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第六次课： 变换工段总结 一、工艺原理 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）／（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 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/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/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 反应原理 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H2并释放大量的热量 CO〈g〉+H2O〈g〉←→CO2〈g〉+H2〈g〉 △H298=-41.4kJ/mol 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,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,将3～5％左右的Co降低到0.3％以下.Cu-Zn系变换催化剂的抗硫毒能力极差.适用于总硫含量低于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,对总硫含量无上限要求 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.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. 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,特别是低温活性要比铁铬系高得多,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,对粗合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. 钴钼系催化剂 耐硫宽温变换工艺,选择齐鲁石化生产的QCS-1催化剂 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.杂质和重金属毒物〈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,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:以Mg,Al尖晶是为主要成份,可作催化剂载体 作用,也作为吸附剂使用 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,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,从而对催化剂起保护作用 废锅的作用及结构 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／L，碱度：3—10mg, PH值：10—12 废锅开车 1.检查关闭锅炉出口蒸汽阀,排污导淋阀,废锅放空阀打开. 2.打开锅炉给水进废锅阀组,给废锅建立液位至正常范围. 3.耕具生产需要适当开废锅工艺出口阀,同时适当关工艺气付线. 4.关闭废锅放空阀,观察废锅压力至工作压力后打开蒸汽出口阀组. 汽提塔作用 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 2、引N2对变换炉催化剂进行氮气升温,升温时控制压力在2.0MPa,升温氮气流量10000-16000Nm3/hr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,拉平炉床层温度. 硫化 1、