煤制油高效催化剂实现大规模工业生产,煤制油加氢催化剂技术胶体磨研磨机厂家,在国内有很多科研院所以及企业的研发部门在做费-托合成催化剂相关研究,中科院系统的有大化所和煤化所;高校系统很多,但大部分都是做做研究,做得好的很少;企业方面,中石化、中石油、中海油所属的一些研究院和催化剂公司也有做相关研究的,除此之外,还有兖矿(铁)、神华(铁)、凯迪电力(钴)、金巢国际(铁、钴)等,还有一些企业是跟上述一些科研院所、企业及高校合作开发。总体来说,在国内,现在有实力做大规模工业应用的费-托合成催化剂的单位*,只有兖矿和煤化所,就算是到千吨级和万吨级中试装置这一步的也不多,其中用钴基催化剂的就更少了。已经到中试装置这一步的就三家,煤化所在山西潞安的装置有一条固定床中试侧线,用的是煤化所孙予罕老师课题组开发的钴基催化剂,中石化在镇海的天然气液化装置采用的是固定床钴基催化剂,规模是10吨/天,还有就是金巢国际在陕西宝鸡的一套固定床中试装置,采用了自己开发的钴基催化剂。
煤制油(Coal-to-liquids, CTL)是以煤炭为原料,通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的一项技术,包含煤直接液化和煤间接液化两种技术路线。煤的直接液化将煤在高温高压条件下,通过催化加氢直接液化合成液态烃类燃料,并脱除硫、氮、氧等原子。具有对煤的种类适应性差,反应及操作条件苛刻,产出燃油的芳烃、硫和氮等杂质含量高,十六烷值低的特点,在发动机上直接燃用较为困难。费拖合成工艺是以合成气为原料制备烃类化合物的过程。合成气可由天然气、煤炭、轻烃、重质油、生物质等原料制备。根据合成气的原料不同,费托合成油可分为:煤制油(Coal-to-liquids, CTL)、(生物质制油 Biomass-to-liquids, BTL)和天然气制油(Gas-to-liquids, GTL)。煤的间接液化首先把煤气化,再通过费托合成转化为烃类燃料。生产的油品具有十六烷值高、H/C含量较高、低硫和低芳烃以及能和普通柴油以任意比例互溶等特性。同时,CTL具有运动粘度低,密度小、体积热值低等特点。
煤制油研磨分散机的线速度很高,剪切间隙非常小,这样当物料经过的时候,形成的摩擦力就比较剧烈,结果就是通常所说的湿磨。定转子被制成圆椎形,具有精细度递升的三级锯齿突起和凹槽。定子可以***制的被调整到所需要的与转子之间的距离。在增强的流体湍流下,凹槽在每级都可以改变方向。高质量的表面抛光和结构材料,可以满足不同行业的多种要求。
煤制油碳纳米管研磨分散机优点:
? 结合优良的研磨效果的高吞吐量
? 定制不同的研磨刀头,实现多种研磨剪切速率
? 为减少颗粒大小的控制,可***调整定子/转子之间的间隙设置
?IKN分散机CMD与生产系统的密实度作为机器联机设计的结果。
? 适合于粘度高达50,000 mPas的各种粘度范围的物料
? 能在高达16 bar的压力下操作
? 容易扩大规模生产,从实验室机器CM开发到生产机器CM
? 所有接触液体的部件为316L或316Ti不锈钢
? 具有耐磨材料的高性能机械密封密封
? 高质量的表面处理,便于清洗
? 可根据要求提供其他材料和表面处理
? 机器可自动排水, 具有CIP和SIP功能
? 噪音低
? 根据符合EHEDG(欧洲卫生工程设计集团)准则制造
? 符合3A卫生和认证
? 根据需要提供制药
? 根据提供的ATEX 95指导方针执行防爆
煤制油研磨分散机技术参数
型号 | 标准流量 L/H | 输出转速 rpm | 标准线速度 m/s | 马达功率 KW | 进口尺寸 | 出口尺寸 |
CMD2000/4 | 300-1,000 | 9,000 | 23 | 2.2 | DN25 | DN15 |
CMD2000/5 | 3,000 | 6,000 | 23 | 7.5 | DN40 | DN32 |
CMD2000/10 | 8,000 | 4,200 | 23 | 15 | DN50 | DN50 |
CMD2000/20 | 20,000 | 3,000 | 23 | 37 | DN80 | DN65 |
CMD2000/30 | 40,000 | 1,500 | 23 | 55 | DN150 | DN125 |
CMD2000/40 | 70,000 | 1,500 | 23 | 90 | DN150 | DN125
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依托低温费托合成技术的未来能源一期百万吨级煤间接液化国家示范项目已经在榆林投产运行两年多,年产清洁油品116万吨,*我国现代煤化工技术产业化发展向前迈了一大步。
正是在催化剂研发上取得的突破,为百万吨级煤间接液化工业装置的安、稳、长、满、优运行提供了可靠保障。榆林百万吨级煤间接液化示范项目的运行数据显示,基于该催化剂活性好、选择性优异、机械强度高,反应中H2+CO总转化率≥95%;选择性CH4≤4%、C5+≥88%、含氧化合物≤4%;吨液体产品催化剂消耗量<1.5千克,项目产品各项指标均达到国水平。
此前煤间接液化中低温费托合成所用催化剂技术一直被国外垄断,国内相关研究尚处于理论不深入、应用没经验的阶段。为了推动国内煤间接液化技术尽快实现产业化,孙启文从2002年回国加入兖矿集团开始,就组建并带领团队开展了相关研发工作,历经了实验室研究、100吨/年中试放大和3000吨/年工业化开发3个主要阶段,啃下了这块硬骨头。
在最初的实验室阶段,孙启文团队研究的重点就是弄明白反应机理,确定催化剂制备方法。我国是煤炭资源大国,但各地方煤炭资源的品质各不相同。煤炭成分复杂,以煤炭为原料制备清洁油品,如何能够***反应高效生成想要的产品呢?凭借着多年学习成果和国外工作经验,在综合考虑已有研发结论后,孙启文选定了铁基催化剂为攻关重点,并制定了一系列科研实验计划。依据这份计划表,团队的研发人员运用表面化学、催化化学及催化工程理论,对铁基催化剂下费托合成反应的反应机理和催化组分的催化作用进行了反复分析,对催化剂配方、制备条件和工艺进行了深入实验研究。每一种配方比例、每一个温度和压力范围,研发团队都设计了周密的交互实验,总结数据规律,探索变化趋势,然后结合大量表征手段和理论知识得出结论,最终确定下来了用于低温费托合成技术的催化剂配方和制备方法
在100吨/年中试放大阶段,孙启文将研究的重点放在了整个工艺流程和复杂的反应环境对催化剂各项性能的影响。为了满足百万吨级煤间接液化项目的使用,催化剂需要实现大规模生产和应用。虽然前期已经确认了催化剂的制备方法,但在真正的工业生产阶段,沉淀反应、浸渍反应、干燥和焙烧等生产单元的工艺条件都有可能改变催化剂的形貌、物相、表面结构及机械强度。只有掌握放大过程中的变化规律,才能平衡地设置和调节众多反应参数,***大规模生产出的催化剂使用效果能够接近实验室理论水平。
在3000吨/年催化剂工业化生产阶段,研发的难点就更多了。此前,国内相关技术的产业化发展之所以一直空白,就是因为我国在煤间接液化费托合成反应催化剂方面的研发经验不足,没有探索出高效催化剂大规模工业化生产的方法。在这一阶段,不仅制备过程的反应条件需要确定,相应的原料进料方法、大型反应装置设计制造、自动控制系统、废气废水废渣的环保处理技术等研发工作,更需要有孙启文这样一位产业经验丰富的人来主持。
通过各个阶段的技术攻关,催化剂长周期使用过程中的选择性、活性变化原因分析、调控策略以及减少破碎等技术难题被一一解决。作为行业的探路者,孙启文及其团队还编制了大型工业化铁基费托合成催化剂生产技术工艺设计包。这一技术包不仅满足了未来能源公司百万吨级煤间接液化项目每年对催化剂的数千吨需求,更整体性、系统化地集合了该催化剂生产的技术方法,为国内外煤化工行业提供技术输出打下了坚实基础