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(yè)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(jì)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(kāi)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(jìn)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(lái)的水煤氣在觸媒作用下進(jìn)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(guò)熱蒸汽，加熱載體用 N3而非 N2。 為分離掉造氣至變換遠(yuǎn)距離輸送過(guò)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(duì) 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(dá)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(diǎn) 一 .主要控制回路 進(jìn)變換裝置水煤氣流量調(diào)節(jié)： FIC2506 停車時(shí)切斷 FV2506,正常運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量。 3 號(hào)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(hào)冷凝液分離器V2503 分離，分離后的變換氣進(jìn)入脫鹽水加熱器 E2504,降溫至 70℃的變換氣進(jìn)入變換氣水冷器 E2505,溫度降至 40℃，經(jīng) 3 號(hào)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(hào)。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(guò)量蒸汽不但經(jīng)濟(jì)上不合理，且催化劑床層阻力增加，一氧化碳停留時(shí)間加長(zhǎng)，余熱回收負(fù)荷加大。段數(shù)愈多，變換反應(yīng)過(guò)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(jìn)行段間換熱，移走反應(yīng)熱。 2 使整個(gè)變換過(guò)程盡可能在接近最適宜溫度的條件下進(jìn)行 。實(shí)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(duì)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(shí)，所對(duì)應(yīng)的最大反應(yīng)速度時(shí)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(duì)變換反應(yīng)的平衡幾乎無(wú)影響．但加壓變換有以下優(yōu)點(diǎn)： 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(qiáng)度。除了一個(gè)卸出孔外，不要再特意開(kāi)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(guò)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(guò)程中應(yīng)當(dāng)密切觀測(cè)床層溫度，調(diào)節(jié)空氣或氧的濃度來(lái)控制床層溫度。 燒碳時(shí)的氣流方向與正常變換過(guò)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(duì)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(huì)使催化劑床層阻力增加，此時(shí)就應(yīng)將催化劑進(jìn)行燒碳以再生；通常用含 O2為 ％ (即空氣 2％ )的蒸汽來(lái)燒碳，溫度應(yīng)控制在 350～ 450℃之間，若超過(guò) 500℃將會(huì)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(shí)會(huì)發(fā)生嚴(yán)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(lái)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(guò)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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