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火狐行业专利成果信息第六期

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发布时间:2020-07-20 10:49

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高效节能的乙二醇/碳酸酯集成技术

 

项目成熟阶段:  £孵化期    ■生长期    £成熟期

项目来源:科技支撑计划、国家“863”项目、国家自然基金、企业委托

 

概况:本项目针对高能耗乙二醇的生产过程,建立高效节能的乙二醇/碳酸酯集成技术。乙二醇是一种重要的石油化工基础有机原料,主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及炸药等。我国目前乙二醇生产技术均是环氧乙烷直接水合生产工艺,是上世纪七十年代从国外引进的技术,水比高、选择性差、反应条件苛刻、能耗高,已成为企业发展的严重障碍。

 

技术特点:本技术与环氧乙烷直接水合法相比,具有以下的创新特点和优势:1)开发了环氧乙烷与二氧化碳反应经碳酸乙烯酯制备乙二醇的节能生产新工艺,极大地提高了原子利用率,使水比从22:1降至1.15:1,产率接近100%,乙二醇的产品质量远高于国家优级品标准,乙二醇UV值>82%(220nm)。2)建立了环氧乙烷环加成和水解/醇解反应的新型反应器系统和优化的集成生产工艺,能耗可降低35%以上。3)建立了乙二醇/碳酸酯集成技术,可有效地利用上游乙烯氧化制环氧乙烷过程排放的含二氧化碳废气,可根据市场需要灵活地调整生产方案,选择性地生产碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、乙二醇等多种产品。4)建立了具有自主知识产权的乙二醇/碳酸酯集成技术。

 

专利情况:已申请中国专利10项,建成10吨/年的乙二醇模试试验装置。

 

市场分析:随着近年来我国聚酯行业的飞速发展以及汽车产销量扩大所带动的防冻液需求不断增长,乙二醇消费量持续增加。表观消费量由1996年的78.6万吨增加到2006年的562.04万吨。预计2010年我国对乙二醇的总需求量将达710.0万吨。而截至2007年2月我国乙二醇总生产能力不足200万吨/年,市场前景良好。如果本课题最终形成的技术成果能够获得推广应用,将产生巨大的经济效益。如采用新工艺建立20万吨乙二醇装置,每年将新增产值14亿元,新增利税2.3亿元,节能31000吨标油,节能新增效益6000万元。

 

合作方式:技术开发和转让。

 

体育化所需条件:企业应提供相应的厂房、基础建设、资金和人员配合。工程方面,根据工程设计要求,进行催化剂的制备、工艺设计和工艺参数的优化。

混合碳四高效综合利用生产甲基丙烯酸甲酯

 

项目成熟阶段:£孵化期 £生长期 ■成熟期

项目来源:863支持项目、中石油横向项目

 

概况:目前我国甲基丙烯酸甲酯(MMA)的生产工艺全部采用传统的以丙酮和氢氰酸为原料的丙酮氰醇法,规模小、效益差、污染重,严重制约着MMA行业的发展。本项目以清洁C4为原料,替代了有毒有害原料,不使用强酸强碱,不产生硫酸氢氨等难处理副产物,将从根本上改变我国MMA工艺技术落后、环境污染严重的状况。

 

技术特点:1)新工艺以C4为原料,工艺清洁,路线简单;2)开发的新型催化剂具有良好的活性和稳定性,转化率达到99%左右,选择性达到91%左右,高于现有国际水平;3)新型结构的一步液相氧化酯化高效反应器;4)新型脱水过程及高效共沸分离和纯化技术。

 

专利情况:已申请13项中国发明专利,9项授权

 

市场分析: MMA主要用于有机玻璃行业,广泛用于汽车、建筑、设备部件、家用电器材料、光信息材料、电气部件封装、卫生洁具等。高性能MMA下游产品,如光学级有机玻璃、防射线有机玻璃、光导纤维等的不断开发成功,为其市场应用注入了新的活力。伦敦化学系统咨询公司(NCS)预测,未来几年全球MMA市场需求以每年4.5%~4.8%的速度增长,特别是我国MMA市场年均增长速度高达13%,未来几年将成为仅次于美国和日本的全球第三大消费市场。预计2010年国内MMA需求量约60万吨。

 

合作方式:根据实际情况确定。

 

体育化所需条件:企业应提供相应的厂房、基础建设、资金和人员配合,并需具备2000吨/年以上叔丁醇或异丁烯的原料供应。工程方面,根据企业的要求,需有针对性的进行工艺设计、自动控制系统设计和工艺参数的优化工作。


乙腈法抽提丁二烯新型离子液体添加剂

 

项目成熟阶段:£孵化期 £生长期 ■成熟期

项目来源:企业委托

 

概况:丁二烯是一种重要的石油化工基础有机原料和合成橡胶单体,是C4馏分中最重要的组分之一,在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯。将丁二烯从C4混合物中有效地分离出来十分重要。我国目前拥有多套ACN萃取精馏生产丁二烯的工业装置,工艺路线相似,萃取体系采用乙腈加水的二元体系,但都存在能耗较大问题。本项目开发了高性能离子液体萃取添加剂用于乙腈法抽提丁二烯技术,实现高效选择性萃取分离,提高现有丁二烯的生产效率,回收循环利用离子液体降低萃取剂成本,降低能耗。

 

技术特点: 乙腈法抽提丁二烯中加入高效清洁节能分离精制的新型离子液体介质,一方面增加混合C4的溶解度和相对挥发度,在不改变原有工艺路线和操作条件下,实现增产节能的目标,便于产生效益和大面积推广应用,另一方面是采用全新的萃取体系和与其相适应的最优工艺路线,进一步增产节能。新工艺利用的离子液体,为绿色溶剂,几乎没有蒸汽压,在工艺内部有效循环利用而不损耗,对环境非常友好。新工艺还可在DMF工艺和NMP工艺中进一步推广应用。

 

专利情况:已申请中国专利1项。

 

市场分析:丁二烯抽提溶剂改性不仅仅对于丁二烯的生产具有现实意义,而且对于烃类体系的萃取精馏分离同样也具有重要的参考和推广价值。从经济效益方面分析,这一技术开发成功,将会改变我国利用ACN萃取精馏生产丁二烯落后于国外的现状,其成果能够获得推广应用,所产生的经济效益将是显著的。以目前全国ACN法萃取精馏生产丁二烯的总产量每年31.5万吨来计算,每年便可节约乙腈溶剂约352吨,节约蒸汽约70.5万吨,节约用电376万度左右。

 

合作方式:根据企业具体情况和碳四的主要成分、乙腈法抽提丁二烯的具体工艺要求,有针对性地进行技术开发。

 

体育化所需条件:无特殊要求。

 


低温液相合成气制甲醇新工艺

 

项目成熟阶段:£孵化期 ■生长期 £成熟期

项目来源:科技支撑计划、国家“863”项目

 

概况:甲醇消费量仅次于乙烯、丙烯和苯,居第4位,广泛用于有机中间体、医药、农药、染料、涂料、塑料、合成纤维、合成橡胶及其他化工生产中,并且可用作替代能源——醇醚燃料。目前工业化合成甲醇较好的工艺参数为230-250℃、7MPa,单程转化率约60%。本项目低温液相合成甲醇具有以下优势:良好的温控能力和散热能力,反应温度低;较广的原料气适应性,高的单程转化率。

 

技术特点:浆态床反应器,160-180℃、5MPa,最高转化率>70%,甲醇选择性>99%。

 

专利情况:已申请1项专利。

 

市场分析:2006年全球甲醇生产能力已接近4800万t/a,总消费量达3680万t。2007年我国精甲醇累计产量为1076万吨,能耗约1700万吨标煤。采用新工艺可大幅度降低能耗和操作成本。

 

合作方式:技术开发和转让。

 

体育化所需条件:企业应提供相应的厂房、基础建设、资金和人员配合。工程方面,根据工程设计要求,进行催化剂的制备、工艺设计和工艺参数的优化。


合成气加压流化床甲烷化技术

 

项目成熟阶段:   □孵化期     ■生长期    □成熟期

 

概况:我国天然气资源的不足和煤炭资源分布与需求的逆向分布使得利用煤、生物质等固体燃料生产替代天燃气SNG成为了国家不可缺少的战略需求。在各种可能的煤、生物质转化制备SNG的技术中(如加氢气化、催化气化),集成气化与合成气甲烷化的工艺被认为是最可靠的工业化技术路线。因此,煤、生物质制备SNG关键技术是气化和合成气甲烷化。我国仍无自主知识产权的合成气甲烷化技术,致使各种可能的甲烷化技术的研发在国内几乎处于同等水平。

 

技术特点:课题组根据国内外技术现状,针对合成气甲烷化是高放热、且体积缩小的过程,选择确定了等温甲烷化的技术方向,并基于课题组在流化床技术方面的优势,率先在国内申请了流化床甲烷化工艺专利,建立了国内第一套加压(50atm)流化床甲烷化试验平台,开展了相应的工艺研究,揭示了技术可行性,目前正在开展流化床甲烷化的催化剂研发。

 

专利和实际应用情况:计划将2010年成功实施等温甲烷化技术工艺的中试,2-3年左右实现技术商业化。

 

市场分析:国内开展类似技术研发的高校院所中,过程所进度快,且占据了IP优势。国内大型火狐类企业也进行了相关工作,并与过程所开展了接触,意欲资助过程所经费,开展共同研发,共享知识产权。

 

合作方式:过程所需要引入经费和工程设计能力(特别是加压流化床反应器),催化剂的工业生产希望引入FCC的制备技术。


秸秆半纤维素水解液发酵丁醇及木质素纤维素综合利用技术与体育化

项目成熟阶段:   □孵化期     ■生长期     □成熟期

 

概况:项目首次建成秸秆半纤维素发酵丁醇及多联产的中试生产线;研制出以减压蒸馏、离子交换、电渗析等为主导的秸秆半纤维素水解液精制分离新工艺;为秸秆发酵燃料丁醇工业化生产提供了一条新的技术路线。

 

技术特点:以粮食为原料生产生物燃料不仅不能满足社会需求,而且会危及粮食安全。另外,由于成本因素,发酵原料对丁醇的价格起着决定性影响。因此,选用廉价的可再生物质作为发酵原料成为降低成本的一种有效途径。秸秆中的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素,前两者可以降解为单糖用于发酵生产丁醇。但是纤维素的降解条件较为苛刻,需要消耗的大量纤维素酶才能使其有效降解,这样从秸秆中的己糖来生产丁醇就面临高成本的压力。而秸秆中的半纤维素较容易降解,使用稀酸处理的方法可以将半纤维素几乎全部降解为单糖。同时,用丙酮丁醇梭菌来发酵丙酮、丁醇和乙醇的时候及时用淀粉也只能达到2%左右的浓度,而这样的浓度用来源于秸秆的五碳糖来发酵也足以支持。秸秆在提取戊糖之后,剩余物在经过适当的处理之后可以用于造纸和饲料。项目所设计的用于秸秆半纤维素水解液发酵丁醇的装置系统及操作方法,可以将秸秆中的半纤维素全部降解为以木糖为主的五碳糖,木糖通过丙酮丁醇梭菌发酵得到丁醇等总溶剂,经蒸馏后可得到生物丁醇。而秸秆中的半纤维素被利用后所得到的富含纤维素和木质素的固形物,可以用作造纸或提取木质素后作饲料,为丁醇生产提供了一条高效的生产工艺路线。不仅降低了丁醇的生产成本,实现了秸秆的全生物量利用,联产丁醇,丙酮,乙醇,糠醛,饲料,体现了秸秆丁醇发酵的“零成本”;而且整个过程中不产生废弃物和污染,实现了秸秆生态高值转化。

 

专利和进展情况:该项目已建立了年产600吨秸秆酸水解木糖发酵燃料丁醇体育化示范工程。为秸秆酸水解木糖发酵5万吨级丁醇工业生产提供了工业化规模放大参数。申请中国发明专利29项,获中国授权发明专利9项;发表论文10篇;出版学术论著3部;多次获邀参加国内外重要学术会议,并进行大会报告。

 

市场分析:丁醇作为燃料具有良好水不溶性、低蒸汽压、高热比等特点,与燃料乙醇相比,能够与汽油达到更高的混合比,能量密度接近汽油,更适合在现有的燃料供应和分销系统中使用,被认为是比燃料乙醇更具有广泛应用前景的第三代生物燃料。同时,与石油炼制的运输燃料相比,生物丁醇还具有显著的环保效益,可减少石油精炼过程中温室气体的排放。经济性前景好,创新性强。

 

合作方式:合作开发。


尿素反应耦合法合成异氰酸酯(MDI)清洁工艺集成技术

 

项目成熟阶段:   □孵化期     ■生长期    □成熟期

项目来源:国家“十一五”科技支撑重大项目

 

概况:异氰酸酯的用途十分广泛,主要用于合成聚氨酯,也是农药、医药、染料、皮革等行业的重要的中间体。目前,我国MDI年需求量约为75万吨,其中进口约占55%。国际上的咨询机构预计未来5年全球MDI需求量将以5.4%/年左右的速度继续增长,到2011年需求量将超过480万吨,供应仍然紧张。特别是亚洲地区市场上的需求量将继续以较快速度增长,预计增长速度为7%/年,而中国需求增速将高达10%左右。目前,光气化法是国内外普遍采用的MDI工业生产方法。光气法的主要缺点是需使用剧毒的光气,且反应过程中生成氯化氢,对设备腐蚀严重,而且纯MDI的收率和质量也较低。目前光气法MDI大规模生产技术主要由拜耳、巴斯夫、道化学公司等跨国公司掌握,我国仅有烟台万华聚氨酯有限公司掌握了MDI光气法规模化生产技术。总体上说,我国异氰酸酯市场需求潜力巨大,产能不足,且生产成本过高,严重影响了国内聚氨酯材料的发展。

 

技术特点:中国科学院过程工程研究所自2003年开展了非光气法合成异氰酸酯(MDI)清洁工艺研究,提出将碳酸二甲酯与苯胺反应生成苯氨基甲酸甲酯副产甲醇、二苯基脲与甲醇反应生成苯氨基甲酸甲酯副产苯胺两个反应耦合,利用中间体交换由二苯基脲与碳酸二甲酯直接生成苯氨基甲酸甲酯,苯氨基甲酸甲酯与甲醛聚合生成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯,后经直接热解生产异氰酸酯新工艺路线,该反应过程无其它副产物生成,大大地提高了碳酸二甲酯和二苯基脲的利用率,减少了分离难度,增加了设备的利用率,降低了生产成本,实现了原子经济性,无任何污染物排放;并相应提出了了以廉价的尿素为原料与苯胺非催化法合成二苯基脲的新工艺,尿素与苯胺直接合成二苯基脲,副产的NH3易于分离,返回尿素合成过程循环利用。

 

专利情况:本项目已经申请中国发明专利三项。

 

应用前景:本项目无有害物排放,可实现污染物的源头减量,设备投资与操作费用也将大幅度降低。新工艺如实现体育化将推动我国异氰酸酯生产技术的自主创新与绿色化升级,也将带动碳酸二甲酯的大规模利用,开辟石油化工、煤化工、天然气化工新的体育链条,提升企业核心竞争力,技术经济与环境效益潜力巨大。采用本技术,生产1吨异氰酸酯(MDI)总成本约为14000元,1吨异氰酸酯(MDI)市场价格为16000~22000元,以1000吨/年中试规模的反应装置计算,年产值1500~2200万元。在万吨级大型生产装置开发成功后,技术优势将更加明显,经济效益和环境效益将显著提高。

 

体育化所需条件:拟共同建设千吨级工程示范装置,总投资约2000万元。

煤/重油分级利用热裂解气化技术

 

项目成熟阶段:   □孵化期     ■生长期    □成熟期

 

概况:我国煤资源的80%属于中高挥发分煤,传统的直接燃烧和气化不能利用其富含的挥发分和挥发分中所含的芳香环化学品,造成高值资源的浪费。通过煤炭热解制备油气、进而对半焦实施燃烧或气化的集成化技术是利用煤炭组成与结构特征、实现煤炭分级利用的有效途径。初步计算表明:通过热解制备SNG和燃料油的效率可达到75%和65%,远高于基于直接气化生产SNG(53%)与燃料油(42-52%)的效率,且固定投资、过程水耗明显降低。至今,针对热解与燃烧耦联的技术已经开展了许多研究。

 

技术特点:项目组利用其在双流化床技术方面的积累与优势,2009年在国内首次开展了热解与气化耦联的热解气化,同时生产热解气、热解油、合成气的新技术研发,建立了1000t/a级中试装置,完成了成功调试运行,为进一步优化技术工艺、形成可放大的技术奠定了坚实基础。

 

专利和实际应用情况:煤/重油热裂解气化技术目前暂时没有与企业合作,但已与大型火狐类企业开始探讨合作方式,并在推动国家项目的支持。可望在3年左右实现技术示范。

市场分析:我国原油的可采储量逐年下降,重质化和劣质化程度逐步加深。2008年我国原油消费量达到3.6亿吨,其中重质和劣质渣油达1.2亿吨以上,发展重油深加工技术、提低劣油利用率对于缓减我国油气资源短缺现状和降低重油加工成本具有重大战略意义。重油通常通过加氢和脱碳实现轻质化,但加氢反应条件苛刻,投资高,工艺复杂,致使工业化应用进展缓慢。以催化裂化和延迟焦化为代表的重油脱碳已得以迅速发展,但仅延迟焦化适合含硫、氮、金属和残炭值高的重油,但延迟焦化存在轻油收率低、不能同时利用石油焦、过程效率低、故障多(结焦)等系列问题。因此,开发集成脱碳和石油焦转化的重油/渣油分级综合利用技术十分必要,对提高我国未来重油加工能力、保障燃油安全供给具有重要意义。先进能源课题组将上述煤炭分级转化的热解气化技术应用于重质油加工,形成了渣油热裂化和石油焦气化的分级利用技术工艺,并已开始开展了相应的基础研究工作,计划在2010底完成重油/渣油裂解气化技术的工艺试验。

 

合作方式:合作开发。


褐煤分级轻度热解提质技术

 

项目成熟阶段:   □孵化期     ■生长期    □成熟期

项目来源:中科院支新项目

 

概况:褐煤热值低, 含水量高, 富含挥发分, 易风化、易自燃。轻度热解是提质褐煤,生产高热值、稳定性好的兰炭/半焦,实现褐煤高效利用的有效途径。目前普遍采用移动床热解, 难以处理20mm以下碎煤,造成资源浪费。

 

技术特点:课题组提出了褐煤分级轻度热解提质技术,利用气流床-流化床-移动床耦合的复合反应器实现对0-50mm的宽粒度分布褐煤的轻度热解,制备兰炭或半焦, 并同时实现对不同粒度煤的分级。

 

专利和实际应用情况:已与碳制品企业达成了共同实施1万吨/年规模的技术示范工程的合作合同。2009年获得中科院支新项目《新疆低阶煤高值转化技术放大及工业示范》和科技部新疆支疆项目经费支持。目前,完成了热解产品分配、反应动力学、煤颗粒分级、复合床流体动力学特性等系列基础研究,将在2010年2月开始进行1万吨/年示范工程设计,6月开工建设,计划2010年完成示范工程的调试运行。

 

市场分析:我国褐煤资源占全国煤炭资源总量的12.7%,总量达1500亿吨。该项目应用前景广阔。

 

合作方式:体育化联合体

 


碎煤预氧化流化床气化生产工业煤气技术

 

项目成熟阶段:   □孵化期     ■生长期    □成熟期

项目来源:国家科技支撑项目

 

概况:我国每年消耗1.0亿吨粒径20mm以上的精煤、利用小型固定床生产工业煤气,价格高、难以放大。基于前期开展的双流化床气化技术中试成果,通过技术优化提出了适应褐煤、长烟煤、弱粘结性烟煤的预氧化流化床气化技术工艺,申请了专利,开展了系列基础研究。

 

技术特点:将该技术应用于焦化过程产生的中煤、焦粉、煤泥等低阶煤,生产替代焦炉煤气的工业煤气

 

专利和实际应用情况:与煤焦类公司达成了共同实施10万吨/年规模的技术示范工程的合作合同,并于2009年获得了国家科技支撑项目《典型煤炭转化过程低阶煤综合利用关键技术与工程示范》经费支持。目前,针对示范用煤开展了前期研究,完成了煤处理量1000吨/年的中试装置设计,正在进行中试装置建设,根据项目进度规划,将在2010年6月开始进行示范工程的设计,10月开工建设。

 

合作方式:针对该项目,过程所还需要引进工程化设计公司,构成体育化联合体。


焦化过程煤炭分级与预热调湿集成技术

 

项目成熟阶段:   □孵化期     ■生长期    □成熟期

 

概况:我国的焦炭产量已近4.0亿吨/年,代表重要的煤炭利用过程和行业。煤炭焦化过程要求将煤炭粉碎至3mm以下,自煤矿运来的煤目前直接被全量送入粉碎过程,但原煤的60%本身已达3mm以下,导致粉碎过程的高能耗。同时,目前的煤直接被送入焦化炉,原煤的含水导致焦化过程低效率。焦化炉产生大量270℃左右的烟气,目前直接排放,形成了烟气显热的损失。

 

技术特点:课题组提出了利用焦炉烟气、同时实现分级与预热调湿的集成化技术工艺,开展了颗粒分级特性、煤脱水动力学、过程模拟等基础性研究

 

专利和实际应用情况: 与煤焦类企业合作,已基本建成了煤处理量2t/h的中试装置,根据进度将在2010年4月前完成中试,进一步通过技术优化与放大,届时将建立煤处理量400t/d的第一套工业装置。

 

合作方式:构建体育化联合体


煤焦油高效分离及加氢提质综合利用集成技术

 

项目成熟阶段:   □孵化期     ■生长期    □成熟期

项目来源:科技支撑计划、企业委托

 

概况:本项目针对复杂煤焦油的分离过程,建立高效、节能的焦油综合利用集成技术。煤焦油是煤炼焦过程中的副产物,2009年,我国煤焦油就达1000 万吨,占全球60%以上。焦油组分上万种,已从中分离并认定的单种化合物约500余种。我国焦油分离过程普遍存在能耗高、产品结构单一、深加工和综合利用能力较差等问题,目前已成为焦化企业的严重障碍。

 

技术特点:本技术具有以下的创新特点和优势:①煤焦油组分复杂、分析困难,本技术建立了煤焦油的分析方法和设备,可针对不同焦油组成进行定性和定量分析;②对现有工艺流程,通过夹点分析、热集成等手段可以降低能耗10%以上;③基于煤焦油组分分析可进行针对性的焦油分离流程设计。通过分离序列、热量交换等系统集成手段设计流程短、能耗低的新工艺,可根据市场需要灵活地调整生产方案,提高焦油组分的利用效率,对焦油的主要组成如萘、酚等精细化学品提取率达90%以上;④针对焦油过程中的低附加值馏分如洗油、蒽油等,进行加氢提质生产汽油、柴油产品,提高附加值(>1000元/吨焦油),同时也利用了炼焦过程中焦炉气中的氢源。

 

项目进展情况:煤焦油高效分离可以进行体育化设计、加氢提质已经完成小试。

 

市场分析:煤焦油是世界化工原料的重要来源,作为某些化学品的原料具有不可替代性。在3000万吨/年的世界芳烃产量中,有500万吨只能从煤热解物中得到,90%以上的蒽、苊、芘、酚等多环或杂环芳香族化合物仍需从煤焦油中提炼,咔唑、喹啉、噻吩等几乎100%仍将来自煤焦油。目前焦油的主要利用方式是通过不同的分离手段提取部分的化工原料,其他组分(~50%),作为低附加值的沥青或者燃料利用,造成资源和能源的极大浪费。同时分离能耗高、热量回收率低也是国内焦油加工的重要弊端(国内焦油吨能耗/MJ为1200~1300,国外平均为800~900)。因此本项目对于焦油加工的节能降耗和深加工具有广阔的市场前景。

 

合作方式:合作开发,技术转让。

 

体育化所需条件:一般工业用水电汽。

中小型煤/生物质燃气生产低焦油气化技术

 

项目成熟阶段:   □孵化期     ■生长期    □成熟期

 

概况:我国具有很多工业应用要求在工场现场利用煤、生物质制备数千至万立方/h规模的工业燃气。如,利用生物质生产工业用和民用的生物质燃气目前仍然使用间歇式移动床气化炉,焦油含量高、污染严重,使生物质气化燃气的推广应用受到了极大限制。同时,我国拥有较强的生产中小规模煤气发生炉的能力,但基于利用粒径20mm以上块煤的传统移动床气化技术,类似常压的Lurgi气化炉或分离热解与半焦气化的两段式块煤固定床气化炉。本项目以降低生物质气化生产燃气的焦油生成、利用20mm碎煤低成本生产工业燃气为目的。

 

技术特点:课题组提出了耦合流化床部分氧化热解与下吸式移动床半焦气化的新型两段低焦油气化技术工艺,开展了相关基础研究,建立了50kg/h级的试验平台,还与山东某企业合作,开发了新型的下吸式固定床气化装置,该装置的成功可直接与新型两段气化工艺结合,加快新技术的体育化。

 

合作方式:该技术的研发已形成中小型低焦油气化装置、生产工业及民用燃气为目的,目前处于工艺试验阶段,希望在2011年形成技术示范能力,希望与资金提供单位合作,共同研发。同时,有可能通过国家生物质燃气项目推动该技术的体育化。


煤-天然气/焦炉气共气化制备合成气/还原气

 

项目成熟阶段:   □孵化期     ■生长期    □成熟期

项目来源:国家自然科学基金、863项目

 

概况:将煤制合成气与天然气制合成气进行过程耦合,生产H2/CO灵活可调的合成气。其创新性是:克服了天然气制合成气需燃烧1/3左右天然气提供热量和H2/CO高的缺点、煤制合成气H2/CO低和热量过剩的缺点,并可通过调控喷吹参数(天然气、氧气和水蒸汽的比例)来调控合成气的成分。

 

技术特点:新技术将煤制合成气与天然气制合成气进行过程耦合,生产H2/CO灵活可调的合成气。其创新性是:克服了天然气制合成气需燃烧1/3左右天然气提供热量和H2/CO高的缺点、煤制合成气H2/CO低和热量过剩的缺点,并可通过调控喷吹参数(天然气、氧气和水蒸汽的比例)来调控合成气的成分。

 

专利和实际应用情况:发明1项专利。采用移动床,完成了规模为10-20m3/h产气量的试验,可产出H2/CO=1-2、CO+H2 >95%的粗合成气,明确了煤-天然气共气化的工程技术难点是煤-氧燃烧高温火焰温度的控制及控制方法,为开展工业试验奠定了基础。该研究为我国天然气化工和煤化工中合成气生产、冶金还原气生产提供了新的思路。

 

市场分析:可为我国天然气化工和煤化工中合成气生产、冶金还原气生产提供示范作用。

 

合作方式:技术转让或合作。

 


难选铁矿石循环流化床磁化焙烧技术

 

项目成熟阶段:   □孵化期     □生长期    ■成熟期

 

概况:在我国已探明的576多亿吨铁矿石储量中,大部分属于复杂难选铁矿石,难以被目前的重选、磁选、浮选及其联合流程有效地分选。磁化焙烧-磁选是这些难选铁矿石处理的有效方法,与传统的竖炉、回转窑磁化焙烧相比,流化床磁化焙烧可节能30%以上。中国科学院过程工程研究所从1958年开始从事复杂难选铁矿石流态化磁化焙烧理论及工程应用研究,于1965年建立了年处理3万吨铁矿石的流化床磁化焙烧中试工厂,近年来又开发了复杂难选铁矿石循环流化床磁化焙烧技术,在实验室小试和扩大实验成功的基础上,又建成了年处理能力10万吨的体育化示范工程。

 

技术特点:在我所1966年3万吨/年流化床磁化焙烧技术基础上,结合近年来流态化理论及流化床技术的发展,开发了难选铁矿石循环流化床磁化焙烧工艺及技术,提高了磁化焙烧反应效率。新开发的工艺中磁化焙烧尾气先在燃烧室中通过燃烧释放其中未反应还原性气体的潜热,再通过多级旋风筒预热器与冷铁矿石粉体换热回收热量;采用流态化冷却器回收高温焙烧矿的显热。本技术具有磁化焙烧效率高,焙烧过程热量回收利用充分等优点,可降低难选铁矿石粉体磁化焙烧过程的能耗,提高难选铁矿石磁化焙烧过程的经济性。

 

专利和实际应用情况:申请国家发明专利1项;完成10万吨/年体育化示范工程。

 

市场分析:我国钢铁高速增长的势头在短期内还难以得到有效的遏制,未来对铁矿石的需求还将大幅增加,铁矿石的供应形势不容乐观。采用本难选铁矿石循环流化床磁化焙烧磁选技术,可望实现几百亿吨难选铁矿石高效开发利用。若实现100亿吨难选铁矿石的利用,将能够生产出近40亿吨铁精矿,目前市场条件下产值可达3万亿元人民币以上,经济效益巨大。

 

合作方式:授权使用技术。

 

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