重大突破！我國煤制天然氣催化劑技術(shù)實(shí)現(xiàn)自主可控！

　　中國中化 

　　眾所周知

　　我國的能源結(jié)構(gòu)是

　　富煤少氣

　　煤制天然氣是煤炭清潔高效利用的有效途徑

　　近日，我國大型煤制天然氣技術(shù)取得重大突破

　　中國中化旗下西南院研制的

　　煤制天然氣甲烷化催化劑

　　在新疆慶華能源集團(tuán)大型煤制天然氣項(xiàng)目中

　　首次實(shí)現(xiàn)110%負(fù)荷平穩(wěn)運(yùn)行

　　獲得的甲烷濃度為61.7%

　　高于國外引進(jìn)技術(shù)近3個(gè)百分點(diǎn)

　　天然氣產(chǎn)品順利并入西氣東輸管網(wǎng)

　　標(biāo)志著我國自主研制的

　　大型煤制天然氣甲烷化技術(shù)取得重大突破

　　實(shí)現(xiàn)了煤制天然氣領(lǐng)域全產(chǎn)業(yè)鏈條技術(shù)國產(chǎn)化

　　對(duì)保障國家能源安全具有重要意義

　　新疆慶華能源集團(tuán)15億Nm³/a煤制天然氣項(xiàng)目

　　其中，中國中化旗下西南化工研究設(shè)計(jì)院有限公司（以下簡稱西南院）自主研制的煤制天然氣甲烷化催化劑起到關(guān)鍵作用，該催化劑具有耐高溫、高活性、高穩(wěn)定性和抗積炭等優(yōu)點(diǎn)，能完全滿足大型煤制天然氣工業(yè)生產(chǎn)要求。

　　過去，我國的煤制天然氣甲烷化催化劑一直依賴進(jìn)口，供貨期長、價(jià)格高昂并存在斷供風(fēng)險(xiǎn)，一直是行業(yè)亟待突破的難題。

　　作為“國家碳一化學(xué)工程技術(shù)研究中心”的依托單位，為實(shí)現(xiàn)煤制天然氣技術(shù)自主可控，西南院下決心要啃下甲烷化催化劑這塊“硬骨頭”。

　　西南院煤制天然氣甲烷化催化劑研發(fā)團(tuán)隊(duì)

　　2010年

　　西南院開題立項(xiàng)進(jìn)行煤制天然氣技術(shù)工藝包及關(guān)鍵催化劑研究。

　　2013年

　　完成350Nm³/h甲烷化模試。

　　2014年

　　西南院與中海油合作的國內(nèi)第一套2000m³/h煤制天然氣甲烷化全流程中試成功。

　　2021年

　　西南院與新疆慶華能源集團(tuán)簽訂協(xié)議進(jìn)行煤制天然氣催化劑側(cè)線試驗(yàn)，經(jīng)1400小時(shí)側(cè)線試驗(yàn)運(yùn)行，煤制天然氣催化劑各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

　　2022年

　　西南院與新疆慶華能源集團(tuán)簽訂正式的供貨合同。7月28日，煤制天然氣裝置實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷生產(chǎn)。7月31日，煤制天然氣催化劑通過72小時(shí)性能考核，裝置最大生產(chǎn)負(fù)荷達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)的110%，每天生產(chǎn)460萬標(biāo)準(zhǔn)立方米天然氣，并順利并入國家西氣東輸管網(wǎng)，我國首次國產(chǎn)煤制氣催化劑整爐工業(yè)化應(yīng)用取得完全成功！

　　與國內(nèi)外技術(shù)相比，西南院煤制天然氣甲烷化技術(shù)成果具有諸多創(chuàng)新性和先進(jìn)性。目前，西南院煤制天然氣技術(shù)已申請(qǐng)甲烷化關(guān)鍵技術(shù)相關(guān)專利27項(xiàng)，獲得授權(quán)13項(xiàng)。

　　創(chuàng)新亮點(diǎn)1

　　——更優(yōu)秀的活性

　　通過改善甲烷化催化劑活性組份的分散性和表面結(jié)構(gòu)，提升其耐高溫性、穩(wěn)定性、催化選擇性、強(qiáng)度等技術(shù)參數(shù)，使其具有更高的活性金屬負(fù)載量、更大的比表面積，以及高負(fù)荷下更優(yōu)秀的甲烷化活性。

　　煤制天然氣甲烷化催化劑產(chǎn)品

　　創(chuàng)新亮點(diǎn)2

　　——更高的轉(zhuǎn)化率

　　通過助劑的添加提高催化劑性能，確保在高空速的條件下具有更高的一氧化碳+二氧化碳總轉(zhuǎn)化率（≥98.5%）

　　創(chuàng)新亮點(diǎn)3

　　——更低的成本

　　通過優(yōu)化甲烷化工藝的流程配置，降低了能耗，并縮小甲烷化反應(yīng)器和換熱器尺寸，減少設(shè)備投資，降低運(yùn)行成本。

　　創(chuàng)新亮點(diǎn)4

　　——更好的指標(biāo)

　　采用西南院技術(shù)和催化劑后，可生產(chǎn)甲烷含量≥97%，氫氣含量≤2%的合成天然氣，優(yōu)于《煤制合成天然氣》國家標(biāo)準(zhǔn)一類產(chǎn)品氣指標(biāo)。

　　西南院分析人員正在對(duì)催化劑樣品進(jìn)行測試

　　不只是煤制氣

　　催化劑真有小化說的那么關(guān)鍵嗎？

　　首先

　　我們先一起來了解下什么是催化劑

　　簡單說，催化劑是一種“媒介”，可以讓化學(xué)反應(yīng)更精準(zhǔn)、可控。它是化工的核心，被稱為“化工發(fā)動(dòng)機(jī)”。

　　催化劑可以有效提高反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)速率，約90%的工業(yè)過程中需要使用催化劑，尤其是在石油、化工、生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域。

　　催化劑的種類繁多，絕大多數(shù)催化劑分為活性組分、載體、助催化劑三類。催化劑在通常狀況下，能夠?qū)ξ镔|(zhì)產(chǎn)生一定的選擇性，即只能針對(duì)特殊物質(zhì)產(chǎn)生相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，或者使部分化學(xué)反應(yīng)呈加速狀態(tài)。

　　西南院是國內(nèi)知名的催化劑產(chǎn)品供應(yīng)商，擁有自主研發(fā)的各類催化劑50余種。從20世紀(jì)80年代開始，西南院的催化劑累計(jì)出口20多個(gè)國家和地區(qū)，多項(xiàng)催化技術(shù)處于世界先進(jìn)水平。

　　從上世紀(jì)70年代中期開始，西南院進(jìn)行合成甲醇催化劑研究，先后研發(fā)了C302、C312、XNC-98等系列中低壓合成甲醇催化劑，并成功應(yīng)用于國內(nèi)大中小型甲醇合成裝置130多套。甲醇催化劑研究成果先后獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、化工部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、第三屆愛因斯坦世界發(fā)明博覽會(huì)國際最高金獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。

　　XNC-98合成甲醇催化劑

　　從上世紀(jì)60年代開始，西南院進(jìn)行氣態(tài)烴轉(zhuǎn)化催化劑和工藝的研究，先后成功開發(fā)Z107、CN-8、Z110Y、Z111-6YQ 、CN-16YQ、CN-23、CN-28YQ等系列一段轉(zhuǎn)化催化劑，已成功應(yīng)用于國內(nèi)外300多套合成氨、甲醇、制氫裝置。烴類轉(zhuǎn)化催化劑研究成果先后榮獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2次、三等獎(jiǎng)1次，化工部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。

　　烴類轉(zhuǎn)化催化劑—一段轉(zhuǎn)化催化劑CN-16YQ、CN-28YQ

　　西南院2006年開始進(jìn)行超精凈化劑研究，先后開發(fā)多型超精凈化劑，應(yīng)用于30多套合成氣、焦?fàn)t氣、熱解氣等工藝氣體的深度脫硫凈化裝置，可將原料氣中有機(jī)硫和無機(jī)硫脫除至≤0.02ppm。

　　超精凈化劑CNJ-5P

　　從上世紀(jì)80年代開始，西南院開始進(jìn)行甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫工藝和催化劑的研究。如今，該型催化劑與工藝技術(shù)已成功應(yīng)用于國內(nèi)大中小型甲醇水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置100多套。

　　甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫催化劑CNZ-1

　　西南院的CNM系列二甲醚催化劑成功應(yīng)用于國內(nèi)外80多套二甲醚裝置。

　　CNM-3、CNM-5二甲醚催化劑 

　　人類的生產(chǎn)生活離不開化學(xué)

　　而化學(xué)工業(yè)的發(fā)展也離不開催化劑

　　中國中化將繼續(xù)堅(jiān)持“科學(xué)至上”理念

　　依托深厚的創(chuàng)新技術(shù)積累

　　和專業(yè)的科研隊(duì)伍

　　繼續(xù)探索多元催化技術(shù)

　　開發(fā)出更多高技術(shù)含量的催化劑產(chǎn)品

　　驅(qū)動(dòng)我國化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展