耐硫变换基础知识

变换基础知识

1.变换岗位的任务和变换的原理分别是什么？/ Z' |3 H, c, Z

任务：通过发生变换反应，使工艺气体的组成得到调整，降低一氧化碳含量，提高氢气含量以满足甲醇合成工序对原料气氢碳比的要求。

原理：在一定的压力和温度条件下，在催化剂的作用下，使来自气化粗煤气中的一氧化碳和水蒸汽发生变换反应生成氢气和二氧化碳，并放出热量。

2.写出影响变换反应化学平衡的因素？1 Q T; a# d) t: c4 J' B0 U& q

①温度；②压力；③水汽比；④二氧化碳的影响；⑤副反应的影响。⑥空速。（详细解释见培训教材。）

3.催化剂硫化原理？钴钼系耐硫催化剂使用前为什么要硫化？

钴钼催化剂中真正的活性组份是COS和MOS2，因此，必须经过硫化才具有变换活性。硫化的目的还在于防止钴钼氧化物被还原成金属态，而金属态钴钼可促进一氧化碳和氢气发生甲烷化反应，这一强放热反应有可能造成巨大的温升，而将催化剂烧坏。

硫化反应是可逆反应，因此原料气中硫量的波动，就有可能导致催化剂失硫而降低活性。钴钼催化剂具有加氢作用，因此，原料气中不饱和烃的量大时，会发生严重的放热反应。4.写出催化剂升温硫化分哪几个阶段？

升温阶段、恒温脱除吸附水阶段、升温阶段、恒温拉平床层温度、硫化阶段。具体见催化剂的升温还原曲线。

5.变换炉超温的原因有哪些？7 D& V0 F9 \Y1 x, ]/ a* ~

主要因素：①水煤气过氧。②因变换炉催化剂粉化等原因造成变换炉阻力上升，床层局部超温。③开车接气时，气量及压力没控制好。④水煤气中CO含量过高。⑤系统压力突然升高。⑥入口温度偏高或入口温度指示发生低漂移。3 ]' `0 r# O/ @6 S Q

6.如何延长催化剂的使用寿命？- ~4 m4 W1 g o" D2 r9 \+ S

①变换炉的进口温度控制在指标之内，在催化剂的使用前期尽量使用催化剂温度范围低限区。

②催化剂升温硫化时，应严格按照升温硫化方案执行。

③严禁带水、带氧入炉。

④避免长时间存在过高水气比，避免无硫操作。

⑤尽量避免负荷大幅度波动，频繁开停车。2 v- c p; m j6 n

⑥严格控制炉温，防止床层超温，避免床层温度大幅波动。

⑦充压、卸压控制好速率，不要过快。

⑧接气时提温缓慢，避免催化剂毒物带入。/ [& @C3 B: F5 b4 p- H q0 t

7.变换催化剂反硫化有哪些现象？造成反硫化的原因有哪些？如何防止？' w p3 D7 e7 p5 E) U

现象：催化剂活性降低，变换气出口硫含量高于进口合成气中硫含量，催化剂出现放硫现象。影响因素：①水气比过大；②床层温度太高；③工艺气中硫化氢的浓度过低。

较低的水气比，较低的床层温度，较高的H2S浓度有利于抑制反硫化反应的发生。生产中主要通过控制工艺气中硫化氢含量不低于允许值来防止反硫化反应的发生。一般根据操作经验，以不低于1000ppm为宜。" c8 ~b4 j8 X! C+ z

8.水煤气中有哪些组分可能影响变换催化剂的性能？?& B5 e; a) T& s0 V# h8 W

①水蒸汽：煤气中水蒸汽长时间含量过高，可能造成催化剂粉碎。% m+ Z" g9 F( f4 {3 A

②氧：煤气中氧含量过高，会造成催化剂床层温度暴涨，烧结催化剂。

③硫化氢：煤气中硫化氢含量过低，会造成催化剂反硫化，使活性降低。

④毒物：煤气中AS2O3,Cl-,NH3,CN-,P2O5,碳氢化合物等毒物会造成催化剂中毒丧失活性。3 X- r1 H% Y( n7 }( x0 G1 j! l5 n2 |

⑤煤气中夹带的灰尘等杂物易堵塞催化剂表面微孔，降低其比表面积。9 N, I n+ I. F' D9 U3 ^: _

9.导致变换催化剂失活的因素？0 o, s' s- _8 z- p( j. F

①水煤气中带水、带氧等原因造成催化剂活性组分流失、粉粹、结皮、烧结。

②工艺气中硫化氢浓度降低等原因而导致催化剂反硫化而失活。

③活性组分烧结流失。

④因毒物的带入而使催化剂中毒。9 P7 ]- ^0 v3 l- H! P. Y4 ^

⑤因杂物堵塞微孔，高温烧结等原因，导致催化剂比表面积降低。- @1 ~8 a2 s& v/ T4 u1 ?# ]5 M

⑥因催化剂长期在较高温下使用而导致低温活性降低。

⑦催化剂硫化不完全或硫化时温度猛涨超过500度，引起活性组分烧结，钼升华，载体活性组分发生物理化学变化。

10.变换系统如何进行氮气置换？氮气置换指标是多少？4 Q. U2 {5 t" |, P

①关闭粗煤气界区阀，变换气界区出口阀（在低温甲醇洗区域内），变换系统压力调节阀投手动系统缓慢泄压。4 F! T1 q# J+ `; {

②系统泄压完毕后，把系统入口工艺管线上氮气阀门上盲板导通。

③变换系统内工艺气管线调节阀打手动打开，截止阀打开。

④关闭系统压力调节阀，打开系统入口管线上氮气阀门，向系统充入氮气；当压力充至0.4MPa时，关闭氮气入口阀，打开系统压力调节阀进行泄压；反复几次。

⑤当分析装置内气体露点≤-30℃，CO+H2≤0.5%，O2≤0.1%时置换合格。

11.变换系统加减负荷的原则是什么？

①加负荷时，视催化剂床层温度而定，少量多次原则。3 y/ x& y S. N. P$ z

②工段减负荷时，多在前后工段故障情况下进行，也会由于自身催化剂活性下降的情况下进行，后种情况会影响前后工段。因此，减负荷要与前后工段相配合。: w5 p) q- D6 z3 f% D0 u

12.催化剂升温还原硫化时为什么要有恒温阶段？如何操作？- }7 ]& d4 R; p; Y* f

变换催化剂升温还原硫化是都要有恒温间断，恒温是为了蒸发催化剂中的水分，防止因温度升高水分急剧蒸发而使催化剂颗粒破碎，以后恒温是为了缩小床层各点温差，保持升温速度均衡，整炉催化剂都能还原或硫化完全，使催化剂具有最好的活性。

恒温应按催化剂升温还原（硫化）曲线进行，恒温前减慢升温速度，恒温时逐渐加大空速，用电加热器调节，维持升温气体在恒温时的温度。3 M/ E0 X& I- @

13.耐硫催化剂失活有何现象？9 e7 S. U/ I9 G! h: }( P3 @* r

在正常生产条件下，进入变换炉气体成份，流量都没有改变，但变换炉出口气体CO含量升高，要维持指标正常，需提高床层温度。

20.影响催化剂层温度的因素有哪些？如何稳定炉温？* a# @, ]" X* \$ |9 x* X

①负荷变化。生产过程中加减气量应及时调节入炉温度和各中变废锅压力调节阀，调节各段和进口温度。增加负荷时应及时加大水汽比，使变换反应剧烈，以维持催化剂层温度的稳定，同时避免CO指标上扬；减负荷时及时减小水汽比，并提高各段进口温度，以维持炉温和变换气CO指标稳定。因此，负荷变化时应根据催化剂层温度及时做适当调节。) R. F, v; G-h

②气体组分变化。煤气中一氧化碳的含量变化，会使催化剂层温度波动。这种情况下可调