CN110243992A - 催化剂评价原料气的制备方法与催化剂工业评价测试系统 - Google Patents

催化剂评价原料气的制备方法与催化剂工业评价测试系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110243992A
CN110243992A CN201810195666.5A CN201810195666A CN110243992A CN 110243992 A CN110243992 A CN 110243992A CN 201810195666 A CN201810195666 A CN 201810195666A CN 110243992 A CN110243992 A CN 110243992A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
catalyst
unit
synthesis gas
unstripped
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810195666.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110243992B (zh
Inventor
崔鑫
刘臻
常彬杰
刘兵
邓甜音
彭宝仔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Energy Investment Corp Ltd
National Institute of Clean and Low Carbon Energy
Original Assignee
China Energy Investment Corp Ltd
National Institute of Clean and Low Carbon Energy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Energy Investment Corp Ltd, National Institute of Clean and Low Carbon Energy filed Critical China Energy Investment Corp Ltd
Priority to CN201810195666.5A priority Critical patent/CN110243992B/zh
Publication of CN110243992A publication Critical patent/CN110243992A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110243992B publication Critical patent/CN110243992B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/10—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using catalysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

本发明涉及催化剂评价领域，公开了一种催化剂评价原料气的制备方法与催化剂工业评价测试系统，所述催化剂评价原料气的制备方法，包括以下步骤：(1)煤进料单元中经加热的煤进料与进气单元中的气化剂一同进入合成气发生单元中气化，制得粗合成气；(2)将制得的粗合成气分为两股气，一股进入燃气锅炉，制得水蒸汽，另一股进入煤气净化单元，制得净化合成气；(3)将制得的净化合成气分为两股气，一股与制得的水蒸汽一同进入装有变换催化剂的变换单元，制得初原料气；另一股通入压缩机中与制得的初原料气混合调配，制得组分宽变合成气；(4)通过激冷水喷淋调温，制得催化剂评价原料气。本发明可对不同种类和类型的催化剂进行评价。

Description

催化剂评价原料气的制备方法与催化剂工业评价测试系统
技术领域
本发明涉及催化剂评价领域，具体涉及一种催化剂评价原料气的制备方法与催化剂工业评价测试系统。
背景技术
煤化工的发展是以煤为原料，煤气化为龙头，利用煤气化合成气进行合成气制甲烷、合成气的水汽变换、合成气制甲醇以及间接液化等应用。在上述过程中，均离不开催化剂。在催化剂的开发过程中，通常包括实验室小试、中试放大(工业侧线)、工业应用的过程。特别是中试(工业侧线)过程，在催化剂的开发起着至关重要的作用，只有通过该过程的评价，才能够放心在工业中应用，从而提高研发的成功率，能有效的避免工业应用失败造成较大的损失。
然而，中试(工业侧线)所需要的条件要灵活多变，不同的催化剂，对中试(工业侧线)所需要的原料气组分、原料气的用量以及相应的温度、压力等不尽相同；而且中试(工业侧线)所用的原料气要求与工业气体一致，这样能够真实有效的反映出催化剂的工业应用情况，这些气源通常从工厂获得。但是，目前由于工厂自身生产条件的要求，所能提供的气源比较单一，特别是气体的组成，几乎不可变的。因此，工厂难以实现对气体组分的调节，甚至难以保障气体的用量。另外，工厂所提供的气量也通常较小，这些条件严重制约了催化剂的开发。
例如，现有技术CN101905139A公开了一种用于催化剂评价的装置和方法，该催化剂评价的装置由进气管路、原料管路、固定床微型反应器和流化床反应器。该发明主要应用实验室过程催化剂开发，催化剂在微型反应器进行评价，对于侧线的大剂量催化剂评价难以应用。
CN203465255U公开了一种多通道并行吸附剂或催化剂评价系统，包括多个储气罐；一级混气罐，每一个储气罐通过一个一级通道与一级混气罐连接在一起，并且，在所有的一级通道的预订位置上均安装一级质量流量计；多个水饱和器，每一个水饱和器通过一个二级通道与一级混气罐连接在一起；多个反应器，每一个反应器通过一个三级通道与一个水饱和器一一对应连接在一起；控温装置，控温装置与反应器和水饱和器连接；以及检测装置，检测装置与反应器连接。该实用新型仅仅提供了催化剂评价单元的操作，而整个系统包括原料气气源、催化剂评价以及尾气处理等过程尚未涉及，难以实现大规模的催化剂评价测试。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的催化剂评价原料气气源单一、气体组分难调节，气量小等问题，提供一种催化剂评价原料气的制备方法与与催化剂工业评价测试系统。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种催化剂评价原料气的制备方法，包括以下步骤：
(1)煤进料单元中经加热的煤进料与进气单元中的气化剂一同进入合成气发生单元中气化，制得粗合成气；
(2)将步骤(2)制得的粗合成气分为两股气，一股粗合成气进入燃气锅炉，制得水蒸汽，另一股粗合成气进入煤气净化单元，制得净化合成气；
(3)将步骤(3)制得的净化合成气分为两股气，一股净化合成气与步骤(2)制得的水蒸汽一同进入装有变换催化剂的变换单元，制得初原料气；另一股净化合成气通入压缩机中与制得的初原料气混合调配，制得组分宽变合成气；
(4)将组分宽变合成气通过激冷水喷淋调温，制得催化剂评价原料气。
本发明第二方面提供一种催化剂工业评价测试系统，包括煤进料单元、进气单元、合成气发生单元、煤气净化单元、变换单元，燃气锅炉、压缩机、催化剂评价单元和尾气处理单元；其中，煤进料单元中经加热的煤进料与进气单元中的气化剂一同进入合成气发生单元中气化，制得粗合成气；将制得的粗合成气分为两股气，一股粗合成气进入燃气锅炉，制得水蒸汽，另一股粗合成气进入煤气净化单元，制得净化合成气；将制得的净化合成气分为两股气，一股净化合成气与制得的水蒸汽一同进入装有变换催化剂的变换单元，制得初原料气；另一股净化合成气通入压缩机中与制得的初原料气混合调配，制得组分宽变合成气；将组分宽变合成气通过激冷水喷淋调温，制得催化剂评价原料气，最后将制得催化剂评价原料气通入装有所要评价催化剂的催化剂评价单元，剩余尾气进入尾气处理单元。
本发明第三方面提供一种催化剂工业评价测试系统，包括煤进料单元、进气单元、合成气发生单元、煤气净化单元、变换催化剂评价单元和尾气处理单元；其中，煤进料单元中经加热的煤进料与进气单元中的气化剂一同进入合成气发生单元中气化，制得粗合成气；将制得的粗合成气通入煤气净化单元，制得净化合成气；将制得的净化合成气通入变换催化剂评价单元，制得变换催化剂评价原料气；将制得变换催化剂评价原料气通入变换催化剂评价单元评价变化催化剂，剩余尾气进入尾气处理单元。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)可提供气量与工业化相同的气源进行催化剂的评价；
2)根据催化剂的需求，可对合成气的组分等进行调节；
3)可对甲烷催化剂、变换催化剂等不同种类和类型的催化剂进行评价。
附图说明
图1是实施例1中变换催化剂原料气制备过程及变换催化剂测试系统。
图2是实施例2中催化剂原料气制备过程及催化剂测试系统。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种催化剂评价原料气的制备方法，包括以下步骤：
(1)煤进料单元中经加热的煤进料与进气单元中的气化剂一同进入合成气发生单元中气化，制得粗合成气；
(2)将步骤(2)制得的粗合成气分为两股气，一股粗合成气进入燃气锅炉，制得水蒸汽，另一股粗合成气进入煤气净化单元，制得净化合成气；
(3)将步骤(3)制得的净化合成气分为两股气，一股净化合成气与步骤(2)制得的水蒸汽一同进入装有变换催化剂的变换单元，制得初原料气；另一股净化合成气通入压缩机中与制得的初原料气混合调配，制得组分宽变合成气；
(4)将组分宽变合成气通过激冷水喷淋调温，制得催化剂评价原料气。
本发明制备工艺在传统的煤气化工艺基础上，利用干粉(水煤浆)的进料量进行气量调节，利用水煤气变换技术和原料气根据所评价催化剂的要求进行原料气组分调配，利用激冷水喷淋，对合成气的温度进行调配，最终通过利用三种调节方式开发出组分、温度、气量可变的原料气。
根据本发明，为了较佳产气量的调节，步骤(1)中，所述气化条件包括：所述煤进料的流量控制在20～250kg/h(例如，可以为20kg/h、30kg/h、40kg/h、50kg/h、60kg/h、70kg/h、80kg/h、90kg/h、100kg/h、110kg/h、120kg/h、130kg/h、140kg/h、150kg/h、160kg/h、170kg/h、180kg/h、190kg/h、200kg/h、210kg/h、220kg/h、230kg/h、240kg/h、250kg/h以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值)，气化压力为0.5～6MPa(例如，可以为0.5MPa、1MPa、1.5MPa、2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值)，粗合成气的气量为50～500Nm3/h(例如，可以为50Nm3/h、100Nm3/h、150Nm3/h、200Nm3/h、250Nm3/h、300Nm3/h、350Nm3/h、400Nm3/h、450Nm3/h、500Nm3/h以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值)。
根据本发明，为了后续达到较好的气化效果，步骤(1)中，所述煤进料的加热温度为60-100℃，例如，可以为60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。
优选情况下，所述煤进料为煤粉或水煤浆，通过氮气带入煤进料单元。
根据本发明，为了后续较好的气化，步骤(1)中，当所述煤进料为煤粉时，所述气化剂为氧气和水蒸汽，氧气用量为15-200Nm3/h，水蒸汽用量为1～10kg/h；当所述煤进料为水煤浆时，所述气化剂为氧气，氧气用量为15-200Nm3/h，其中，煤进料通过氮气带入煤进料单元。
优选情况下，所述气化剂中还包括辅助气体，优选为压缩空气。
根据本发明，为了达到较好的组分调节，步骤(2)中，所述进入燃气锅炉粗合成气与进入煤气净化单元粗合成气的比例为1∶2.5～9，例如，可以为1∶2.5、1∶3、1∶3.5、1∶4、1∶4.5、1∶5、1∶5.5、1∶6、1∶6.5、1∶7、1∶7.5、1∶8、1∶8.5、1∶9以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。
根据本发明，为了实现较宽温度和组分的调节，步骤(3)中，所述变换催化剂为宽温变换催化剂，优选为耐硫宽温变换催化剂。
优选情况下，所述耐硫宽温变换催化剂的活性金属元素为钴、钼、锆和钾中的至少一种。
根据本发明，为了达到较好的组分调节，步骤(3)中，所述进入变换单元净化合成气与进入压缩机净化合成气的比例为1∶0.1～2。
根据本发明，步骤(3)中，所述组分宽变合成气的有效气组分可调节范围为CO：3～65％，H2：25～90％。
根据本发明，为了实现较宽温度范围的调节，步骤(4)中，所述激冷水的用量为0.01～0.2m3/h。
根据本发明，步骤(4)中，所述催化剂评价原料气的有效气体包括CO、H2组分，所述CO、H2组分的可调节范围为CO：3～65％，H2：25～90％，所述催化剂评价原料气的可调温度范围为200～280℃，所述催化剂评价原料气的产气量可调范围为50～500Nm3/h，该原料气可用于不同的煤化工催化剂的中试(工业侧线)评价，例如可针对甲烷化催化剂、甲醇催化剂等不同的煤化工催化剂进行中试(工业侧线)评价，为催化剂的工业应用提供依据。
本发明提供了一种催化剂工业评价测试系统，包括煤进料单元、进气单元、合成气发生单元、煤气净化单元、变换单元，燃气锅炉、压缩机、催化剂评价单元和尾气处理单元；其中，煤进料单元中经加热的煤进料与进气单元中的气化剂一同进入合成气发生单元中气化，制得粗合成气；将制得的粗合成气分为两股气，一股粗合成气进入燃气锅炉，制得水蒸汽，另一股粗合成气进入煤气净化单元，制得净化合成气；将制得的净化合成气分为两股气，一股净化合成气与制得的水蒸汽一同进入装有变换催化剂的变换单元，制得初原料气；另一股净化合成气通入压缩机中与制得的初原料气混合调配，制得组分宽变合成气；将组分宽变合成气通过激冷水喷淋调温，制得催化剂评价原料气，最后将制得催化剂评价原料气通入装有所要评价催化剂的催化剂评价单元，剩余尾气进入尾气处理单元。
本发明建立的一套催化剂工业评价系统可实现长周期的稳定运行，并能够通过温度，进煤的原料，流量，压力等参数对合成的CO、H2根据催化剂的需要进行调节，也可对合成气的用量进行调节，保证催化剂评价的有效性和实用性。
根据本发明，为了较好地实现煤气化，所述合成气发生单元为气流床气化炉。
根据本发明，为了计量、分析、计算评价催化剂的性能，所述催化剂评价单元包括催化剂的反应器、计量和分析仪表。
优选情况下，所述反应器为固定床反应器和流化床反应器。
在本发明中，为了实现较好的温度调节，催化剂的装填量为5～500L。
根据本发明，为了除去剩余尾气，所述尾气处理单元包括尾气燃烧火炬和/或燃气锅炉。
本发明提供了一种催化剂工业评价测试系统，包括煤进料单元、进气单元、合成气发生单元、煤气净化单元、变换催化剂评价单元和尾气处理单元；其中，煤进料单元中经加热的煤进料与进气单元中的气化剂一同进入合成气发生单元中气化，制得粗合成气；将制得的粗合成气通入煤气净化单元，制得净化合成气；将制得的净化合成气通入变换催化剂评价单元，制得变换催化剂评价原料气；将制得变换催化剂评价原料气通入变换催化剂评价单元评价变化催化剂，剩余尾气进入尾气处理单元。
本发明建立的一套变换催化剂工业评价系统可实现长周期的稳定运行，并能够通过温度，进煤的原料，流量，压力等参数对合成的CO、H2根据催化剂的需要进行调节，也可对合成气的用量进行调节，保证催化剂评价的有效性和实用性。
根据本发明，所述合成气发生单元为气流床气化炉。
根据本发明，所述变换催化剂评价单元包括催化剂的反应器、计量和分析仪表。
优选情况下，所述反应器为固定床反应器和流化床反应器。
在本发明中，为了实现较好的温度调节，催化剂的装填量为5～500L。
根据本发明，所述尾气处理单元包括尾气燃烧火炬和/或燃气锅炉。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，在没有特别说明的情况下，所用原料均采用市售产品。
实施例1
1、变换催化剂工业评价测试系统，如图1所示，包括煤进料单元、进气单元、合成气发生单元、煤气净化单元、变换单元，燃气锅炉、压缩机、催化剂评价单元和尾气处理单元；包括以下步骤：
(1)煤以煤粉的形式通过氮气(用量为100Nm3/h)带入煤进料单元，在煤进料单元中煤粉通过蒸汽伴热加热至80℃，气化炉预先预热至900℃，煤粉通过煤粉流量计控制煤粉流量为250kg/h进入合成气发生单元(气化炉)中，同时氧气以200kg/h的流量通过进气单元(其中，启动设备压缩空气气体用量30Nm3/h)进入到合成气发生单元(气化炉)，气化温度提高至1300℃时，水蒸汽以20kg/h进入合成气发生单元(气化炉)；稳定运行后，提高合成气发生单元(气化炉)压力至3.8MPa，制得粗合成气，其中有效合成气产量为450Nm3(CO+H2)/h；
(2)将步骤(2)制得的粗合成气通入煤气净化单元，水洗除尘，制得净化合成气，温度为220℃，组成为CO：62％，H2：25％，CO2：8％，N2：5％；
(3)将步骤(3)制得的净化合成气通入耐硫变换催化剂评价单元，催化剂的热点温度为433.8℃，变换催化剂用量为135L，制得变换催化剂评价原料气，组成为CO：18％，H2：45％，CO2：33％，N2：4％；
(4)变换催化剂评价：变换催化剂的转化率通过变换前后气体的气相色谱分析结果进行分析计算，变换的反应温度和热点温度通过设置在反应器不同位置的热电偶进行测量，以便获取合适的反应温度，步骤(3)所获得产品满足甲醇原料气生产要求，变换转化率为60％；变换产品气经过处理后进入尾气处理单元，通过燃气锅炉燃烧制取蒸汽。
实施例2
1、催化剂工业评价测试系统，如图2所示，包括催化剂评价单元和尾气处理单元，还包括煤进料单元、进气单元、合成气发生单元、煤气净化单元、变换单元，燃气锅炉和压缩机；包括以下步骤
(1)在1500℃，压力3.8MPa条件下，将煤粉250kg/h、氧气200kg/h，水蒸气20kg/h，通入小型气化炉中进行气化，得到粗合成气约500Nm3(CO+H2)/h，合成气组成为CO：62％，H2：25％，CO2：8％，N2：5％；
(2)将步骤(2)制得的粗合成气分为两股气，一股粗合成气100Nm3/h进入燃气锅炉，制得水蒸汽220kg/h，另一股粗合成气400Nm3/h进入煤气净化单元，除去粉尘，制得净化合成气330Nm3/h；
(3)将步骤(3)制得的净化合成气分为两股气，一股净化合成气330Nm3/h与步骤(2)制得的水蒸汽220kg/h一同进入装有变换催化剂的变换单元，经过调整净化合成气中CO与H2的比例，制得初原料气70Nm3/h，变换后初原料气组成为CO：12.8％，H2：48％，CO2：36.2％，N2：3％；另一股净化合成气通入压缩机中与制得的初原料气混合调配，制得组分宽变合成气，组成为CO：21.1％，H2：43.2％，CO2：30.8％，N2：4.9％；
(4)将组分宽变合成气通过激冷水喷淋调温，制得温度为280℃的催化剂评价原料气；
(5)将制得的催化剂评价原料气通入甲醇催化剂测试系统，进行工业级性能评价，其中甲醇催化剂装填量为30L，测得甲醇的总转化率可达98％。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种催化剂评价原料气的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)煤进料单元中经加热的煤进料与进气单元中的气化剂一同进入合成气发生单元中气化，制得粗合成气；
(2)将步骤(2)制得的粗合成气分为两股气，一股粗合成气进入燃气锅炉，制得水蒸汽，另一股粗合成气进入煤气净化单元，制得净化合成气；
(3)将步骤(3)制得的净化合成气分为两股气，一股净化合成气与步骤(2)制得的水蒸汽一同进入装有变换催化剂的变换单元，制得初原料气；另一股净化合成气通入压缩机中与制得的初原料气混合调配，制得组分宽变合成气；
(4)将组分宽变合成气通过激冷水喷淋调温，制得催化剂评价原料气。
2.根据权利要求1所述的催化剂评价原料气的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述气化条件包括：煤进料的流量控制在20～250kg/h，气化温度为1300～1500℃，气化压力为0.5～6MPa，粗合成气的气量为50～500Nm3/h。
3.根据权利要求1所述的催化剂评价原料气的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述煤进料的加热温度为60-100℃。
4.根据权利要求1所述的催化剂评价原料气的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，当所述煤进料为煤粉时，所述气化剂为氧气和水蒸汽，氧气用量为15-200Nm3/h，水蒸汽用量为1～10kg/h；当所述煤进料为水煤浆时，所述气化剂为氧气，氧气用量为15-200Nm3/h，其中，煤进料通过氮气带入煤进料单元。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化剂评价原料气的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述进入燃气锅炉粗合成气与进入煤气净化单元粗合成气的比例为1∶2.5～9。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化剂评价原料气的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述变换催化剂为宽温变换催化剂，优选为耐硫宽温变换催化剂；
优选地，所述耐硫宽温变换催化剂的活性金属元素为钴、钼、锆和钾中的至少一种。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化剂评价原料气的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述进入变换单元净化合成气与进入压缩机净化合成气的比例为1∶0.1～2。
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化剂评价原料气的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述组分宽变合成气的有效气组分可调节范围为CO：3～65％，H2：25～90％。
9.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化剂评价原料气的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述激冷水的用量为0.01～0.2m3/h。所述组分宽变合成气的温度可调节范围为200～250℃。
10.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化剂评价原料气的制备方法，其特征在于，所述催化剂评价原料气的有效气体包括CO、H2组分，所述CO、H2组分的可调节范围为CO：3～65％，H2：25～90％，所述催化剂评价原料气的可调温度范围为200～280℃，所述催化剂评价原料气的产气量可调范围为50～500Nm3/h。
11.一种催化剂工业评价测试系统，其特征在于，包括煤进料单元、进气单元、合成气发生单元、煤气净化单元、变换单元，燃气锅炉、压缩机、催化剂评价单元和尾气处理单元；其中，煤进料单元中经加热的煤进料与进气单元中的气化剂一同进入合成气发生单元中气化，制得粗合成气；将制得的粗合成气分为两股气，一股粗合成气进入燃气锅炉，制得水蒸汽，另一股粗合成气进入煤气净化单元，制得净化合成气；将制得的净化合成气分为两股气，一股净化合成气与制得的水蒸汽一同进入装有变换催化剂的变换单元，制得初原料气；另一股净化合成气通入压缩机中与制得的初原料气混合调配，制得组分宽变合成气；将组分宽变合成气通过激冷水喷淋调温，制得催化剂评价原料气，最后将制得催化剂评价原料气通入装有所要评价催化剂的催化剂评价单元，剩余尾气进入尾气处理单元。
12.根据权利要求11所述的催化剂工业评价测试系统，其特征在于，所述合成气发生单元为气流床气化炉。
13.根据权利要求11所述的催化剂工业评价测试系统，其特征在于，所述催化剂评价单元包括催化剂的反应器、计量和分析仪表；
优选地，所述反应器为固定床反应器和流化床反应器；
优选地，催化剂的装填量为5～500L。
14.根据权利要求11所述的催化剂工业评价测试系统，其特征在于，所述尾气处理单元包括尾气燃烧火炬和/或燃气锅炉。
15.一种催化剂工业评价测试系统，其特征在于，包括煤进料单元、进气单元、合成气发生单元、煤气净化单元、变换催化剂评价单元和尾气处理单元；其中，煤进料单元中经加热的煤进料与进气单元中的气化剂一同进入合成气发生单元中气化，制得粗合成气；将制得的粗合成气通入煤气净化单元，制得净化合成气；将制得的净化合成气通入变换催化剂评价单元，制得变换催化剂评价原料气；将制得变换催化剂评价原料气通入变换催化剂评价单元评价变化催化剂，剩余尾气进入尾气处理单元。
16.根据权利要求15所述的催化剂工业评价测试系统，其特征在于，所述合成气发生单元为气流床气化炉。
17.根据权利要求15所述的催化剂工业评价测试系统，其特征在于，所述变换催化剂评价单元包括催化剂的反应器、计量和分析仪表；
优选地，所述反应器为固定床反应器和流化床反应器；
优选地，催化剂的装填量为5～500L。
18.根据权利要求15所述的催化剂工业评价测试系统，其特征在于，所述尾气处理单元包括尾气燃烧火炬和/或燃气锅炉。
CN201810195666.5A 2018-03-09 2018-03-09 催化剂评价原料气的制备方法与催化剂工业评价测试系统 Active CN110243992B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810195666.5A CN110243992B (zh) 2018-03-09 2018-03-09 催化剂评价原料气的制备方法与催化剂工业评价测试系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810195666.5A CN110243992B (zh) 2018-03-09 2018-03-09 催化剂评价原料气的制备方法与催化剂工业评价测试系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110243992A true CN110243992A (zh) 2019-09-17
CN110243992B CN110243992B (zh) 2022-10-11

Family

ID=67882792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810195666.5A Active CN110243992B (zh) 2018-03-09 2018-03-09 催化剂评价原料气的制备方法与催化剂工业评价测试系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110243992B (zh)

Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030083391A1 (en) * 2001-10-23 2003-05-01 Jahnke Fred C. Making fischer-tropsch liquids and power
CN1418935A (zh) * 2001-11-13 2003-05-21 中国科学院过程工程研究所 以天然气和煤为原料的合成气制备方法及其制备炉
CN1702037A (zh) * 2005-06-28 2005-11-30 庞玉学 一种烃类蒸汽转化制备co和合成气及甲醇的方法
CN1880412A (zh) * 2005-04-15 2006-12-20 赫多特普索化工设备公司 净化由气化装置得到的气体的方法
CN101100622A (zh) * 2007-07-16 2008-01-09 张文慧 一种利用焦炉气生产合成天然气的方法及其装置
CN101285004A (zh) * 2007-04-11 2008-10-15 中国科学院工程热物理研究所 一种多功能能源系统
CN101631604A (zh) * 2007-02-20 2010-01-20 林德股份公司 由合成粗煤气生产气体产品的方法
CN101880558A (zh) * 2009-05-07 2010-11-10 赫多特普索化工设备公司 代用天然气的生产方法
CN101905139A (zh) * 2010-07-09 2010-12-08 神华集团有限责任公司 用于催化剂评价的装置和方法
CN101993730A (zh) * 2009-08-12 2011-03-30 中国科学院工程热物理研究所 基于化石燃料化学能适度转化的多功能能源系统
CN102229827A (zh) * 2011-05-14 2011-11-02 大连瑞克科技有限公司 一种生产合成天然气的方法
CN203465255U (zh) * 2013-09-17 2014-03-05 北京科技大学 一种多通道并行吸附剂或催化剂评价系统
CN103694074A (zh) * 2013-12-20 2014-04-02 华南理工大学 一种以煤和焦炉气为原料制烯烃的系统及工艺
US20140147362A1 (en) * 2012-11-28 2014-05-29 Hitachi, Ltd. Shift Catalyst, Gas Purification Method and Equipment of Coal Gasifier Plant
CN104774662A (zh) * 2014-12-18 2015-07-15 神华集团有限责任公司 一种将粗合成气直接转化为富含甲烷气体的工艺
CN104986732A (zh) * 2015-07-03 2015-10-21 赛鼎工程有限公司 利用焦炉煤气和煤制气制备合成气的方法
CN105016297A (zh) * 2015-07-03 2015-11-04 赛鼎工程有限公司 一种合成气的制备方法
CN105132054A (zh) * 2015-07-03 2015-12-09 赛鼎工程有限公司 一种生产合成气的方法
CN106118773A (zh) * 2016-07-16 2016-11-16 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种氢气完全转化的合成气甲烷化工艺
CN106433827A (zh) * 2016-07-18 2017-02-22 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种含硫合成气进行甲烷化的工艺
CN106675600A (zh) * 2015-11-09 2017-05-17 神华集团有限责任公司 煤气化装置及采用该煤气化装置的富产氢气的煤气化方法
CN106867586A (zh) * 2015-12-14 2017-06-20 神华集团有限责任公司 一种煤的气化方法和气化装置
CN107032954A (zh) * 2017-05-03 2017-08-11 中为(上海)能源技术有限公司 利用煤炭地下气化产品气生产甲醇及其衍生物的方法
CN107164594A (zh) * 2017-07-12 2017-09-15 北京中晋中石冶金化工技术有限公司 一种bgl气化气体经双重整转化生产直接还原铁的系统及方法

Patent Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030083391A1 (en) * 2001-10-23 2003-05-01 Jahnke Fred C. Making fischer-tropsch liquids and power
CN1418935A (zh) * 2001-11-13 2003-05-21 中国科学院过程工程研究所 以天然气和煤为原料的合成气制备方法及其制备炉
CN1880412A (zh) * 2005-04-15 2006-12-20 赫多特普索化工设备公司 净化由气化装置得到的气体的方法
CN1702037A (zh) * 2005-06-28 2005-11-30 庞玉学 一种烃类蒸汽转化制备co和合成气及甲醇的方法
CN101631604A (zh) * 2007-02-20 2010-01-20 林德股份公司 由合成粗煤气生产气体产品的方法
CN101285004A (zh) * 2007-04-11 2008-10-15 中国科学院工程热物理研究所 一种多功能能源系统
CN101100622A (zh) * 2007-07-16 2008-01-09 张文慧 一种利用焦炉气生产合成天然气的方法及其装置
CN101880558A (zh) * 2009-05-07 2010-11-10 赫多特普索化工设备公司 代用天然气的生产方法
CN101993730A (zh) * 2009-08-12 2011-03-30 中国科学院工程热物理研究所 基于化石燃料化学能适度转化的多功能能源系统
CN101905139A (zh) * 2010-07-09 2010-12-08 神华集团有限责任公司 用于催化剂评价的装置和方法
CN102229827A (zh) * 2011-05-14 2011-11-02 大连瑞克科技有限公司 一种生产合成天然气的方法
US20140147362A1 (en) * 2012-11-28 2014-05-29 Hitachi, Ltd. Shift Catalyst, Gas Purification Method and Equipment of Coal Gasifier Plant
CN203465255U (zh) * 2013-09-17 2014-03-05 北京科技大学 一种多通道并行吸附剂或催化剂评价系统
CN103694074A (zh) * 2013-12-20 2014-04-02 华南理工大学 一种以煤和焦炉气为原料制烯烃的系统及工艺
CN104774662A (zh) * 2014-12-18 2015-07-15 神华集团有限责任公司 一种将粗合成气直接转化为富含甲烷气体的工艺
CN104986732A (zh) * 2015-07-03 2015-10-21 赛鼎工程有限公司 利用焦炉煤气和煤制气制备合成气的方法
CN105016297A (zh) * 2015-07-03 2015-11-04 赛鼎工程有限公司 一种合成气的制备方法
CN105132054A (zh) * 2015-07-03 2015-12-09 赛鼎工程有限公司 一种生产合成气的方法
CN106675600A (zh) * 2015-11-09 2017-05-17 神华集团有限责任公司 煤气化装置及采用该煤气化装置的富产氢气的煤气化方法
CN106867586A (zh) * 2015-12-14 2017-06-20 神华集团有限责任公司 一种煤的气化方法和气化装置
CN106118773A (zh) * 2016-07-16 2016-11-16 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种氢气完全转化的合成气甲烷化工艺
CN106433827A (zh) * 2016-07-18 2017-02-22 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种含硫合成气进行甲烷化的工艺
CN107032954A (zh) * 2017-05-03 2017-08-11 中为(上海)能源技术有限公司 利用煤炭地下气化产品气生产甲醇及其衍生物的方法
CN107164594A (zh) * 2017-07-12 2017-09-15 北京中晋中石冶金化工技术有限公司 一种bgl气化气体经双重整转化生产直接还原铁的系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110243992B (zh) 2022-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2110425B2 (en) Process and plant for substitute natural gas
Iyer et al. Generalized thermodynamic analysis of methanol synthesis: Effect of feed composition
Hinderink et al. Exergy analysis with a flowsheeting simulator—II. Application; synthesis gas production from natural gas
CN105955020B (zh) 一种水煤浆气化过程的dmc-pid多变量控制方法
Maroño et al. Hydrogen-rich gas production from oxygen pressurized gasification of biomass using a Fe–Cr water gas shift catalyst
Xiang et al. A novel path toward methanol and olefins production fueled by syngas via a coupling of coke-oven gas reforming with pulverized coke chemical looping combustion
Hoo et al. Air gasification of empty fruit bunch: an Aspen Plus model
Weber et al. Developing a simulation model for a mixed alcohol synthesis reactor and validation of experimental data in IPSEpro
Meng et al. CO hydrogenation combined with water-gas-shift reaction for synthetic natural gas production: a thermodynamic and experimental study
Martín et al. Integration of wind, solar and biomass over a year for the constant production of CH4 from CO2 and water
Cho et al. Techno-economic assessment and early-stage screening of CO2 direct hydrogenation catalysts for methanol production using knowledge-based surrogate modeling
CA2262070A1 (en) Process for the autothermal reforming of a hydrocarbon feedstock
Santos et al. Carbon dioxide conversion via reverse water-gas shift reaction: Reactor design
CN109399563B (zh) 大中型副产过热蒸汽的非催化部分氧化方法及装置
KR101494796B1 (ko) 합성가스의 전환 시스템 및 방법
CN110243992A (zh) 催化剂评价原料气的制备方法与催化剂工业评价测试系统
Maroño et al. Performance of Fe–Cr based WGS catalysts prepared by co-precipitation and oxi-precipitation methods
Janbarari et al. Simulation and optimization of water gas shift process in ammonia plant: Maximizing CO conversion and controlling methanol byproduct
CN112708478A (zh) 一种低水气比co变换装置及方法
US9254469B2 (en) Treatment of synthesis gases from a gasification facility
Carotenuto et al. Combined heat and power generation from mechanically dewatered sewage sludge: Numerical modelling
Im-orb et al. Performance analysis and optimization of the biomass gasification and fischer-tropsch integrated process for green fuel productions
Wu et al. A conceptual design of a stand-alone hydrogen production system with low carbon dioxide emissions
Daful et al. Simulation of a NGCC Power Generation Plant for the Production of Electricity from CO 2 Emissions Part I: The Methanation Reactor
Ay et al. Design studies for monolithic high temperature shift catalysts: Effect of operational parameters

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 100011 Beijing Dongcheng District, West Binhe Road, No. 22

Applicant after: CHINA ENERGY INVESTMENT Corp.,Ltd.

Applicant after: Beijing low carbon clean energy Research Institute

Address before: 100011 Beijing Dongcheng District, West Binhe Road, No. 22

Applicant before: CHINA ENERGY INVESTMENT Corp.,Ltd.

Applicant before: NATIONAL INSTITUTE OF CLEAN-AND-LOW-CARBON ENERGY

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant