变换工段ppt

影响变换的因素 温度 压力 物浓系数 空速 副反应的影响
导致变换炉阻力增大因素 原料气带水,压力波动等各种因素造成的 触媒粉化,结皮 床层超温等因素造成的触媒烧结 原料气中粉尘等杂质阻塞触媒表明 触媒分布不均匀,气流偏流 生产负荷过重
导致触媒失活的因素
水煤气带水带氧等各种原因造成的触媒粉碎,结 皮,烧结 工艺气H2S浓度降低等原因而导致的 工艺气H2S浓度降低等原因而导致的 触媒反硫化 而失活 活性组分流失 因毒物的带入而使触媒中毒 因杂物堵塞微孔或高温烧结等原因导致的 触媒比 表面积降低 因触媒长期在较高瘟下使用而导致的低温活性下 降
硫化 1,硫化开始时床层温度在200-220℃范围 ,硫化开始时床层温度在200-220℃ 2,根据煤气外管的压力确定硫化时的系统 压力,同时把N2量加至最大. 压力,同时把N2量加至最大. 3,配入工业气在10%左右,煤气量为 ,配入工业气在10%左右, 5200Nm3/h左右 5200Nm3/h左右 4,硫化过程入口温度应维持在200-250℃, ,硫化过程入口温度应维持在200-250℃ 硫化末期不得超过300℃ 硫化末期不得超过300℃,床层温度不得高于 400℃. 400℃
硫化机理 CoO+H2S=CoS+H2O MoO3+2H2S+H2=MoS2+3H2O CS2+4H2=2H2S+CH4 COS+H2O=H2S+CO2
.硫化过程中不正常的情况处理
1.床层温升缓慢 1.床层温升缓慢 半水煤气量或N2量过高,入口温度控制较低, 半水煤气量或N2量过高,入口温度控制较低,可通过提高 入口温度来进行调节. 入口温度来进行调节. 2.升温硫化注意事项 2.升温硫化注意事项 a.升温硫化过程中应保持床层温度平稳上升, a.升温硫化过程中应保持床层温度平稳上升,不可操之过 急,忙于调节造成超温 b.及时排放冷凝水,防止带入催化剂床层,影响催化剂的强 b.及时排放冷凝水,防止带入催化剂床层, 度及活性. 度及活性. c.硫化期间要始终保持H210%左右,以保证S加入后有足够 c.硫化期间要始终保持H210%左右,以保证S 地氢解. 地氢解. d.S的加入量一次不可太多,应采取多次少量的原则加入,防 d.S的加入量一次不可太多,应采取多次少量的原则加入, 止超温
汽提塔作用 主要汽提第四水分离器脱出的NH3,用低压 主要汽提第四水分离器脱出的NH3,用低压 蒸汽汽提,并回收利用热量
四,升温硫化及硫化机理
升温
1,升温气体在HV2110放空 ,升温气体在HV2110放空 2,引N2对变换炉催化剂进行氮气升温,升温时控 ,引N2对变换炉催化剂进行氮气升温, 制压力在2.0MPa,升温氮气流量10000制压力在2.0MPa,升温氮气流量10000-16000Nm3/hr 温时严格控制速率≤50℃ 温时严格控制速率≤50℃/hr 3,当床层温度升至110-120℃时,恒温3-4hr以释放 ,当床层温度升至110-120℃ 恒温3 4hr以释放 催化剂内吸附水,拉平床温. 催化剂内吸附水,拉平床温.此阶段各导淋及分离器 应加强排水 4,当床层温度升至200-220℃时恒温约4hr,拉平炉 ,当床层温度升至200-220℃时恒温约4hr,拉平炉 床层温度. 床层温度.
钴钼系催化剂 耐硫宽温变换工艺, 耐硫宽温变换工艺,选择齐鲁石化生产的 QCSQCS-1催化剂 QCS- 的毒物有AS,卤素,NH3,P2O5,高碳链 QCS-1的毒物有AS,卤素,NH3,P2O5,高碳链 不饱和碳氢化合物 水蒸气,氧气,H2S,毒物和煤气中夹带的灰 水蒸气,氧气,H2S,毒物和煤气中夹带的灰 尘等堵塞触媒表面微孔,会影响触媒
三,设备介绍
分离器的作用 分离固体尘埃和冷凝液,从分离器切面进 入,气液达到密度的差异实现分离,气体 经顶部丝网除膜器后从顶部出来达到分离 效果 保证上不窜液,下不窜气控制好液位
煤气过滤器的作用和特点
来自气化的粗合成气,难免会有少量的灰份. 来自气化的粗合成气,难免会有少量的灰份.杂质和重金属 毒物〈 铁等〉会沉淀在催化剂表面上, 毒物〈砷.铁等〉会沉淀在催化剂表面上,阻碍水煤气与活 性组份Co-Mo发生化学作用, 性组份Co-Mo发生化学作用,其中杂质对催化剂活性的影响 主要是物理作用 过滤器的介质: Mg,Al尖晶是为主要成份, 过滤器的介质:以Mg,Al尖晶是为主要成份,可作催化剂载体 作用, 作用,也作为吸附剂使用 作为吸附剂: Co耐硫变换催化剂使用, 作为吸附剂:与Co耐硫变换催化剂使用,不仅有较高的强度 而且有较高的孔隙率, 而且有较高的孔隙率,能有效脱除和吸附原料气中碳黑焦油 和粉尘的杂质和毒物, 和粉尘的杂质和毒物,从而对催化剂起保护作用
4,变换炉的压差:控制指标≤50KPa ,变换炉的压差:控制指标≤ 影响因素:负荷过大,气体中粉尘含量多,催化 剂结皮或粉化 处理方法:一般正常生产中应稳定气量,减少开 停车次数.负荷的增加虽然使压差上升,但一般 均在正常范围内,煤气中粉尘大,催化剂结皮或 粉化,一般是在一个较长的时间内逐渐上升,若 阻力大会影响生产,则应利用停车时间降温铲除 结皮或筛选
部分气量深度变换的优点
1,由于是部分气量进变换炉,气量少,气体中的水/ ,由于是部分气量进变换炉,气量少,气体中的水/ 汽比高〈1.4〉有利于推动变换反应, 汽比高〈1.4〉有利于推动变换反应,催化剂用量少 2,经过变换气体中有机硫95%以上可转化为H2S ,经过变换气体中有机硫95%以上可转化为H2S 未经变换的有机硫在脱硫/ 未经变换的有机硫在脱硫/脱碳工艺中可脱除 3,通过调整入变换炉中的气量调节,变换气中氢/ ,通过调整入变换炉中的气量调节,变换气中氢/ 碳比容易调整 4,变换炉及粗煤气预热器小可以有效的变换单元 的投资
废锅的作用及结构 废锅是较大的U 废锅是较大的U型管式换热器,同时产生大 量的蒸汽,通过调节废锅压力来调节与变 换气换热量的大小,控制好废锅液位 废锅中Cl-≤300mg/ ,碱度:3 废锅中Cl-≤300mg/L,碱度:3—10mg, PH值:10—12 PH值:10—
废锅开车 1.检查关闭锅炉出口蒸汽阀,排污导淋阀,废 1.检查关闭锅炉出口蒸汽阀,排污导淋阀, 锅放空阀打开. 锅放空阀打开. 2.打开锅炉给水进废锅阀组,给废锅建立液位 2.打开锅炉给水进废锅阀组, 至正常范围. 至正常范围. 3.耕具生产需要适当开废锅工艺出口阀,同时 3.耕具生产需要适当开废锅工艺出口阀, 适当关工艺气付线. 适当关工艺气付线. 4.关闭废锅放空阀,观察废锅压力至工作压力 4.关闭废锅放空阀, 后打开蒸汽出口阀组. 后打开蒸汽出口阀组.
1,变换炉的入口温度操作:控制指 ,变换炉的入口温度操作: 标:250±5℃影响入口温度因素:系统压力.气 :250± 影响入口温度因素:系统压力. 量.变换炉出口温度,气体带水等. 变换炉出口温度,气体带水等. 控制方法: 控制方法:如果入口温度较高,可通过 TV2102来调节 TV2102来调节
反应原理 煤气气化制得的水煤气在催化剂的作用下, 煤气气化制得的水煤气在催化剂的作用下, 其中CO与H2O在变换炉中反应生成CO2和 其中CO与H2O在变换炉中反应生成CO2和 H2并释放大量的热量 H2并释放大量的热量 CO〈g〉+H2O〈g〉←→CO2〈g〉+H2〈g〉 CO〈 +H2O〈 ←→CO2〈 +H2〈 △H298=-41.4kJ/mol H298=-
反硫化及防止 MoS2+2H2O=MoO2+2H2S —Q CoS+H2O=CoO+H2S —Q 影响因素有:水气比,床层温度,工艺气 中H2S浓度 H2S浓度 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 H2S浓度有利于抑制反硫化反应的发生
五,正常的操作及指标控制
2,床层温度的控制:控制指标≤410℃ ,床层温度的控制:控制指标≤410℃ 影响因素:气量,水气比,入口温度,气体CO的 影响因素:气量,水气比,入口温度,气体CO的 含量及催化剂的活性等. 含量及催化剂的活性等. 控制方法:正常生产中,一般是控制进口温度, 控制方法:正常生产中,一般是控制进口温度, 达到控制热点温度的目的.若入口CO含量过 达到控制热点温度的目的.若入口CO含量过 高,反应热过大,造成热点长期超标,可通过气 反应热过大,造成热点长期超标, 化调整
第六次课: 第六次课:
变换工段总结
一,工艺原Hale Waihona Puke Baidu 二,触媒 三,设备介绍 四,升温硫化及硫化机理 五,正常的操作及指标控制
一,工艺原理
变换工艺的选择 为满足甲醇工艺气要求的(H2—CO2)/ 为满足甲醇工艺气要求的(H2—CO2)/ (CO+CO2)=2.05~2.1的氢碳比采用全气 CO+CO2)=2.05~2.1的氢碳比采用全气 量部分变换或部分气量深度变换两种方案. 全气量部分变换为所有的工艺气均经过变 换炉,变换气中CO的调节方式采用控制变 换炉,变换气中CO的调节方式采用控制变 换炉出口温度的方式控制;部分气量深度 变换采用一部分气体经变换炉进行变换反 应,另一部分气体经旁路去后续系统,调 节两股气体的比例来控制最终的CO含量 节两股气体的比例来控制最终的CO含量
钴钼系催化剂的优越性
钴钼系催化剂耐硫,避免先脱硫后变换的冷热病. 钴钼系催化剂耐硫,避免先脱硫后变换的冷热病.出 气化的粗合成气中的水蒸气量可以满足变换的要 求,不需另补蒸汽降低蒸汽耗量. 不需另补蒸汽降低蒸汽耗量. 钴钼系催化剂具有有机硫加氢转化功能, 钴钼系催化剂具有有机硫加氢转化功能,可以有效 降低变换气中有机含量 钴钼系催化剂活性高, 钴钼系催化剂活性高,特别是低温活性要比铁铬系 高得多,可以降低催化剂装量, 高得多,可以降低催化剂装量,减少反应器体积 适用于原料中硫含量较高的粗合成气变换, 适用于原料中硫含量较高的粗合成气变换,对粗合 成气中硫只有最低要求无上限要求, 成气中硫只有最低要求无上限要求,因此使用后序 的净化流程更为简单. 的净化流程更为简单.
3,出口CO指标的控制:控制指标CO≤8.0% ,出口CO指标的控制:控制指标CO≤8.0% 影响因素: 影响因素:气量,床层温度,催化剂的活性, 水气比,煤气加热器的情况等 控制方法:主要是稳定入口温度,热点温 度在指定范围内,要求气化应确保水气比 在指定范围内.若催化剂使用后期,可适 当提高入口温度,以达到降低出口CO含量 当提高入口温度,以达到降低出口CO含量 的 目的
二,触媒
变换催化剂的选择
Fe-Cr-系变化催化剂的变换工艺,催化剂的抗硫.毒能力差.适 Fe-Cr-系变化催化剂的变换工艺,催化剂的抗硫.毒能力差. 用于总硫含量低于100ppm 的气体. 用于总硫含量低于100ppm 的气体.对于本项目煤气化的合 成气中硫含量较高,若使用铁系触媒的非耐硫变换, 成气中硫含量较高,若使用铁系触媒的非耐硫变换,需将气 化生产的煤气先脱硫后再进行变换反应蒸气消耗较高 Cu-Zn系变换催化剂的变换工艺,操作温度在190～280℃称 Cu-Zn系变换催化剂的变换工艺,操作温度在190～280℃ 为低温变换工艺.这种工艺要求变换温升较小通常串联在中. 为低温变换工艺.这种工艺要求变换温升较小通常串联在中. 高温变换工艺之后, 高温变换工艺之后,将3～5%左右的Co降低到0.3%以下.Cu%左右的Co降低到0.3%以下.CuZn系变换催化剂的抗硫毒能力极差.适用于总硫含量低于 Zn系变换催化剂的抗硫毒能力极差. 0.1ppm的气体,因此,必须要求原料气先脱硫再变换. 0.1ppm的气体,因此,必须要求原料气先脱硫再变换. Co-Mo系变换催化剂的变换工艺,催化剂操作温度较宽,操作 Co-Mo系变换催化剂的变换工艺,催化剂操作温度较宽, 温度在180～240℃是原料气经变化后Co可降至0.3%以 温度在180～240℃是原料气经变化后Co可降至0.3%以 下,Co-Mo系变换催化剂的抗硫能力极强,对总硫含量无上限 ,Co-Mo系变换催化剂的抗硫能力极强, 要求