19-变换各工艺简介
变换工艺总结
变换工艺总结一、变换工艺生产原理(一)一氧化碳变换反应得特点1.一氧化碳变换反应得化学方程式为CO+H 2O(g) C Ｏ2+Ｈ2 (１—1)可能发生得副反应:CO ＋Ｈ２ C+ Ｈ２O (1—2)CO+3H 2 CH 4+ H 2Ｏ (1-3)2。
一氧化碳变换反应具有如下特点1)就是可逆反应,即在一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳与氢气得同时,二氧化碳与氢气也会生成一氧化碳与水。
2)就是放热反应,在生成二氧化碳与氢气得同时放出热量,反应热得大小与反应温度有关。
kJ/km ol T 104.0625-101.19111.2184T --418682-6-3R ⨯⨯+=H ∆T —温度,K３)该反应就是湿基气体体积不变、干基气体体积增加得反应、 ４)反应需要在有催化剂存在得条件下进行,对反应1-1要有良好得选择性。
同时,在催化剂得作用下,一氧化碳变换反应进行所需要得能量大大降低,反应速度因此而加快。
(二)一氧化碳变换反应得化学平衡1.平衡常数:平衡常数用以衡量一定条件下可逆反应进行得限度、一氧化碳变换反应得平衡常数与反应体系中各组分得分压有关,具体计算方法如下:(1-4)由于一氧化碳变换反应就是放热,故平衡常数随温度得降低而增大。
因而降低温度有利于变换反应得进行,变换气中残余得一氧化碳含量降低。
一氧化碳变换反应就是等体积得反应,故压力低于5MPa 时,可不考虑压力对平衡常数得影响。
在变换温度范围内,平衡常数用下面简化式计算:(1-5)2.变换率与平衡变换率:变换率定义为已变换得一氧化碳得量与变换前一氧化碳得量之百分比、而反应达平衡时得变换率为平衡变换率,其值为一定操作条件下一氧化碳变换反应可能达到得最大得极限。
在工业生产中由于受到各种条件得制约,反应不可能达到平衡,故实际变换率不等于平衡变换率,通过测量反应前后气体中一氧化碳得体积百分数(干基)来计算变换率,具体表达式如下:(１－6)a—变换前气体中一氧化碳体积百分数(干基);a’—变换后气体中一氧化碳体积百分数(干基)。
变换工艺技术方案
变换工艺技术方案一、流程二、催化剂三、主要设备四、公用工程五、投资一、工艺流程简介1、宽温耐硫变换该工艺采用CO-Mo系催化剂，抗硫能力极强，对总硫没有上限要求 ,同时对水汽比也无要求，操作温度240-480°C,耐硫低温变换催化剂操作温度一般在180-240°C。
粗煤气经洗涤后直接进入变换炉进行变换反应，不需预先脱硫，根据变换出口组分含量要求，调整粗煤气中的水汽比。
如粗煤气中CO含量较高，而要求变换出口CO较低时，可分两段至三段进行变换，段间换热，便于温度控制，提高变换深度。
产生的余热用于生产中压蒸汽和预热锅炉给水。
小结：中温变换是最早的流程。
由于当时没有低变触媒，因此全用中变触媒。
此时的进口半水煤气温度约在300度左右，而热点温度在480〜500度。
这个流程几个流程中最耗能的。
该流程出口的CO大约在3%左右。
当低变触媒研发成功后，首次出现的是中串低工艺，该工艺前面是很大的中变炉，当作主要的变换场所，而后面连接的低变炉的最主要的作用就是将中变炉岀口CO由3〜5%降到1%左右。
中低低流程中变炉减小 ,而增大了低变炉的容积，因此就会更节能。
全低变就是全部采用低变触媒，因此进口温度就可降到180〜210度，而热点将达到240-280 度。
耐硫变采用耐硫触媒，使催化剂有较强的抗硫性能，变换出口CO <0.60%,满足后工序的生产要求。
目前，对于水煤浆气化工艺，一般配套使用宽温耐硫变换工艺，粗煤气经洗涤后直接进入变换炉进行变换反应，粗煤气被蒸汽饱和，变换系统生产氨合成所需的原料气，流程简图如下：280~310C 煤气过滤器280~310°C换热降温，去冷凝液分离器"但因反应都在高温、高压下进行，变换反应在催化剂表面也适于合成氨反应的进行，只是生成的NH3浓度较小，随着装置运行时间的增长,NH3在冷凝液中产生积累，使水显弱碱性，二氧化碳的溶解度增大,并产生钱盐，造成设备、阀门堵塞，影响装置的正常运行。
工艺流程中变换工段的原理
工艺流程中变换工段的原理下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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19-变换各工艺简介
• 5.采用全低变技术，主要应当注意哪些问题？ • 采用全低变技术主要应加强对催化剂的保护和二次脱硫， 并注意以下问题。 • （1）由于低变炉入口温度在200℃左右，气体中夹带的润 滑油成分不易会发，而油污由式全低变催化剂的主要毒物， 容易造成催化剂失活，因此压缩二段出口的冷却器绝对不 能去掉；同时还必须考虑对催化剂的各种防毒及保护措施， 如在一段低变催化剂上面装填吸附剂、抗毒剂等。 • （2）必须保证每期中含有足量的硫化氢，如煤气总硫含 量小于150mg/m3（标）时，应放宽半水煤气脱硫后硫化 氢含量；如在碳化后二次脱硫能力足够的情况下，也可考 虑取消一次脱硫。
• （3）蒸汽集中由高变炉上段加入，其他各段床层温度调 节采用热交换器，调温水加、近路，副线等手段进行（一 般不喷水），汽气比从上到下以此降低，分别满足了高低 变对水蒸气的需要，并可有效地阻止低变催化剂的反硫化。 整个系统热量回收效率高，节气节能效果明显。 • （4）催化剂装填总量比高串低流程减少，系统阻力下降。 • （5）有机硫转化率高，有利于铜洗操作，降低铜耗，稳 定生产。 • （6）催化剂段间换热采用水加热器逐级加热饱和热水塔 循环热水，余热回收效果好。出饱和塔半水煤气温度、饱 和度高，出热水塔变化气温度可降至100℃以下。 • （7）变化率高，变化气中一氧化碳可降至1%以下。
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8.高变催化剂使用过程中破碎粉化的主要原因是什么？ 高变催化剂使用中发生破碎粉化主要有以下原因。 (1) 半水煤气中氧含量超标。半水煤气进入高变炉后，半水煤气中的氧立即与 Fe3O4反应生成Fe2O3,并放出大量的热量。使催化剂床层温度急剧上升，同 时生成的Fe2O3又立即与半水煤气中的H2、CO还原生成Fe3O4，Fe3O4与 Fe2O3之间反复相变，使催化剂产生较大的相变应力和热应力。氧含量超标 时。这种相变应力和热应力过大。以至粉化。 (2) 半水煤气中硫划清含量超标且波动幅度大。半水煤气中H2S与Fe3O4 反 应如下： Fe3O4+ 3H2S + H2 3FeS + 4H2O
变换工艺技术
变换工艺技术变换工艺技术是指通过一系列工艺方法和设备，将原始材料转化为更高附加值的成品的过程。
它在现代工业生产中起着重要的作用，可以提高生产效率、降低成本、改善产品品质等。
变换工艺技术主要包括物理变换、化学变换和结构变换三种类型。
物理变换是指通过改变原材料的形态、大小、密度等物理特性来实现转化的过程。
比如，将原材料加热至一定温度，使其改变形态，从而转化为其他物质。
化学变换是指通过化学反应将原材料转化为其他物质的过程。
比如，将原材料与其他物质反应生成化合物。
结构变换是指通过改变原材料的分子结构，使其性质发生变化的过程。
比如，通过加工原材料，使其分子结构发生断裂和重组。
变换工艺技术的应用范围非常广泛。
在冶金工业中，变换工艺技术可以将原矿石转化为金属，如将铁矿石经过冶炼熔炼得到铁。
在化工工业中，变换工艺技术可以将原材料转化为化学产品，如将石油通过精炼过程转化为汽油、柴油等。
在食品加工工业中，变换工艺技术可以将农产品转化为食品，如将小麦经过加工转化为面粉、面条等。
在纺织工业中，变换工艺技术可以将纤维转化为纺织品，如将棉花经过纺纱、织造过程转化为棉织物等。
变换工艺技术的实现需要依靠各种工艺流程和设备。
比如，物理变换工艺通常包括物理处理、物理分离等过程，需要使用研磨机、过滤机、离心机等设备。
化学变换工艺通常包括化学反应、溶剂提取等过程，需要使用反应釜、提取器等设备。
结构变换工艺通常包括加工、改变分子结构等过程，需要使用破碎机、扩散炉等设备。
变换工艺技术的发展可以提高生产效率和产品质量，并且可以降低生产成本。
通过将原材料转化为高附加值的成品，可以获得更多的经济效益。
同时，变换工艺技术还可以实现资源的有效利用和环境的保护。
通过合理设计工艺流程和设备，可以减少原材料和能源的消耗，并且减少废弃物和污染物的产生，达到可持续发展的目标。
总之，变换工艺技术是现代工业生产中不可或缺的技术之一。
它通过一系列工艺方法和设备，将原材料变换为更高附加值的成品，提高生产效率、降低成本、改善产品品质，实现资源的有效利用和环境的保护。
净化工艺介绍-变换
27
• 1.10.2压力: • 变换反应前后气体体积不变，所以提高压
力不能改变反应过程的平衡状态，但提高 压力后，反应物浓度增加，促进了分子间 的接触，并且还能增加催化剂内表面的利 用率及气体与催化剂的接触时间，故其空 速随压力提高而加大，从而提高了催化剂 的生产强度。
体 积 33. 50.67 13.86 0.03 0.56 0.1 1.19 0.0
比 47
4
8
9
进入第一中压废热锅炉（E2001），与锅炉给 水换热、降温后经第一水分离器(V2001)分离掉 冷凝液后工艺气压力约为6.44MPa左右，温度 为235℃左右，汽气（干）比约为1.12，煤气总 量约：257604Nm3/h、其中，水汽： 136530Nm3/h,干气：121074 Nm3/h。冷凝液 ：干气成分如下：
24
T2003
• 来自水洗塔（T2001A/T2001B）的低温冷凝液经 汽提塔（T2003）塔顶冷凝器（E2017）与上升 的汽提气换热后进入冷凝液汽提塔（T2003）上 部。来自气化渣水处理工序的闪蒸气进入冷凝液 汽提塔（T2003）中部，0.3MPa（G）的低压水 蒸汽通入冷凝液汽提塔（T2003）下部气提出闪 蒸气和冷凝液中的NH3及H2S，汽提气送往硫回 收工序。汽提塔（T2003）底部液体经低压冷凝 液泵(P2006A/B)升压至1.58MPa（G），送至气 化渣水除氧器。
的氨洗去后送低温甲醇洗工段。出变换工 段变换气压力：6.32Mpa、温度：40℃、 煤气总量：148473Nm3/h、成分如下：
成分 H2 CO CO2
体 积 47. 20.06 31.32 比 09
变换
8.1.3 开车
8.1.3.1 系统未经检修处于保温、保压状况下的开车。
A.与锅炉工序联系送蒸汽，逐渐开启蒸汽总阀暖管，开启导淋阀，排净管内积水。
B.启动热水泵， 开启饱和塔、热水塔水封调节阀， 调节好饱和热水塔液位。
A.停车前将催化剂层温度提高10～15℃，各排污阀、导淋阀排放一次。
B.与锅炉、压缩、脱碳工序联系，逐渐减量。随着气量的减少和催化剂层温度的下降，逐渐关小蒸汽调节阀，直至关闭；
C.压缩工序停止送气后，关焦炭过滤器气体进口阀，变换气汽水分离器气体出口阀。
D.关闭饱和热水塔U型水封调节阀， 保持饱和塔、热水塔液位在1/2～2/3处，关闭热水泵出口阀，停热水泵。
中变一段出口气分两路，一路至蒸汽过热器（管程），将来自合成废热锅炉（或锅炉）的饱和蒸汽（壳程）加热至所需温度后，过热蒸汽送半水煤气汽水分离器与半水煤气混合，中变气回中变炉二段；另一路进入第二热交换器（壳程），与半水煤气混合气换热后，回中变炉二段，中变二段出口气，进入第一热交换器（壳程）与半水煤气混合气换热后，至第一水加热器（壳程）与来自第二水加热器及低变段间水加热器的软水换热，之后进入低变炉一段，一段出口低变气进入段间水加热器（壳程）与来自第二水加热器的软水换热后，进入低变炉二段，低变出口气进入第二水加热器（壳程）加热来自150R-56热水泵的循环热水后，去热水塔，利用其热，继续加热循环热水，之后进入第三水加热器，用来自合成循环水的冷循环水进行降温，降温后的变换气进入变换气汽水分离器、分离出水滴后，变换气进入变脱塔，脱除气体中的硫化物，出塔气体送压缩三进。
变换工艺的重点
1、变换反应：CO＋H2O≒CO2＋H2＋Q △H=41.19KJ／mol
变换反应的特点：CO变换反应是一种可逆、放热、等体积反应，所用的催化剂是宽温耐硫Co-Mo系催化剂。
2、影响变换反应的主要因素有：温度、压力、水汽比。
3、水汽比的定义：水汽比也就是汽/气比，是指原料气中的水蒸汽组分与原料气中的干气组分的摩尔比或标准状况下的体积比。
4、中压蒸汽（MS）的参数：4.2MP，400℃。
5、宽温耐硫Co-Mo 系催化剂的组成：Co-Mo 系耐硫变换催化剂以Al2O3为载体，主要成分由CoO、MoO3和K2CO3、TiO2、MgO 等助剂组成。
6、Co-Mo 系催化剂中各组分的作用？
7、变换催化剂的硫化原理？以及硫化过程中主要影响因素有哪些？
8、变换工艺的主要作用：a、调节氢碳比，b、余热回收，副产蒸汽，
c、回收冷凝液。
9、变换工段分为三大系统分别是：主变换系统、汽提系统、升温还原系统。
10、变换工艺的特点：
a、采用三段耐硫变换，合理分配变换反应负荷，控制热点温度；
b、煤气中的有机硫及氰化物得以充分分解，降低低温甲醇洗的处
理难度；
c、分等级回收反应热量，优化各等级蒸汽产量，高温余热用于副
产中压蒸汽和低压蒸汽、低温余热用于预热进除氧器的除盐水；
d、低温冷凝液通过汽提净化并回收，无工艺冷凝液废液的排放。
11、变换工艺流程中有哪些主要的设备，以及工艺参数，进一步熟悉工艺流程。
（考试重点）。
0-19-2模数转换器的工作原理
采样信号S(t)的频率愈高，所采得信号
I
(t)
S(t)=0:开关断开
经低通滤波器后愈能真实地复现输入信
号。合理的采样频率由采样定理确定。
0
t
S(t)
采样定理：设采样信号S(t)的频率为fs，
输入模拟信号I(t)的最高频率分量的频
0
O (t)
t
率为fimax，
则 fs ≥ 2fimax
0
t
9.2.1 A/D转换的一般工作过程
vI
v 0 I VREF/15 v VREF/15 I 3VREF/15 v 3VREF /15 I 5VREF/15 v 5VREF/15 I 7VREF/15
v 7VREF/15 I 9VREF/15 v 9VREF/15 I 11VREF/15 v 11VREF/15 I 13VR/15 v 13VREF/15 I VREF/15
电压比较器
v
9.2.2 并行比较型VREFA/DO 转v 换vi器
2、工作原理
R
13VREEF 0 C01
C1
–
1D
＞ C1
Q
0 I1
R
11VREF11/151V5REF
+ – C2
0
C02
1D
Q
0 I2
＞ C1
R
9VREF/15
R
7VREF/15
+ C3
–
+ C4
–
0
对于等于或大于半个量化单位部分按一个量化单位处理。
输入信号
模拟 电平
编码
1
13 V 7Δ=14/15 v 111
15
11 V
变换工段操作规程
变换工段操作规程一、工艺概述经过脱硫、除尘后的水煤气中，除含有双氧水生产时所需要的氢气外，还含有26~30%的一氧化碳及其它气体。
直接分别一氧化碳是比较困难的，但在肯定的温度条件下，借助低变催化剂的催化作用，可使水煤气中一氧化碳与水蒸汽发生反响，生成二氧化碳和氢气。
二、化学反响原理变换的主要反响是在肯定的温度条件下，气体中的一氧化碳与水蒸汽反响生成氢气和二氧化碳，反响方程式如下：催化剂CO+H2O〔g〕CO2+H2+41KJ/mol这个反响的特点是：（1）反响前后体积没有变化；（2）反响前后是放热的；（3）是完全可逆的反响，当正反两个方面进展的速度相等时，反响到达平衡。
1、影响化学平衡的因素（1）温度的影响，变换反响是放热反响，温度降低、平衡向生成氢气和二氧化碳的方面移动。
（2）反响物浓度的影响，增加反响物浓度或削减生成物浓度，反响向有利于生成二氧化碳和氢气的方向进展，可承受增加蒸汽量来实现。
2、影响反响速度的因素，变换反响在有催化剂存在时，才能大大加快反响速度，另外提高温度和增加蒸汽用量对加快变换反响的速度也有很大作用。
三、工艺流程1、水煤气气体流程：压缩机→ 冷却器→ 除油器→ 热交换器→ 电加热器→ 变换炉一、二段→ 变换炉三段→ 热交换器→冷却器→气水分别器→ 精脱硫塔〔A〕→精脱硫塔〔B〕→ PSA 提氢装置。
2、软化水流程：由电厂送的软化水→加压水泵→变换炉二、三段。
3、蒸汽流程：由电厂送的蒸汽→汽水分别器→ 电加热器→变换炉一段。
4、循环水流程：凉水泵→冷却器→ 热水池→热水泵→冷却塔→凉水池→凉水泵。
四、主要设备及性能1、水煤气压缩机：L—40/0.2—8 型往复式压缩机，Q：40m3/min，N：280KW,压缩机的任务是把水煤气输送到后工段，并供给过程进展所必要的压力条件。
2、变换炉φ1600×7000，变换一段上层装填抗氧剂和抗毒剂，变换二、三段上层均装填耐火球，下部装填低变催化剂，是完成一氧化碳和水蒸汽反响生成二氧化碳和氢气的主要设备。
三种低温变换新工艺(1)
・７８・全国中氮情报协作组第１９次技术交流会论文集变换三种低温变换新工艺陈劲松，曾建桥，李小定，吴大天（湖北省化学研究所，湖北武汉４３００７４）１传统低温变换工艺概况１．２全低变工艺为了解决中串低或中低低流程中铁铬系中变催化剂在低汽气比下的过度还原及硫中毒，开发了全部使用耐硫变换催化剂的“全低变工艺”，各段进口温度均为２００℃左右。
在相同操作条件和工况下其设备能力和节能效果都比以前各种形式的中串低、中低低要好，其改善程度与工艺流程有关。
１９９６年以前的全低变工艺仅仅是将中变催化剂直接更换为耐硫低变催化剂，一段催化剂的寿命较短，经过多年的努力现已得到解决。
目前“全低变”工艺在全国一百多家中、小氮肥厂运行，最长达９年之久，被列人“九五”化工国家科技成果重点推广计划项目，仅中型厂及８万ｔ以上的合成氨厂就有１９家。
值得一提的是，山西临猗化肥厂共有三套变换装置，分别为中串低、中低低、全低变，经过三年的运行比较，全部改成了全低变流程。
目前比较先进、实用、可靠的全低变流程如图１所示。
１．１中低低工艺串二个低变的中串低流程也称为中低低，即在中串低的流程上再串一个低变炉（段），二个低变炉（段）之间要有降温，由于反应终态温度比中串低降低～３０℃，所以其节能效果要好一些。
当然也有串三个低变炉（段），称为中低低低工艺，方法原理类似，目前在很多中、小合成氨采用，变换汽气比及蒸汽添加量大幅度降低，节能效果显著，但却普遍存在中变催化剂使用寿命短，阻力大的问题。
一般认为其原因为【ｌ・２】：（１）Ｆｅ．Ｃｒ系中变催化剂在低汽气比时，往往会使中变催化剂中的Ｆｅ３０４被还原成金属铁，此时不仅会破坏中变催化剂的晶格结构，使强度下降，活性衰退，寿命缩短，甚至会产生费．托副反应，使ＣＯ和Ｈ２发生反应生成烃类。
（２）中变催化剂的耐硫性能与反应的低汽气比有关，在低汽气比下会发生硫中毒。
，人、△＾．，７—、）×＜≥＞＜＜半水煤气变换气×＼／—∈亡喷水增湿髟、热交换器＼Ｕ×，一——、、××。
变换中低低工艺的特点
变换中低低工艺的特点1) 操作稳定：该工艺催化剂不容易失活，在中变催化剂选择合适的情况下整体催化剂可正常使用三年周期以上；由于入口H2S浓度要求不高，设备的腐蚀情况要比全低变工艺下降，对造气的氧高有适应性，低变催化剂不易出现反硫化2）能耗较稳定：该工艺能耗与全低变略高，初期在中变催化剂活性较高时也可低至200～250kg/t·NH3蒸汽，全周期运行一般为300～400 kg/t·NH3,如果是**增湿流程，蒸汽消耗就会低一些。
3）阻力降低：中低低工艺与全低变工艺催化剂的装填量可以大致相当，相比中串低工艺催化剂装填量大为减少，阻力相应下降，由于中变反应温区较高及汽气比的原因，所以阻力较全低变工艺仍然高一些，大致在0.6kg/cm2左右, 段间煤气冷激的厂家阻力相对低一些，有的厂家可以到只有0.4 kg/cm2。
4）操作弹性大：中低低工艺中变出口CO在整个应用周期中可从4～15%范围调节，初期可低至4%，后期可高至15%，低变出口CO可从0.3～13%变化满足不同后续工艺的要求。
**流程一般为中变出口CO 8～10%，一低变出口CO 3～5%，二低变出口CO＜1.5%。
5）技改可操作性好：中串低工艺厂家改中低低，一般厂家只需十几万元的设备投资，全低变工艺厂家技改设备还有富余，流程也有缩短，低变催化剂亦可继续利用。
技改时间也较短，工艺上只需调整管线，增加1～2台调温水加或增湿器，3～7天的技改时间即可。
1.2 中低低工艺缺点与运行影响因素：1)能耗较全低变工艺略高。
2)阻力较全低变工艺高，同等设备条件下，增产效果不如全低变。
3)低变段催化剂无论采取水调温器降温还是增湿降温都存在带水结块的可能性。
在设计时要尽量注意增湿器的结构和水调温器的换热面积。
4)当工艺设计采取煤气冷激或一段中变方案时，中变段存在除氧不彻底，低变段催化剂存在活性缓慢衰退的情况。
5）H2S浓度略高，装置运行中造成中变催化剂活性衰退。
变换工艺原理
变换工艺原理变换工艺原理粗煤气变换装置是将粗煤气中的CO与水蒸汽反应生成氢气和二氧化碳，以满足合成气对甲烷合成要求H2/CO=3.1-3.3,同时回收变换反应热量，最后将煤气冷却送入低温甲醇洗装置其化学方程式为：H2O + CO CO2 + H2 +23.4MJ/Kmol反应的特点是一个可逆的气固相催化反应，正反应为放热反应，反应前后气体体积不变，反应热效值随温度增高而缓慢降低。
煤气中除含有CO以外，还含有CO2、H2、H2O、N2、CH4、有机硫等气体。
在一定工艺条件下，可能发生下列反应：2CO=C+CO2 CO+2H2=CH3OHCO+3H2=CH4+H2O 3H2+N2=2NH3为什么要硫化，主要反应方程式？钴钼耐硫催化剂的常态为氧化态，不具有高活性，使用前必须先进行硫化，使其呈硫化态，才具有高活性。
钴钼催化剂的硫化工业上常采用CS2作硫化机，硫化反应方程式：CS2＋4H2 = 2H2S＋CH4MoO3＋2H2S ＋H2= MoS2＋H2OGoO＋H2S = GoS＋H2O正常生产中，在一定反应温度和水汽比范围内，当H2S浓度低于平衡所需的最低H2S浓度时，会出现反硫化而使催化剂失活，反应方程式：MoS2＋2H2O = MoO2＋H2S在预变换炉中装填除氧剂的目的进变换系统的粗煤气中含有0.39%(V)的O2,这些少量的氧气将会与变换反应催化剂的活性组分或载体发生硫酸盐化反应，使催化剂迅速失活。
装填除氧剂后有效地脱除原料气中的氧等毒物，保护催化剂，延长催化剂的使用寿命。
除氧剂：1.9m3/台，总量7.6m3，使用位置是预变炉上层。
催化剂：预变炉 6.4m3/台，主变换炉27.9m3/台，总量是81.4m3。
使用位置是预变炉下层，主变炉。
换热器：在开停车时要注意换热器管/壳层的压差，防止出现高于0.5MPa。
防止损坏换热器。
变换炉：开车前，首先将变换炉床层以50℃/h的速率升温到260℃-280℃，并且向变换炉导气时要缓慢。
变换工艺技术方案
含量%(m/m) 3.5±0.5 8.0±1.0 0.45±0.15
TiO2-MgO-Al2O3
2、联信催化剂
QDB-04联信公司生产的一种以镁铝尖晶石为载体，含有多元复合助剂的 新型CO耐硫变换催化剂，适宜于在压力较高、水蒸汽分压较大而运行温 度又较低，即在距离露点温度较近或是在“高温—低硫”的苛刻条件下 使用时。 QDB-04催化剂的使用温度范围为180℃～500℃，最佳活性温 区为220-450℃。催化剂在距离露点温度较近的条件下容易发生水合反应 而失活。 因此床层入口温度的控制的原则是：高于露点温度 ℃。该催 ：高于露点温度25℃ 化剂添加特殊的复合碱性助剂，增强了催化剂的表面碱性，提高了催化 剂对有机硫的水解功能和HCN转化能力，特别是在温度较低的条件下， 催化剂对有机硫氢解率和水解率。在通常的工艺条件下，保证有机硫 （如COS）的转化率大于95%，HCN转化率大于95%。
1.8±0.2 8.0±1.0 余量 φ3.5-4.5条形 绿色或粉红色 0.8-0.98 ≥130 ≥100 ≥0.25 ≤2.0 ≤1.0 ∼6.0 190-500 220-450 180 高于露点20°C 550 2-4 1000∼6000 ∼1.4 0.8∼1.5
3、庄信催化剂
K8-11G是青岛庄信生产的采用镁铝尖晶石为载体，是K8-11催化剂基础 上改进的钴钼系催化剂，适用于煤气化工艺条件下高压、高水汽比变换工艺。
变换工艺技术方案
主要内容
一、流程 二、催化剂 三、主要设备 四、公用工程 五、投资
一、工艺流程简介
1、宽温耐硫变换 宽温耐硫变换
该工艺采用CO—Mo系催化剂，抗硫能力极强，对总硫没有上限要求， 同时对水汽比也无要求，操作温度240-480℃，耐硫低温变换催化剂操 作温度一般在180-240℃ 。粗煤气经洗涤后直接进入变换炉进行变换 反应，不需预先脱硫，根据变换出口组分含量要求，调整粗煤气中的 水汽比。如粗煤气中CO含量较高，而要求变换出口CO较低时，可分 两段至三段进行变换，段间换热，便于温度控制，提高变换深度。产 生的余热用于生产中压蒸汽和预热锅炉给水。联信科力庄信源自预变换 进口温度 出口温度
xm-19热处理工艺
xm-19热处理工艺
XM-19是一种高强度、耐腐蚀的奥氏体不锈钢，也被称为
UNS S20910不锈钢。
XM-19通常需要进行热处理以增强其力
学性能。
XM-19的热处理工艺可以分为以下几个步骤：
1. 固溶处理（Solution Annealing）：将材料加热至约1050°C-1150°C的温度范围，保持一段时间，使材料中的碳、氮、铌
等合金元素均匀溶解在基体中。
然后迅速冷却至室温。
2. 淬火（Quenching）：固溶处理后，进行迅速冷却，通常使
用水或油进行淬火，以使材料快速固化并保持其高强度。
3. 退火（Annealing）：进行退火处理以消除材料中的残余应力，并改善其可加工性。
在退火过程中，将材料加热至
600°C-800°C的温度范围，保持一段时间，然后缓慢冷却至室温。
以上步骤是一种常见的XM-19热处理工艺，具体的工艺参数
和处理时间可能会根据不同的应用和需求而有所变化。
因此，在具体操作时，建议参考材料生产厂家提供的热处理工艺指南，并严格按照操作规范进行处理。
变换-净化工艺流
过程控制自动化
采用先进的自动化控制系统，实现过程控制的精确化 和自动化，提高生产效率。
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湿法脱硫
利用碱性溶液吸收原料气中的硫化氢 。常用的吸收剂有氢氧化钠、碳酸钠 等。吸收硫化氢后的溶液可通过加热 再生重复使用，同时回收硫磺。
脱硫剂选择与再生
脱硫剂选择
根据原料气的组成和性质，选择具有高吸附容量、良好选择性和稳定性的脱硫剂。常用的脱硫剂有氧化铁、氧化 锌、活性炭等。
脱硫剂再生
脱硫剂在吸附硫化氢后，需要进行再生以恢复其脱硫能力。再生方法包括加热再生、减压再生和化学再生等。加 热再生是最常用的方法，通过加热使脱硫剂释放吸附的硫化氢，恢复其活性。
用于收集并返回部分塔顶产品以维持塔内操作稳定。
吸附法精制原理及吸附剂
原理
利用吸附剂对混合物中各组分吸附能力的差 异，使混合物通过吸附剂床层时，其中某一 或某些组分被吸附在吸附剂表面，而其他组 分则通过床层，从而实现混合物的分离。
吸附剂
常用的吸附剂包括活性炭、硅胶、分子筛等 。这些吸附剂具有较大的比表面积和孔容， 能够提供更多的吸附活性位，从而实现对混
06
变换净化工艺流优化与改进
工艺流程优化策略
01
02
03
流程简化
减少不必要的操作步骤， 合并可并行进行的工序， 提高整体流程效率。
能源利用优化
改进热交换网络，降低能 源消耗，提高能源利用效 率。
废弃物减少
通过改进工艺条件或采用 新技术，减少废弃物产生， 降低处理成本。
设备选型与改造建议
设备更新
变换工艺条件与优化
温度
压力
化工变换工艺总结
化工变换工艺总结引言化工变换工艺是指将某种物质通过化学反应或其他过程转变为另一种物质的工艺过程。
化工变换工艺在化工行业中广泛应用，包括有机合成、无机合成、催化反应、蒸馏、萃取等等。
本文将对化工变换工艺进行总结，包括其定义、分类、基本原理、应用领域等。
定义化工变换工艺是指通过物质的化学反应或其他过程，将原始物质转变为所需物质的工艺过程。
化工变换工艺广泛应用于化工行业，是化工生产的核心环节之一。
化工变换工艺的目的是通过改变物质的结构或组成，实现物质的转化和加工。
分类根据不同的工艺和反应方式，化工变换工艺可以分为多种类型。
有机合成有机合成是指利用有机化学方法将低价的原始材料，如石油、天然气等，通过有机合成反应转化为高价值的化学品的工艺过程。
有机合成在药物、精细化学品、涂料等行业有着广泛的应用。
无机合成无机合成是指将无机物质通过化学反应转化为其他无机物质的工艺过程。
无机合成在玻璃制造、陶瓷制造、金属加工等行业中起着重要的作用。
无机合成工艺包括熔融法、溶液法、气相法等多种方法。
催化反应催化反应是指通过催化剂的作用，加速化学反应速率的工艺过程。
催化反应广泛应用于石油化工、化学肥料、化工塑料等行业。
常见的催化反应包括氧化反应、加氢反应、裂解反应等。
分离工艺分离工艺是指通过物理或化学方法，将混合物中的组分分离出来的工艺过程。
分离工艺在化工生产中起着重要的作用，包括蒸馏、萃取、结晶、吸附等方法。
基本原理化工变换工艺的基本原理是通过控制反应条件、选择适当的催化剂和采用合适的工艺参数，实现物质的转化和加工。
化工变换工艺中的关键步骤包括物料的混合、反应的进行和产物的分离等。
化工反应的基本原理包括反应动力学、热力学、传质和传热等。
反应动力学研究反应速率和反应机制，热力学研究反应的热效应和平衡常数，传质和传热研究物料在反应过程中的质量传递和热量传递。
应用领域化工变换工艺在各个领域都有广泛的应用，包括能源、石油化工、化学制药、冶金、环保等行业。
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Fe3O4 与 FeS 的晶体结构差异大，产生的相变应力大，催化剂颗粒容易 破碎和粉化。 （3）降压速度太快。停车时如降压速度太快，由于这时催化剂颗粒中心的压 力远远高于外表面的压力。以至产生“爆裂”现象，使颗粒破碎粉化。 （4）液态水进入催化剂床层与催化剂接触，会使催化剂粉化。
• 9.延长高变催化剂的寿命应注意哪些问题？ • （1）严格控制高变催化剂的还原和操作温度。还原温度越高，活性 最佳期越短，还原温度必须控制在催化剂允许的还原温度范围之内。 • 操作温度要尽量控制在催化剂活性温度低限。随着使用时间的增加， 催化剂活性逐步降低，操作温度可逐步提高，每次提高温度不超过 10℃。 • （2）控制合适的入炉汽气比，合理分配各段变换率。 • （3）进变化工段的半水煤气需脱硫、除尘、防焦油，防止毒物、杂 质和冷凝水进入催化剂床层。 • （4）稳定生产工艺操作条件如温度、压力、半水煤气成分、气量、 汽气比等，半水煤气中氧含量应小于0.5%。热点温度波动每小时不超 过±10℃。 • （5）蒸汽锅炉、合成废锅、饱和热水塔、高变炉段间喷水等都应采 用除盐水，以防止钠、氯的化合物进入高变炉对催化剂造成危害。 • （6）停车时卸压不宜太快，并要防止漏入空气或液态水进入催化剂 床层。
• 空间速度的大小对变换反应有什么影响？ • 空间速度简称“空速”，是指单位时间内通过单位面积的催化剂的气 体标准积数。单位为m3（标）/[m3(催化剂).h]或简写成h－1。 • 空间速度的大小，既决定催化剂的生产能力，又关系到变化率的高低。 空速过小，反应热小，催化剂床层温度降低，变换率下降；空速过大， 气体与催化剂接触时间短，来不及反应就离开了催化剂床层，变换率 也下降。空速与催化剂型号有关，不同型号的催化剂确定不同的空速。 高变催化剂空速一般控制在500～1000 h－1，低变催化剂空速一般控 制在1000～2000 h－1，B303Q低变催化剂用于全低变流程，其空速 可控制在2500 h－1左右。催化剂空速的大小还与催化剂的活性有关。 催化剂活性好，反应速度快，可以采用较大的空速；催化剂活性差， 反应速度慢，必须降低空速。
• 6. 高变催化剂还原时为什么要同时加入蒸汽？ • 高变催化剂还原时必须同时加入蒸汽，是为了防 止已还原耗的催化剂被氢还原过度，生成金属铁： • • Fe3O4 + 4H2 3Fe + 4H2O ▲H ＝ 139.3KJ/mol • 金属铁能促进CO和H2反应生成甲烷并能时CO使 发生分解反应，积碳于催化剂上。同时，加入蒸 汽还可以利用已生产的变换反应热来提高下层温 度，缩小上下床层温差。
• 1、一氧化碳变换反应的基本原理时什么？其反应的特点时怎么样的？ • 一氧化碳变换反应是在一定条件下，半水煤气中的一氧化碳和水蒸气 反应生成氢气和二氧化塔的工艺过程。 • CO + H2O <==> CO2 +H2＋41kj/mol • 这是一个可逆放热反应，从化学平衡来看，降低反应温度，增加水蒸 气用量，有利于上述可逆反应向二氧化碳和氢气的方向移动，提高平 衡变换率。但是水蒸气增加到一定值后，变换率增加幅度会变小。 • 温度对变化反应的速度影响较大，而且对正逆反应速度的影响不一样。 温度升高，放热反应即上述变换反应速度增加的慢，逆反应（吸热反 应）速度增加得快。因此，当变换反应开始时，反应物浓度大，提高 温度，可加快变换反应，在反应的后一段，二氧化碳和氢的浓度增加， 逆反应速度加快，因此，需降低反应温度，使逆反应速度减慢，这样 可得到较高的变换率。 • 提高变化压力，分子间的有效碰撞次数，可以加快变换反应速度，提 高催化剂的生产能力。
• （4）与原高变催化剂比较，催还击用量可减少一 半以上，降低了变换炉床层阻力，降低了压缩功 耗。 • （5）有机硫转化率高，可达98%～99%，有利于 铜洗操作，降低铜耗，稳定生产。 • （6）变换率高，变换气中一氧化碳含量可降低 1%以下。 • （7）余热回收效果好。催化剂段间换热等用水加 热器逐级回收、逐级加热饱和热水塔循环热水， 出饱和塔半水煤气的温度及饱和度高，出热水塔 变换气温度可降至100℃以下。
• 23.钴钼系耐硫低变催化剂使用前为什么要硫化？ 硫化的原理是什么？ • 钴钼系耐硫低变催化剂的主要活性组分为氧化钼， 以氧化钴为促进剂，以氧化铝为载体。钴钼氧化 物活性远远小于其硫化物，因此，使用前需将 MoO3和CoO转化为CoS和MoS2，这一过程叫硫 化。硫化时一般以CS2为硫化剂，其反应方程式 为 • CS2+4H2=2H2S+CH4 ▲H=-24.07kj/mol • CoS+H2S=CoS+H2O ▲H=-24.07kj/mol • MoO+2H2S+H2=MoS2+3H2O ▲H=-48.1kj/mol
• 7.停车时应如何维护高变催化剂？ • 停车时间较长时应卸压，以防催化剂床层温度 减低到水蒸气露点以下而冷凝成水，降低催化剂 强度。卸压速度不能过快应小于0.2Mpa/min,以避 免催化剂颗粒破碎粉化，床层松动，气体偏流、 活性下降等危害。 • 长期停车时变化炉要用惰性气体置换，并用盲 板将变换炉与系统隔开。并经常向变换炉补加氮 气，以保证变换炉始终包陈微正压。 • 停车时应注意及时停止催化剂段间喷水。
变换各工艺流程简介
• 一氧化碳变换时半水煤气借助于催化剂的作用， 在一定温度下，水蒸气反应，生成二氧化碳和氢 的工艺过程。通过变换即除去了一氧化碳，又得 到了合成氨的原料气氢和氨加工的原料气二氧化 碳。 • 近年来，变换工段由于采用了低温高活性的催化 剂和高串低，高-低-低（俗称“中串低”、“中低-低”），全低变等多种新工艺流程，加强了热 量回收利用，工段面貌发生了很大变化。
• • • • • •
蒸汽加入量与哪些因素有关？应怎样调节蒸汽加入量？ 蒸汽加入量与变化率、催化剂性能，催化剂床层反应温度等因素有关。 变换率降低，变换气中CO含量升高时，应适当增加蒸汽加入量。 催化剂活性温度低时，操作温度低，蒸汽加入量要减少。 气体中硫化氢含量高时，可相应增加蒸汽加入量。 当负荷、系统压力、蒸汽压力、饱和塔出口半水煤气温度、半水煤气 中含氧量变化时，会引起床层温度变化，应相应地调节蒸汽加入量， 以稳定床层温度。 • 生产中，调节水蒸气的加入量时控制变换炉温度的最主要操作手段， 减少蒸汽用量对降低消耗指标和节能有着重要意义。因此，在保证变 换率合格的条件下，尽量少用蒸汽，多用副线调节床温度，以节省蒸 汽用量。
• 5.采用全低变技术，主要应当注意哪些问题？ • 采用全低变技术主要应加强对催化剂的保护和二次脱硫， 并注意以下问题。 • （1）由于低变炉入口温度在200℃左右，气体中夹带的润 滑油成分不易会发，而油污由式全低变催化剂的主要毒物， 容易造成催化剂失活，因此压缩二段出口的冷却器绝对不 能去掉；同时还必须考虑对催化剂的各种防毒及保护措施， 如在一段低变催化剂上面装填吸附剂、抗毒剂等。 • （2）必须保证每期中含有足量的硫化氢，如煤气总硫含 量小于150mg/m3（标）时，应放宽半水煤气脱硫后硫化 氢含量；如在碳化后二次脱硫能力足够的情况下，也可考 虑取消一次脱硫。
• 2“高串低”工艺与传统的高温变换工艺主要有什么不同？有何优点？ • 传统的高温变换工艺，变换炉入口温度一般控制在320～340℃。在 流程设置上一般是一个变换炉，炉内装填铁-铬系催化剂，分两段或 三段，半水煤气从上到下一次通过各段催化此后即完成变换过程。 • “高串低”工艺与创痛的高温变换工艺主要不同之处是在原高变炉之 后，又串联了一个装有钴-钼系列耐硫宽温催化剂的低变炉，形成高 变串低变的工艺流程。耐硫宽温变换催化剂在“高串低”工艺中被利 用做低变催化剂。低变炉入口气体温度一般可控制在210～230℃。 • 因此高串低工艺可以减少进入高变炉的蒸汽添加量，达到节能效果。 同时为调节低变炉入口气体温度，可因地制宜地设置调节水加热器或 第二热水塔等回收低位余热。低变后气体中一氧化碳含量比传统的高 变工艺可降低2个百分点，减轻了铜洗工段净化负荷，铜液循环量， 再生能耗相应有较大幅度下降。另外，由于变换炉的提高，碳铵的产 量可相应增加。
• （3）为减轻硫化氢对变换后各工序的工艺操作和设备的 危害，必须加强变换（或碳化）后的二次脱硫。 • （4）操作中要加强油分离器的排油和饱和热水塔的排污， 饱和热水塔补水最好用脱盐水，以防半水煤气把油污和固 体微粒带入床层。 • （5）严防半水煤气中氧含量超标。钴钼催化剂对氧的反 应灵敏，氧含量过高，容易使低变催化剂失活或烧结，缩 短催化剂的使用寿命。生产中，半水煤气中氧含量增高时， 不要加大蒸汽压炉温，以避免反硫化反应的发生，而应适 当减量或开冷激煤气副线降低床层温度，并通知造气工段 降低半水煤气中氧含量。 • （6）操作中要做到反应热点低，汽气比低。热点一般不 超过350℃，总汽气比0.3～0.4。
• 4.“高-低-低”工艺及流程有什么特点？ • “高-低-低”工艺是介于高串低工艺与全低变之 间的一种工艺流程。其流程兼有高串低和全低变 两种工艺的部分优点，有不少老厂改造和净化能 力偏弱的小氮肥企业所采用，该流程特点是如下。 • （1）由高串低改为高-低-低流程，工艺和设备改 动幅度较小，技术容易掌握，而且投资省。 • （2）高变炉上段（或上、中段）仍是装填高变催 化剂，因其抗毒性较强，对进入低变催化剂床层 的气体起到的净化、去除毒物的作用，因而保护 了低变催化剂，延长了其使用寿命。
• （3）蒸汽集中由高变炉上段加入，其他各段床层温度调 节采用热交换器，调温水加、近路，副线等手段进行（一 般不喷水），汽气比从上到下以此降低，分别满足了高低 变对水蒸气的需要，并可有效地阻止低变催化剂的反硫化。 整个系统热量回收效率高，节气节能效果明显。 • （4）催化剂装填总量比高串低流程减少，系统阻力下降。 • （5）有机硫转化率高，有利于铜洗操作，降低铜耗，稳 定生产。 • （6）催化剂段间换热采用水加热器逐级加热饱和热水塔 循环热水，余热回收效果好。出饱和塔半水煤气温度、饱 和度高，出热水塔变化气温度可降至100℃以下。 • （7）变化率高，变化气中一氧化碳可降至1%以下。