我国氮肥、甲醇与煤化工精脱硫技术的进展 ——20年常温精脱硫新 .doc

我国氮肥、甲醇与煤化工精脱硫技术的进展 ——20年常温精脱硫新进展的回顾—— 孔渝华、王先厚、胡典明、李仕禄、李木林、张清建、陈健、王贤超* （国家气体净化催化剂重点工业基地） （湖北化学研究院） 厂 名 生 产 规 模 联醇，年万吨甲醇／万吨NH3常温精脱硫新工艺类型 开始应用时间 寿命 （月） 生产强度 （t甲醇／m3催化剂） 中型氮肥厂联醇 尚未应用 1993年前 2～3 500～800 山东郯城化肥厂 3.0/10 JTL－4 1995．8 44 4281 河北宣化化肥厂 2.0/10 JTL－4 1994.10 36 4250 湖北枣阳化肥厂 1.0/5 JTL－4 1996．12 37 9038 3.0/10 JTL－4 山东明水化肥厂 3.0/10 JTL－4 2001 30 6500 山东平原化肥厂 3.0/10 JTL－4 200135 8670 山西临化肥厂双甲工艺，3.0/10 JTL－4 2001 山西临化肥厂JTL－4 山东平度化肥厂 3.0/10 JTL－4 江苏华昌化工公司 醇烃化工艺，3.0/10 JTL-4 2005.5 48 2828 *系1992年原大中氮肥协会组织联醇催化剂使用情况的调查数据。 图1 应用精脱硫后单塔甲醇催化剂的寿命与生产强度（联醇） 4.1.2 单醇工艺甲醇催化剂使用寿命与生产强度的新进展 我国以煤为原料低压生产甲醇是从1996年开始的，低压单醇工艺中甲醇催化剂使用寿命与生产强度的数据见表2。 表2数据表明，低压甲醇（煤制气）的第一套装置（安阳化肥厂）就采用EH-2中温水解串JTL-1的精脱硫新工艺，因此甲醇催化剂的寿命从2年开始起步到目前山东久泰能源公司5年的最好成绩。山东鲁南化肥厂创2次国内的最好成绩，特别是到2008年12月还在使用的，第2次创生产强度达27000吨甲醇/m3催化剂的必威体育精装版记录，已使用4年，可望达5~6年。我们在2006年估计还需经10~20年的努力，使甲醇催化剂的使用寿命与生产强度接近或达到国外以天然气制甲醇的先进水平，现在鲁南、久泰等甲醇装置必威体育精装版数据表明，这一目标正在提前实现。 表2 ATFSR新技术在保护甲醇催化剂中的应用效果（单醇，煤制气） 厂 名 规模万吨甲醇精脱硫新工艺类型 开始应用时间 寿命 （月） 生产强度 （t甲醇／m3催化剂） 湖北荆门第二化肥厂 3.0 同上 1996 26 6200 山东鲁南化肥厂[5] 10.0 同上 2000 37 14000 山东久泰能源公司[6] 8.0 同上 2003 60 16837 山东鲁南化肥厂[7] 10.0 同上 2005 ＞48*2 27000 国外某甲醇厂*1 大型单醇厂 （天然气制气） 高温工艺 1995 60 35000 *1 引自2001年国际氮肥会议论文集 *2 目前催化剂床层的热点为238℃，4年仅提10℃，预计可使用5~6年。 4.2 保护甲烷化与氨合成催化剂 铜洗工段在国外已被淘汰五、六十年，过去没有ATFSR新技术，中小氮肥厂不得不采用它。该工段操作稳定性差，特别是重金属离子（Cu++） 山东郯城化肥厂 6 JTL-4新工艺后加联醇+铜洗 7 4.3 保护尿素脱氢催化剂与尿素脱氢新技术 自2003年在全国小氮肥第12次技术交流会上介绍我中心开发的尿素脱氢新技术（由常温精脱硫+TH-2、TH-3脱氢催化剂+HC-2微量硫分析仪组成）以来，形势发生重大变化： 1）国家对安全生产高度重视。 2）2005年某厂尿素合成塔发生重大爆炸事故，虽然事故的原因没有明确结论，但化工专家均认为不能排除尿素合成高、中压尾气H2、O2含量积累引起的化学爆炸原因。曾有专家调查，这一化学爆炸在我国中型尿素工段几乎每一部位都发生过，属重大事故的爆炸已有10余次。 3）过去国外有的专利商认为采用氨气提法工艺不存在H2、O2化学操作的危险，因而不需要使用脱氢技术。最近国外一尿素工艺专家与我们技术交流时认为从NH3—H2—O2气体操作相图可知氨气提法工艺可降低爆炸的概率，但是不能消除，事实上采用氨气提法工艺的厂也加设了脱氢工段，因此上述观点不正确，可能带有商业行为。国际上公认必须采用贵金属尿素脱H2催化剂以彻底消除H2、O2积累的爆炸事故。 近年来相关的技术出现如下的重大进步： ● 四川美丰化肥厂（天然气制气，CO2原料气中总硫＜0.1×10-6）TH-2尿素脱H2催化剂首次使用寿命达6年，与国外使用8-10年的水平相比已前进一大步。 ● 以煤为原料的中小氮肥厂的脱硫比以前重视多了，普遍设置“半脱” —“变脱” —“精脱”，设置“变脱”后，尿素系统的CO2原料气体中精脱硫负荷可降低很多，使尿素新技术在煤制尿素厂中得到进一步的推广。 ● 尿素脱氢