統(tǒng)計了目前國外主流煤制天然氣甲烷化技術,比如托普索技術(TREMP技術)、戴維技術(CRG技術)、魯奇/巴斯夫SNG合成技術、福斯特惠勒/南方化學技術(VESTA技術)等,同時分析了各自甲烷化技術的優(yōu)點和缺點以及工藝發(fā)展歷程,供煤制天然氣項目在工藝技術選擇時參考,同時關注國內(nèi)如大連化物所、神華等甲烷化催化劑的研究進展情況。
1、托普索技術(TREMP技術):托普索很早就在中國混了,是國內(nèi)各種化工催化劑的主要外國供應商之一。最近幾年煤制天然氣如此之火,當然少不了它。也正是由于有了良好的基礎,可以說托普索技術在國內(nèi)煤制天然氣的推廣是最成功的。如慶華、匯能等(其網(wǎng)站上在中國有4套在建的合成天然氣裝置使用托普索技術:3套煤氣化為原料的裝置,3套焦爐氣為原料的裝置),均已和托普索簽訂了技術轉(zhuǎn)讓合同。
早期典型工藝流程流程圖:
這個圖只是一個簡要的示意圖,后期托普索的宣傳資料給出了稍微改進的流程圖:
這種循環(huán)工藝首段或首兩段裝填托普索的耐高溫甲烷化催化劑MCR-2X,據(jù)說能耐溫700℃以上,并且經(jīng)歷了長時間的試驗考驗。后面的中低溫段裝填托普索用于合成氨甲烷化的普通催化劑PK-7R。
托普索提出個不循環(huán)的“一次通過”工藝流程:
首段甲烷化補加了大量水蒸氣,并在甲烷化催化劑上部裝填了GCC“調(diào)變”催化劑,以減輕首段的負荷和溫升,盡管如此,這段反應器中裝填的MCR系列催化劑還是得耐740℃的出口溫度。
2、戴維技術(CRG技術):戴維催化劑在上世紀80年代曾用于美國大平原裝置,意識到工藝限制后,戴維開發(fā)了高溫甲烷化催化劑CRG-LH及所謂的HICOM工藝。后戴維并入莊信萬豐,成為其100%子公司。
戴維甲烷化工藝中的大量甲烷化兩個反應器出口大約控制在650℃。一直很奇怪的是,戴維的4個甲烷化反應器中均是兩種催化劑(CRG-S2SR和CRG-S2CR)混裝,而且兩種催化劑的體積比還不一樣。
戴維SNG技術在中國的宣傳比較低調(diào),但是它已經(jīng)獲得了大唐(克旗和阜新)和新汶的合同,這主要得益于他們的催化劑曾在大平原上得到應用;但戴維技術貌似能找到的公開資料不多。
3、魯奇/巴斯夫技術:要說工業(yè)應用,魯奇/BASF的甲烷化工藝和催化劑曾是直到現(xiàn)在也是全球唯一得到工業(yè)應用的SNG合成技術,但是他們在中國迄今還沒分到一杯羹。使用他們技術的美國大平原,甲烷化工藝采用的是中低溫,大量循環(huán)氣,無法回收高壓高溫蒸汽。后來魯奇那這種工藝路線參與國內(nèi)的投標,肯定拼不過托普索和戴維了。但現(xiàn)在他們改進了:
這個工藝看起來和戴維的工藝沒什么兩樣,僅是少了一個反應器而已。BASF也適時開發(fā)了高溫甲烷化催化劑G1-86HT滿足工藝的需要。憑借這兩個公司的名氣,將來在國內(nèi)斬獲幾個項目應該沒有問題。
4、福斯特惠勒/南方化學技術(VESTA技術):說起來也是,鼎鼎大名的南方化學能不參與這個煤制天然氣的熱點嗎?但貌似有點晚,而且他們現(xiàn)在聯(lián)合了這個在國內(nèi)聽起來名氣不大的福斯特惠勒,又開發(fā)了一個與眾不同的SNG工藝;可能這也正是他們的賣點吧:
他們的這個技術雖有新意,但是有幾個問題:(1)大型化的深度脫硫技術,低溫甲醇下應該是最適合的,如果低溫甲醇下同時脫除CO2也是合算的。本工藝中將CO2留待甲烷化脫除,那前面的脫硫工藝用的什么技術?是否合算?(2)將CO2留待甲烷化中通過,實際上是惰性氣體做了無用功,能耗料耗較大。
5、國內(nèi)甲烷化技術研發(fā)現(xiàn)狀
?。?)大連化物所:8000h的實驗室試驗已完成,5000方/天的工業(yè)試驗已完成1000h;
?。?)大連凱特利:正在籌劃5000方/h(以合成氣計)的中試,預計2012年年中建成;
(3)中石化與與南化集團研究院搞了個“合成氣制天然氣重點實驗室”;
(4)中石油烏魯木齊石化公司擬作甲烷化側(cè)線試驗;
?。?)太原理工和賽鼎合作搞流化床(漿態(tài)床)甲烷化工藝;
(6)蜀泰化工在甲烷化催化劑熱穩(wěn)定性和提高轉(zhuǎn)化率做了大量研究工作,并取得了一定的成果。
?。?)蜀泰、新奧、大唐、神華、天大、清華、華能、西北院等均在開發(fā)甲烷化催化劑。
四川蜀泰化工科技有限公司
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