国产装备长周期突破为大型煤化工项目注入“敦先信心”

中化新网讯 截至6月4日，宁夏宝丰能源集团股份有限公司宁东基地，焦炭气化制220万吨/年甲醇装置变换系统中的两台南京敦先化工科技有限公司DX-V型可控移热（等温）变换炉已实现连续稳定运行超过2500天，运行期间始终保持零泄漏、零非计划停车，标志着我国煤化工大型等温变换装置长周期运行迈上新高度。

据了解，宝丰能源首发上市募投项目——焦炭气化制60万吨/年烯烃项目，主要包括前段焦炭气化制220万吨/年甲醇项目和后段甲醇制60万吨/年聚烯烃项目，是目前全球单体产能最大的甲醇合成装置。该甲醇项目于2020年5月29日凌晨两点一次建成开车成功并产出合格甲醇，开创了多项行业第一。变换系统设置3个系列，两个变换系列各采用一台南京敦先最新DX-V型等温变换炉，单台规格为DN4200，一个系列为非变换系列，主要进行热量回收。

“零泄漏”背后：DX-V型技术筑牢长周期根基

据南京敦先董事长王庆新介绍，CO等温变换工艺是通过设备结构的改进，以物理方式及时移走反应热，从根本上打破了单纯依靠催化剂改进提升变换技术水平的历史。该公司DX-V型等温变换炉采用创新性的“水移热等温反应”技术，利用水相变时大量吸热的物理特性，将变换反应产生的高温及时移出催化剂床层，具有气体分布均匀、CO转化率高、床层温度均衡等突出优势，并有效延长了催化剂使用寿命。

应力消除彻底及选材正确是大型变换炉实现“零泄漏”的两大关键。王庆新说，DX-V型等温变换炉采用南京敦先最新开发的Ⅴ型球腔联箱结构，应力消除彻底、安全可靠，确保变换炉长周期安全稳定运行，同时可在不卸出催化剂前提下顺利完成检修任务。这种结构设计的核心在于：通过先进的应力分析优化内件几何形状，使设备在高温高压工况下的热应力均匀分布，从根本上消除应力过大失效的应力诱因；同时采用高可靠性密封结构，配合精细的制造工艺和严格的出厂前压力测试，确保炉体在多变工况下始终维持优良的性能。同时，在内件材质选择方面，采用了耐高温、耐腐蚀性能优越的S32168材质，确保整个寿命周期内不因为选材出任何故障。

长周期运行：让“能不能用得住”不再是问题

宝丰二期220万吨/年甲醇项目配套的高CO、高水汽比粉煤气化工艺，对整个变换系统提出了极高要求。从2020年5月开车至今，两台DX-V型等温变换炉已连续稳定运行超2500天，保持零泄漏、零故障记录，彻底破解了当时行业普遍存在的疑虑——等温变换炉用于一级变换反应，到底能不能长周期、高质量稳定运行。

王庆新表示，该装置的成功运行极大增加了后续生产企业新上200万吨/年以上甲醇项目配套变换采用“等温变换”的信心。这一信心已得到充分印证：宝丰能源在后续的一期、三期、四期50万吨/年烯烃项目及内蒙古宝丰400万吨烯烃项目中再度选择南京敦先技术，签订了12台DX-V型等温变换炉合同，并于相继建成投运，运行效果良好；国家能源集团神华包头煤制烯烃示范项目、陕煤榆林化学1500万吨/年煤炭分质清洁高效转化示范项目等一批国家级重点项目也相继选用南京敦先技术。

长周期优势叠加：催化剂寿命成倍延长

催化剂使用寿命是衡量变换装置综合运行成本的硬指标。王庆新指出，传统绝热变换炉由于飞温、超温频发，催化剂烧结失活问题严重，部分装置甚至运行仅1—2年就面临整体更换。相比之下，南京敦先DX-V型等温变换炉通过水移热技术将催化剂床层温度始终控制在适宜区间，大幅延长催化剂使用寿命。宝丰二期装置自2020年6月投运以来已连续稳定运行超2500天，首炉催化剂直至2025年才进行首次更换，实际使用周期超过5年，远超行业平均水平，成为大型变换装置长周期运行的典范，显著降低了因频繁停车更换催化剂带来的产能损失与经济损失

推广与借鉴：国产大型等温变换装备走向成熟

王庆新介绍说，宝丰二期项目由中国天辰工程有限公司承担总体设计，采用了10.5万标准立方米/小时超大型空分机组、等温变换采用可控移热变换、大型多通道绕管换热器等超大型工艺设备，实现了国内首次制造，对于推动国产大型设备应用完善和技术升级具有重大示范意义。

从更大的产业格局看，宝丰能源内蒙古煤基新材料项目实现了全球最大等温变换炉的应用——共选用6台国产控温（等温）变换炉，每台高达26.65米，直径4.1米，单台套处理气量62万标准立方米/小时，可控移热变换技术及制造工艺达到国际领先水平。截至目前，南京敦先DX-V型可控移热（等温）变换炉累计签约超200台、运行超110台，与粉煤加压气化配套的多套装置已稳定运行超7年以上。

王庆新表示，在“双碳”目标和煤化工大型化、高端化、绿色化发展的时代背景下，宝丰二期等温变换炉超2500天零泄漏稳定运行的实践有力证明：国产大型等温变换装备完全能够承担现代煤化工产业的核心重任。这一成果既是国产装备研发制造能力的生动体现，也为国内大型煤化工企业在变换工艺路线选择上提供了极具参考价值的“敦先方案”。