等温変換プロセスおよび触媒は信頼できるか？みんなで話し合いましょう

確かに国内には等温変換の炉が数台出現していますが、具体的な状況は不明です。状況を知っている方がいれば、教えていただけると助かります

湖南安淳社の等温変換炉は、すでに2年以上使用されています。

等温変換はすでに確立された技術で、多くのメーカーが導入を始めています。当社の技術改良プロジェクトでも等温変換を採用する予定です

ほとんどは2～3年以内に使用が終了し、現在のところ使用しているメーカーで問題が発生したという報告はありません。メタノール反応との変換比較から見ると、変換炉の条件は厳しくなく、設備の寿命についても問題ないはずだ

改造後、合成アンモニア製造における4つのエネルギー消費が大幅に削減　第4世代の制御可能な熱移動変換技術で突破口が見出される　著者/出典：中国化工報　日付：2016年3月8日　クリック数：215　中国化工報の記者が陽煤豊喜集団の临猗支社から得た情報によると、3月4日時点で、同社が南京敦先化工科技有限公司の特許技術を活用して建設した年間25万トン規模の合成アンモニア製造装置は、1ヶ月間安定して稼働し、エネルギー消費の大幅な削減が実現している。この装置の安定した運転は、我が国が独自に開発した第4世代の制御可能な熱移動変換技術が大きなブレークスルーを達成したことを示しています。 元の装置と比較して、改造後の圧縮機の電力消費量は55KWh/tNH3減少し、蒸気消費量は465kg/tNH3から100kg/tNH3に低下した。また、循環冷却水の消費量も元の12m3/tNH3から4m3/tNH3に減少した。その結果、1トンのアンモニアを生産する際のエネルギー消費量は1984.86MJ削減され、標準石炭換算で1トンのアンモニアあたり67.73kgの節約となり、年間では16931.3tの標準石炭が節約される。 南京敦先社の王慶新総経理によると、この変換技術を搭載した二重ドラム式の制御可能な熱移動変換炉は、同社が開発した第4世代のDX-Ⅳ型特許製品である。触媒層には中温反応領域、中温付近での熱エネルギー回収領域、低温平衡領域が設けられており、触媒層内に埋め込まれた熱交換管束は2組あり、それぞれ2.5MPaおよび1.0MPaという2つの圧力レベルの飽和蒸気を副生する。1台の装置が、従来の断熱変換プロセスにおける第2変換炉、第3変換炉、第4変換炉、および各段階間の直接的・間接的な熱移動装置に代わり、触媒層セクションのプロセスは4/5短縮された。また、運転員は従来の1シフトあたり12人から4人に削減され、この技術は**「第13次五カ年計画」期間中の窒素肥料企業の転換・昇格および技術改革の指針に適合している。 陽煤豊喜グループの臨猗支社の董事長である原中秋は、第4世代の二重ボイラー式制御可能な熱交換技術を採用することで、1つの変換装置だけで1日750トンのアンモニアを生産できるようになると述べました。現在の60％負荷での安定運転結果から見ると、変換システムの圧力は1.9MPa、システム抵抗は0.039MPaである。副生する飽和蒸気は2.158MPaで、その量は約12000kg/hであり、これは変換システム内で直接使用される。また、副生する0.87MPaの飽和蒸気は2810kg/hで、外部に供給される。触媒層の出口温度は約183℃であり、最終的なガス熱交換器の出口における変換ガスの温度は87℃未満である。このプロジェクトは省エネ化の目的を完全に達成しており、初期の試算ではアンモニア1トンあたり85元の運用コストを削減でき、2年間で工事費用を全額回収できる見込みです。 原中秋は記者に対し、今回の省エネアップグレードによってエネルギー消費量が4割削減できた理由として、第一にシステム設計圧力を従来の0.8MPaから2.5MPaに引き上げたこと、第二に圧縮機の3段目において輸送されるガス量が992.2Nm3/tNH3減少し、圧縮機の電力消費が節約されたことを挙げた；二つ目は、第4世代のDX-Ⅳ型二重ドラム式可制御熱交換変換炉で、熱交換管群から副生される飽和蒸気により全体的な蒸気ガス比が低下し、蒸気消費量が効果的に削減されます；三つ目は、飽和蒸気を変換装置内で使用するか外部に送ることで、蒸気消費量を削減するだけでなく、循環冷却水の消費量も効果的に低減できる；四つ目は、DX-Ⅳ型の二重ドラム式可制御熱移動変換炉を用いることで、変換ガス中の水蒸気のモル分率が従来の断熱完全低圧変換プロセスよりも低くなり、露点温度も低下するため、変換システムの機器の使用寿命が効果的に延長される。

合成アンモニアHT-Lガスに初めて等温変換技術が適用　著者/出典：中国化工報　日付：2015年11月13日　クリック数：432　11月10日、記者は新疆中能万源化工有限責任会社から、同社の年産30万トンの合成アンモニア製造設備および年産52万トンの尿素製造設備が、すでに稼働を開始し、2ヶ月以上にわたって安定して運転されているとのことを知った。これは、宇宙炉（HT-L）の気流層式粉炭ガス化による高CO含有の粗合成ガスを変換する際に、初めてアンチュン等温変換技術が適用され、合成アンモニア製造用の変換ガスにおける低CO含有量という工程上の要求を満たしたものである。運転結果によると、当該プロジェクトの等温変換装置の運転状況は設計パラメータと比較して、すべての項目で設計値を達成し、それを上回っていた。 新疆中能公司のプロジェクト建設総指揮を務める徐申によると、同社の「30・52」プロジェクトのガス化学工程ではHT-L型石炭加圧気化技術が採用されており、変換工程では湖南安淳高新技術有限公司が完全な独自知的財産権を持つ等温低温CO変換反応器およびそのシステム技術が使用されている。その核心的な装置としては、安淳公司が独自に開発した3800型相変移熱等温変換反応器がある。 このプロジェクトは今年の8月22日に正式に完成し、生産が開始されました。現在、装置は安定して稼働しています。等温変換システムの入口におけるCO含有量は63.7％、水素とガスの比率は0.8であり、出口におけるCO含有量は0.62％で、変換率は99％にも達する。満負荷時において、等温反応器の抵抗は≤0.02MPa、システムの抵抗は≤0.1MPaであり、1トンのアンモニアから0.76トンの4.0MPaの蒸気を副生することができる。これにより、運転開始時や生産過程における過温度や異常な温度上昇の発生が完全に防止される。 従来の技術や国内で現在利用されている他の変換技術と比べて、アンチュン社の等温変換技術は触媒層の温度差が小さく、システムの抵抗も少なく、変換効率が高いという「二つの小ささと一つの高さ」という利点が非常に顕著です。ホットスポットの温度がなく、自然に恒常的かつ等温的に動作するため、まさに真の等温変換技術と言えます。 了解によると、相変化による熱移動用等温反応器およびその応用技術は、昨年末に中国石油化学工業連合会が主催した専門家による評価を通過した。評価委員会は、安淳社が開発した相変化による熱移動用等温反応器の構造が合理的で、技術的指標も先進的であり、国際的にも先導的な水準にあると判断し、この成果のさらなる開発や普及を加速するよう提言した。 湖南安淳が開発したDDB相変化熱移動等温変換反応器には、主に4つの特徴がある。一つ目は、反応層の温度を正確に制御でき、温度差が4℃未満であり、反応効率が高く、触媒の使用寿命も長く、エネルギー回収率も高いことである；二つ目は、放射状分配器によってガスが均一に分布し、触媒の利用率が効果的に向上することです；三つ目は、設計上、管板間に触媒を均等に配置するための充填管があり、触媒が均一に詰められていることです；四つ目は、二重管板および二重管という特殊な構造により、膨張応力を効果的に吸収し、安全性が高い。 相変移熱等温変換反応技術は2012年に全国で初めて導入され、現在では高CO含有量のカーバイド炉排ガスの変換、水コークススラリーガス化変換、および粉炭ガス化変換において実用化されており、市場での実績を十分に証明している。この技術は、新たに設置される装置だけでなく、既存の変換装置の改修にも適用可能であり、カーバイド炉の排ガスや、石炭を原料とする合成アンモニア、石炭からの天然ガス製造、水素製造、石油製造、エチレングリコール製造、メタノール製造、オレフィン製造、H2Sからの硫黄製造など、さまざまな石炭化学プラントで利用できる。また、粉炭を用いた加圧連続気化、水コークススラリーを用いた加圧連続気化、間欠式固定床気化によって得られるガスのCO変換にも適用可能であり、特にCO濃度が高く、ガスと蒸気の比率が高い場合のガス変換においては、その技術的・経済的優位性が一層顕著になる。

制御可能な熱移動変換プロセスが発明特許を取得　著者/出典：中国化工報　日付：2014年9月19日　クリック数：713　9月16日、中国化工報の記者は南京敦先化工科技有限公司から、同社が独自に開発した新しい省エネ型の深度変換用制御可能な熱移動変換プロセスが**発明特許を取得したという情報を得ました。その特許の名称は「副産物として高品質な蒸気を得るための省エネ型深度変換用の水熱移動変換プロセス」です。 　　同社の王慶新総経理によると、この特許技術は現在、安徽省の安徽昊源化工集団有限公司が保有する年間20万トン規模の宇宙炉を利用したガス化合成アンモニア製造装置や、山東省の山東聯盟化工有限公司が持つ年間15万トン規模の常圧固定床式ガス化合成アンモニア製造装置など、6基の装置で実用化されている。また、現在設計中の装置も9基あり、例えば山東省の山東魯西集団が持つ年間35万トン規模の合成アンモニア製造装置や年間75万トン規模のメタノール製造装置、河北省の河北遷安化肥株式会社が持つ年間20万トン規模の合成アンモニア製造装置およびメタノール製造装置などがある。さらに、新たに建設される装置も複数あり、関連する製品には石炭からの合成アンモニア、メタノール、水素、天然ガス、石油などがある。現在設計中の単セットの最大処理能力は、湿潤基準で140.3×104Nm3/h、乾燥基準で77×104Nm3/hに達し、国内で最も大きな装置となる。 　　了解によると、この特許技術の成果は、今年6月に中国石油化学工業連合会が主催した科学技術成果の評価を通過したとのことです。業界の専門家たちは一致して、この可制御熱移動変換炉における触媒層の温度と深さの関係には大きな温度差が設けられている点が特徴であり、これは同一の反応器内の異なる領域にある触媒がそれぞれ異なる機能を持つことを示している。また、コバルト・モリブデン系の変換触媒が広い温度範囲で効果的に機能する特性が十分に活用されており、可制御熱移動変換技術は断熱型や定温型の触媒層変換技術を改良し、高度化したものである。鑑定の結論として、技術的アプローチは合理的かつ実行可能であり、技術指標も先進的で、国際的な先進水準に達している。国内の従来の変換技術を高度化し、工事費用や運用コストを削減しました。特に高濃度のCOや高い水分比率といった過酷な運転条件に適しており、さまざまな分野の現代型石炭化学変換装置に利用でき、装置の大型化にも寄与します。 　　説明によると、この発明特許技術は、現代の石炭化学工業、従来の石炭化学工業、天然ガス化学工業、石炭層ガス化学工業、石油化学工業、バイオガス化学工業など、CO変換が必要なあらゆる分野に適用可能である。乾燥石炭粉の気化や、水コークススラリーを用いた加圧連続気化炉で得られる高い水素・CO比率のガスであっても、固定床加圧や常圧気化プロセスで得られる低い水素・CO比率のガスであっても、また高炉ガスやコークス製造時に発生する各種プロセスガスであっても、この技術は良好な適応性を持ち、プロセスフローを調整することによって、さまざまな製品の要求に応じた適切な水素・炭素比率を実現することができる。 　　王慶新は、この特許技術の最大の利点は、工程設計が柔軟で操作が簡単かつ安定しており、触媒の過剰な加熱や温度上昇を完全に防ぎ、触媒の使用寿命を延ばし、大規模化も容易に実現できる点だと述べている。同時に、この特許技術は段階的なエネルギー回収利用技術を採用し、低品位の熱エネルギーを前方に移動させて高品位の蒸気を副生させることで、変換反応における熱エネルギーの利用率と価値を向上させている。また、プロセスが短く、必要な設備も少なく、抵抗も小さく、投資コストも抑えられる（従来の多段絶縁変換プロセスと比べて15％～50％の投資削減が可能）。さらに省エネ効果も顕著であり、我が国の現代型石炭化学産業の大規模化発展に重要な技術的支援を提供することができる。

アンチュン等温変換技術により「一つの大きなものと四つの高いもの」を実現　著者/出典：日付：2014年6月3日　クリック数：565　湖南アンチュン高新技術有限公司と陽煤集団太原化工新材料有限公司は、等温変換プロセスパッケージおよび特許取得済み装置に関する契約を締結することに成功した。現在、プロジェクトは順調に進行しており、プロセスパッケージの設計は発注者と総合設計院による共同審査を通過しました。また、特許取得済みの機器の設計もほぼ完了しています。 このプロジェクトの実施は、等温変換技術を大規模に適用するという先駆的な事例であり、その主な特徴は「一大四高」に表れている。すなわち、大規模化――単一システムの等温変換装置だけで乾基ガス量183258Nm3/hの変換が可能であり、これは年間50万トンの合成アンモニアを生産するのに必要なガス量に相当し、等温変換炉の直径はDN4600にも達する。四高――高CO、高圧、高水蒸気比、高変換率。気化にはHTL技術を採用し、COは67％に達する；操作圧力3.7MPa；水蒸気比は1.3；変換ガス中のCO濃度は0.4％以下が求められ、等温変換炉における変換率は98％以上、システム全体の変換率は99％以上である。

2012年12月4日、石家荘正元タワー機器設備有限公司が独自に研究開発・製造した等温変換プロセスおよび装置が、石家荘中冀正元化学有限公司のアンモニア合成システムで10日間稼働しました。運転データによると、アンモニア1トンあたりの蒸気消費量は250キログラムであり、2.5MPaの蒸気はアンモニア1トンあたり580キログラム供給されている。COの含有量は1.5％～2.0％に抑えられており、圧力差は旧型変換システムの1.3キログラム/立方メートルから0.3キログラム/立方メートルに低下し、システムの抵抗が大幅に減少した。これにより、大規模な化学肥料生産における省エネルギーおよび環境保護の要求が満たされている。 “等温変換プロセスの成功した導入は、同種の化学肥料企業における変換システムの技術改革にとって重要な参考となります。同時に、プロセスシステムの調整により、等温変換プロセスは大型アンモニア合成装置における高CO変換工程で有効に活用でき、これにより沧州正元社の年産60万トンのアンモニアおよび80万トンの尿素を生産するプロジェクトに向けた技術的準備が整った。”正元塔器の副総経理、キ・ヨンリは記者に語った。 技術者によると、等温変換プロセスとは、熱交換器を反応器の触媒層内に設置し、副生蒸気を利用して反応熱を除去することで触媒層の温度をほぼ一定に保つものであり、関連する熱交換や熱エネルギー回収の装置が不要となり、**プロセスが短縮される**のだ。この工程では先進的な変換炉技術が採用されており、システムの抵抗が大幅に低減されている；変換反応温度は蒸気圧によって柔軟に調整でき、操作が簡単です。また、機器の台数が減少したため、装置への投資も**低下しました。 キ・ヨンリクによると、従来の合成アンモニア製造では固定層間欠気化プロセスが用いられており、半水素ガス中のCO含有量は約30％である。CO変換には主に中低低、中中低低、全低変プロセスが採用され、複数段階の反応や何度もの熱交換によって温度が調整される。そのため、プロセスは比較的複雑で、熱損失が大きく、蒸気消費量も多く、設備コストも高くなる。化学肥料産業の発展に伴い、合成アンモニアプラントの大型化は国内外で主流の傾向となっている。現在、国内で年間30万トン以上の合成アンモニアを生産している企業は40社以上存在する。大型の合成アンモニアプラントでは、主に宇宙炉やシェル型水炭素スラリー炉といった気化技術が用いられており、気化された粗ガス中のCO含有量は50％～76％に達する。このような高濃度のCOのため、従来の変換技術では大型合成プラントの工程要件を満たすことができなくなっている。一方、等温変換プロセスは、工程がシンプルでシステムの抵抗が小さく、COの転換率が高いという特徴を持ち、まさに大規模な化学肥料生産における省エネルギーおよび環境保護の要求を満たしている。 1年以上にわたる等温変換プロセスの研究開発を経て、正元塔器は2012年4月に等温変換炉およびそれに付随する工程フローの工業設計を完成させました。11月25日、等温変換プロセスを採用した中冀正元のアンモニア合成システムが無事に稼働を開始しました。

シンリエンシンは、6.5MPaのウォーターコールスラリーを用いた変換プロセスにおいて、初めて等温変換技術を適用した

等温変換の信頼性と市場の見通しは良好です！

現在、国内の等温変換プラントには、すでに稼働しているものと建設中のものがあり、合計で約30基に達しています。発展の勢いはかなり盛んで、今後の動向が注目されます。:lol