来源于： 中国化工报

记者12月26日从湖南安淳高新技术有限公司获悉，由其承担完成的相变移热等温反应器及应用项目近日通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。工业实践证明，该反应器单炉能力大，易于大型化，催化剂使用寿命长，工艺流程简短，已成功应用于甲醇合成和变换反应。鉴定委员会认为，该反应器技术指标先进，处于国际领先水平，建议加快该成果的拓展开发和推广应用。
　　低压甲醇合成是一个可逆放热反应，且催化剂活性温区较窄，容易出现超温、飞温现象，催化剂使用周期短。目前国内低压甲醇发展迅猛，但装置建设大多引进国外技术，存在阻力大、材质要求高、板壳之间焊缝容易拉裂、单台生产能力受限、投资高等问题。
　　针对这些问题，湖南安淳公司在2004年发明了相变移热等温甲醇反应器，并申请了国家发明专利。湖南安淳公司董事长、总工程师谢定中告诉中国化工报记者，该反应器有四大创新点：一是根据放热反应特点研发的布管方法可精确控制反应床层温度，温差≤10℃，反应效率高，催化剂使用寿命长，能量回收率高；二是开发的径向分布器使气体分布均匀，有效提高了催化剂利用率；三是设计的管板间均布催化剂装料管使催化剂装填均匀；四是发明的双套管特殊结构有效吸收膨胀应力，使用安全。
2005年，相变移热等温反应器首次用于山东德齐龙化肥公司10万吨/年甲醇合成装置，2009年用于云维集团24万吨/年联醇装置，至今已应用于全国化肥企业不同规模的联醇或单醇装置近30套。
他们还将相变移热等温反应器技术原理应用于高CO变换工艺，并于2009年申请了发明专利。2011年，第一套电石炉高CO尾气处理的相变移热等温变换系统在新疆天业成功投产，使CO浓度从78%降至2%～18%，CO2减排60％，后续生产甲醇能耗降低30％。2012年，该技术又应用到山西丰喜肥业（集团）临猗分公司水煤浆煤气CO变换，仅一个相变移热等温变换反应器就使CO浓度由45%降至0.6%；2013年，该装置由生产甲醇改造为生产合成氨，相变移热等温变换反应器同样满足了新的生产要求。目前，采用单套相变移热等温变换系统的山西阳煤太化54万吨/年航天炉煤气制合成氨和新疆中能30万吨/年合成氨装置正在建设安装，晋煤华昱高硫煤洁净利用化电热一体化示范项目一期工程（年产百万吨甲醇）等温变换系统正在工程设计和专利设备制造之中。
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　　CO与水蒸气在催化剂上反应生成H2和CO2的变换反应，广泛用于制氢、合成氨、合成甲醇、合成汽油、煤制天然气和环保尾气处理等工业领域。传统多段绝热变换反应技术，很难应用于高CO气体变换，若CO含量65%以上，变换反应会很剧烈，放出热量很大，出现飞温、超温，烧坏催化剂，造成频繁停车更换催化剂。而且，传统多段绝热变换反应技术采用多台变换炉，需配装繁杂的控温换热设备，反应流程长，系统阻力大，操作难度也较大。目前许多工业炉气体中也含有高浓度CO，是化工企业碳排放的重要源头，如何更好利用高浓度CO变换此前尚无成熟合理的解决方法。高浓度CO工业炉气体往往放空或作燃料烧掉，造成大量的资源浪费和碳排放。
　　相变移热等温反应器是根据气固相可逆放热反应原理，利用沸腾水相变高效移出反应热，实现等温反应。其研究程序和设计方法科学合理，安淳公司已开发出双管板、悬挂双套换热管和径向床结构的反应器。
专家观点——
　　　●中国氮肥工业协会原理事长王文善：相变移热等温反应器及应用技术开创了大型化相变移热等温反应器的新局面，不仅适用于甲醇合成工艺，且适合大型化高CO含量的深度变换工艺。它简化了流程，方便了操作，充分回收能量，节约能源，安全性能更好，应用领域很广，希望能大力开拓新的应用领域。
　　　●山东省化肥工业协会会长杨春升：在为氮肥、甲醇行业提供技术和服务的单位中，安淳公司不是最老的，也不是最大的，但无疑是最具特色、最具影响力的。多年来，安淳公司在我国合成氨、甲醇工业发展的各个阶段，都提供了强有力的技术支撑。他们研发的相变移热等温反应器在甲醇、变换装置上的成功应用，为化工强热效应反应条件下的热量转移提供了一套操作简单、装备紧凑、安全可靠的工艺设备。该类反应器在煤化工多种产品装备上也具有良好的应用前景。
　　　●烟台万华聚氨酯有限公司副总工程师李绍磊：一套化工装置中最关键的设备是化学反应器。安淳公司开发的等温反应器用途广泛，可大量用于中压和低压的气固相、气液相反应中，并且特别适用于煤制天然气中甲烷化反应，可完全避免目前生产装置由于防超温采用多个反应器和返回产品甲烷的弊端。由过去常规的绝热反应器替代为新型的等温反应器，由此带来的经济效益和社会效益不可估量。
　　　●阳煤集团太原化工新材料有限公司总经理韩喜民：安淳公司自主研发的高CO等温变换反应器及其系统技术属国内首创，解决了化学工业及环保尾气处理强放热反应中控温和热回收难题。该技术既可用于新上装置，也可用于传统变换装置改造，可在电石炉尾气以及煤制合成氨、煤制天然气、煤制氢、煤制油、煤制乙二醇、煤制甲醇、煤制烯烃等各类煤化工装置上应用，对粉煤加压连续气化、水煤浆加压连续气化、间歇式固定床气化生产的煤气CO变换都适用，特别对高CO、高汽气比煤气变换，其技术经济优势更明显。