變換工藝技術(shù)方案

1、變換工藝技術(shù)方案主要內(nèi)容一、流程二、催化劑三、主要設(shè)備四、公用工程五、投資一、工藝流程簡介 1、寬溫耐硫變換該工藝采用COMo系催化劑，抗硫能力極強，對總硫沒有上限要求，同時對水汽比也無要求，操作溫度240-480，耐硫低溫變換催化劑操作溫度一般在180-240 。粗煤氣經(jīng)洗滌后直接進(jìn)入變換爐進(jìn)行變換反應(yīng)，不需預(yù)先脫硫，根據(jù)變換出口組分含量要求，調(diào)整粗煤氣中的水汽比。如粗煤氣中CO含量較高，而要求變換出口CO較低時，可分兩段至三段進(jìn)行變換，段間換熱，便于溫度控制，提高變換深度。產(chǎn)生的余熱用于生產(chǎn)中壓蒸汽和預(yù)熱鍋爐給水。小結(jié)：中溫變換是最早的流程。由于當(dāng)時沒有低變觸媒，因此全用中變觸媒。此時的進(jìn)

2、口半水煤氣溫度約在300度左右，而熱點溫度在480500度。這個流程幾個流程中最耗能的。該流程出口的CO大約在3%左右。當(dāng)?shù)妥冇|媒研發(fā)成功后，首次出現(xiàn)的是中串低工藝，該工藝前面是很大的中變爐，當(dāng)作主要的變換場所，而后面連接的低變爐的最主要的作用就是將中變爐出口CO由35%降到1%左右。中低低流程中變爐減小，而增大了低變爐的容積，因此就會更節(jié)能。全低變就是全部采用低變觸媒，因此進(jìn)口溫度就可降到180210度，而熱點將達(dá)到240280度。耐硫變采用耐硫觸媒，使催化劑有較強的抗硫性能，變換出口CO0.60%，滿足后工序的生產(chǎn)要求。目前，對于水煤漿氣化工藝，一般配套使用寬溫耐硫變換工藝，粗煤氣經(jīng)洗滌后

3、直接進(jìn)入變換爐進(jìn)行變換反應(yīng)，粗煤氣被蒸汽飽和，變換系統(tǒng)生產(chǎn)氨合成所需的原料氣，流程簡圖如下：但因反應(yīng)都在高溫、高壓下進(jìn)行，變換反應(yīng)在催化劑表面也適于合成氨反應(yīng)的進(jìn)行，只是生成的NH3濃度較小，隨著裝置運行時間的增長， NH3在冷凝液中產(chǎn)生積累，使水顯弱堿性，二氧化碳的溶解度增大，并產(chǎn)生銨鹽，造成設(shè)備、閥門堵塞，影響裝置的正常運行。所以增設(shè)氣體塔分離工藝?yán)淠褐械腘H3。二、催化劑目前使用比較多的耐硫催化劑有科力公司生產(chǎn)的QCS-1，青島聯(lián)信生產(chǎn)的QDB-04，和青島莊信生產(chǎn)的K8-11G，由于上述三公司主要技術(shù)來源于齊魯研究院，根據(jù)天脊使用情況，催化劑性能和價格相差不大。對于水煤漿制氣工藝，科

4、力公司業(yè)績最多，其次是莊信，聯(lián)信在殼牌和航天爐制氣工藝上業(yè)績比較多，但主要是煤制甲醇項目，尿素裝置業(yè)績很少。根據(jù)三家公司所做方案對比如下：聯(lián)信科力莊信預(yù)變換無32m3 QBS-04無一段進(jìn)口溫度240280285出口溫度411427425床層阻力0.06MPa0.08 MPa催化劑型號QDB-03QCS-01K8-11G催化劑量60m372m365m3出口CO含量4.5%6.5%6%二段進(jìn)口溫度200255265出口溫度220281287床層阻力0.06MPa0.07MPa催化劑型號QDB-03QCS-01K8-11G催化劑量75m349m348m3出口CO含量0.5%1.49%1.5%1、科

5、力催化劑QCS01 是齊魯石化分公司研究院開發(fā)的鈷鉬系耐硫變換催化劑，適用于以重油、渣油部分氧化法或煤氣化法造氣的變換工藝，促進(jìn)含硫氣體中的CO的變換反應(yīng)，是一種適應(yīng)寬溫（200500）、寬硫（工藝氣硫含量0.1% (v/v)）和高水氣比（0.31.6）的耐硫催化劑。該催化劑的使用壽命預(yù)計為38年?？梢杂煤蚬に嚉怏w硫化，也可用硫化劑單獨硫化。物性參數(shù)如下： 外 觀 ：氧化態(tài)為淺綠色，條形 外形尺寸（mm）： 直徑3.54.0 堆密度（kg/l）： 0.750.82 抗壓碎力（N/cm）： 100（平均值） 比表面積（m2/g）： 45（硫化前） 孔 容（ml/g）： 0.25(硫化前) 催化

6、劑的使用壽命與使用條件有關(guān)，一變正常情況下2年，期望值為3-4年，二變?yōu)?年，期望值為6-8年。QCS-01主要化學(xué)組成組 份含量%(m/m)CoO3.50.5MoO38.01.0助 劑0.450.15載 體TiO2-MgO-Al2O3使用壓力及空速：使用壓力一般在2.09.0MPa之間使用，最高使用壓力可達(dá)10.0MPa。使用空速視工藝流程不同而不同，一般為10003500h-1（干氣），最高可達(dá)4000h-1（干氣）。2、聯(lián)信催化劑QDB-04聯(lián)信公司生產(chǎn)的一種以鎂鋁尖晶石為載體，含有多元復(fù)合助劑的新型CO耐硫變換催化劑，適宜于在壓力較高、水蒸汽分壓較大而運行溫度又較低，即在距離露點溫度較

7、近或是在“高溫低硫”的苛刻條件下使用時。 QDB-04催化劑的使用溫度范圍為180500，最佳活性溫區(qū)為220-450。催化劑在距離露點溫度較近的條件下容易發(fā)生水合反應(yīng)而失活。 因此床層入口溫度的控制的原則是：高于露點溫度25。該催化劑添加特殊的復(fù)合堿性助劑，增強了催化劑的表面堿性，提高了催化劑對有機硫的水解功能和HCN轉(zhuǎn)化能力，特別是在溫度較低的條件下，催化劑對有機硫氫解率和水解率。在通常的工藝條件下，保證有機硫（如COS）的轉(zhuǎn)化率大于95%，HCN轉(zhuǎn)化率大于95%。項 目QDB-04 CoO(%) MoO（%）：載體+助劑（%）外型尺寸 mm顏色堆密度, Kg/L破碎強度, N/cm比表面

8、, m2/g孔容, cm3/g磨耗率，%鉀流失率，%（正常條件下1年內(nèi)）1.80.28.01.0余量3.5-4.5條形綠色或粉紅色0.8-0.981301000.252.01.0主要使用條件壓力，MPa溫度，C最佳使用溫度，C起活溫度，C初期最佳入口溫度，C耐熱溫度C耐熱時間，h干氣空速， h-1水/氣， mol/mol最佳裝填高度（高/徑）6.0190-500220-450180高于露點20C5502-4100060001.40.81.5項 目K8-11G 外型尺寸 mm 顏色 堆密度, Kg/L 破碎強度, N/cm3.5-4.0條形氧化態(tài)為淺綠色0.76-0.86140主要使用條件壓力，

9、MPa溫度，C干氣空速， h-1水/氣， mol/mol最佳裝填高度（高/徑）1.010210-580100060000.32.00.81.53、莊信催化劑K8-11G是青島莊信生產(chǎn)的采用鎂鋁尖晶石為載體，是K8-11催化劑基礎(chǔ)上改進(jìn)的鈷鉬系催化劑，適用于煤氣化工藝條件下高壓、高水汽比變換工藝?？屏Υ呋瘎┲饕獦I(yè)績用戶單位原料氣化工藝產(chǎn)品規(guī)模萬噸/年應(yīng)用時間寧夏化工總廠 低硫渣油 德士古氨3095.5渭河化肥廠煤德士古氨3096.10大化公司低硫渣油德士古氨3097.4天脊集團(tuán)碎煤魯奇氨3097.6吉化低硫渣油德士古氨/甲醇302003.4華魯恒升煤四噴嘴氨302004.10金陵石化煤德士古甲醇

10、452005.6兗礦國宏煤德士古甲醇502007.10兗礦榆林煤德士古甲醇602008.12上海焦化煤德士古甲醇/CO452008.5久泰能源煤四噴嘴甲醇902010陜化煤四噴嘴甲醇602009.12神華寧煤煤四噴嘴二甲醚832010聯(lián)信催化劑主要業(yè)績用戶單位催化劑型號氣化工藝產(chǎn)品規(guī)模萬噸應(yīng)用時間天脊集團(tuán)QDB-04魯奇氨452005.5兗礦魯南第二化肥廠QDB-03/QDB-04德士古水煤漿氨152003.5兗礦國泰QDB-04四噴嘴甲醇24-302005.10兗礦魯南QDB-03/ QDB-04四噴嘴氨302008.1柳化QDB-04Shell粉煤氨302007.1云南大為QDB-04Sh

11、ell氨502007.11河南中原大化QDB-04Shell粉煤甲醇502008.5南京金陵石化QDB-04水煤漿氨302008.3陜西神木QDB-04水煤漿甲醇402008.7大連大化QDB-04Shell粉煤甲醇302009.3新奧QDB-03水煤漿甲醇602009.6新能鳳凰QDB-03四噴嘴甲醇452009.5江蘇靈谷QDB-03QDB-04四噴嘴氨302009.4鶴壁煤電QDB-04Shell甲醇602009.6中標(biāo)3、主要設(shè)備變換工段主要非標(biāo)設(shè)備： 1#變換爐：36006200 T=480，P=6.6MPa2#變換爐：42007400 T=330，P=6.6MPa中壓蒸汽發(fā)生器： F=310m2，T=400/280 ，P=4.7/6.2MPa中壓蒸汽過熱器： F=196m2，T=480/730 ，P=4.7/6.2MPa變換預(yù)加熱器： F=121m2動設(shè)備： 1#冷凝液泵：耐腐蝕多級離心泵 2#冷凝液泵：耐腐蝕多級離心泵存在問題： 目前，國內(nèi)變換爐制造廠家有南化機、錦西化機、大連金重等，其中南化機制造的海南高溫變換爐460010010270 T=477，P=4.2MPa為最大，但壓力比較低。四