化工企業(yè)變換工段工藝培訓(xùn)講義(已改無錯(cuò)字)
2022-10-05 12:33:07 本頁面
【正文】 應(yīng)將催化劑進(jìn)行燒碳以再生；通常用含 O2為 ％ (即空氣 2％ )的蒸汽來燒碳，溫度應(yīng)控制在 350～ 450℃之間，若超過 500℃將會(huì)損害催化劑。 壓力對(duì)燒碳無大影響，但從氣體分布均勻考慮，氣體壓 力以 1 到3 個(gè)大氣壓為宜。 燒碳時(shí)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(duì)催化劑的損害和將粉塵吹出。 在燒碳過程中也會(huì)將催化劑中的硫燒去，而使催化劑變成氧化態(tài)。 燒碳過程中應(yīng)當(dāng)密切觀測(cè)床層溫度，調(diào)節(jié)空氣或氧的濃度來控制床層溫度。當(dāng)床層中不出現(xiàn)明顯溫升、燃燒前緣已經(jīng)通過反應(yīng)器。出口溫度下降，氣體中 O2上升，就意味著燒碳結(jié)束。適當(dāng)提高氧濃度進(jìn)一步燒碳。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。 燒碳之后的催化劑 需重新硫化方能使用。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。卸時(shí)準(zhǔn)備水龍頭噴水降溫熄火。除了一個(gè)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。 第三節(jié) 一氧化碳變換工藝條件的選擇 欲使變換過程在最佳工藝條件下進(jìn)行，達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和低耗的目的，就必須分析各工藝條件對(duì)反應(yīng)的影響，綜合選擇最佳條件。 一 .變換壓力 如前所述，壓力對(duì)變換反應(yīng)的平衡幾乎無影響．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。 設(shè)備體積小，布置緊湊，投資較少。 濕變換氣中水蒸汽冷凝溫度高，有利于熱能的回 收利用。 但提高壓力會(huì)使系統(tǒng)冷凝液酸度增大，設(shè)備腐蝕加重，如果變換過程所需蒸汽全部由外界加入新鮮蒸汽，加壓變換會(huì)增大高壓蒸汽負(fù)荷，減少蒸汽作功能 力。 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。 反應(yīng)不同瞬間有不同的組成．對(duì)應(yīng)著不同的變換率，把對(duì)應(yīng)于不同變換率時(shí)的最適宜溫度的各點(diǎn)連成的曲線，稱最適宜溫度曲線。如圖 4 中， CD 線為最適宜溫度曲線， AB 線為平衡曲線。盡管按最適宜溫度曲線進(jìn)行最為理想，實(shí)際上完全按最適宜溫度曲線操作是不可能的，因?yàn)楹茈y按最適宜溫度的需要準(zhǔn)確地、不斷地移出反應(yīng)熱，且在反應(yīng)開始時(shí) (X=0)時(shí)最適宜溫度大大超過一般高變催化劑的耐熱溫度。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)。反應(yīng)開始溫度應(yīng)高于催化劑活性溫度 20℃左右，且反應(yīng)中嚴(yán)防超溫。 2 使整個(gè)變換過程盡可能在接近最適宜溫度的條件下進(jìn)行 。由于最適宜溫度隨變換升高而下降，因此，需要隨著反應(yīng)的進(jìn)行及時(shí)移出反應(yīng)熱從而降低反應(yīng)溫度。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。 圖 5 為二段床層間冷卻式變換過程是意圖： EF 線為一段絕熱反應(yīng)線， FG 表示段間換熱， GH 表示二段絕熱反應(yīng)線。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。 三 .蒸汽比例 水蒸汽比例一般指蒸汽與原料氣 (或其中一氧化碳 )的摩爾比。 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(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，余熱回收負(fù)荷加大。因此，要根據(jù)原料氣成分、變換率、反應(yīng)溫度及催化劑活性等合理控制蒸汽比例。變換的蒸汽比例一般為： H2O／ CO＝ 3～ 5。 第四節(jié) 一氧化碳變換的工藝流程 由氣化送來的水煤氣（ ℃； （ A）；水汽比 ），經(jīng)水煤氣分離器 V2501 和水煤氣廢熱鍋爐 E2501,溫度降至 230℃，經(jīng)1 號(hào)冷凝液分離器 V2502 分離冷凝液后的水煤氣分成兩股，一股作為配氣不經(jīng)過變換爐，另 一股入中溫?fù)Q熱器 E2502,預(yù)熱至 260℃，進(jìn)入變換爐 R2501，爐內(nèi)裝耐硫變換觸媒，出變換爐反應(yīng)氣 CO 含量約為14%（干），溫度為 394℃，經(jīng) E2502 降溫后，溫度為 364℃，與配氣的水煤氣混合，形成 CO 含量 19%（干），溫度 338℃的變換氣。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)。 由
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