一氧化碳变换技术交流.pptVIP

内容简介一、一氧化碳变换的意义二、CO变换基本原理三、变换工艺条件的选择四、变换催化剂五、变换工艺流程六、等温变换技术七、控温变换或可控移热变换技术八、小结钴钼系耐硫变换催化剂的制备方法有混碾法和浸渍法。混碾法是将Co、Mo(Ni、W)和碱金属的盐类水溶液、氧化铝粉、粘结剂等按规定配比混合，再经碾压、造粒、干燥、焙烧、压片而成产品。浸渍法是将成形的γ-Al2O3分步浸渍或共浸Co、Mo(Ni、W)和碱金属的盐类水溶液，经干燥、熔烧而成产品(或将γ-Al2O3粉末浸渍上述盐类水溶液后挤条成形再干燥焙烧而成)。钴钼系催化剂水气比高，低硫化氢时，会发生反硫化反应MoO2+2H2S+H2MoS2+3H2O+48.1kJ∕molCoO+H2SCoS+H2O+13.4kJ∕mol反硫化会使催化剂失活（暂时性中毒）。在水气比低，温度高时（＞400℃）时，会发生甲烷化强放热反应。另外会发生费托合成反应。3H2+COCH4+H2O+94.3kcal甲烷化反应会消耗氢气，生产无用的甲烷，增加后工序的消耗，同时会使催化剂原温度猛升，烧坏催化剂。变换触煤活性降低，称为失活，失活的主要原因有：1、变换催化剂长期处于高温操作，载体γ-Al2O3转变为α-Al2O3，晶相发生变化，比表面减小，活性降低。2、液态水进入变换炉，催化剂的可溶组分流失，活性下降。3、空气进入变换炉，触煤氧化成盐，发生永久性中毒。4、发生反硫化反应。5、催化剂硫化时不完全或硫化时温度猛涨，超过500℃，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。6、采用未经冷却好的变换气自然硫化。7、催化剂结疤结块，气体偏流。8、油污带入变换催化剂床层。9、催化剂制造质量差。1、EB系列催化剂性能及特性参数2、EB-6系列耐硫变换催化剂特性五、变换工艺流程国内中小型合成氨厂大都采用以煤为原料、间歇制气的生产工艺。与之配套的后续净化工艺主要有铜洗流程和甲烷化两种原料气精制流程。铜洗流程要求变换气中CO含量在1.0%左右,采用的变换工艺主要有中变工艺、中串低工艺、全低变工艺和中低低工艺等。甲烷化流程则要求变换气中CO含量0.3%,采用的变换工艺主要有三种。一是两次脱碳的Fe-Cr中变催化剂串Cu-Zn低变催化剂变换工艺，二是Fe-Cr中变催化剂串二段Co-Mo耐硫低变催化剂的中低低深度变换工艺，三是全部使用Co-Mo耐硫低变催化剂的全低变深度变换工艺。（附图：我们目前使用的流程）上世纪80年代，我国开始引进国外第二代煤气化技术，采用加压连续气化制取合成氨原料气，气化压力低的有2.8Mpa，高的有6.5MPa。根据原料种类和造气方法的不同，以煤为原料加压气化工艺可大致分为水煤浆加压气化、碎煤加压气化、粉煤加压气化几种煤气化流程。不同的原料所制工艺气中硫的含量有很大的差异,因而选用的变换催化剂和变换工艺也有所不同。加压连续气化制取的工艺气不仅含有大量的水蒸气,而且H2S和有机硫含量较高，其中水蒸气可以用来进行变换反应，H2S可以保证Co-Mo耐硫宽温变换催化剂处于活性区,因此这些流程的CO变换大都采用加压耐硫变换工艺。上述流程所采用的变换炉（或反应器）都是绝热变换，气流全部是轴向，根据原料气中CO含量和变换率的要求，催化剂床层一般有两段、三段、四段（干粉煤气化一般四段，水煤浆气化一般三段）。在段间将热量移出，一种是多段中间间接冷却式，用原料气、热水或饱和蒸汽进行间接换热，移出反应热；另一种是直接冷激式，在段间直接加入原料气、水蒸气或冷凝水进行降温。或者两者组合使用。变换反应是放热反应，每反应1%CO（湿基），温升9~10℃（干基，温升5~6℃），变换量越多，温升越高。每反应0.1%的O2，温升~12℃。传统的绝热变换反应一段，一般利用催化剂的装填量来控制变换的深度与温度，通常温度控制更重要，热点温度高达410~470℃。一段变换炉出口的CO含量为40%以下和水煤浆气化气质相当，二段以后相对比较好控制。催化剂的装填量要计算准确，但是由于生产负荷的波动及气体组分及水气比的变化是难免的，因此存在飞温的风险，操作的难度较大。传统四段绝热变换流程图如下：（见附图）变换后CO含量的控制和产品有关，如果产品是甲醇，变换气CO含量保留18~20%（两段变换），如果产品是合成氨或者H2，变换气CO含量只能保留0.3~0.6%，如果产品是合成氨，用甲醇化烃化精制，变换气CO含量只能保留1~3%，如果产品是合成氨和甲醇（联醇工艺），变换气CO含量保留3~10%。六、等温变换技术等温变换的概念：反应温度恒定，变换反应是强放热反应，反应放出的热量随之移出