1800Nmh甲醇制氫裝置設(shè)計(jì)依據(jù)

1、1800Nm3/h 甲醇制氫裝置設(shè)計(jì)依據(jù)甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫和二氧化碳技術(shù)1前言氫氣在工業(yè)上有著廣泛的用途。近年來(lái)，由于精細(xì)化工、蒽醌法 制雙氧水、粉末冶金、油脂加氫、林業(yè)品和農(nóng)業(yè)品加氫、生物工 程、石油煉制加氫及氫燃料清潔汽車(chē)等的迅速發(fā)展， 對(duì)純氫需求 量急速增加。對(duì)沒(méi)有方便氫源的地區(qū)，如果采用傳統(tǒng)的以石油類(lèi)、天然氣 或煤為原料造氣來(lái)分離制氫需龐大投資， “相當(dāng)于半個(gè)合成氨” ， 只適用于大規(guī)模用戶(hù)。 對(duì)中小用戶(hù)電解水可方便制得氫氣， 但能 耗很大，每立方米氫氣耗電達(dá)6度，且氫純度不理想，雜質(zhì)多， 同時(shí)規(guī)模也受到限制， 因此近年來(lái)許多原用電解水制氫的廠(chǎng)家紛 紛進(jìn)行技術(shù)改造，改用甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫新

2、的工藝路線(xiàn)。西南化工研究設(shè)計(jì)院研究開(kāi)發(fā)的甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化配變壓吸附分 離制氫技術(shù)為中小用戶(hù)提供了一條經(jīng)濟(jì)實(shí)用的新工藝路線(xiàn)。 第一 套 600Nm3/h 制氫裝置于 1993 年在廣州金珠江化學(xué)有限公司首 先投產(chǎn)開(kāi)車(chē)，在得到純度 %氫氣同時(shí)還得到食品級(jí)二氧化碳，該 技術(shù)屬?lài)?guó)內(nèi)首創(chuàng)，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。此項(xiàng)目于 93 年獲得化 工部?jī)?yōu)秀設(shè)計(jì)二等獎(jiǎng) 94 年獲廣東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。2工藝原理及其特點(diǎn)本工藝以來(lái)源方便的甲醇和脫鹽水為原料，在220280 C下，專(zhuān)用催化劑上催化轉(zhuǎn)化為組成為主要含氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化氣， 其 原理如下：主反應(yīng)： CH3OH = CO + 2H2+ KJ/molCO+ H2O= C

3、O2 + H2KJ/mol總反應(yīng)： CH3OH + H2O= CO2 + 3H2+ KJ/mol副反應(yīng)：2CH3OH = CH3OCH3 + H2O KJ/molCO+ 3H2 = CH4 + H2O -+mol上述反應(yīng)生成的轉(zhuǎn)化氣經(jīng)冷卻、冷凝后其組成為H273 74CO223COCH3OH300ppmH2O飽和該轉(zhuǎn)化氣很容易用變壓吸附等技術(shù)分離提取純氫。廣州金珠江化學(xué)有限公司 600Nm3/h制氫裝置自93年7月投 產(chǎn)后，因后續(xù)用戶(hù)雙氧水的擴(kuò)產(chǎn)，于 97年 4月擴(kuò)產(chǎn) 1000Nm3/h 制氫裝置投產(chǎn)，后又?jǐn)U產(chǎn)至1800Nm3/h，于2000年3月投產(chǎn)。本工藝制氫技術(shù)給金珠江化學(xué)有限公司帶來(lái)良

4、好的經(jīng)濟(jì)效益。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用此技術(shù)的企業(yè)已近百家，通過(guò)幾年來(lái)的運(yùn)轉(zhuǎn)證明， 本工藝技術(shù)成熟、操作方便，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、無(wú)污染。 本工藝技術(shù)有下列特點(diǎn)：1. 甲醇蒸汽在專(zhuān)用催化劑上裂解和轉(zhuǎn)化一步完成。2. 采用加壓操作，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化氣不需要進(jìn)一步加壓，即可直接送 入變壓吸附分離裝置，降低了能耗。3與電解法相比，電耗下降90%以上，生產(chǎn)成本可下降4050%, 且氫氣純度高。 與煤造氣相比則顯本工藝裝置簡(jiǎn)單， 操作方便穩(wěn) 定。煤造氣雖然原料費(fèi)用稍低，但流程長(zhǎng)投資大，且污染大，雜 質(zhì)多，需脫硫凈化等，對(duì)中小規(guī)模裝置不適用。4. 專(zhuān)用催化劑具有活性高、選擇性好、使用溫度低，壽命長(zhǎng)等特 點(diǎn)。5. 采用導(dǎo)熱油作為循環(huán)供

5、熱載體，滿(mǎn)足了工藝要求，且投資少， 能耗低，降低了操作費(fèi)用。3工藝過(guò)程工藝流程如圖所示。 甲醇和脫鹽水按一定比例混合后經(jīng)換熱器預(yù)熱后送入汽化塔， 汽 化后的水甲醇蒸汽經(jīng)鍋熱器過(guò)熱后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器在催化劑床層進(jìn) 行催化裂解和變換反應(yīng)， 產(chǎn)出轉(zhuǎn)化氣含約 74%氫氣和 24%二氧化 碳，經(jīng)換熱、冷卻冷凝后進(jìn)入水洗吸收塔，塔釜收集未轉(zhuǎn)化完的 甲醇和水供循環(huán)使用，塔項(xiàng)氣送變壓吸附裝置提純。根據(jù)對(duì)產(chǎn)品氣純度和微量雜質(zhì)組分的不同要求， 采用四塔或四塔 以上流程，純度可達(dá)到 %。設(shè)計(jì)處理能力為1500 Nm3/h轉(zhuǎn)化氣、純度為%的變壓吸附裝置，其氫氣回收率可達(dá) 90%以上。 轉(zhuǎn)化氣中二氧化碳可用變壓吸附裝置提純到

6、食品級(jí)，用于飲料及酒類(lèi)行業(yè)。這樣可大大降低生產(chǎn)成本。流程設(shè)置先經(jīng)變壓吸附裝 置分離二氧化碳后，富含氫氣的轉(zhuǎn)化氣經(jīng)加壓送入變壓吸附裝置 提純。甲岬枇刖刼茹明附丁弐齟淞本工藝原料簡(jiǎn)單，配套的公用工程要求較低，極易滿(mǎn)足。集 多年的的工業(yè)化裝置運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，得出其原料及動(dòng)力消耗如下： 甲醇噸脫鹽水噸電 220V/380V150 度儀表空氣80 Nm3/h生產(chǎn)成本：每Nm3純氫車(chē)間成本為元，若二氧化碳能回收銷(xiāo)售，則產(chǎn)品成本可下降至元。（車(chē)間成本根據(jù)裝置規(guī)模和甲醇市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)稍有不同。 ）5環(huán)保廢氣：本技術(shù)采用物料內(nèi)部自循環(huán)工藝流程，故正常開(kāi)車(chē)時(shí)基本上 無(wú)三廢排放，僅在原料液貯罐有少量含 CO2 和 CH3O

7、CH3 釋放 氣排出，以1000Nm3/h制氫裝置為例，其量為h,氣體組成如 下：組份組成 CO2CH3OCH3H2CH3OHH2O因氣量小，基本上無(wú)毒，可直接排入大氣。變壓吸附工藝馳放氣經(jīng)阻火器后排入大氣，其中含大量的二 氧化碳?xì)夂蜕倭康臍錃饧拔⒘康囊谎趸己退?對(duì)環(huán)境不造成 污染。廢液：本工藝僅汽化塔塔底不定期排出少量廢水，其中含甲醇 %以 下，經(jīng)稀釋后可達(dá)到 GB8978-88 中第二類(lèi)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)， 直接 排入下水。廢渣：導(dǎo)熱油鍋爐房有一定量的燃燒煤渣， 可集中處理。 （只有以煤 為燃料的導(dǎo)熱油系統(tǒng)有廢渣。 ）6推廣應(yīng)用情況現(xiàn)已技術(shù)轉(zhuǎn)讓或提供成套裝置的單位列表如下：西南化工研究院

8、目前可提供 205000Nm3/h范圍內(nèi)各種規(guī)模的甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置?？韶?fù)責(zé)設(shè)計(jì)、安裝指導(dǎo)、人員培訓(xùn)、開(kāi)車(chē)等技術(shù)工 作，也可提供成套工程裝置如設(shè)備、電氣、儀表等的硬件裝備。 裝置投產(chǎn)后， 長(zhǎng)期實(shí)行技術(shù)回訪(fǎng)等跟蹤運(yùn)行服務(wù)， 保證裝置穩(wěn)定 運(yùn)行。7 結(jié)論 工業(yè)化實(shí)踐證明本技術(shù)工藝先進(jìn)，技術(shù)成熟；裝置簡(jiǎn)單，操作容 易，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。此工藝特別對(duì)中小規(guī)模需氫用戶(hù)，有較好的市場(chǎng) 前景。該工藝專(zhuān)用催化劑不斷進(jìn)行改進(jìn)， 不僅保持了高活性、 高選擇性 的優(yōu)點(diǎn)， 在催化劑壽命上亦有較大突破， 廣州金珠江化學(xué)有限公 司使用的 催化劑壽命已超過(guò) 4 年。工藝過(guò)程說(shuō)明甲醇催化轉(zhuǎn)化造氣生產(chǎn)工藝過(guò)程可分為： 原料液預(yù)熱、

9、汽化、 過(guò)熱、轉(zhuǎn)化反應(yīng)、產(chǎn)品氣冷卻冷凝、產(chǎn)品氣凈化等四個(gè)過(guò)程。本 裝置為兩套完全獨(dú)立的系統(tǒng)，在以下敘述過(guò)程中設(shè)備、閥 門(mén)、調(diào)節(jié)閥等位號(hào)省去 系統(tǒng)。1 工藝過(guò)程原料液預(yù)熱、汽化、過(guò)熱工序?qū)⒓状己兔擕}水按規(guī)定比例混和，經(jīng)泵加壓送入系統(tǒng)進(jìn)行預(yù) 熱、汽化過(guò)熱至反應(yīng)溫度的過(guò)程。其工作范圍是：甲醇計(jì)量罐、 循環(huán)液貯槽、 原料進(jìn)料泵、換熱器、汽化塔、過(guò)熱器等設(shè)備及 其配套儀表和閥門(mén)。催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)工序在反應(yīng)溫度和壓力下，原料蒸汽在轉(zhuǎn)化爐中完成氣固相催化 轉(zhuǎn)化反應(yīng)。工作范圍是：轉(zhuǎn)化爐一臺(tái)設(shè)備及其配套儀表和閥門(mén)。 該工序的目的是完成化學(xué)反應(yīng)， 得到主要組分為氫氣和二氧化碳 的轉(zhuǎn)化氣。轉(zhuǎn)化氣冷卻冷凝工序?qū)⑥D(zhuǎn)化爐下部

10、出來(lái)的高溫轉(zhuǎn)化氣經(jīng)過(guò)冷卻、冷凝降到40C以下的過(guò)程。其工作范圍是：換熱器、冷卻器二臺(tái)設(shè)備及其配套儀 表和閥門(mén)。轉(zhuǎn)化氣凈化工序含有氫氣、二氧化碳以及少量一氧化碳、甲醇和水的低溫轉(zhuǎn) 化氣，進(jìn)入水洗塔用脫鹽水吸收未反應(yīng)甲醇的過(guò)程。 其工作范圍 是：水洗塔、脫鹽水中間罐、氣體緩沖罐、 脫鹽水進(jìn)料泵五臺(tái)設(shè)備及其配套儀表和閥門(mén)工藝過(guò)程主要控制指標(biāo)原料汽化過(guò)熱原料甲醇流量1134kg/h（2380立方米/小時(shí)）1900萬(wàn)立方米/年；原料液流量2590Kg/h汽化過(guò)熱塔進(jìn)料溫度165 C汽化過(guò)熱塔塔釜壓力（表壓）MPa轉(zhuǎn)化反應(yīng)進(jìn)料溫度200260C反應(yīng)溫度220280C導(dǎo)熱油溫度235290C換熱器出口轉(zhuǎn)化氣

11、溫度110140C冷卻器出口轉(zhuǎn)化氣溫度V 40 C反應(yīng)壓力（表壓）水洗分離進(jìn)塔脫鹽水量636Kg/h循環(huán)液量（出塔）1469Kg/h循環(huán)液組成（wt % ）:甲醇025%出塔轉(zhuǎn)化氣量3135Nm3/h轉(zhuǎn)化氣組成（V %）:氫73催化劑還原還原循環(huán)氣量 還原氣氫含量還原溫度還原壓力其它 進(jìn)工段冷卻水壓力 進(jìn)工段儀表空氣壓力 導(dǎo)熱油流量 化學(xué)反應(yīng)原理二氧化碳一氧化碳甲醇甲烷2100 Nm3/h 10110230C MPa23% MPa 160 m3/h甲醇與水蒸汽混合物在轉(zhuǎn)化爐中加壓催化完成轉(zhuǎn)化反應(yīng)，反應(yīng)生成氫氣和二氧化碳，其反應(yīng)式如下：CO+ 3H2= CH4 + H2O- mol主反應(yīng)：CH3

12、OH + H2O = CO2 + 3H2+ KJ/mol副反應(yīng)：CH3OH = CO + 2H2+ KJ/mol2CH3OH = CH3OCH3 + H2O - mol主反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，采用導(dǎo)熱油外部加熱。轉(zhuǎn)化氣經(jīng)冷卻、冷凝后進(jìn)入水洗塔，塔釜收集未轉(zhuǎn)化完的甲醇和水供循環(huán)使用， 塔頂轉(zhuǎn)化氣經(jīng)緩沖罐送變壓吸附提氫裝置分離。原料和產(chǎn)品性質(zhì)原料性質(zhì) 原料甲醇性質(zhì)化學(xué)名稱(chēng)為甲醇， 別名甲基醇、 木醇、木精。分子式 CH3OH ， 分子量。是有類(lèi)似乙醇?xì)馕兜臒o(wú)色透明、易燃、易揮發(fā)的液體。 比重為。熔點(diǎn)C,沸點(diǎn)C, 20 C時(shí)蒸汽壓，粘度厘泊，閃點(diǎn)C, 自燃點(diǎn)385C，在空氣中的爆炸極限為。甲醇是最常用的有

13、 機(jī)溶劑之一,能與水和多種有機(jī)溶劑互溶。甲醇有毒、有麻醉作用,對(duì)視神經(jīng)影響很大,嚴(yán)重時(shí)可引起 失明。 原料脫鹽水性質(zhì) （省略 ）產(chǎn)品性質(zhì)本裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品甲醇催化轉(zhuǎn)化氣, 其主要組份為氫氣和二 氧化碳,性質(zhì)分述如下： 氫氣性質(zhì)分子式H2，分子量，無(wú)色無(wú)臭氣體。無(wú)毒無(wú)腐蝕性。氣體密 度m3,熔點(diǎn)C,沸點(diǎn)C,自燃點(diǎn) 400C，極微溶于水、醇、乙 醚及各種液體, 常溫穩(wěn)定, 高溫有催化劑時(shí)很活潑,極易燃、 易爆,并能與許多非金屬和金屬化合。 二氧化碳性質(zhì)化學(xué)名稱(chēng)二氧化碳，別名：碳酸酐、 碳酐、碳酸氣。分子式C02,分子量，無(wú)色無(wú)臭氣體。有酸味，氣體密度m3,熔點(diǎn)C,沸點(diǎn)C （升華）,易溶于水成碳酸，可

14、溶于乙醇、甲醇、丙酮、氯 仿、四氯化碳和苯，屬不燃?xì)怏w，可作滅火劑。原料和產(chǎn)品規(guī)格原料規(guī)格甲醇：符合國(guó)標(biāo) GB338-92 一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)要求。建議用 30Kt/y 以上規(guī)模合成甲醇裝置產(chǎn)品， 運(yùn)輸過(guò)程無(wú)污染； 嚴(yán)禁使用回收甲 醇。脫鹽水：符合國(guó)家GB12145-89P （直流爐）要求，且氯離子 含量小于或等于 3ppm產(chǎn)品規(guī)格轉(zhuǎn)化氣組成：H273C0223C0V%CH30H300ppmH20飽和壓力：溫度：V 40C操作程序1 開(kāi)車(chē)前的準(zhǔn)備工作般準(zhǔn)備和檢查1、檢查水、電、汽、軟水、 儀表空氣、 氮?dú)?、氫氣、燃料?的供應(yīng)情況，并與有關(guān)部門(mén)聯(lián)系，落實(shí)供應(yīng)數(shù)量和質(zhì)量要求。2、關(guān)閉所有排液閥、排污閥、

15、放空閥、進(jìn)料閥、取樣閥。開(kāi)啟 冷卻水、儀表空氣等進(jìn)工段總閥。3、通知導(dǎo)熱油鍋爐房準(zhǔn)備開(kāi)車(chē)，并聯(lián)系確定開(kāi)車(chē)的具體時(shí)間和 質(zhì)量數(shù)量要求 （壓力、溫度、流量等 ）。4、通知分析室準(zhǔn)備生產(chǎn)控制分析工作。5、檢查動(dòng)力設(shè)備的完好情況，檢查所有儀表電源、氣源、信號(hào) 是否正常。6、落實(shí)產(chǎn)品用戶(hù)。因轉(zhuǎn)化催化劑不希望中途頻繁停車(chē)，如用戶(hù) 沒(méi)落實(shí)不要急于開(kāi)車(chē)。7、檢查消防和安全設(shè)施是否齊備完好。8、操作人員、分析人員、管理和維修人員經(jīng)技術(shù)培訓(xùn)，并考核 合格方能上崗。2 開(kāi)車(chē)操作程序 投料開(kāi)車(chē)程序應(yīng)在催化劑還原結(jié)束后進(jìn)行， 無(wú)時(shí)間間隔。 開(kāi)車(chē)時(shí) 序一般為：水冼塔開(kāi)車(chē)、汽化塔開(kāi)車(chē)、轉(zhuǎn)化爐開(kāi)車(chē)、系統(tǒng)升壓。 還原結(jié)束后，

16、關(guān)閉還原系統(tǒng)閥， 開(kāi)啟轉(zhuǎn)化爐后直到放空管線(xiàn)間所 有閥門(mén)，關(guān)閉有關(guān)閥門(mén)，準(zhǔn)備系統(tǒng)開(kāi)車(chē)。注意：開(kāi)車(chē)負(fù)荷一般采用 30%60%滿(mǎn)負(fù)荷量，待系統(tǒng)穩(wěn)定后逐 漸加大到滿(mǎn)負(fù)荷量。準(zhǔn)備1、檢查工具和防護(hù)用品是否齊備完好。2、檢查動(dòng)力設(shè)備是否正常， 對(duì)潤(rùn)滑點(diǎn)按規(guī)定加油， 并盤(pán)車(chē)數(shù)圈。3、檢查各測(cè)量、 控制儀表是否失靈， 準(zhǔn)確完好，并打開(kāi)儀表 電源、氣源開(kāi)關(guān)。4、通知甲醇庫(kù)和脫鹽水站向本裝置送原料。使甲醇中間罐和脫鹽水中間罐的液位達(dá)90%，停止送料。5、催化劑還原系統(tǒng)所有閥門(mén)、 儀表維持原開(kāi)車(chē)狀態(tài)不變。6、通知導(dǎo)熱油爐工序，做好開(kāi)車(chē)準(zhǔn)備。7、確定開(kāi)車(chē)投料量，明確投料量與各參數(shù)間關(guān)系。水冼塔開(kāi)車(chē)1、開(kāi)脫鹽水中間罐出

17、料閥、脫鹽水進(jìn)料泵進(jìn)口閥、旁路閥，啟 動(dòng)進(jìn)料泵，使脫鹽水泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常。2、 開(kāi)泵脫鹽水進(jìn)料出口閥，關(guān)脫鹽水進(jìn)料旁路閥， 用調(diào)節(jié)閥 調(diào)節(jié)回流量，使流量達(dá)要求值。3、當(dāng)水洗塔塔釜出現(xiàn)液位后，開(kāi)塔釜排液調(diào)節(jié)閥旁路閥，向循 環(huán)液貯槽送脫鹽水，然后開(kāi)調(diào)節(jié)閥前后閥，控制水洗塔液位在 30 40%。汽化塔開(kāi)車(chē)1、開(kāi)甲醇中間罐出口閥、甲醇流量計(jì)前后閥、開(kāi)循環(huán)液貯槽出 口閥， 使水甲醇混合， 開(kāi)泵甲醇進(jìn)料泵進(jìn)口閥，旁路閥，啟動(dòng) 泵，使甲醇進(jìn)料泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常。2、開(kāi)甲醇進(jìn)料泵出口閥， 關(guān)甲醇進(jìn)料泵旁路閥，調(diào)節(jié)進(jìn)料泵刻 度向系統(tǒng)送水甲醇。 在取樣點(diǎn)取樣分析， 通過(guò)調(diào)節(jié)原料甲醇的流 量，使水甲醇配比達(dá)到要求值。3、當(dāng)汽化塔

18、塔釜液位達(dá) 10時(shí)，開(kāi)啟汽化塔頂放空閥，緩慢開(kāi) 啟塔釜導(dǎo)熱油進(jìn)口閥旁路閥、 前后閥， 用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)汽化塔導(dǎo) 熱油量。當(dāng)塔頂排放氣量穩(wěn)定時(shí)，開(kāi)啟過(guò)熱器底部排污閥，無(wú)液 珠排出時(shí)關(guān)閉排污閥，即可轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化爐開(kāi)車(chē)。轉(zhuǎn)化爐開(kāi)車(chē)1、開(kāi)轉(zhuǎn)化爐進(jìn)口閥，關(guān)閉汽化塔頂放空閥，即向轉(zhuǎn)化爐送水甲 醇原料氣。2、使導(dǎo)熱油爐溫度穩(wěn)定至 230C，檢查裝置設(shè)備、管線(xiàn)、閥門(mén)、 儀表等運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常， 并觀察各工藝參數(shù)間關(guān)系， 若無(wú)異?，F(xiàn)象 便可進(jìn)行系統(tǒng)升壓。系統(tǒng)升壓1、開(kāi)流量計(jì)前后閥，關(guān)閉旁路閥， 開(kāi)系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)閥及其前后閥，關(guān)閉旁路閥。緩慢關(guān)小閥，使系統(tǒng)升壓，直至達(dá)。注意：必須保證原料氣體適量通過(guò)催化劑床層， 所以系統(tǒng)調(diào)壓

19、閥 不能處于全關(guān)狀態(tài)。2、調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，使系統(tǒng)壓力、轉(zhuǎn)化氣量穩(wěn)定。3、檢查原料液進(jìn)料量及其水甲醇配比，使達(dá)要求值；檢查轉(zhuǎn)化氣量，通過(guò)閥調(diào)節(jié)進(jìn)下部的導(dǎo)熱油流量，控制好塔釜液位在1540%。4、調(diào)節(jié)使進(jìn)水洗塔脫鹽水量穩(wěn)定并達(dá)要求值，使液位穩(wěn)定。 此時(shí)已完成系統(tǒng)投料開(kāi)車(chē)工作。 觀察全系統(tǒng)運(yùn)行情況， 若無(wú)異常 現(xiàn)象便可進(jìn)行下述操作使系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常工作。系統(tǒng)穩(wěn)定1、 檢查冷卻器冷卻水量，使進(jìn)入水洗塔的轉(zhuǎn)化氣溫度W40 Co2、檢查緩沖罐出口轉(zhuǎn)化氣組成，調(diào)整水甲醇配比，控制轉(zhuǎn)化氣出口氣中一氧化碳、甲醇、水等組份達(dá)要求值。3、全系統(tǒng)操作穩(wěn)定后，即可向后工段 PSA-H2裝置輸送轉(zhuǎn)化氣。3 正常操作全

20、系統(tǒng)開(kāi)車(chē)完成后，即可逐步轉(zhuǎn)入正常操作。正常操作狀態(tài)的建立和維持1 、根據(jù)原料液進(jìn)料量、轉(zhuǎn)化氣流量、水甲醇配比、汽化塔液位、 導(dǎo)熱油溫度、 轉(zhuǎn)化氣組成、 循環(huán)液組成及各控制點(diǎn)參數(shù)對(duì)各控制 參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使系統(tǒng)操作處于正常范圍內(nèi)。2、根據(jù)所需轉(zhuǎn)化氣量及水甲醇配比確定甲醇流量，將調(diào)節(jié)閥投 入自動(dòng)調(diào)節(jié)。3、根據(jù)所需脫鹽水流量，將調(diào)節(jié)閥投入自動(dòng)調(diào)節(jié)4、根據(jù)所需轉(zhuǎn)化氣量及水甲醇配比，調(diào)節(jié)原料液進(jìn)料泵流量。5、根據(jù)循環(huán)液流量，將調(diào)節(jié)閥投入自動(dòng)調(diào)節(jié)。6、調(diào)節(jié)冷卻器進(jìn)水閥，使轉(zhuǎn)化氣出的溫度在40C以下。7、當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化氣流量穩(wěn)定后， 將系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)閥投入自動(dòng)調(diào)節(jié)。8、根據(jù)所需轉(zhuǎn)化氣量及組成， 適當(dāng)調(diào)整進(jìn)系統(tǒng)導(dǎo)

21、熱油溫度。 9、 由汽化塔下部排液閥連續(xù)排出少量廢水，排出量控制在ho全系統(tǒng)已處正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。系統(tǒng)處于正常操作時(shí)，按時(shí)記錄各操作參數(shù)并巡回檢查各控 制點(diǎn)、設(shè)備、儀表、閥門(mén)等是否處正常狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng) 立即查明原因，及時(shí)處理，排除故障，維持系統(tǒng)正常操作狀態(tài)。正常停車(chē)操作1、停止導(dǎo)熱油爐加熱，維持導(dǎo)熱油循環(huán)，待反應(yīng)溫度降至200C 以下后， 導(dǎo)熱油爐房停止向造氣裝置送導(dǎo)熱油， 即開(kāi)啟導(dǎo)熱油裝 置內(nèi)部短路閥。導(dǎo)熱油爐停車(chē)按導(dǎo)熱油爐停車(chē)要求進(jìn)行。2、在導(dǎo)熱油爐降溫的同時(shí)，手動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)閥，使系統(tǒng) 緩慢降壓至（或切開(kāi)氣體緩沖罐，轉(zhuǎn)化氣可備用轉(zhuǎn)化爐置換，開(kāi) 啟水洗塔頂放空閥降壓） o3、關(guān)閉進(jìn)

22、轉(zhuǎn)化爐閥門(mén) ，緩慢開(kāi)啟汽化塔頂放空閥 ，汽化塔前 系統(tǒng)降壓至常壓。4、汽化塔系統(tǒng)降壓的同時(shí)，停原料進(jìn)料泵，停止向系統(tǒng)進(jìn)料。5、轉(zhuǎn)化爐后系統(tǒng)繼續(xù)降壓，待降至?xí)r，關(guān)閉轉(zhuǎn)化爐的前后閥、旁路閥。6、停脫鹽水泵，停止向水洗塔送脫鹽水。關(guān)閉水洗塔釜排液閥。7、分別用氮?dú)饣驓怏w緩沖罐轉(zhuǎn)化氣對(duì)轉(zhuǎn)化爐前后分段置換，考 慮到降溫對(duì)系統(tǒng)壓力的影響，最好系統(tǒng)分段用氮?dú)饣驓錃獗?導(dǎo)熱油按要求降至一定溫度后， 停導(dǎo)熱油循環(huán)泵。 若長(zhǎng)期停車(chē)， 則用加壓氮?dú)鈱?dǎo)熱油從系統(tǒng)壓回導(dǎo)熱油貯罐。8、對(duì)催化劑實(shí)行保護(hù)操作或鈍化處理。緊急停車(chē)操作1、凡遇下列情況之一應(yīng)采取緊急停車(chē)操作： 停電。 停冷卻水。 設(shè)備、管道爆炸斷裂、起火。

23、設(shè)備、管道或法蘭嚴(yán)重漏氣、漏液無(wú)法處理。 重要控制儀表失靈。2、操作步驟 緊急通知導(dǎo)熱油裝置停止加熱，打開(kāi)導(dǎo)熱油裝置內(nèi)部短 路閥，停止向造氣裝置送導(dǎo)熱油。 關(guān)閉轉(zhuǎn)化爐前閥，切開(kāi)汽化塔系統(tǒng)與反應(yīng)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)化爐后系統(tǒng)適當(dāng)卸壓。汽化系統(tǒng)可維持壓力穩(wěn)定。 停原料進(jìn)料泵。 停脫鹽水進(jìn)料泵。 對(duì)催化劑實(shí)行特殊保護(hù)操作。 查明事故原因后再作進(jìn)一步處理。CNZ-1 甲醇制氫催化劑說(shuō)明書(shū)CNZ-1 型催化劑是一種以銅為活性組份。由銅、鋅、鋁等的氧化物組成的新型催化劑。 其對(duì)甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫和二氧化碳具 有高活性和良好的選擇性。一、催化劑的主要特性1. 型號(hào)：CNZ-1型2. 外觀顏色、外型尺寸和形狀： 催化劑為黑

24、色圓柱體。表面光滑，有光澤。公稱(chēng)尺寸：5X 5毫米3. 化學(xué)組成（重量%）: 組 成 含量 %（重量）CuO> 60ZnO5 20AI2O35 15Na2O <燒失重< 104. 堆密度：公斤/升5. 機(jī)械破碎強(qiáng)度：60牛頓”厘米&催化活性用模擬反應(yīng)器測(cè)定反應(yīng)器：25 x mm催化劑尺寸：5X 5 mm 催化劑裝量： 60 毫升還原條件：還原壓力：常壓還原溫度：110230C還原空速： 1000 時(shí) -1還原時(shí)間： 50 小時(shí)還原氣：含 H2 20%的 N2 氣 （或脫硫天然氣 ）測(cè)定條件：反應(yīng)壓力：常壓反應(yīng)溫度：250 C甲醇流量： 30 毫升 /小時(shí)催化劑活性：時(shí)

25、空產(chǎn)率（轉(zhuǎn)化氣）600Nm3/ （ m3 cat h）。二、催化劑包裝、貯存1. 催化劑用塑料袋包裝后裝入鐵桶內(nèi)。室內(nèi)貯存，嚴(yán)防受潮、 受震和毒物污染。 搬運(yùn)過(guò)程中禁止在地上滾動(dòng)。 禁止從高于米的 地方落下，或撞擊。2. 在正常情況下，催化劑可以貯存一年以上，對(duì)催化劑的物理 性能和活性不會(huì)有影響。三、催化劑的升溫、還原和鈍化CNZ-1 型催化劑由銅、 鋅、鋁的氧化物組成。 使用前應(yīng)進(jìn)行還原。1 還原條件：還原壓力：常壓還原空速： 1000時(shí)-1還原氣：含H210%的氮?dú)猓ɑ蛎摿蛱烊粴猓?. 還原氣質(zhì)量： 02 V %H20 V %SV氯化物V油霧極微3. 升溫還原程序該 CNZ-1 型催化劑使

26、用前須進(jìn)行升溫還原。在不同的溫度段分別按15C/h、10C /h、5C/h升溫速度進(jìn)行，在升溫過(guò)程中分階 段提高還原氣中的氫氣含量（ 20%）。4. 開(kāi)車(chē)準(zhǔn)備還原結(jié)束后， 停止加入氫氣， 關(guān)小還原氣量至原流量的 80%。準(zhǔn) 備正常開(kāi)車(chē)投料，建議投料量為正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的30 80%。5. 催化劑的鈍化卸出催化劑時(shí)，必須將催化劑鈍化處理。鈍化條件：鈍化氣：氧含量（用儀表空氣）為5%的工業(yè)純氮?dú)狻ｂg化空速： 1000 時(shí) -1鈍化壓力：常壓 鈍化處理后的催化劑便可以卸出。四、注意事項(xiàng)： 催化劑的還原是十分重要的一步驟，必須小心操作。要保證催化劑充分還原，不可急燥行事。 還原完畢，準(zhǔn)備正常投料時(shí)，要避免反

27、應(yīng)器溫度下降超過(guò)10C。CNZ-1型催化劑可以在230280C下操作。催化劑使用前期可維持較低的操作溫度， 后期可將操作溫度提高， 的最大能力。以發(fā)揮催化劑 銅系催化劑的缺點(diǎn)是耐熱性較差，故無(wú)論是升溫還原或在反 應(yīng)操作中都要避免催化劑淬冷淬熱。 否則會(huì)造成銅晶粒變化， 從 而影響催化劑的活性和壽命。CNZ 1 型甲醇脫氫催化劑升溫還原操作要求1 還原條件還原壓力：常壓還原空速： 5001000時(shí)1還原氣：含 H2 10%的純氮?dú)?還原氣質(zhì)量O2V %H2O V %SV氯化物V油霧極微3升溫還原程序分低空速和高空速1 催化劑的使用和保護(hù)轉(zhuǎn)化爐的清洗和準(zhǔn)備1、將轉(zhuǎn)化爐上、下封頭拆下，先檢查轉(zhuǎn)化爐質(zhì)

28、量是否符合要求， 再將轉(zhuǎn)化爐內(nèi)上下封頭、 列管內(nèi)、 板管和花板上的鐵銹雜物全部 清除干凈，必要時(shí)可進(jìn)行酸洗、水洗，再擦凈、吹干備用，要求 無(wú)鐵銹、無(wú)雜物。2、下封頭花板上按要求規(guī)格放2層 12目絲網(wǎng)，往花板上堆滿(mǎn)已經(jīng)洗凈吹干的1012mm的氧化鋁瓷球，將瓷球上表面推平， 要求瓷球上表面與轉(zhuǎn)化爐下花板面保持有1015mm高的空間。3、重新裝好下封頭和上封頭， 通氣對(duì)轉(zhuǎn)化爐再次進(jìn)行試漏查漏， 當(dāng)確認(rèn)下封頭大法蘭不漏氣后， 方可泄壓排氣， 準(zhǔn)備裝填催化劑。催化劑的裝卸1 、準(zhǔn)備 檢查檢修工具及防護(hù)用品是否齊全完好。 準(zhǔn)備好裝催化劑專(zhuān)用的量杯、漏斗、標(biāo)尺等專(zhuān)用工具。 對(duì)催化劑開(kāi)桶進(jìn)行質(zhì)量檢查，用 61

29、0 目的鋼網(wǎng)篩將催 化劑中的碎粉篩除備用。 在運(yùn)輸或存庫(kù)中不當(dāng)受到污染或被水浸 泡變質(zhì)的催化劑一般不能使用。只有確認(rèn)催化劑質(zhì)量符合要求 時(shí)，才能裝入轉(zhuǎn)化爐內(nèi)。2、裝催化劑 卸下轉(zhuǎn)化爐上蓋，再次檢查轉(zhuǎn)化爐內(nèi)是否干凈，若不符 合要求，要重新清掃干凈。逐根檢查反應(yīng)管，看有無(wú)堵塞等異常現(xiàn)象。 逐根定體積裝填催化劑 （升 / 根），并做記號(hào)， 以免漏裝或 重裝。 裝填時(shí)不能急于求成，以防出現(xiàn)架橋現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)架橋 時(shí)應(yīng)作好標(biāo)記，及時(shí)處理。 定量裝填完后， 再逐根檢查有無(wú)漏裝， 當(dāng)確認(rèn)無(wú)漏裝并已 處理了架橋現(xiàn)象。如需要，再補(bǔ)充加裝一遍，保證每根管內(nèi)催化 劑量基本相等。 當(dāng)全部裝填完畢后，用儀表空氣吹凈上管板

30、，裝好轉(zhuǎn)化 爐上封頭及管線(xiàn)。注：催化劑裝填結(jié)束后，按要求對(duì)轉(zhuǎn)化爐進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，確保 轉(zhuǎn)化爐封頭法蘭無(wú)泄漏； 卸下轉(zhuǎn)化爐下部過(guò)濾器， 將絲網(wǎng)上雜物 清掃干凈， 裝好過(guò)濾器； 對(duì)轉(zhuǎn)化爐已拆卸過(guò)的設(shè)備和管線(xiàn)等有關(guān) 部位進(jìn)行試漏查漏，必要時(shí)需再次測(cè)試泄漏率達(dá)合格。3、卸催化劑 因各種原因需卸出催化劑，當(dāng)需卸出已還原過(guò)的或使用過(guò)的 催化劑時(shí)，拆卸前必須對(duì)催化劑進(jìn)行鈍化處理操作。（具體操作見(jiàn)催化劑使用說(shuō)明書(shū) ）。 打開(kāi)轉(zhuǎn)化爐上封頭。 松動(dòng)下蓋緊固螺栓，用手動(dòng)葫蘆或強(qiáng)度足夠的加長(zhǎng)拉筋螺栓支固，使下封頭法蘭與管板離開(kāi)約80100mm，必要時(shí)使下蓋法蘭面傾斜1015° 從寬縫間卸出催化劑。 如催化劑

31、還能使用， 卸出時(shí)應(yīng) 小心操作， 盡量減少催化劑破碎。 卸完催化劑后， 卸氧化鋁瓷球。 將催化劑和氧化鋁瓷球分別收集好，并將轉(zhuǎn)化爐內(nèi)清洗 干凈。還原系統(tǒng)的置換 因本裝置所用原料甲醇和產(chǎn)品氫氣均為易燃易爆品， 故正式投料 開(kāi)車(chē)前必須用氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)至02 V%以下。而催化劑還原過(guò)程用氫氣作還原氣，為避免系統(tǒng)中氧存在使反復(fù)進(jìn)行還原-氧化過(guò)程，所以還原系統(tǒng)必須置換至02W%，還原用氮?dú)庵醒鹾勘仨毜陀?。系統(tǒng)置換可分二步進(jìn)行。 置換前先按置換氣流方向逐個(gè)開(kāi)啟有關(guān) 閥門(mén)。1、還原、水洗的置換氮?dú)庥傻獨(dú)膺M(jìn)口 V1003閥加入，按下列流向置換系統(tǒng)：-C101f E102 T101 E101-R101-E10

32、2 E103T102 V104，從 V104 罐后的系統(tǒng)放空管放空。2、汽化系統(tǒng)及部分管段置換 汽化塔 T101 系統(tǒng)置換：通過(guò)開(kāi)啟 T101 塔釜排污閥 V1034、V1035、V1036排氣，從塔釜取氣樣 02W%時(shí)，關(guān)閉T101塔釜 排污閥 V1034、V1035、V1036。開(kāi)啟泵 P101A/B出口排氣閥， 置換 PL104、 PL105 管道。 NH101 管道的置換：在系統(tǒng)置換合格后，關(guān)閉 R101 出口 閥V1065 ,開(kāi)啟V1079閥，在A104取樣口取樣，02W%后系統(tǒng) 置換合格。 氣囊的置換：將 V102 氣囊內(nèi)的氣體排凈，再用適量氮?dú)庵脫Q23次，便可將氣囊接入系統(tǒng)。催化

33、劑的還原和鈍化操作1 、準(zhǔn)備 檢查還原系統(tǒng)所有設(shè)備、閥門(mén)、儀表是否處正常狀態(tài)，關(guān)閉 所有閥門(mén)，開(kāi)啟儀表，處待用狀態(tài)。 準(zhǔn)備好還原用氮?dú)?、氫氣，并?jīng)質(zhì)檢符合要求。 通知導(dǎo)熱油裝置、分析室準(zhǔn)備開(kāi)車(chē)，通知送冷卻水。2、催化劑還原操作催化劑使用前須進(jìn)行還原。由于本催化劑為主要組分為 Cu0-Zn0-Al203 ，而對(duì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)起主要作用的為活性單質(zhì)銅， 還 原過(guò)程用氫氣作還原氣， 用氮?dú)庾鬏d氣。 還原反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)， 所以氫氮?dú)馀浔燃斑€原氣空速必須符合要求。還原反應(yīng)方程式為：CuO + H2 -> Cu + H20催化劑含約 5%物理水，還原過(guò)程會(huì)生成少量水，須經(jīng)冷凝后排 出。本工藝羅茨風(fēng)機(jī)為還

34、原氣循環(huán)提供動(dòng)力。還原操作如下：NH102 開(kāi)啟還原系統(tǒng)閥門(mén)，催化劑還原氣循環(huán)氣流向如下：f E102 E101 R101 E102 E103f NH101。打開(kāi) V1003 閥， 使氣囊 V102 充氮?dú)庵寥莘e的 80%。 啟動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī)，使系統(tǒng)還原氣循環(huán)。 開(kāi) E 1 03冷卻水進(jìn)出口閥。 開(kāi)轉(zhuǎn)化爐R101導(dǎo)熱油進(jìn)口閥V1063;開(kāi)T101塔釜導(dǎo)熱油進(jìn) 口閥TV101旁路閥V1033、前后閥V1031、V1032，短路閥V1029 手動(dòng)開(kāi)啟 TV101 閥，啟動(dòng)導(dǎo)熱油循環(huán)泵，使導(dǎo)熱油系統(tǒng)循環(huán)。 檢查還原系統(tǒng)、導(dǎo)熱油系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。如無(wú)異常，則通 知導(dǎo)熱油系統(tǒng)按催化劑還原程序升溫。 導(dǎo)熱油溫

35、度升至160C時(shí)，關(guān)閉T101塔釜導(dǎo)熱油進(jìn)口閥進(jìn)口 閥 TV101 旁路閥 V1033、前后閥 V1031、V1032。 還原具體操作按催化劑使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。 還原過(guò)程中定期在 T102 釜底排污閥 V1083 處排放冷凝水。 定期向系統(tǒng)補(bǔ)充氮?dú)夂蜌錃狻?當(dāng)催化劑還原結(jié)束后，按下列步驟正常停車(chē)： 關(guān)外接氫、氮?dú)膺M(jìn)口閥。 停羅茨風(fēng)機(jī)。 關(guān)還原氣系統(tǒng)閥 V1079、 V1053、 V1071。此時(shí)便可轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化爐投料開(kāi)車(chē)操作見(jiàn) 當(dāng)催化劑還原時(shí)，若發(fā)生意外事故時(shí)需緊急停車(chē)。其 操作如下： 停供氫氣。 停導(dǎo)熱油加熱，維持導(dǎo)熱油循環(huán)。 查明原因后再作進(jìn)一步處理。如屬臨時(shí)性故障，排除后 可恢復(fù)還原操作； 如須長(zhǎng)期停車(chē)， 則視情況用氮?dú)獗Ｗo(hù)或鈍化操 作。3、催化劑鈍化