化工企業(yè)變換工段工藝培訓(xùn)講義(參考版)
2024-08-27 12:33本頁面
【正文】 為了安裝和檢修的需要，在兩側(cè)封頭上加設(shè)人孔。該設(shè)備結(jié)構(gòu)形式為 U形管式換熱器。 變換爐的設(shè)計數(shù)據(jù)如下： 變換爐 規(guī)格：φ 3000 觸煤層高度 操作溫度： 393～ 410℃ 操作壓力： ～ (A) 物料名稱：水煤氣～變換氣 設(shè)備保溫厚度： 190mm 耐硫催化劑 (QSC03 一層 )： H=3680mm3 堆密度： ～ 開孔耐火瓷球 KKφ 25/φ 50 堆密度： Al203含量： 20～ 25% 材 料 15CrMoR+0Crl8Ni10Ti/15CrMoⅢ鍛/0Crl8Ni10Ti 填料： 36800kg 二 . E2501水煤氣余熱鍋爐 變換反應(yīng)屬放熱反應(yīng)。在變換爐底部工藝氣出口處設(shè)置了出口 集氣器 。 為了使工藝氣均勻進入觸媒床層，在變換爐的氣體入口 處設(shè)有 氣體 分布器，在觸媒床層上面裝填了一層上金屬絲網(wǎng)和氧化鋁耐火球。在變換爐內(nèi)，將氣化來的水煤氣在觸媒作用下進行變換反應(yīng)，以得到合成甲醇所需的原料氣。 變換爐升溫采用 過熱蒸汽，加熱載體用 N3而非 N2。 為分離掉造氣至變換遠距離輸送過程中冷凝的冷凝水，特別設(shè)置了分離器 V2501。 CO 配比的調(diào)整 本裝置是部分 變換，為滿足甲醇合成對 CO 濃度度要求，將已變換的水煤氣與未變換的氣體混合（由 HV2504 完成），使 CO 濃度達到19%左右。 蒸汽壓力調(diào)節(jié)： PICA2503 根據(jù)副產(chǎn)蒸汽壓力調(diào)節(jié)水煤氣被廢鍋冷卻后的溫度（ TIA2503）。 第五節(jié) 主要控制回路及裝置特點 一 .主要控制回路 進變換裝置水煤氣流量調(diào)節(jié)： FIC2506 停車時切斷 FV2506,正常運行時調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量。 3 號冷凝液分離器 V2503 的冷凝液去老裝置變換冷凝液氣提塔 C1501。變換氣經(jīng)鍋爐給水加熱器 E2503,溫度降至 191℃，經(jīng) 2 號冷凝液分離器V2503 分離，分離后的變換氣進入脫鹽水加熱器 E2504,降溫至 70℃的變換氣進入變換氣水冷器 E2505,溫度降至 40℃，經(jīng) 3 號冷凝液分離器 EV2503,分離冷凝液后的變換氣送低溫甲醇洗工號。變換的蒸汽比例一般為： H2O／ CO＝ 3～ 5。 增加蒸汽用量，可提高 CO 變 換率，加快反應(yīng)速度，防止副反應(yīng)發(fā)生：但過量蒸汽不但經(jīng)濟上不合理，且催化劑床層阻力增加，一氧化碳停留時間加長，余熱回收負荷加大。段數(shù)愈多，變換反應(yīng)過程愈接近最適宜溫度曲線，但流程亦更為復(fù)雜。工業(yè)上采用多段床層間接冷卻式，用原料氣和飽和蒸汽進行段間換熱，移走反應(yīng)熱。 2 使整個變換過程盡可能在接近最適宜溫度的條件下進行 。實際生產(chǎn)中選定操作溫度的原則是： 1 操作溫度必須控制在催化劑的活性溫度范圍內(nèi)。如圖 4 中， CD 線為最適宜溫度曲線， AB 線為平衡曲線。 二 .變換溫度 變換反應(yīng)是放熱的可逆反應(yīng)，提高溫度對反應(yīng)速度和化學(xué)平衡有著矛盾的兩方面的影響，在反應(yīng)物組成和催化劑一定時，所對應(yīng)的最大反應(yīng)速度時的溫度為最適宜溫度。 濕變換氣中水蒸汽冷凝溫度高，有利于熱能的回 收利用。 一 .變換壓力 如前所述，壓力對變換反應(yīng)的平衡幾乎無影響．但加壓變換有以下優(yōu)點： l、可加快反應(yīng)速度和提高催化劑的生產(chǎn)能力．從而 可采用較大空速提高生產(chǎn)強度。除了一個卸出孔外，不要再特意開孔，以免因“煙囪效應(yīng)”導(dǎo)致催化劑床層溫度飛升。若需將催化劑卸出，由于使用過的催化劑在 70℃以上有自燃性，因此應(yīng)先在反應(yīng)器內(nèi)冷卻至大氣溫度。若溫度不出現(xiàn)明顯上升，可連續(xù)提高氧濃度，最后用空氣冷卻至 50℃以下。出口溫度下降，氣體中 O2上升，就意味著燒碳結(jié)束。 燒碳過程中應(yīng)當(dāng)密切觀測床層溫度，調(diào)節(jié)空氣或氧的濃度來控制床層溫度。 燒碳時的氣流方向與正常變換過程的流向相反，氣體由反應(yīng)器底部通入，自頂部排出，這可減少高溫對催化劑的損害和將粉塵吹出。這不僅降低催化劑活性，而且會使催化劑床層阻力增加，此時就應(yīng)將催化劑進行燒碳以再生；通常用含 O2為 ％ (即空氣 2％ )的蒸汽來燒碳，溫度應(yīng)控制在 350～ 450℃之間，若超過 500℃將會損害催化劑。 鈷鉬催化劑具有加氫作用，因此原料氣中不飽和烴大時會發(fā)生嚴重的放熱反應(yīng)，需要特別注意。 硫化反 應(yīng)是可逆反應(yīng)。因此通入氣體中 H2S 濃度不要太高。 可以用含 H2S 的氣體來硫化，也可以在氫氣存在下用 CS2硫化。 4. 鈷鉬系催化劑的硫化 鈷鉬催化劑中真正的活性組分是 CoS 和 MoS2，因此必須經(jīng)過硫化才具有變換活性。 3. 鈷鉬系催化劑的組成及特性
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