耐硫變換基礎(chǔ)知識綜述

1、變換基礎(chǔ)知識1變換崗位的任務(wù)和變換的原理分別是什么？/ Z |3 H, c, Z任務(wù)：通過發(fā)生變換反應(yīng)，使工藝氣體的組成得到調(diào)整，降低一氧化碳含量，提高 氫氣含量以滿足甲醇合成工序?qū)υ蠚鈿涮急鹊囊?。原理：在一定的壓力和溫度條件下，在催化劑的作用下，使來自氣化粗煤氣中的一 氧化碳和水蒸汽發(fā)生變換反應(yīng)生成氫氣和二氧化碳，并放出熱量。2寫出影響變換反應(yīng)化學(xué)平衡的因素？1 Q T; a# d t: c4 J BO U& q溫度； 壓力；水汽比； 二氧化碳的影響； 副反應(yīng)的影響。 空速。 （詳細(xì)解釋見培訓(xùn)教材。）3.催化劑硫化原理？鉆鉬系耐硫催化劑使用前為什么要硫化？鉆鉬催化劑中真正的活性組份是 C

2、OS和MOS2，因此，必須經(jīng)過硫化才具有變換 活性。硫化的目的還在于防止鉆鉬氧化物被還原成金屬態(tài)，而金屬態(tài)鉆鉬可促進(jìn)一 氧化碳和氫氣發(fā)生甲烷化反應(yīng)，這一強(qiáng)放熱反應(yīng)有可能造成巨大的溫升，而將催化 劑燒壞。硫化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，因此原料氣中硫量的波動，就有可能導(dǎo)致催化劑失硫而降低 活性。鉆鉬催化劑具有加氫作用，因此，原料氣中不飽和烴的量大時，會發(fā)生嚴(yán)重 的放熱反應(yīng)。4寫出催化劑升溫硫化分哪幾個階段？升溫階段、恒溫脫除吸附水階段、升溫階段、恒溫拉平床層溫度、硫化階段。具體 見催化劑的升溫還原曲線。變換爐超溫的原因有哪些？ 7 D& VO F9 Y1 x, / a* 主要因素：水煤氣過氧。因變換爐催化劑

3、粉化等原因造成變換爐阻力上升， 床層局部超溫。開車接氣時，氣量及壓力沒控制好。 水煤氣中CO含量過 高。系統(tǒng)壓力突然升高。 入口溫度偏高或入口溫度指示發(fā)生低漂移。3 、0 r#0/ 6 S Q如何延長催化劑的使用壽命？ - 4 m4 W1 g o D2 r9 + S變換爐的進(jìn)口溫度控制在指標(biāo)之內(nèi)，在催化劑的使用前期盡量使用催化劑溫度范圍低限區(qū)。催化劑升溫硫化時，應(yīng)嚴(yán)格按照升溫硫化方案執(zhí)行。嚴(yán)禁帶水、帶氧入爐。避免長時間存在過高水氣比，避免無硫操作。盡量避免負(fù)荷大幅度波動，頻繁開停車。2 v- c p; m j6 n嚴(yán)格控制爐溫，防止床層超溫，避免床層溫度大幅波動。充壓、卸壓控制好速率，不要過快

4、。接氣時提溫緩慢，避免催化劑毒物帶入。/ & C3 B: F5 b4 p- H qO t變換催化劑反硫化有哪些現(xiàn)象？造成反硫化的原因有哪些？如何防止？ w p3D7 e7 p5 E U現(xiàn)象：催化劑活性降低，變換氣出口硫含量高于進(jìn)口合成氣中硫含量，催化劑出現(xiàn) 放硫現(xiàn)象。影響因素： 水氣比過大； 床層溫度太高； 工藝氣中硫化氫的濃度過低。較低的水氣比，較低的床層溫度，較高的H2S濃度有利于抑制反硫化反應(yīng)的發(fā)生。生產(chǎn)中主要通過控制工藝氣中硫化氫含量不低于允許值來防止反硫化反應(yīng)的發(fā)生。一般根據(jù)操作經(jīng)驗，以不低于 1000ppm為宜。c8 b4 j8 X! C+ z 水煤氣中有哪些組分可能影響變換催化劑

5、的性能？& B5 e; a T& sO V# h8 W水蒸汽：煤氣中水蒸汽長時間含量過高，可能造成催化劑粉碎。% m+ Z g9F( f4 3 A氧：煤氣中氧含量過高，會造成催化劑床層溫度暴漲，燒結(jié)催化劑。硫化氫：煤氣中硫化氫含量過低，會造成催化劑反硫化，使活性降低。毒物：煤氣中AS2O3,CI-,NH3,CN-,P2O5,碳?xì)浠衔锏榷疚飼斐纱呋瘎┲卸締适Щ钚浴? X- r1 H% 丫( n7 ( xO G1 j! I5 n2 |煤氣中夾帶的灰塵等雜物易堵塞催化劑表面微孔，降低其比表面積。9 N,I n+ I. F D9 U3 A: _導(dǎo)致變換催化劑失活的因素？ 0 o, s s- _8

6、z- p( j. F水煤氣中帶水、帶氧等原因造成催化劑活性組分流失、粉粹、結(jié)皮、燒結(jié)。工藝氣中硫化氫濃度降低等原因而導(dǎo)致催化劑反硫化而失活?；钚越M分燒結(jié)流失。因毒物的帶入而使催化劑中毒。9 P7 - A0 v3 l- H! P. 丫4八因雜物堵塞微孔，高溫?zé)Y(jié)等原因，導(dǎo)致催化劑比表面積降低。-1 8 a2s& v/ T4 u1 ?# 5 M因催化劑長期在較高溫下使用而導(dǎo)致低溫活性降低。催化劑硫化不完全或硫化時溫度猛漲超過500度，引起活性組分燒結(jié)，鉬升華，載體活性組分發(fā)生物理化學(xué)變化。變換系統(tǒng)如何進(jìn)行氮?dú)庵脫Q？氮?dú)庵脫Q指標(biāo)是多少？4 Q. U2 5 t |, P關(guān)閉粗煤氣界區(qū)閥，變換氣界區(qū)出口

7、閥（在低溫甲醇洗區(qū)域內(nèi)），變換系統(tǒng)壓 力調(diào)節(jié)閥投手動系統(tǒng)緩慢泄壓。4 F! T1 q# J+ 系統(tǒng)泄壓完畢后，把系統(tǒng)入口工藝管線上氮?dú)忾y門上盲板導(dǎo)通。變換系統(tǒng)內(nèi)工藝氣管線調(diào)節(jié)閥打手動打開，截止閥打開。關(guān)閉系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)閥，打開系統(tǒng)入口管線上氮?dú)忾y門，向系統(tǒng)充入氮?dú)?；?dāng) 壓力充至0.4MPa時，關(guān)閉氮?dú)馊肟陂y，打開系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行泄壓；反復(fù)幾 次。當(dāng)分析裝置內(nèi)氣體露點(diǎn)30C, CO+H0.5%，O2C0.1%寸置換合格。變換系統(tǒng)加減負(fù)荷的原則是什么？加負(fù)荷時，視催化劑床層溫度而定，少量多次原則。3 y/ x& y S. N. P$ z工段減負(fù)荷時，多在前后工段故障情況下進(jìn)行，也會由于自身催化劑活

8、性下 降的情況下進(jìn)行，后種情況會影響前后工段。因此，減負(fù)荷要與前后工段相配合。w5 p q- D6 z3 f% D0 u催化劑升溫還原硫化時為什么要有恒溫階段？如何操作？- 7 & d4 R; p; Y* f變換催化劑升溫還原硫化是都要有恒溫間斷，恒溫是為了蒸發(fā)催化劑中的水分，防 止因溫度升高水分急劇蒸發(fā)而使催化劑顆粒破碎，以后恒溫是為了縮小床層各點(diǎn)溫 差，保持升溫速度均衡，整爐催化劑都能還原或硫化完全，使催化劑具有最好的活性。恒溫應(yīng)按催化劑升溫還原（硫化）曲線進(jìn)行，恒溫前減慢升溫速度，恒溫時逐漸加 大空速，用電加熱器調(diào)節(jié)，維持升溫氣體在恒溫時的溫度。3 M/ E0 X& I- 耐硫催化劑失活

9、有何現(xiàn)象？ 9 e7 S. U/ 19 G! h: （ P3 * r在正常生產(chǎn)條件下，進(jìn)入變換爐氣體成份，流量都沒有改變，但變換爐出口氣體 CO含量升高，要維持指標(biāo)正常，需提高床層溫度。20.影響催化劑層溫度的因素有哪些？如何穩(wěn)定爐溫？* a# , X* $ |9 x* X負(fù)荷變化。生產(chǎn)過程中加減氣量應(yīng)及時調(diào)節(jié)入爐溫度和各中變廢鍋壓力調(diào)節(jié) 閥，調(diào)節(jié)各段和進(jìn)口溫度。增加負(fù)荷時應(yīng)及時加大水汽比，使變換反應(yīng)劇烈，以維 持催化劑層溫度的穩(wěn)定，同時避免 CO指標(biāo)上揚(yáng)；減負(fù)荷時及時減小水汽比，并提 高各段進(jìn)口溫度，以維持爐溫和變換氣 CO指標(biāo)穩(wěn)定。因此，負(fù)荷變化時應(yīng)根據(jù)催 化劑層溫度及時做適當(dāng)調(diào)節(jié)。R.

10、F, v; G- h氣體組分變化。煤氣中一氧化碳的含量變化，會使催化劑層溫度波動。這種情 況下可調(diào)整氣體進(jìn)口溫度、調(diào)整水汽比等辦法處理。如果仍抑制不住催化劑層溫度 的上漲趨勢，可直接減低生產(chǎn)負(fù)荷，直至停車。停車開車中如何保護(hù)耐硫變換催化劑?在停車、開車中要避免空氣和水進(jìn)入催化劑床層，防止水蒸汽在床層冷凝。變換爐 停車卸壓后應(yīng)用干煤氣或氮?dú)獯祾撸禍赜妹ぐ迨棺儞Q爐和系統(tǒng)隔離，并用氮?dú)獗?持爐內(nèi)微正壓，保壓用氮?dú)獗仨毟稍铩⒀鹾啃∮?.5%，停車后開車，管道和設(shè)備溫度低，蒸汽在冷管道和設(shè)備中會冷凝而將水帶入變換爐床層。為此，剛開車時 要保持較低的水汽比。變換在生產(chǎn)操作中應(yīng)注意哪些事項？$ u! a

11、$ A3 h6 I% V ?$ w要充分發(fā)揮催化劑的低溫活性，在實際操作中，關(guān)鍵是穩(wěn)定爐溫，控制好水汽 比。生產(chǎn)過程中如遇上突然減量、及時采取措施保證入變換爐口溫度和床層溫 度?？账俚拇笮ψ儞Q反應(yīng)有什么影響？ 1 s/ G$ O9 / C2 g7 a% r5 o* 空速是指單位時間內(nèi)通過單位體積的催化劑的流體體積量?？账俚拇笮。瑳Q定催化劑的生產(chǎn)能力，又關(guān)系到變換率的高低。0 N5 o3 n* H/ p+c0 a空速過小，反應(yīng)熱小，催化劑床層溫度下降，變換率低；空速過大，氣體與催化劑 接觸時間短，來不及反應(yīng)就離開催化劑床層，變換率也會下降?？账俚倪x擇與催化 劑的性能有關(guān)。催化劑床層溫度猛升的原

12、因是什么？如何處理？c; O . R: / E2 h催化劑床層溫度猛升的原因主要是： 進(jìn)催化劑床層的粗煤氣中氧含量升高 負(fù)荷突然猛增，調(diào)節(jié)不及時，如煤氣中一氧化碳突然增高操作不當(dāng)，調(diào)溫副線關(guān)小或關(guān)閉。催化劑床層溫度猛升，會降低催化劑的活性，使變換催化劑發(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：適當(dāng)開啟調(diào)溫副線閥。 調(diào)節(jié)變換爐的入口溫度。 如煤氣中帶氧，可減量生 產(chǎn)必要時緊急停車，同時通知上游工段查明原因并處理。5 L0 ( u5 T+ M5 c, 3 JOV Y催化劑床層溫度下降的原因有哪些？如何處理？w, T L1 D. P3 A(催化劑床層溫度下降原因主要有：負(fù)荷降低，

13、如果煤氣量減少或煤氣中 CO含量減少。煤氣帶水過多，使催化劑床層溫度突然下降。催化劑失活衰老。入口溫度降低等操作不當(dāng) 催化劑床層溫度下降，會降低反應(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：關(guān)小入爐調(diào)溫副線閥，提高入爐氣溫度，同時增大入爐氣量。！ m; j+ b Z8 H, i5r$ P, B. X如煤氣帶水過多，降低第一中變廢熱鍋爐的壓力，調(diào)整鍋爐給水的加入量控制第一水分離器的液位在指標(biāo)內(nèi)7 控制第一水分離器的液位在指標(biāo)內(nèi)7 n% f% n2 B0 N% U. S7 g加強(qiáng)管理，精心操作。; n G# L: z4 |& |: U! g/ 變換系統(tǒng)阻力增大的原因有哪些？應(yīng)

14、怎樣處理和預(yù)防？原因： 催化劑床層阻力增大。 |9 2 s( Y# P ?5 A- I6 nA、催化劑質(zhì)量差，強(qiáng)度低，易粉化。 % U9 1 U q* H7 q7 7卜JB、 操作溫度波動大且頻繁，催化劑顆粒反復(fù)膨脹收縮，直至破碎。n* & J%乙 NO o5 XC、床層溫度過高，時間過久，催化劑燒結(jié)。 6 A N7 z& 2 K8 VD、水進(jìn)入催化劑床層。0 x. J$ A t+ e* u: g廢熱鍋爐、換熱器阻力大。由粗煤氣帶來的飛灰和雜質(zhì)堵塞廢熱鍋爐、換熱器。0 e 5 V6 A4 ! J f3 ?處理方法： 停車時將催化劑過篩或更換。 停車時清洗廢熱鍋爐、換熱器。預(yù)防措施： 使用強(qiáng)度高

15、、性能好不易粉化的催化劑。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)，波動小。變換各廢鍋付產(chǎn)蒸汽帶水有何現(xiàn)象和危害，如何處理？J L& q5 z& 7 n# i- l現(xiàn)象：廢鍋溫度高限報警，廢鍋頂部安全閥可能冒水，蒸汽外管可能有水擊聲音。& q/ G$ i x, g# 15 D* B( V危害： 降低了自產(chǎn)蒸汽的品質(zhì)，因廢鍋水中的 Ca2+、Mg2+、C11-等離子都會進(jìn) 入蒸汽系統(tǒng)。 外管的水擊，可能導(dǎo)致外管及閥門的循環(huán)。0.5MPa蒸汽帶水時，影響如變換爐溫度。處理方法：中控通知現(xiàn)場立即打開排污閥，降低溫度至正常。變換各廢鍋所加藥劑Na3PO4加入過量有什么危害？爐水中加入磷酸三鈉，