登记号：200882033 分类号： TQ127.1
主要完成单位： 柳州化工股份有限公司
主要完成人员：李兆军、李兆胜、徐佩辉、叶朝开、马大江、覃永强、谭柳军、马朝梅、黄振武、麦长华、李勇军、曾强、何敏良、易家宇、黄德聚、黄万亮、何娟、陆恒、杨永秀、刘鹏
任务来源：计划外 推荐部门：柳州市科学技术局
登记日期：2008年7月3日
联系单位： 柳州化工股份有限公司 联系人： 覃秀凤
联系电话： 0772-2510408 邮政编码： 545002
本课题是计划外自选项目。由于壳牌煤气化制得原料气中CO高达65%,不仅加重了耐硫变换的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，变换工序如何分段、一段炉反应的深度如何控制和怎样抑制甲烷化副反应等问题，就成为壳牌气化粉煤新工艺能否成功地用于合成氨或甲醇生产的关键。经过技术调研及论证，公司决定采用低水/气变换流程。由青岛联信化学有限公司、柳州化工股份有限公司、中国石化集团宁波工程有限公司联合研发的“粉煤气化低水/气耐硫变换新工艺”于2008年3月12日由中国石油和化学工业协会组织进行了成果鉴定。与此同时，为了更好地将该工艺实施工业化应用，2004年1月，由柳州化学工业集团有限公司总工办给柳州化工股份有限公司下达“粉煤气化—低水/气耐硫变换新工艺工业化应用研究”计划任务书。
技术原理如下：
CO变换工艺广泛用于合成氨及甲醇生产装置等，按工艺又分为常压变换及加压变换，按催化剂又分为Fe-Cr、Cu-Zn和Co-Mo系，按反应操作温度可分为180~250℃的低温变换、160~460℃的宽温变换、300~600℃的中高变换。
CO变换反应方程式为：
CO + H2 O (g) CO2 (g) +H2 (g) +Q
从反应方程式中可以看出：水/气一定，反应放出的热量就一定，因此，通过控制加入水蒸汽的量就可以达到控制变换反应深度的目的。若再能控制变换炉进口温度，则控制催化剂床层温度及变换炉出口气体中CO指标是可行的。
项目的主要技术性能指标是
变换出口CO＜0.60%，满足后工序的生产要求。蒸汽消耗：1.05t/tNH3左右（富产蒸汽扣除前）、0.380t/tNH3左右（富产蒸汽扣除后）。
粉煤气化低水/气耐硫变换新工艺工业化应用研究解决的主要技术关键有：
1、确定工艺流程；
2、避免在CO变换过程中可能会发生甲烷化副反应的问题；
3、寻找与低水/气耐硫变换工艺相适应的催化剂；
4、催化剂装填问题；
5、催化剂升温硫化问题；
6、接气条件问题。
粉煤气化低水/气耐硫变换新工艺工业化应用为国内首创，综合技术达到国内领先水平。
本项目填补了粉煤气化在低水/气变换流程中工业化应用的国内空白，为国内以煤为原料采用粉煤气化生产化肥和甲醇开辟了一条操作平稳、节能降耗效果显著的新工艺应用途径，具有很好的推广借鉴意义。
存在的问题：由于全气量低水/气变换工艺没有应用在大型合成氨装置的先例，特别是适应shell粉煤加压气化工艺的高浓度CO，全气量、低水/气条件下，对变换炉一段的要求非常苛刻，易产生甲烷化副反应，引起变换炉超温损坏设备、烧坏触媒，因此为适应高负荷变换炉一段触媒的装填量及使用寿命问题是整个变换装置的关键，这也是我们今后的工作重点方向。
