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坚实的积淀、优异的步队,是西南院研发大型煤制气甲烷化催化剂及工艺的源泉。
“当外洋的手艺比我们先进的时间,海内厂家一样平常都首选外洋的。我们坚守立异,实现了从跟跑到逾越。现在,我们出口到外洋最大的变压吸附装置每小时产氢量已经抵达23万立方米。”中化西南化工研究设计院有限公司(以下简称西南院)党委书记、总司理陈健体现。
从尚不可比肩国际水平到手艺和装置被海内企业选择,甚至出口外洋与外洋企业,在国际化市场上同台竞争彰显国际影响力,西南院走过的是怎样的一条路?
路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!
这条大型煤制自然气要害手艺求索之路,西南院走过了十二年。
“填补海内空缺”
“2000年以前,我国化工行业大宗的手艺依赖外洋引进。2001年正式加入WTO后的这二十年,是我们赶超外洋先进手艺的要害阶段。在这二十年中,我国的许多化工手艺实现了赶超。”陈健说。
2009年,西南院大型煤制自然气甲烷化手艺立项。
立项之初,海内自然气资源最先泛起欠缺,对外依存度一直提高。凭证展望,海内自然气缺口会逐年增大。
“煤制自然气使用劣质煤为质料,是自然气能源的有益增补。2009年国资委首次批复煤制自然气路条(大唐克旗)至今,海内所有煤制自然气项目接纳的都是外洋甲烷化工艺手艺及催化剂。”西南院副总司理、催化剂事业部总司理郑珩先容说。
科技报国。填补海内空缺,突破外洋垄断,始终是我国科研职员的使命!
开发成套甲烷化催化剂和工艺手艺的使命,落在了西南院肩上。
回首西南院的历史,会发明一条与祖国同呼吸共运气的生长轨迹。自建院之初,该院就开展了自然气使用手艺研究,迈上了填补海内手艺空缺的蹊径。
“我们院建设于1958年。当初结构西南院的历史使命,就是研发中国需要的自主手艺。”郑珩说。
新中国建设伊始,工业基础薄弱。为解决天下人民用饭的问题,农业生产急需尿素。其时,西南院接到的第一个使命就是开发自然气生产化肥手艺。
“其时,我们用催化剂把自然气转化为氢气,再和空气中的氮气反应,在催化剂作用下制成合成氨,合成氨与二氧化碳反应酿成尿素。”催化剂事业部副总司理曾旭说。
以后,六十载岁月沧桑,一甲子风云变换。西南院围绕着怎样把自然气转化成化工产品,持之以恒,砥砺前行,取得了自然气转化催化剂及工艺手艺的一个又一个突破。
作为海内着名的催化剂产品供应商,西南院拥有自主研发的种种催化剂50余种。从20世纪80年月最先,西南院的催化剂出口20多个国家和地区,多项催化手艺处于国际先进水平。“以变压吸附手艺为例,经由起劲,西南院已经成为天下三大变压吸附手艺提供商。”郑珩体现。
有了庆幸的历史和坚实的研发基础,煤制自然气甲烷化手艺是西南院在“填补海内空缺”蹊径上的又一次乐成探索。
2009年,西南院开题立项举行煤制自然气工艺及催化剂研究;
2013年,西南院完成350Nm3/h甲烷化模试;
2014年,西南院与中海油相助完成海内外第一套2000Nm3/h煤制自然气甲烷化全流程中试;
2021年,西南院与新疆庆华相助开展煤制自然气甲烷化催化剂侧线试验,经1400小时侧线试验运行,煤制自然气甲烷化催化剂各项性能指标抵达设计要求;
2022年,西南院与新疆庆华签署催化剂供货条约;
7月28日,新疆庆华煤制自然气装置实现满负荷生产;
7月28日,新疆庆华煤制自然气装置使用国产化催化剂开车乐成;
7月31日,煤制自然气催化剂通过72小时性能审核,装置最大生产负荷抵达设计指标的110%,天天生产460万标准立方米自然气并顺遂并入国家西气东输管网,标记着我国首次国产煤制气催化剂整炉工业化应用取得完全乐成;
8月1日,陈健应邀赴新疆加入新疆庆华国产甲烷化催化剂整炉工业化应用乐成宣布会。
……
一起走来,陈健感伤万千。“当看到海内化工行业的首套装置、第一炉催化剂都是用外洋手艺的时间,作为国家级的立异平台,西南院倍增使命感,立志要解决行业‘卡脖子’的手艺难题并且终获突破。”
“我们用自主手艺补上了我国煤制自然气手艺链的最后一环,实现了煤制自然气全工业链手艺国产化。”西南院副总工程师、催化剂事业部副总司理张新波指出了这项手艺的另一层突破性意义。
据先容,在现代煤化工四大手艺——煤制乙二醇、煤制油、煤制烯烃、煤制气中,前三项手艺在经由十到二十年的起劲后已经实现了国产化,煤制气是最晚实现全工业链国产化的手艺。
西南院甲烷化手艺为煤制自然气工业生长提供了有力的手艺支持。
“一流的手艺立异和效劳”
煤制自然气甲烷化手艺和催化剂花落中国,花开圆满。
“这是具有里程碑意义的。西南院以国家资源禀赋为考量,用一流的手艺立异和效劳,让煤制自然气甲烷化手艺和催化剂取得了较好的应用效果。”陈健体现。
据先容,在煤制自然气甲烷化手艺和催化剂以外,西南院还研发出诸多手艺,包括低碳化工催化剂、变压吸附手艺、有机合成手艺,在能源化工领域里施展着焦点作用。西南院的变压吸附气体疏散手艺抵达天下一流水平,曾两次获得国家科技前进一等奖。西南院的效劳工具包括尊龙凯时、中国石油等大型炼油化工企业以及国家能源集团、陕煤等现代煤化工企业。
瞄准天下一流搞立异,西南院的多项国产化手艺从无到有,并实现逾越。
“尊龙凯时目的是让西南院的手艺、产品在工艺和工程上抵达预期目的,并且手艺的先进性要抵达国际一流水平。这不是一件简朴的事情。”陈健体现。
以催化剂研发为例。虽然条条亨衢通罗马,但各家的催化剂都有自己的特色。要研发出国产化的、手艺领先的催化剂,一定要走前人没有走过的路。
“科研就是研究纪律,没有窍门,一步一个脚印。”张新波体现。
面临煤制自然气甲烷化国产化需求,西南院催化剂研发职员接纳新的制备、评价思绪,以新的制备工艺开发出新型催化剂。
“项目团队分工明确,包括工艺、催化剂制备、催化剂放大、催化剂生产、催化剂评价剖析、信息调研、专利结构等。年复一年,我们逐步完善和提升催化剂的性能。”西南院催化剂事业部总司理助理、煤制气立项研发认真人何洋体现。
西南院催化剂与外洋催化剂相比,在工业实验中体现出更优异的性能。新疆庆华应用的CNGC-2催化剂和CNJ-8系列甲烷化催化剂与外洋催化剂相比,起活温度低(20℃~50℃),活性更高,稳固性更好,还提升了单程甲烷化反应的转化效率。
拥有了一流的手艺、产品和效劳,定会闯出一片新天地。
“我们有10多个国家级科技立异平台,包括国家碳一化学工程手艺研究中心、工业排放气综合使用国家重点实验室、国家变压吸附气体疏散手艺研究推广中心……这些一流的手艺立异平台支持了国产化自主手艺的研究。”郑珩体现。
“板凳要坐十年冷”
“十年磨一剑”“板凳要坐十年冷”“时机只留给有准备的人”……这些话放在西南院催化剂团队的身上,真是再合适不过了。
煤制自然气甲烷化手艺和催化剂从最先研究到取得突破,历经12年。其间有许多标记性的节点。例如,实验室催化剂定型、催化剂放大制备、单反应器模试、全流程中试、工艺包体例。
“这算是较量长的历程了,也从一个侧面说明项目研发的难度大。这个项目投入了许多研发资源,像模试和中试的经费投入是很是重大的。”何洋说。
时间长、难度高、投入大。12年的时光流逝,让西南院催化剂团队的不少成员从青翠少年生长为中坚实力。
硕士研究生一结业就到西南院事情的刘玉成,现在已经是催化剂事业部的研发主任工程师。提及自己在这十年中的蜕变,他颇有感伤——由于自己遇到了好的项目与时机,从一名学院派的学子变身为从应用基础研究到工程化试验全流程手艺立异的科研职员。
“这些年,我是和这个项目一起生长的。从项目中学习到的知识和积累的履历,让我再做其他项目时,很快就能上手。通过这个十年的大项目,让我对整个催化剂系统有了较为完整的熟悉,拓展了我的头脑方法。”刘玉成说。
在甲烷化催化剂的研制历程,积碳一度成为最让研究职员头疼的问题。
“催化剂不但要解决活性、稳固性的问题,并且要解决积碳的问题。我们要平衡各个关系,在提高其稳固性的同时降低积碳的危害。”刘玉成强调的“平衡”,就是他在加入甲烷化催化剂工业化历程中最深的体会。“工业化历程中要周全思量许多因素,它不见得要求催化剂的每一项性能都特殊顶尖,可是需要一个平衡,体现出综合性能的优势。”他说。
最终,整个团队通过施展智慧和起劲,把这个“硬骨头”啃了下来。“我们通过调优催化剂配方和改变催化剂制备工艺,解决了积碳的问题。”他说。
在通俗人心中,科研职员经常是身穿白大褂,整日陶醉在实验室中……然而,在西南院的煤制气甲烷化项目团队,大部分研究职员竟然身着施工工装,一次一次泛起在中试、侧线试验、工业装置开车现场。
“2014年头,与中海油相助的中试项目进入建设阶段,我们向导其时让我已往学习一下。没想到这一学就是7个月。”催化剂事业部研发主任工程师谭建冬说。原来,项目中试,从零做起,人手欠缺,他“变身”为恒久驻扎项目部的工程治理职员了。
在那段时间里,他天天要去盯中试装置的施工进度,还要跟业主方、施工方、设计方去相同中试有关的手艺问题。历经半年时间,中试装置建设和开车运行顺遂完成了。
“我原来是做催化剂研究的,但有这个难堪的时机让我加入催化剂与工艺、实验室与工程化相团结,更有利于我的生长,我也越发体会到整个历程的艰辛。”
经由这次难忘的历练,到了新疆庆华工业装置正式开车的时间,谭建冬感应自己在现场越发游刃有余了。在他看来,新疆庆华的开车历程是很是严密和严谨的。“催化剂的装填完全是一个教科书式的。装填高度竟然与我们设计画线的位置是一样起平的,一点未几一点不少,说明尊龙凯时功夫没有白搭。”
十二载岁月,如光阴似箭。顺境也好,逆境也罢,“作为研究职员,我们对起升沉伏早已经习惯了。在手艺研发和效果转化最艰难的时间,我们没有放弃过。”张新波体现。
十年一剑,一剑破晓。这十年,对西南院来说,很值得。
本文图片均由中化西南院提供
责任编辑:石杏茹