變換崗位操作技術(shù)資料[共34頁(yè)]

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1、 冷水江金富源堿業(yè)有限公司 變換崗位操作技術(shù)資料 編寫(xiě) 陳 軍 審核 曾 華 二零零九年 ３２ 目錄 第一章 崗位概述…………………… 1 第二章 基本理論…………………‥ 5 第一節(jié) 一氧化碳中溫變換………… 5 第二節(jié) 一氧化碳低溫變換………… 9 第三章 正常生產(chǎn)操作要點(diǎn)………… 10 第四章 不正常情況及處理………… 15 第五章 變換催化劑………………… 19 第一節(jié) 中溫變換催化劑………‥ 19 第二節(jié) 低溫變換催化劑………‥ 22 第六章 羅茨鼓風(fēng)

2、機(jī)………………… 27 第七章 安全生產(chǎn)…………………… 29 第一章 崗位概述 一、崗位任務(wù) 變換反應(yīng)是半水煤氣中的一氧化碳借助于催化劑的作用，在一定溫度下，與水蒸氣反應(yīng)，生成二氧化碳和氫的工藝過(guò)程。通過(guò)變換既除去了一氧化碳，又得到了制合成氨的原料氣氫和制純堿的原料氣二氧化碳。 二、工藝流程 1.流程簡(jiǎn)述 由高壓機(jī)二段來(lái)的半水煤氣（1.2MPa）經(jīng)油水分離器分離油水后，由飽和塔下部進(jìn)入與頂部噴淋而下的（自水加熱器來(lái)）熱水逆流接觸，半水煤氣一面被水蒸氣飽和，一面被加熱，出飽和塔的飽和煤氣經(jīng)汽水分離器分離水后進(jìn)入蒸汽混合器，在此與鍋

3、爐來(lái)的過(guò)熱蒸汽混合進(jìn)入甲交換熱器管內(nèi)，與甲交換熱器管間的變換氣換熱，再進(jìn)入乙交換熱器管間與管內(nèi)的變換氣換熱，使半水煤氣得到預(yù)熱，然后經(jīng)遠(yuǎn)紅外電加熱器由中變爐頂部進(jìn)入，通過(guò)一、二、三段觸媒完成變換反應(yīng)，經(jīng)過(guò)中變爐后的變換氣進(jìn)入乙交換熱器管內(nèi)，甲交換熱器管間與半水煤氣換熱后，進(jìn)入水加熱器管間，與管內(nèi)的循環(huán)水換熱后，由低變爐頂部進(jìn)入，通過(guò)一、二段觸媒，中變換氣中的CO與自身夾帶的水蒸氣繼續(xù)反應(yīng)，以保證所需的最終變換率，然后進(jìn)入熱水塔，與塔頂噴淋而下的熱水逆流接觸換熱，使循環(huán)水得到預(yù)熱，熱水塔出來(lái)的變換氣最后經(jīng)第一、三冷凝器降溫進(jìn)入碳化前汽水分離罐后送碳化工序。 不合格的變換氣可由第三冷凝器前放空。

4、 煤氣付線：經(jīng)蒸汽混合器出來(lái)的半水煤氣不經(jīng)甲、乙交換熱器直接進(jìn)入電加熱器進(jìn)口管道。以降低進(jìn)中變爐氣體溫度。 蒸汽付線：鍋爐來(lái)的過(guò)熱蒸汽直接進(jìn)入中變爐進(jìn)口管道。以降低進(jìn)中變爐氣體溫度。 熱付線：中變氣不通過(guò)乙、甲交及水加熱器直接進(jìn)低變爐進(jìn)口管道。以提高進(jìn)低變爐氣體溫度。 低變付線：中變氣不通過(guò)低變爐直接進(jìn)熱水塔。 2.方框流程圖 3.帶控制點(diǎn)工藝流程圖 三、主要工藝指標(biāo) １、 溫度 變換爐觸煤各段熱點(diǎn)溫度波動(dòng)范圍　　　　10℃ 進(jìn)飽和塔熱水溫度　　　　　　　　　　　≥130℃ 熱水塔出口變換氣溫度　　　　　　　　　≤120℃ 甲交進(jìn)口溫度　　　　　

5、　　　　　　　　155～170℃ 低變進(jìn)口溫度　　　　　　　　　　　　?。?00℃ 中變爐出口溫度　　　　　　　　　　　　400～420℃ 低變爐熱點(diǎn)溫度　　　　　　　　　　　　25010℃ 變換系統(tǒng)出口變換氣溫度　　　　　　　　30～40℃ ２、 壓力 蘿茨鼓風(fēng)機(jī)出口壓力　　　　　　　　　　≤39KPa 變換系統(tǒng)壓力 ≤1.20MPa 變換系統(tǒng)壓差 ≤0.05MPa 穩(wěn)壓罐壓力 ≤1.6MPa ３、 氣體成份 半水煤氣

6、 CO2≤8.5% CO≥29.5% O2＜0.5% H2S≤0.05g/m3 變換氣 中變出口CO≤6.5% 低變出口2.0~2.5% CO2≥28.0% ４、飽和熱水塔液位 1/2~2/3 ５、循環(huán)熱水總固含量 ＜500PPm 四、主要設(shè)備 (中變爐部分參數(shù)圖) 第二章 基本理論 第一節(jié) 一氧化碳中溫變換 一、 一氧化碳變換反應(yīng)的基本原理 一氧化碳變換反應(yīng)是在一定條件下，半水煤氣中的一氧化碳和水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和二氧化碳的工

7、藝過(guò)程 CO+H2O CO2+H2+41 kJ/mol 這是一個(gè)可逆放熱反應(yīng)。從化學(xué)平衡來(lái)看，降低反應(yīng)溫度，增加水蒸氣用量，有利于上述可逆反應(yīng)向生成二氧化碳和氫氣的方向移動(dòng)，提高平衡變換率。但是水蒸氣增加到一定值后，變換率增加幅度會(huì)變小。 二、 一氧化碳變換反應(yīng)的特點(diǎn) 溫度對(duì)變換反應(yīng)的速度影響較大，而且對(duì)正逆反應(yīng)速度的影響不一樣。溫度升高，放熱反應(yīng)即上述變換反應(yīng)速度增加得慢，逆反應(yīng)（吸熱反應(yīng)）速度增加得快。因此，當(dāng)變換反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，反應(yīng)物濃度大，提高溫度，可加快變換反應(yīng)。在反應(yīng)的后一階段，二氧化碳和氫的濃度增加，逆反應(yīng)速度加快。因此，須降低反應(yīng)溫度，使逆反應(yīng)速度減慢。這

8、樣可得到較高的變換率。 提高變換壓力，分子間的有效碰撞次數(shù)增加，可以加快變換反應(yīng)速度，提高催化劑的生產(chǎn)能力。 1. 一氧化碳反應(yīng)的熱效應(yīng) 一氧化碳與水蒸汽的反應(yīng)是一個(gè)可逆的放熱反應(yīng),反應(yīng)熱是溫度的函數(shù)。不同溫度下的反應(yīng)熱可用下式計(jì)算； △H=-10000-0.291T+2.84510-3T2 -0.970310-6T3 式中；△H--- 反應(yīng)熱 J/mol T--- 溫度 K 由上式計(jì)算的反應(yīng)熱如右圖； 2．一氧化碳反應(yīng)的平衡常數(shù) 可逆化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，每個(gè)產(chǎn)物濃度（或分壓）系數(shù)次冪的連乘積與每個(gè)反應(yīng)物濃

9、度（或分壓）系數(shù)次冪的連乘積成正比，這個(gè)比值叫做平衡常數(shù)。反應(yīng)進(jìn)行得越完全，平衡常數(shù)就越大。 變換反應(yīng)的平衡常數(shù)； Kp== 式中yi—各組份濃度 Pi—各組份分壓 由于變換反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，故平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，且隨溫度的 升高而降低。在變換范圍內(nèi)，平衡常數(shù)可以用以下簡(jiǎn)化式計(jì)算； ㏑Kp= 由此計(jì)算出的Kp—t 圖如上； 3．一氧化碳變換反應(yīng)速度 一氧化碳變換反應(yīng)只有一定的溫度及物料濃度是達(dá)不到工業(yè)生產(chǎn)要求的，因?yàn)榧词乖谳^高的溫度下反應(yīng)也極慢。只有在催化劑的作用下才能使變換反應(yīng)達(dá)到工業(yè)要求的速度。所以研究一氧化碳化學(xué)反應(yīng)速度就研究

10、一氧化碳在催化劑上的反應(yīng)機(jī)理及速度。研究表明，總的反應(yīng)過(guò)程由以下幾個(gè)步驟組成； 反應(yīng)組分從氣相擴(kuò)散到催化劑顆粒外表面。 反應(yīng)向催化劑顆粒的孔內(nèi)擴(kuò)散。 反應(yīng)在催化劑活性表面上進(jìn)行催化反應(yīng)。 反應(yīng)產(chǎn)物從催化劑顆粒內(nèi)孔擴(kuò)散到催化劑顆粒外表面。 反應(yīng)產(chǎn)物從催化劑顆粒外表面擴(kuò)散到氣相主體。 以上過(guò)程①⑤為外擴(kuò)散過(guò)程，②④為內(nèi)擴(kuò)散過(guò)程，③稱為動(dòng)力學(xué)過(guò)程。在工業(yè)生產(chǎn)條件下，外擴(kuò)散過(guò)程對(duì)一氧化碳變換反應(yīng)速度的影響可以忽略不計(jì)。雖然內(nèi)擴(kuò)散的阻滯影響不能忽視，但是若催化劑顆粒小，反應(yīng)溫度不高，內(nèi)擴(kuò)散的影響并不大，故一氧化碳變換反應(yīng)過(guò)程可視為動(dòng)力學(xué)控制。 三、一氧化碳反應(yīng)變換率 1．實(shí)際變換率

11、 CO變換的程度通常由變換率來(lái)表示，所謂變換率就是變換了的CO氣體量與變換前氣體中的CO氣量之比，即； X=100% 經(jīng)過(guò)變換反應(yīng)后,總的干氣量增加,增加的摩爾數(shù)等于反應(yīng)消耗掉的CO摩爾數(shù),即; V變=V半+V半y半COx=V半(1+ y半COx) 代入上式 X=100% 從變換反應(yīng)式可以看出，反應(yīng)掉一份CO時(shí)會(huì)生成同摩爾數(shù)的CO2和H2，所以在已知半水煤氣氣量、成分及變換率時(shí)，變換氣的氣量和成分均可以計(jì)算出來(lái)； V變=V半(1+ y半COx) V變CO2=100% V變CO=100% V變H2=100% 以上公式中；V變、V半—分別為變換氣和半水煤氣流量，Nm

12、3/h X—變換率 V變CO2、V變CO、V變H2—分別為變換氣中CO2、CO、H2的體積百分?jǐn)?shù) V半 CO2、V半CO、V半H2—分別為半水煤氣中CO2、CO、H2的體積百分?jǐn)?shù) 2．平衡變換率 平衡變換率是指在一定溫度、壓力、氣體組成條件下，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的變換率。 生產(chǎn)中的實(shí)際變換率總是低于平衡變換率。兩者的差距可用平衡溫距來(lái)衡量。平衡溫距是指物料實(shí)際溫度與物料組成相對(duì)應(yīng)的平衡溫度之差，也就是實(shí)際變換率所對(duì)應(yīng)的溫度（變換爐出口溫度）與相同平衡變換率所對(duì)應(yīng)的溫度之差。平衡溫度距不但是操作條件好壞的衡量依據(jù)，更是催化劑活性的重要衡量依據(jù)。 四、影響一氧

13、化碳變換反應(yīng)的主要因素 1．溫度對(duì)一氧化碳變換反應(yīng)的影響 一氧化碳變換反應(yīng)是一個(gè)可逆放熱反應(yīng)，因此溫度升高對(duì)反應(yīng)平衡不利，也就是說(shuō)一氧化碳的平衡變換率隨溫度的升高而降低，但在催化劑的活性范圍內(nèi)，提高溫度可以加快反應(yīng)速度，在同一氣體組成和汽氣比條件下，選擇適宜的溫度，使它既有利于CO平衡變換率的提高，又能使反應(yīng)速度加快，以達(dá)到最佳的反應(yīng)效果及最合理的催化劑用量。 催化劑的活性溫度越低，在相同條件下，CO的平衡變換率越高，即變換氣中CO含量越低。或者說(shuō)，在達(dá)到相同的CO變換率時(shí)，活性越低的催化劑可以控制較低的汽氣比，從而節(jié)省蒸汽用量。 2．汽氣比對(duì)CO變換反應(yīng)的影響

14、 汽氣比是指入變換爐水蒸汽與煤氣中CO的體積比。（也可用水蒸汽與干半水煤氣的體積比表示） 汽氣比對(duì)CO變換率有很大的影響。CO平衡變換率是隨汽氣比提高而增加的，但其趨勢(shì)是先快后慢，即當(dāng)汽氣比較低時(shí)CO變換率曲線的斜率很大，隨著汽氣比的提高，CO變換率曲線斜率逐漸減小，當(dāng)汽氣比提高到某一值時(shí)，CO平衡變換率曲線逐漸趨于平坦。 汽氣比對(duì)反應(yīng)速度的影響。一般在汽氣比較低時(shí)反應(yīng)速度隨汽氣比的提高而上升較快，而后隨著汽氣比的不斷上升而逐漸緩慢下，其情況類似于汽氣比對(duì)CO平衡變換率的影響。因此在汽氣較低的情況下，適當(dāng)提高汽氣比對(duì)提高CO變換率及反應(yīng)速度均有利，但過(guò)高的汽氣比在經(jīng)濟(jì)上

15、是不合算的。 （右圖計(jì)算組分；CO 30.28%,CO2 8.35%,H2 38.47%,N2 21.3%,O2 0.4%,CH4 1.2%） 3．壓力對(duì)CO變換反應(yīng)的影響 CO變換反應(yīng)是等分子反應(yīng)，反應(yīng)前后氣體的總體積不變，故壓力對(duì)反應(yīng)平衡沒(méi)有影響。在變換過(guò)程采用加壓操作，其目的在于；增加CO的反應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的熱利用率減少動(dòng)力消耗，同時(shí)壓力提高設(shè)備的占地面積更少，流程更緊湊。 研究表明，壓力提高催化劑的活性顯著提高，反應(yīng)速度加快。換句話說(shuō)，由于加壓下反應(yīng)速度加快，所以催化劑的用量少于同規(guī)模下常壓變換。 4．空間速度對(duì)CO變換反應(yīng)的影響 空間速度簡(jiǎn)稱“空速”。

16、是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位體積的催化劑的氣體標(biāo)準(zhǔn)體積數(shù)，單位為m3(標(biāo))/[m3(催化劑)h]或簡(jiǎn)寫(xiě)成h-1。 空間速度的大小，既決定催化劑的生產(chǎn)能力，又關(guān)系到變換率的高低。空速過(guò)小，反應(yīng)熱少，催化劑床層溫度降低，變換率下降?？账龠^(guò)大，氣體與催化劑接觸時(shí)間短，來(lái)不及反應(yīng)就離開(kāi)了催化劑床層，變換率也下降。空速與催化劑的型號(hào)有關(guān)，不同型號(hào)的催化劑確定不同的空速。我司中變爐內(nèi)B116型催化劑適應(yīng)的空速為250—1000h-1,低變爐B303Q型催化劑適應(yīng)的空速為1500—300h-1。催化劑空速的大小還與催化劑的活性有關(guān)。催化劑活性好，反應(yīng)速度快，可以采用較大的空速。催化劑活性差，反應(yīng)速度慢，必須降低

17、空速。 五、變換副反應(yīng) 在低溫、低汽氣比、高壓下變換容易發(fā)生副反應(yīng)。除了維持較好的操作條件外，變換副反應(yīng)主要靠催化劑的選擇性來(lái)避免。 1.析碳反應(yīng) 使用氧化鐵催化劑，當(dāng)溫度在350～400℃和蒸汽不足的條件下，易發(fā)生分解反應(yīng)生成CO2和游離碳。 2CO+H2＝C+HO2+Q 2CO＝C+CO2+Q 生成的游離碳易附在觸媒表面，阻礙氣體與觸媒的接觸，降低觸媒的活性。 2.甲烷化反應(yīng) 在溫度低、壓力高的條件下會(huì)有下列生成甲烷的副反應(yīng)： 2CO+H2CH4+CO2+Q CO+3H2CH4+H2O+Q CO2+4H2CH4+2H

18、2O+Q 甲烷的生成會(huì)消耗CO和H2，還會(huì)增高合成系統(tǒng)馳放氣的放空量，實(shí)際生產(chǎn)中將變化爐溫度控制在適宜溫度，蒸汽比例不低于指標(biāo)反應(yīng)以減少甲烷的生成。 第二節(jié) 一氧化碳低溫變換 一、低溫變換反應(yīng)的主要優(yōu)點(diǎn) 低溫變換是指變換溫度比中溫變換催化劑的操作溫度低的變換工藝。一般操作溫度在180-250℃之間。 我司的低變催化劑為Co-Mo系，這類催化劑具有低溫活性高、耐硫等優(yōu)點(diǎn)。 由于催化劑的起活溫度低，低變爐入口溫度和爐內(nèi)熱點(diǎn)溫度都大大低于中變爐入口和熱點(diǎn)溫度，從而使設(shè)備管道材質(zhì)要求降低。系統(tǒng)處于較低溫度范圍內(nèi)，設(shè)備、管道尺寸減少，裝置的投資成本降低。

19、Co-Mo系低變催化劑即使在較低的汽氣比下也不會(huì)發(fā)生析碳等副反應(yīng)。只要能滿足變換氣中CO含量的要求，可以不受限制的降低入爐蒸汽含量。所以，相對(duì)于中溫變換來(lái)說(shuō)可以節(jié)約蒸汽。 二、影響CO低溫變換反應(yīng)的主要因素 1．溫度對(duì)CO低變反應(yīng)的影響 溫度對(duì)低變CO反應(yīng)的影響與中溫度變換是一樣的，溫度越低平衡常數(shù)值越大，變換氣中的CO含量越低，反之則高。（如右圖） 低變爐入口溫度隨催化劑的型號(hào)而異，一般在160-210℃之間。但在實(shí)際生產(chǎn)中入口溫度應(yīng)高于氣體水蒸汽露點(diǎn)溫度30℃以上，同時(shí)要考慮催化劑的最低活性溫度。過(guò)低的入爐溫度由于反應(yīng)速度慢不利于變換率的提高。入爐溫度過(guò)高又不利于變換反應(yīng)平衡

20、。 2．汽氣比對(duì)CO低變反應(yīng)的影響 蒸汽對(duì)CO低變反應(yīng)的影響與中溫變換也是一樣的，在相同條件下汽氣比越高變換氣中CO含量越低，反之則高。 汽氣比與平衡變換率的關(guān)系如右圖。 從圖中可以看出；汽氣比在0.45-0.55區(qū)間內(nèi)時(shí)，曲線斜率變化最大。而當(dāng)汽氣比高于0.7以后，曲線漸趨平緩。 3．硫含量對(duì)CO低變反應(yīng)的影響 Co-Mo系催化劑中的Co-Mo在硫化前是以氧化態(tài)形式存在的，即CoO、MoO3。CoO、MoO3不具有活性，只有變成硫化態(tài)的CoS、MoS2才有活性。在使用過(guò)程中，如果操作不當(dāng)，MoS2會(huì)發(fā)生反硫化反應(yīng)，反應(yīng)方程式為；MoS2+2H2O＝MoO2+

21、2H2S 引起反硫化反應(yīng)的主要因素有；汽氣比過(guò)大，硫化氫濃度過(guò)低，反應(yīng)溫度過(guò)高等。 我司采用的是中串低變換流程，雖然經(jīng)脫硫后的H2S含量非常低，但還有部分有機(jī)硫會(huì)在中變爐內(nèi)轉(zhuǎn)化成H2S(有機(jī)硫主要為COS,主要反應(yīng)方程式為氫解；COS + H2 CO + H2S + Q、水解；COS + H2OCO2 + H2S + Q)。所以只要控制好汽氣比和低變操作溫度，反硫化反應(yīng)一般不易發(fā)生。 第三章 正常生產(chǎn)操作要點(diǎn) 一、原始開(kāi)車(chē) (一)開(kāi)車(chē)前的準(zhǔn)備 對(duì)照?qǐng)D紙，檢查和驗(yàn)收系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備管道、閥門(mén)，分析取樣點(diǎn)及電器儀表等處于完好狀態(tài)。 （二）單體試車(chē)： 熱水泵，羅茨鼓風(fēng)機(jī)單

22、體試車(chē)合格 （三）系統(tǒng)吹凈與清洗 1.吹凈前的準(zhǔn)備 ①按流程依次拆開(kāi)各設(shè)備和主要閥門(mén)和有關(guān)法蘭，并插入擋板。 ②開(kāi)啟各設(shè)備的放空閥、排污管伐及導(dǎo)淋閥，拆除分析取樣閥、壓力表考克、氣動(dòng)薄膜閥及液位計(jì)氣液相閥。 ③人工清理飽和塔、熱水塔、變換爐后裝好人孔。 2.吹凈操作 與壓縮機(jī)崗位聯(lián)系送空氣，控制壓力0.2～0.3Mpa，按氣體流程逐臺(tái)設(shè)備，逐段管道吹凈、放空、排污、分析取樣，儀表管線同時(shí)進(jìn)行吹凈。吹凈時(shí)用木錘輕擊外壁，調(diào)節(jié)流量時(shí)大時(shí)小，反復(fù)多次，直到吹出氣體清潔為止。吹凈過(guò)程中每吹完一部分后，隨即抽調(diào)擋板，并裝好有關(guān)閥門(mén)及法蘭。 蒸汽系統(tǒng)與鍋爐崗位聯(lián)系配合，從蒸汽管道逐

23、段吹凈。 3．熱水系統(tǒng)的清洗 熱水塔內(nèi)加清水，拆開(kāi)熱水泵進(jìn)口伐前進(jìn)口總管、支管用水清洗干凈，然后裝好法蘭，啟動(dòng)熱水泵打清水對(duì)熱水系統(tǒng)順流程清洗，直至各設(shè)備排污管排出清水為合格。 （四）系統(tǒng)氣密實(shí)驗(yàn) 1.系統(tǒng)空氣氣密試驗(yàn) ①關(guān)閉設(shè)備的放空閥、排污伐、導(dǎo)淋伐及分析取樣伐。 ②與壓縮崗位聯(lián)系送空氣，升壓至1.2Mpa ③對(duì)設(shè)備、管道、閥門(mén)、分析取樣點(diǎn)和儀表等接口處及所有焊縫涂肥皂水進(jìn)行查漏，發(fā)現(xiàn)泄露做好標(biāo)記，卸壓處理，直至無(wú)泄露保壓三十分鐘壓力不降為合格。 2.蒸汽系統(tǒng)氣密試驗(yàn)： 與鍋爐聯(lián)系，緩緩送蒸汽暖管，升壓至1.5Mpa，檢查系統(tǒng)無(wú)泄露為合格。 二、正常開(kāi)車(chē) 1.接

24、開(kāi)車(chē)通知后與造氣、脫硫、高壓機(jī)、碳化聯(lián)系。 2.排空氣柜出口水封，聯(lián)系鍋爐送蒸汽及高壓軟水。 3.開(kāi)啟羅茨鼓風(fēng)機(jī)。 4.待壓縮機(jī)送氣入系統(tǒng)后開(kāi)啟各設(shè)備與管道排污伐及導(dǎo)淋伐排放冷凝水，以免帶入變換爐。適當(dāng)添加蒸汽，系統(tǒng)壓力正常后由第三冷凝器前放空閥控制壓力。若觸媒層溫度過(guò)低可開(kāi)啟電加熱器提溫。 5.開(kāi)啟熱水循環(huán)。 6.當(dāng)系統(tǒng)溫度和變換氣一氧化碳達(dá)到指標(biāo)后，向后工段送氣，并關(guān)第三冷凝器前放空閥。 7.開(kāi)低變爐進(jìn)出口閥，關(guān)低變付線，低變串入系統(tǒng)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。 三、短期停車(chē) 1.壓縮機(jī)停止送氣后，關(guān)死冷激水閥并卸掉穩(wěn)壓罐壓力，關(guān)死蒸汽添加閥，停熱水泵，關(guān)死飽和熱水塔水封調(diào)節(jié)閥，保

25、持飽和熱水塔液位，關(guān)死系統(tǒng)出口閥及各排污伐、導(dǎo)淋伐、分析取樣閥以保持壓力（若檢修需要可由第三冷凝器前放空閥放空卸壓。） 2.停羅茨鼓風(fēng)機(jī)，氣柜出口加水封。 3.關(guān)低變爐進(jìn)出口閥、熱付線，開(kāi)低變爐付線。 4.系統(tǒng)停車(chē)后，應(yīng)注意檢查觸媒層溫度，若系統(tǒng)需要卸壓且停車(chē)時(shí)間長(zhǎng)，中變爐應(yīng)灌氮?dú)獗Ｗo(hù)以免系統(tǒng)成負(fù)壓后吸入空氣燒壞觸媒。 四、長(zhǎng)期停車(chē) 長(zhǎng)期停車(chē)一般是在更換觸媒、檢修變換爐或進(jìn)行大檢修時(shí)停的車(chē)，此時(shí)應(yīng)有計(jì)劃的將觸媒氧化處理，使之成為穩(wěn)定的Fe2O3，此過(guò)程稱為觸媒的鈍化。 停車(chē)前加大蒸汽量，按30度/小時(shí)的降溫速率降溫。分析變換氣中一氧化碳含量在4%以上時(shí)通知壓縮機(jī)崗位切斷氣源

26、，關(guān)閉變換系統(tǒng)出口閥門(mén)和開(kāi)啟第三冷凝塔前放空閥，系統(tǒng)卸壓。停熱水泵，當(dāng)床層溫度降至活性溫度以下時(shí)按50度/小時(shí)降溫速率降溫，將催化劑層溫度降至200度以下后轉(zhuǎn)入催化劑鈍化。 五、緊急停車(chē) 當(dāng)發(fā)生斷電、鼓風(fēng)機(jī)跳閘、本系統(tǒng)或有關(guān)聯(lián)的外工序發(fā)生重大事故時(shí)，本系統(tǒng)應(yīng)緊急停車(chē)，具體操作方法如下: 1.迅速發(fā)出緊急停車(chē)訊號(hào)。 2.迅速打開(kāi)鼓風(fēng)機(jī)副閥并關(guān)死鼓風(fēng)機(jī)出口閥，停用鼓風(fēng)機(jī)后，關(guān)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口閥。 3.關(guān)死蒸汽閥，關(guān)死冷激水閥并卸掉穩(wěn)壓罐壓力，停熱水泵，關(guān)死飽和塔水封調(diào)節(jié)閥。 4.按正常停車(chē)步驟檢查一遍各個(gè)閥門(mén)的開(kāi)關(guān)情況，根據(jù)具體情況做出處理。 如因半水煤氣氧含量升高，催化劑床層溫度

27、猛升難以控制而需緊急停車(chē)。應(yīng)一方面與造氣工段聯(lián)系，另一方面與壓縮、脫碳工段聯(lián)系，切斷氣源，關(guān)閉第三冷凝塔前出口閥、微開(kāi)冷凝塔放空閥，同時(shí)加大蒸汽用量，待催化劑床層溫度下降后，聯(lián)系造氣工段送合格的半水煤氣，準(zhǔn)備轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。 六、本崗位操作要點(diǎn) （一）觸媒層溫度的控制 控制觸媒層溫度很重要，操作中要求： 1.控制溫度在觸媒的活性溫度之內(nèi)。 2.控制溫度的波動(dòng)范圍<10%。 3.為了節(jié)約蒸汽獲得一定的變換率，必須選擇各段觸媒最適宜溫度曲線。 4.半水煤氣中氧含量必須保證在0.5%以下，氧含量升高時(shí)，應(yīng)迅速加大蒸汽用量，控制觸媒層溫度，嚴(yán)重時(shí)應(yīng)減量生產(chǎn)，如觸媒層溫度上升趨勢(shì)無(wú)法控制時(shí)應(yīng)

28、立即聯(lián)系壓縮工段緊急停車(chē)。 一般操作行為如右圖； 其中平衡曲線主要由溫度和汽氣比決定；溫度越高，平衡變換率越小。汽氣比越大，平衡變換率越大。因?yàn)樵谥凶儬t內(nèi)兩次添加冷激水，提高了汽氣比，所以平衡曲線有兩個(gè)斷點(diǎn)，并且隨汽氣比的提高平衡曲線上移。 而最適宜溫度曲線除了與溫度和汽氣比有關(guān)，還與催化劑的活化能有關(guān)。最適宜溫度曲線總在平衡曲線的下方，其向下偏移量的多少由催化劑的活化能決定。 操作線應(yīng)盡量按最適宜溫度線進(jìn)行，只有這樣才能獲得更高的變換率，換句話說(shuō)，在同等變換率下蒸汽用量才最少。實(shí)際操作線要復(fù)雜得多，但在最適宜溫度曲線兩邊的偏移量要力求基本相等。顯然，操作線越遠(yuǎn)離平衡曲線，變換率越

29、低。操作線越接近平衡曲線變換率越高，但所要求的汽氣比也就越大。 如圖，半水煤氣以略高于催化劑起活溫度的A點(diǎn)溫度（一般在300℃以上）進(jìn)入中變爐一段，此時(shí)的汽氣比最大，變換率也最大，反應(yīng)熱也最多（包括氧的反應(yīng)熱），達(dá)到最高溫度點(diǎn)B（熱點(diǎn)）。出一段的氣體添加冷激水后降溫增濕以C點(diǎn)溫度進(jìn)入中變爐二段再獲得一定的變換率升溫到D點(diǎn)溫度。出二段的氣體再次添加冷激水后降溫增濕以E點(diǎn)溫度進(jìn)入中變?nèi)瓮瓿芍凶儬t內(nèi)的變換反應(yīng)溫達(dá)到F點(diǎn)后離開(kāi)中變爐。經(jīng)乙交、甲交、水加熱器降溫至G點(diǎn)（G點(diǎn)溫度要略高于低變催化劑起活溫度同時(shí)要高于露點(diǎn)溫度30℃以上，一般在200℃以上）進(jìn)入低變爐完成變換反應(yīng)溫度為H，此點(diǎn)處的一氧化碳

30、含量一定要滿足后工段生產(chǎn)的要求。 （二）蒸汽比例的控制 蒸汽加入量與變換率、催化劑性能、催化劑床層反應(yīng)溫度等因素有關(guān)。 變換率降低，變換氣中CO含量升高時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加蒸汽加入量。 催化劑活性溫度低時(shí)，操作溫度低，蒸汽加入量可適當(dāng)減少。反之應(yīng)適當(dāng)增大蒸汽量。氣體中硫化氫含量高時(shí)，可相應(yīng)增加蒸汽加入量。 當(dāng)負(fù)荷、系統(tǒng)壓力、蒸汽壓力、飽和塔出口半水煤氣溫度、半水煤氣中氧含量變化時(shí)，會(huì)引起床層溫度變化，應(yīng)相應(yīng)地調(diào)節(jié)蒸汽加入量，以穩(wěn)定床層溫度。 生產(chǎn)中，調(diào)節(jié)水蒸氣的加入量是控制變換爐溫度的最主要操作手段。減少蒸汽用量對(duì)降低消耗指標(biāo)和節(jié)能有著重要意義。因此，在保證變換率合格的條件下盡量少用蒸汽，

31、多用副線調(diào)節(jié)床層溫度，以節(jié)省蒸汽用量。 降低變換系統(tǒng)蒸汽消耗的措施有 1．采用低溫高活性催化劑，降低入變換爐濕半水煤氣汽氣比。 實(shí)驗(yàn)證明達(dá)到同一變換率，反應(yīng)溫度越高，所需的蒸汽比越高，所以采用低溫高活性催化劑可降低入爐汽氣比，節(jié)省蒸汽。 2．提高飽和塔出口半水煤氣的溫度和飽和度。 通常隨著飽和塔出口半水煤氣溫度的不同，飽和塔可回收1.0—1.5噸蒸汽/噸氨。出口溫度越高，回收的蒸汽越多，應(yīng)盡量提高飽和塔出口半水煤氣的溫度。為此應(yīng)有能滿足生產(chǎn)需要的塔徑、塔高、填料面積、有高效的填料、有適宜的熱水循環(huán)量。 3．搞好變換爐段間溫度調(diào)節(jié)和熱量回收，合理利用熱量。 變換反應(yīng)是放熱反應(yīng)，在反

32、應(yīng)過(guò)程中需不斷將熱量移出。中變爐采用噴水冷激移走熱量的方法。所噴的冷凝水或除鹽水在爐內(nèi)被氣化，不僅可以達(dá)到調(diào)節(jié)催化劑床層溫度移走熱量的目的，而且可以提高進(jìn)入下段催化劑床層的氣體中的水蒸氣含量，從而節(jié)約了外供蒸汽。 4．加強(qiáng)設(shè)備和管道的保溫，減少熱損。 （三）飽和塔出口溫度的控制 根據(jù)變換過(guò)程的特點(diǎn)、進(jìn)入變換爐的半水煤氣既要加熱又要增濕。飽和塔將半水煤氣由常溫加熱到120℃以上，同時(shí)回收大量的蒸汽。飽和塔溫度越高，煤氣中所含的水蒸汽越多，消耗的外供蒸汽越少。實(shí)踐證明，如出塔氣體由125℃升高至130℃，每生產(chǎn)1噸氨回收蒸汽量可由1200kg提高到1500kg,即減少外供蒸汽300kg。因此

33、提高飽和塔出口半水煤氣的溫度對(duì)變換工段的節(jié)能降耗有著重要的意義。 但是，提高飽和塔出口溫度應(yīng)以保證其它工藝指標(biāo)為前提。如；不能提高低變爐操作溫度以免降低低變催化劑的活性。不能過(guò)度提高甲交進(jìn)口溫度以免換熱器產(chǎn)生熱應(yīng)力腐蝕。不能過(guò)度提高熱水塔溫度以免變換氣中的水難于冷凝和分離，惡化下工序的操作條件。 提高飽和塔出口煤氣溫度應(yīng)采用以下措施； 1．提高進(jìn)飽和塔熱水溫度，利用變換反應(yīng)熱加熱飽和塔入口循環(huán)熱水。 2．提高飽和熱水塔的熱量回收率。塔內(nèi)采用傳質(zhì)效果良好的垂直篩板或新型規(guī)整填料，還可采用氣液分布良好的新型液體分布器等。 3．控制適宜的熱水循環(huán)量，一般熱水循環(huán)量控制在10-20m3/T

34、NH3為宜。 4．加強(qiáng)設(shè)備和熱水管道的保溫，減少熱損。 5．熱水塔補(bǔ)充水采用脫鹽水，以減少排污，減少熱損。 (四)甲交進(jìn)口溫度的控制 甲交進(jìn)口溫度直接關(guān)系到換熱器的使用壽命。 如果溫度過(guò)低（汽水分離罐積水未按時(shí)排放、飽和塔液位過(guò)高帶水、過(guò)熱蒸氣溫度過(guò)低等），會(huì)使甲交進(jìn)口端產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。 如果溫度控制過(guò)高（過(guò)熱蒸汽溫度過(guò)高等），會(huì)使甲交進(jìn)口端產(chǎn)生熱應(yīng)力腐蝕。甲交進(jìn)口溫度過(guò)高時(shí)甚至?xí)茐淖儞Q系統(tǒng)的熱平衡，使低變爐進(jìn)口和床層溫度升高，降低低變的變換率，縮短低變催化劑的使用壽命。 （五）熱水塔出口溫度的控制 熱水塔出口溫度的高低，決定了第一冷凝塔和第三冷凝器的換熱負(fù)荷以及變換氣

35、分離罐的負(fù)荷。如果溫度過(guò)高，將使變換氣難于冷凝，高濕含量的變換氣將加劇對(duì)管道的沖刷與腐蝕，危及安全生產(chǎn)。同時(shí)高溫高濕的變換氣也會(huì)惡會(huì)碳化工序的操作條件。 熱水塔出口溫度也能客觀的反應(yīng)變換系統(tǒng)的熱量回收情況。工藝氣體從飽和塔出來(lái)，依次吸收了過(guò)熱蒸汽的熱量、中變爐內(nèi)的反應(yīng)熱、低變爐內(nèi)的反應(yīng)熱。這些熱量最后靠熱水循環(huán)來(lái)回收。從飽和塔出口溫度與熱水塔出口溫度的比較分析，可以看出熱量回收率的高低。 （六）控制好各塔液位 正常操作中，飽和塔和熱水塔液位過(guò)高，都會(huì)增加系統(tǒng)阻力，飽和塔液位過(guò)高，還會(huì)造成帶水事故，熱水塔液位過(guò)高，會(huì)將水帶入碳化塔，惡化母液成份；飽和塔液位過(guò)低，有可能造成半水煤氣穿過(guò)水

36、封進(jìn)入變換器引起嚴(yán)重生產(chǎn)事故，熱水塔液位過(guò)低，會(huì)使熱水泵抽空而影響生產(chǎn)。 （七）控制好循環(huán)熱水中的總固含量，適時(shí)置換熱水 飽和熱水塔循環(huán)水總固體是指水中含的各種無(wú)機(jī)鹽。這些固體物質(zhì)將隨著半水煤氣帶入變換爐內(nèi)，沉積于催化劑顆粒表面，降低催化劑的活性，因此要控制飽和塔循環(huán)水總固體含量，一般要求總固小于500ppm，PH值為7-9。 循環(huán)水在飽和塔內(nèi)不斷蒸發(fā)，水中的總固體含量逐漸增加，為了控制飽和熱水塔循環(huán)水中總固體含量，需經(jīng)常對(duì)循環(huán)水進(jìn)行部分置換，換水時(shí)間和換水量應(yīng)根據(jù)循環(huán)水中總固體含量和補(bǔ)充水質(zhì)而定。置換循環(huán)水是在正常生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行、不能影響生產(chǎn)。為此，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)； 1．注意飽和塔和熱水

37、塔液位，防止因液位過(guò)低而造成熱水泵抽空或串氣。 2．補(bǔ)水閥和排污閥開(kāi)啟度大小要適當(dāng)。 3．置換水時(shí)，循環(huán)水溫降低，飽和塔出口半水煤氣溫度也會(huì)隨之下降，有可能影響變換操作。因此換水不能太猛，要細(xì)水長(zhǎng)流。同時(shí)要密切注意變換爐的工況，適當(dāng)補(bǔ)充蒸汽，穩(wěn)定生產(chǎn)，注意安全，防止排污熱水沖出燙傷。 4．補(bǔ)充水的水質(zhì)要好，總固體含量要低。 七、熱水泵的開(kāi)停車(chē)及倒車(chē) （一）開(kāi)泵 1.通知電工檢查電機(jī)，盤(pán)車(chē)數(shù)轉(zhuǎn)，檢查油位，開(kāi)冷卻水。 2.注意熱水塔液位，打開(kāi)泵的進(jìn)口閥，開(kāi)排氣閥排氣。 3.啟動(dòng)電機(jī)，待壓力高于系統(tǒng)壓力后，開(kāi)泵出口閥，注意飽和塔液位調(diào)節(jié)流量。 （二）停泵 1.關(guān)熱

38、水泵的出口閥。 2.停電機(jī)，關(guān)熱水泵進(jìn)口閥，開(kāi)排氣卸壓閥，關(guān)冷卻水。 （三）倒泵 1.按正常開(kāi)泵的方法開(kāi)啟備用泵。 2.待備用泵高于系統(tǒng)壓力后開(kāi)泵出口閥，同時(shí)關(guān)在用泵出口閥，注意保持壓力，流量穩(wěn)定，直到在用泵出口閥關(guān)閉為止，停下在用泵。 第四章 不正常情況及處理 一、 影響催化劑床層溫度的主要因素及一般調(diào)節(jié)方法 在實(shí)際生產(chǎn)中，影響催化劑床層溫度的因素很多，主要有： 1．生產(chǎn)負(fù)荷變動(dòng)。如半水煤氣流量變動(dòng)或半水煤氣中一氧化碳含量變動(dòng)。 2．蒸汽壓力變動(dòng)，系統(tǒng)壓力變動(dòng)。 3．飽和塔出口煤氣溫度變化。 4．半水煤氣中氧含量高，使床層溫度急劇上升

39、。 調(diào)節(jié)催化劑床層溫度的主要方法有如下幾種： 1．調(diào)節(jié)付線流量。在變換系統(tǒng)中有三條付線可以調(diào)節(jié)溫度： a.利用煤氣付線可使部分半水煤氣不經(jīng)過(guò)熱交換器加熱而直接進(jìn)入中溫變換爐，降低中變進(jìn)口溫度及一段床層溫度。 b.利用蒸汽付線可以使部分蒸汽不經(jīng)過(guò)熱交換器加熱而直接進(jìn)入中溫變換爐，降低中變進(jìn)口溫度及一段床層溫度。 c.利用熱付線可以使中變爐出口氣體不經(jīng)過(guò)熱交換器冷卻及水加熱器冷卻而直接進(jìn)入低變爐，提高低變爐入口溫度及床層溫度。 2．調(diào)節(jié)中變爐段間噴水量以調(diào)節(jié)中變爐二段、三段溫度。 3．調(diào)節(jié)蒸汽加入量。負(fù)荷變化時(shí)，應(yīng)根據(jù)氣量的增減情況和半水煤氣一氧化碳含量的變化，適當(dāng)調(diào)節(jié)蒸汽加入量，以

40、穩(wěn)定床層溫度。 蒸汽壓力如遇系統(tǒng)壓力波動(dòng)，容易引起爐溫波動(dòng)，應(yīng)根據(jù)流量計(jì)和壓力表讀數(shù)、爐溫的變化情況及時(shí)調(diào)節(jié)蒸汽閥門(mén)。 飽和塔出口半水煤氣溫度降低，煤氣中飽和的水蒸氣量少，會(huì)引起床層溫度波動(dòng)，應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)蒸汽加入量。 半水煤氣中氧含量的變化對(duì)床層溫度影響很大。氧含量升高，一段床層溫度急劇上升，應(yīng)迅速處理。可開(kāi)啟并調(diào)節(jié)煤氣付線閥，加大蒸汽量，控制爐溫。同時(shí)通知造氣崗位查明原因及時(shí)處理，并要求分析工加做氧含量手工分析。必要時(shí)減量生產(chǎn)甚至緊急停車(chē)。 總之，要控制好催化劑床層溫度，操作人員必須細(xì)心觀察催化劑床層溫度的變化，正確分析原因，穩(wěn)定生產(chǎn)條件，如有變化應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)，精心調(diào)節(jié)，使床層溫度穩(wěn)定。

41、 二、 催化劑床層溫度猛升的原因及處理 催化劑床層溫度猛升的原因主要是： 1．進(jìn)催化劑床層半水煤氣氧含量升高。 2．負(fù)荷突然猛增，調(diào)節(jié)不及時(shí)。如加量過(guò)急或半水煤氣中一氧化碳突然增高，而蒸汽加入量未及時(shí)調(diào)節(jié)。 3．蒸汽壓力下降，或煤氣系統(tǒng)超壓，蒸汽加入量減少甚至加不進(jìn)去。 4．高變爐段間噴水系統(tǒng)發(fā)生故障，噴水量減少甚至噴不進(jìn)水。 5．熱水泵抽空，飽和塔出口半水煤氣回收的蒸汽量減少。 6．操作不當(dāng)，如調(diào)溫副線關(guān)小或關(guān)閉等。 催化劑床層溫度猛升，會(huì)降低催化劑的活性，使低變催化劑發(fā)生反硫化反應(yīng)，甚至燒壞催化劑，因此應(yīng)立即查明原因，果斷處理。 1．適當(dāng)開(kāi)啟調(diào)溫副線閥。 2．適當(dāng)開(kāi)

42、大蒸汽閥，增加蒸汽加入量。但低變催化劑要嚴(yán)格控制蒸汽加入量，防止反硫化反應(yīng)的發(fā)生。 3．如氧含量高，采用以上方法仍難以控制爐溫，可減量生產(chǎn)甚至緊急停車(chē)，同時(shí)通知造氣等有關(guān)工段，迅速查明原因。把半水煤氣中氧含量降至正常指標(biāo)。 4．如是煤氣系統(tǒng)超壓或蒸汽壓力過(guò)低，應(yīng)降低系統(tǒng)壓力至正常壓力，或通知鍋爐工段把蒸汽壓力迅速恢復(fù)正常。 5．查明噴水系統(tǒng)、熱水泵抽空故障并排除。 三、 催化劑床層溫度下降的原因及處理 催化劑床層溫度下降的原因有： 1．負(fù)荷降低，如半水煤氣量減少或半水煤氣中一氧化碳含量減少，而冷激煤氣量和蒸汽加入量沒(méi)有減少。 2．蒸汽帶水，半水煤氣帶水，使催化劑床層溫度突然下降。

43、 3．飽和熱水塔循環(huán)熱水水質(zhì)差，水中無(wú)機(jī)鹽隨半水煤氣帶入催化劑床層，沉積于催化劑顆粒表面，會(huì)逐漸降低催化劑活性。 4．催化劑失活衰老。 5．中變爐段間噴水量過(guò)大。 6．操作不當(dāng)。 催化劑床層溫度下降，會(huì)降低反應(yīng)速度，降低變換率，須采取必要措施使床層溫度正常。具體措施如下： 1．減少冷激煤氣流量。 2．適當(dāng)減少蒸汽加入量。 3．防止蒸汽帶水。 4．適當(dāng)降低飽和塔液位，排凈氣水分離器中的積水。 5．置換飽和熱水塔的循環(huán)熱水，熱水的總固體應(yīng)小于500ppm。 6．控制好中變爐段間噴水量。 7．高變催化劑床層溫度下降，可適當(dāng)提高操作溫度，低變催化劑可再硫化，必要時(shí)更換催化劑。

44、 8．加強(qiáng)管理，精心操作。 四、 變換系統(tǒng)阻力增大的原因及處理 變換系統(tǒng)阻力增大主要原因 1．催化劑床層阻力增大: a.催化劑質(zhì)量差,強(qiáng)度低,易粉化。 b.操作溫度波動(dòng)大且頻繁,催化劑顆粒反復(fù)膨脹、收縮，直至破碎。 c.床層超溫過(guò)高，時(shí)間過(guò)久，催化劑燒結(jié)。 d．水進(jìn)入催化劑床層，催化劑受潮破碎和結(jié)塊。 e.飽和熱水塔循環(huán)熱水水質(zhì)差,催化劑床層段間噴水水質(zhì)差,水中的無(wú)機(jī)鹽沉積于催化劑床層。 2.飽和熱水塔阻力增大: a.半水煤氣攜帶的煤焦油等雜質(zhì)多，堵塞塔板或填料。 b.飽和熱水塔循環(huán)熱水總固體含量高,堵塞塔板和填料。 c.飽和熱水塔液位高。 3．熱交換器阻力大： a

45、.半水煤氣中煤焦油含油高，熱交換器列管被煤焦油和氧化鐵粉末堵塞。 b.催化劑表面結(jié)皮，采用氣體倒吹，把催化劑粉末吹入熱交換器列管。 c.系統(tǒng)某處爆管，短時(shí)間快速卸壓，造成中變催化劑沖入換熱器或低變催化劑沖入熱水塔及管間。 4．系統(tǒng)內(nèi)積水，冷凝水未及時(shí)排放。 處理方法： 1．停車(chē)時(shí)將催化劑過(guò)篩或更換。 2．更換飽和熱水塔循環(huán)熱水,停車(chē)時(shí)清洗塔板或填料。 3．停車(chē)時(shí)清洗熱交換器。 4．各塔液位控制在正常液位，排凈系統(tǒng)內(nèi)積水。 預(yù)防措施： 1．使用強(qiáng)度高，不易粉化的催化劑。 2．正確使用和維護(hù)催化劑，操作溫度不準(zhǔn)超溫，溫度變化應(yīng)平穩(wěn)，波動(dòng)小，波動(dòng)幅度每小時(shí)不超過(guò)10℃，嚴(yán)禁催化

46、劑吸潮吸水。 3．飽和塔循環(huán)熱水總固體含量不超過(guò)500ppm。 4．催化劑床層段間噴水采用蒸汽冷凝水或脫鹽水，防止催化劑表面結(jié)皮。 5．做好半水煤氣除焦油工作。 6．嚴(yán)禁氣體倒流倒吹。 7．定期檢測(cè)各種管道及設(shè)備的壁厚。 8．控制好各塔液位，及時(shí)排放系統(tǒng)導(dǎo)淋，系統(tǒng)內(nèi)不積水。 五、 變換氣中一氧化碳含量增高的原因及處理 變換氣中一氧化碳含量增高的主要原因： 1．操作溫度突然升高或降低，溫度波動(dòng)大而頻繁。 2．空間速度過(guò)大，超負(fù)荷生產(chǎn)。 3．由于蒸汽壓力和系統(tǒng)壓力波動(dòng)，蒸汽加入量過(guò)小。 4．催化劑中毒、失活、衰老、結(jié)皮、破碎粉化，氣體偏流。 5．水帶入催化劑層，床層溫度大

47、幅度下降。 6．設(shè)備發(fā)生故障。常見(jiàn)故障是熱交換器列管腐蝕穿孔，半水煤氣漏入變換氣中。飽和塔和熱水塔之間的水封液位過(guò)低或者飽和塔與熱水塔之間壓差過(guò)大，半水煤氣從飽和塔沖過(guò)水封竄入熱水塔。 7．操作不當(dāng)。如加量過(guò)急過(guò)大，未及時(shí)調(diào)節(jié)蒸汽加入量；系統(tǒng)壓力和蒸汽壓力波動(dòng)時(shí)未及時(shí)調(diào)節(jié)蒸汽加入量；當(dāng)催化劑床層溫度下跌時(shí)，大幅度減少蒸汽量，使床層汽氣比過(guò)小等。 處理方法 1．催化劑床層溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在正常操作溫度范圍內(nèi)，密切注意催化劑床層溫度的變化、氣體成分、壓力等。一旦發(fā)現(xiàn)溫度變化及時(shí)調(diào)節(jié)，床層溫度波動(dòng)的幅度每小時(shí)應(yīng)小于10℃。 2．禁止超負(fù)荷生產(chǎn)。 3．蒸汽加入量要適中，根據(jù)操作溫度、壓力、氣

48、量等條件及時(shí)調(diào)節(jié)蒸汽加入量。 4．當(dāng)催化劑活性降低時(shí)，中變催化劑在其活性溫度范圍內(nèi)可適當(dāng)提高操作溫度，低變催化劑可再硫化，如有必要應(yīng)更換催化劑。 5．控制好飽和塔液位，嚴(yán)禁水帶入催化劑床層。 6．熱交換器發(fā)生泄漏，可從變換爐出口和熱交換器出口變換氣成分的變化作出判斷，及時(shí)維修或更換。 7．如果半水煤氣沖破飽和熱水塔水封竄入變換氣中，會(huì)出現(xiàn)如下現(xiàn)象；循環(huán)熱水泵跳閘或長(zhǎng)時(shí)間抽空，水封里的水大量蒸發(fā)，水封液位降低。串氣如果是由飽和塔與熱水塔之間壓差過(guò)大引起的，可從系統(tǒng)進(jìn)出口壓力計(jì)中看出。當(dāng)查明確系上述原因后，應(yīng)立即向飽和塔內(nèi)加水，保持正常液位，同時(shí)檢查水泵抽空的原因，消除故障，恢復(fù)熱水循環(huán)。

49、查清飽和塔與熱水塔壓差大的原因予以消除，或適當(dāng)減量生產(chǎn)。 8．操作人員要穩(wěn)定操作條件，精心操作，及時(shí)調(diào)節(jié)。 六、 變換熱交換器腐蝕的原因及預(yù)防措施 變換熱交換器很容易被腐蝕，腐蝕最嚴(yán)重的部位是靠近半水煤氣進(jìn)口端約1米長(zhǎng)的列管，產(chǎn)生腐蝕的主要原因是； 半水煤氣的進(jìn)口一端溫度較低，氣體中含有硫化氫、二氧化碳等酸性氣體和氧、水蒸氣、霧狀水等，水和酸性介質(zhì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，使列管很快被腐蝕穿孔，而距半水煤氣進(jìn)口端較遠(yuǎn)的部位，由于氣體已被加熱，溫度逐漸提高，其中的水分被蒸發(fā)，因而腐蝕減輕。 但是，當(dāng)換熱進(jìn)口端常期在高溫下使用時(shí)，又容易產(chǎn)生熱應(yīng)力腐蝕。 為延長(zhǎng)熱交換器的使用壽命，可采取如下防腐蝕

50、措施； 1．及時(shí)排放氣水分離罐內(nèi)的水份，防止飽和塔出口煤氣帶水，其熱力管道和設(shè)備保溫要好，防止水蒸氣冷凝。 2．密切注意過(guò)熱蒸汽的溫度，當(dāng)溫度降低時(shí)要加強(qiáng)各蒸汽導(dǎo)淋閥的排放，減少蒸汽中夾帶的水滴，可以大大減輕電化學(xué)腐蝕。當(dāng)蒸汽溫度過(guò)高時(shí)要聯(lián)系調(diào)度室或鍋爐降低蒸汽溫度，防止產(chǎn)生熱應(yīng)力腐蝕。 3．改變熱交換器的結(jié)構(gòu)。一是熱交換器設(shè)置夾套，半水煤氣先經(jīng)夾套預(yù)熱提高溫度，蒸發(fā)水分后再進(jìn)列管。二是可以在列管加裝鋁套管或涂耐溫防腐涂料，避免半水煤氣與列管直接接觸。三是可以把熱交換器做成兩段。半水煤氣進(jìn)口段的列管用不銹鋼或滲鋁鋼材料。這些措施都可以延長(zhǎng)熱交換器使用壽命。 七、 熱水泵不上量的原因及處

51、理 常見(jiàn)原因有： 1．進(jìn)口管堵塞。 2．熱水塔產(chǎn)生假液位或液位過(guò)低。 3．泵內(nèi)帶氣。 4．電機(jī)反轉(zhuǎn)。 5．泵葉輪脫落。 處理： 1．倒泵疏通進(jìn)口管。 2．檢查處理假液位或提高液位。 3．關(guān)閉泵出口閥排氣。 4．倒泵聯(lián)系電工處理。 5．停泵檢修。 第五章 變換催化劑 第一節(jié) 中溫變換催化劑 我司中變爐內(nèi)主要裝填的是鐵系B116型催化劑，另外一段爐內(nèi)加裝有兩噸B112型催化劑量。兩種催化劑的性能相近，以B116型為例，主要性質(zhì)有；化學(xué)組成：氧化鐵≥75%、氧化鉻≤3%，另外還有增強(qiáng)抗毒性及提高粘合能力的氧化鎂，以及少量的氧化鉀和氧化鈣等促進(jìn)劑、以穩(wěn)定

52、催化劑的表面積。外觀：具有金屬光澤的棕褐色圓柱體。堆密度：1.45—1.55kg/L。最佳使用溫度：380—480℃。空速：250—1000h-1。 一、催化劑的裝填 催化劑裝填質(zhì)量的好與壞，直接影響到床層的阻力和氣流分布，影響催化劑作用的發(fā)揮，所以應(yīng)高度重視催化劑的裝填工作。 為防止催化劑受潮，裝填工作應(yīng)盡量選擇晴天進(jìn)行。 1．裝填前的準(zhǔn)備工作 a.清除變換爐內(nèi)雜物，檢查爐內(nèi)襯、內(nèi)壁、爐箅是否完好。 b.按照制訂的裝填方案的要求,在爐內(nèi)標(biāo)出催化劑裝填高度尺寸并在爐箅上面鋪上一層耐火球和鐵絲網(wǎng)。 c.準(zhǔn)備好計(jì)量器具、裝填工具、防護(hù)用品。 d.催化劑運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，進(jìn)一步核實(shí)型號(hào)，并

53、對(duì)外觀和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行檢查。 2．裝填 a.催化劑入爐前要過(guò)篩，去除粉塵和破碎的顆粒，計(jì)量入爐，按裝填方案裝填。 b.催化劑裝填時(shí)應(yīng)以小于0.5m的落差將催化劑均勻倒入爐內(nèi)，催化劑應(yīng)分散鋪開(kāi)，絕不能集中傾倒成堆，以免床層松緊程度不一，生產(chǎn)中影響氣流的均勻分布。 c.裝填人員應(yīng)站在木板上操作,不能用腳直接踩在催化劑上,以免踩碎催化劑。 d.催化劑裝填完畢，用木板把催化劑刮平。 e.為防止催化劑吸潮,催化劑裝填完畢,立即裝好人孔蓋,準(zhǔn)備試壓升溫還原。若不能立即開(kāi)車(chē)，應(yīng)用盲板將變換爐與系統(tǒng)隔開(kāi)。 二、中變催化劑的升溫還原 中變催化劑在出廠時(shí)是以Fe2O3的形式存在的，不具有催化活性，必

54、須將其還原成尖晶石結(jié)構(gòu)的Fe3O4才具有很高的催化活性。Fe2O3的還原反應(yīng)為； 3 Fe2O3 + CO2Fe3O4 + CO2 + 50.83KJ/mol 3 Fe2O3 + H2 2Fe3O4 + H2O + 9.63KJ/mol 還原反應(yīng)是放熱反應(yīng)，為了防止超溫，催化劑還原操作必須特別慎重，要嚴(yán)格控制進(jìn)氣中H2或CO的含量，一般開(kāi)始由0.5%、1%、2%……依次慢慢增加，切不可操之過(guò)急！配入還原氣后，要增加分析次數(shù)，不能靠估計(jì)，防止H2或CO過(guò)量或積累。整個(gè)還原過(guò)程要密切注意床層的溫升速率不大于20℃/h。如發(fā)生溫度猛漲現(xiàn)象，則應(yīng)立即減少或完全切掉還原性氣體，及時(shí)通入大量蒸汽制住

55、或壓低爐溫，當(dāng)催化劑床層溫度恢復(fù)平穩(wěn)，再繼續(xù)通還原性氣體進(jìn)行還原。 1．升溫還原前的主要準(zhǔn)備工作 a.根據(jù)所用催化劑的升溫還原方案，繪制升溫曲線，準(zhǔn)備好記錄表，由技術(shù)熟練的主操作人員負(fù)責(zé)。同時(shí)，檢查電加熱器及電器、儀表完好正常后方可進(jìn)行。 b.操作人員應(yīng)開(kāi)啟第三冷凝塔前放空閥，關(guān)冷凝塔氣體出口閥、蒸汽閥、煤氣付閥及各設(shè)備排污閥、導(dǎo)淋閥，向飽和熱水塔加軟水至正常液位，一切準(zhǔn)備就緒，然后按升溫還原方案進(jìn)行。 2．催化劑還原時(shí)要同時(shí)加入蒸氣 高變催化劑還原時(shí)必須同時(shí)加入蒸汽，是為了防止已還原好的催化劑被氫還原過(guò)度，生成金屬鐵： Fe3O4 + 4H2 3Fe + 4H2O - 149.9

56、3KJ/mol Fe3O4 + 4CO3Fe + 4CO2 - 149.93KJ/mol 因?yàn)榻饘勹F能促使CO與H2生成甲烷的強(qiáng)放熱反應(yīng)，這對(duì)催化劑和變換爐都有害，金屬鐵還可能使CO發(fā)生歧化反應(yīng)，造成催化劑表面積炭。所以，當(dāng)催化劑達(dá)到還原溫度時(shí)，決不能通入帶有CO與H2的還原性干氣，一定要配入足量的蒸汽。 同時(shí)，加入蒸汽還可以利用已產(chǎn)生的變換反應(yīng)熱來(lái)提高下層溫度，縮小上下床層溫差。 3．催化劑還原完畢可轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)的標(biāo)志 當(dāng)催化劑的升溫還原按計(jì)劃進(jìn)行到還原階段后期，催化劑床層溫度升到催化劑允許最高溫度附近時(shí)，恒溫?cái)?shù)小時(shí)后，分析放空氣中CO含量符合生產(chǎn)指標(biāo)，催化劑各段均有溫升，且溫升

57、與相應(yīng)的各段轉(zhuǎn)化率相符，此時(shí)可以認(rèn)為還原完畢。應(yīng)及時(shí)聯(lián)系高壓機(jī)、碳化崗位。逐漸增加氣量和蒸汽量，慢慢提升壓力直至正常壓力，將送碳化閥慢慢打開(kāi)，逐漸關(guān)小直至最后關(guān)閉第三冷凝塔放空閥，根據(jù)爐溫情況逐漸調(diào)減電加熱器功率，轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。 4．催化劑還原過(guò)程中的注意事項(xiàng) a.升溫還原過(guò)程應(yīng)防止溫差過(guò)大,溫差大于100℃時(shí)應(yīng)及時(shí)恒溫。 b.過(guò)熱蒸汽必須在床層溫度升到比該壓力下的露點(diǎn)溫度高20℃以上才能使用。 c.升溫氣體的溫度不準(zhǔn)超過(guò)催化劑的最高允許溫度。 d.整個(gè)升溫還原過(guò)程中，應(yīng)每半小時(shí)將各處導(dǎo)淋排放一次。 e.配入半水煤氣還原時(shí),要增加分析次數(shù),控制氧含量、一氧化碳含量，以防催化劑超溫。

58、 f.到達(dá)還原終點(diǎn)時(shí),提壓要緩慢,以防溫度急劇上升。 g.中變催化劑還原時(shí)應(yīng)做到“三低二高”。即低一氧化碳含量、低氧含量、低溫。高空速、高汽氣比。脫硫后半水煤氣中氧含量要小于0.5%，半水煤氣量要由小到大逐漸增加，半水煤氣中一氧化碳含量由0.5%、1%、2%……依次慢慢增加!同時(shí)相應(yīng)增加蒸汽量。 h.電加熱器送電前應(yīng)先送空氣,遇到緊急事故應(yīng)先切斷電加熱器電源,電加熱器出口氣體溫度不能超過(guò)400℃。 三、中變催化劑在使用過(guò)程中破碎粉化的主要原因 1．半水煤氣中氧含量超標(biāo)。半水煤氣進(jìn)入高變爐后，半水煤氣中的氧立即與Fe3O4反應(yīng)生成Fe2O3并放出大量的熱量。使催化劑床層溫度急劇上升，同

59、時(shí)生成的Fe2O3又立即與半水煤氣中的H2、CO還原生成Fe3O4。Fe3O4與Fe2O3之間反復(fù)相變，使催化劑產(chǎn)生較大的相變應(yīng)力和熱應(yīng)力。氧含量超標(biāo)時(shí)，這種相變應(yīng)力和熱應(yīng)力過(guò)大，以至粉化。 2．半水煤氣中硫化氫含量超標(biāo)且波動(dòng)幅度大。半水煤氣中H2S與Fe3O4反應(yīng)如下： Fe3O4+3H2S+H23FeS+4H2O Fe3O4與FeS的晶體結(jié)構(gòu)差異大,產(chǎn)生的相變應(yīng)力大,催化劑顆粒容易破碎和粉化。 3．降壓速度太快。停車(chē)時(shí)如降壓速度太快，由于這時(shí)催化劑顆粒中心的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外表面的壓力，以至產(chǎn)生“爆裂”現(xiàn)象，使顆粒破碎粉化。 4．液態(tài)水進(jìn)入催化劑床層與催化劑接觸，會(huì)使催化劑粉化。

60、四、液態(tài)水進(jìn)入催化劑床層的主要途徑 1．停車(chē)后系統(tǒng)內(nèi)的冷凝水未排凈或者導(dǎo)淋堵塞，開(kāi)車(chē)時(shí)將冷凝水帶入催化劑床層。 2．飽和塔液位過(guò)高，半水煤氣將水帶入催化劑床層。 3．停車(chē)時(shí)中變爐未加盲板，與飽和塔相通，中變爐內(nèi)充滿了與室溫相平衡的飽和水蒸氣。水蒸氣在催化劑毛細(xì)管冷凝成水，催化劑逐漸被粉化。 4．停車(chē)時(shí)未能及時(shí)停止催化劑段間噴水，中變爐一段或二段鍋底的水逐漸蒸發(fā)到催化劑中。 5．段間冷激水噴頭堵塞或霧化效果不好，冷激水在段間難于汽化，隨氣體帶入下段催化劑。 6．一段或二段鍋底開(kāi)裂，添加的段間冷激水滲入下段催化劑層。 五、停車(chē)時(shí)中變催化劑的維護(hù) 停車(chē)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)應(yīng)卸壓，以防催化劑床層

61、溫度降低到水蒸氣露點(diǎn)以下而冷凝成水，降低催化劑強(qiáng)度。卸壓速度不能過(guò)快應(yīng)小于0.2Mpa/min，以避免催化劑顆粒破碎粉化、床層松動(dòng)，氣體偏流、活性下降等危害。 長(zhǎng)期停車(chē)時(shí)變換爐要用惰性氣體置換，并用盲板將變換爐與系統(tǒng)隔開(kāi)，并經(jīng)常向變換爐補(bǔ)加氮?dú)?，以保證變換爐始終保持微正壓。 停車(chē)時(shí)應(yīng)注意及時(shí)停止催化劑段間噴水。 六、催化劑的降溫鈍化 中變催化劑鈍化是指在還原態(tài)的催化劑顆粒表面用人工方法氧化生成一層Fe2O3薄膜，保護(hù)內(nèi)部有活性的Fe3O4。催化劑鈍化后可以從爐內(nèi)卸出，篩選后重新人爐使用。 降溫鈍應(yīng)原理如下： 4Fe3O4 + O2 ＝6Fe2O3 + 464.7 KJ/mol 高

62、變催化劑的降溫鈍化最常用的是直接降溫鈍化法。包括降溫、氧化兩個(gè)步驟： 1．降溫 停車(chē)前適當(dāng)加大蒸汽，降低催化劑床層溫度。停車(chē)后關(guān)閉去碳化閥門(mén)，用過(guò)熱蒸汽降溫，置換催化劑床層的CO和H2。蒸汽流量相當(dāng)于空速100—300h-1,床層降溫速率50℃/h。當(dāng)床層溫度降至200℃爐出口氣體（CO+H2）＜0.5%時(shí)轉(zhuǎn)入氧化階段。 2．氧化 在導(dǎo)入變換爐的蒸汽中配入少量的空氣，使催化劑表面的Fe3O4氧化成Fe2O3，并放出大量的熱量。配入的空氣量由少到多，氣體中的氧含量逐漸增加。催化劑氧化時(shí)溫度會(huì)逐漸升高，應(yīng)密切注意溫升情況，及時(shí)調(diào)節(jié)蒸汽與空氣的比例，防止溫度猛漲。氧化的最高溫度不能超過(guò)(

63、))8!氧化溫升速率不超過(guò)400℃。氧化一段時(shí)間后，爐溫降至200℃左右時(shí)，再增加空氣量，如此反復(fù)多次，直至通入大量空氣、爐溫不再上漲，分析變換爐出口氣氧含量達(dá)20%時(shí)，可認(rèn)為氧化結(jié)束。然后用空氣與蒸汽降溫，待爐溫降至約200℃時(shí)停蒸汽，用空氣降溫至60℃以下即可打開(kāi)人孔卸催化劑。 降溫鈍化時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題； 1．?dāng)M繼續(xù)使用的催化劑，降溫鈍化時(shí)降溫速度控制在50℃/h,氧化時(shí)催化劑床層最高溫度不超過(guò)400℃，當(dāng)空氣降溫床層溫度降至120℃時(shí)，不得再向系統(tǒng)加入蒸汽，此時(shí)降溫氣體不準(zhǔn)帶水。鈍化結(jié)束催化劑卸出時(shí)應(yīng)裝至鐵桶密封，嚴(yán)禁受潮和摔滾。 2．?dāng)M報(bào)廢的催化劑降溫速度可適當(dāng)加快，氧化

64、時(shí)催化劑床層最高溫度不超過(guò)600℃，以防燒壞爐箅和熱電偶。 七、為了延長(zhǎng)中變催化劑的使用壽命應(yīng)注意以下問(wèn)題 1．嚴(yán)格控制高變催化劑的還原和操作溫度。還原溫度越高，活性最佳期越短，還原溫度必須控制在催化劑允許的還原溫度范圍之內(nèi)。 操作溫度要盡量控制在催化劑活性溫度低限。隨著使用時(shí)間的增加，催化劑活性逐步降低，操作溫度可逐步提高，每次提高溫度不超過(guò)10℃。 2．控制合適的入爐汽氣比，合理分配各段變換率。 3．進(jìn)變換工段的半水煤氣需脫硫、除塵、防焦油，防止毒物、雜質(zhì)和冷凝水進(jìn)入催化劑床層。 4．穩(wěn)定生產(chǎn)工藝操作條件如溫度、壓力、半水煤氣成分、氣量、汽氣比等，半水煤氣中氧含量應(yīng)小于0.5%

65、。熱點(diǎn)溫度波動(dòng)每小時(shí)不超過(guò)10℃。 5．循環(huán)熱水和中變爐段間噴水等都應(yīng)采用除鹽水，以防止鈉、氯的化合物進(jìn)入中變爐對(duì)催化劑造成危害。 6．停車(chē)時(shí)卸壓不宜太快，并要防止漏入空氣或液態(tài)水進(jìn)入催化劑床層。 第二節(jié) 低溫變換催化劑 我司低溫變換爐內(nèi)裝填的是B303Q型鈷鉬系列耐硫催化劑，其活性組分為氧化鉬，以氧化鈷為促進(jìn)劑，氧化鋁為載體，加入堿金屬助催化劑以改善其低溫活性，堆密度約為1.0Kg/L,使用溫度為130—480℃，空速為1500—3000h-1。 一、低變催化劑的硫化； 出廠的Co—Mo催化劑活性組份以氧化物形態(tài)存在，活性很低。需經(jīng)過(guò)高溫充分硫化，使活性組份轉(zhuǎn)化為

66、硫化物，催化劑才顯示其高活性。硫化時(shí)，采用含氫氣體(H2≥25％， O2≤0.5％)作載氣，配以適量的CS2，經(jīng)電爐加熱升溫后通過(guò)催化劑床層，然后放空或循環(huán)使用。 我司的低變開(kāi)工爐平時(shí)與生產(chǎn)系統(tǒng)是隔離開(kāi)的，在硫化前應(yīng)請(qǐng)電工恢復(fù)電爐并入系統(tǒng)，硫化時(shí)前還必須配好管線引入載氣，載氣可以是半水煤氣，也可以是變換氣。用半水煤氣做載氣時(shí)要嚴(yán)格控制好氧含量并及時(shí)排放油污。用變換氣做載氣雖然氣質(zhì)更好，氫含量更高，但成本也更高，同時(shí)要注意將變換氣中水分分離干凈。 1．硫化原理 硫化時(shí)的主要化學(xué)反應(yīng)為： CS2十4H22H2S十CH4 △H0298＝－240.9 KJ／mol CoO十H2SCoS十H20 △H0298＝－13.4 KJ／mol Mo03十2H2S十H2MoS2十3H20 △H0298＝－48.2 KJ／mol 這些反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，會(huì)使催化劑床層溫度升高。 2． 硫化方法 催化劑的硫化可在常壓下進(jìn)行，也可在加壓下進(jìn)行，可采用一次通過(guò)法或氣體循環(huán)法。 (1)氣體一次通過(guò)法：流程如圖1所示