变换岗位操作规程（新）08.11.27修改 - 图文

2.装置概括

2.1工程设计基础 2.1.1装置能力

本装置处理能力为： 137884Nm3/h（干基） 2.1.2 年操作时间

装置年操作时间为连续操作7200小时。 2.2原材料、产品说明 2.2.1原材料技术规格 序号 名称 规格 标准 1 水煤气 242℃，6.46MPa CO：～50.65% 标准 CO：～20.01% 备注 备注 备注 干基 备注 备注 2.2.2产品技术规格 序号 名称 规格 1 变换气 40℃,6.32MPa 2.2.3催化剂、吸附剂、化学品技术规格 序名称 规格 单位 消耗定额 号 1 催化剂 QDB-03 Kg 0.06597 2 耐火球 Φ25/50 Kg 0.02825 标准 CO：～50.65% 2.2.4原料气消耗（以吨甲醇计） 序号 名称 规格 1 水煤气 242℃ 2.2.5催化剂消耗量（以吨甲醇计） 序名称 规格 单位 消耗定消耗量 号 额 每小每年 时 1 催化剂 QDB-03 Kg 0.06597 3.2923750 9 2 1.4110170 25 2.2.6动力（水、电、汽、气）消耗定额及消耗量 序名称 规格 使用单位 消耗小时消耗量 号 情况 定额 正常 最大 1 循环32℃，连续 t 11.53576.7 水 0.4MPaG 4 2 电 10KV 连续 kWh 10.2 510

耐火球 KKΦ25/50 Kg 0.02825 2年/次 备注 开车时使用 5

3 4 5 6 7 380V 连续 低压0.3MPaG 连续 饱和蒸汽 脱盐40℃，连续 水 0.45MPaG 高温8.45MPG 连续 蒸汽冷凝液 低温1.68MPa连续 蒸汽G 冷凝液 锅炉104℃，连续 给水 5.2MPaG kWh t 3.546 177.3 0.265 13.25 t 3.134 156.72 外送管网 t 1.4338 71.69 外送管网 t 0.3891 19.456 外送管网 t t t 1.1 55.0 104℃，连续 3.0MPaG 104℃，连续 0.8MPaG 2.2.7产品及富产蒸汽 序名称 规格 号 1 2 3 4 中压饱和蒸汽 2.5MPaG 1.8038 90.19 0.754 37.7 单位 消耗定额 小时产量 正常 最大 t 0.4012 20.06 t t 1.302 0.7052 65.1 35.26 备注 本工段产 本工段产 低压饱和蒸1.2MPaG 汽 低压饱和蒸0.3MPaG 汽 变换气（干6.32MPaG Nm3 3452.32 基） 分子量 熔点℃ 沸点℃ 闪点℃ 172616 2.2.8装置危险性物料主要物性 序名称 号 燃在空气中爆炸国家卫生点极限V% 标准 ℃ 上限 下限 69.93 8.28 CO≤330mg/m 6.95 备注 1 粗煤气 19.53 CO可使人中毒，易燃，易爆 易燃、易爆 2 变换气 20.86 9.12 6

3 CS2 4 氮气 5 二氧化碳 76 28 44 -108.6 46.26 -19 78.5 -30 120 50 1.25 CS2≤310mg/m 可使人中毒，易燃、易爆 使人产生缺氧而窒息 使人产生缺氧而窒息 3.工艺说明

3.1 工艺来源

本工序生产合成甲醇气装置采用了目前国内较为先进而又成熟的部分变换加配气路线，变换炉操作温度约为260～425℃左右，鉴于水煤气中硫含量较高，故变换催化剂宜采用耐硫变换催化剂。 3.2变换的生产原理

一氧化碳的变换反应是一个放热反应，其反应方程式为： CO+H2O==CO2+H2+Q COS+H2O==H2S+CO2+Q

CO变换是一个放热、等体积的可逆反应。从化学平衡来看，降低反应温度、增加蒸汽量和除去二氧化碳，可使化学平衡向右移动，从而提高一氧化碳变换率；从反应速度看，提高反应温度有利于化学反应速度的增加。 CO在某种条件下，能发生下列副反应： CO+H2=C+H2O CO+3H2=CH4+ H2O CO2+4H2=CH4+2H2O

这几个副反应都是放热反应，副反应的发生对变换操作的正常进行是不利的。由于这些副反应都是放热反应和体积减小的反应，所以低温高压有利于副反应的进行。在变换的正常操作中，提高反应温度或是选用对变换反应具有良好选择性的催化剂就可以防止或减少副反应的发生。下面就温度、压力、汽气比等对变换反应的影响作进一步说明。 3.2.1温度

温度对变换反应的化学反应速度的影响较大，而且对正逆反应速度的影响不一样。温度升高，放热反应即变换反应速度增加得慢，逆反应（吸热反应）速度增加得快。同时，CO变换率随温度的升高而降低。因此当变换反应开始时，反应物浓度大，提高温度可加快变换速度。反应末期，需降低反应温度，使逆反应速度减慢，这样可得到较高的变换率。

同时，反应温度的确定还和汽气比、气体成份、触媒的活性、温度范围等因素有关。 3.2.2压力

变换反应前后气体体积不变，所以提高压力不能改变反应过程的平衡状态，但提高压力后，反应物浓度增加，促进了分子间的接触，并且还能增加催化剂内表面的利用率及气体与催化剂的接触时间，故其空速随压力提高而加大，从而提高了催化剂的生产强度。

加压后，CO能发生一些副反应，同时受设备材质、触媒强度的限制，压力不宜控制太高。 3.2.3汽气比

汽气比是指入变换炉水蒸汽与煤气中CO的体积之比，但生产中常用水蒸汽

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与干水煤气的体积之比作为汽气比。

汽气比对CO变换率有很大的影响，平衡变换率随汽气比提高而增加，但其趋势是先快后慢，当汽气比提高到某一值时，平衡变换率曲线逐渐趋于平坦。

汽气比对于反应速度的影响，一般在汽气比较低时反应速度随汽气比增加而上升较快，而后随汽气比的不断上升逐渐缓慢下来，适当提高汽气比对提高CO变换率及反应速度均有利，但过高汽气比则在经济上是不合理的，且会造成催化剂的反硫化反应。

3.3、高压耐硫变换触媒 3.3.1触媒特性

我公司变换炉原始装填变换触媒型号是QCS-01。

QDB-03催化剂物化性能

序号 1

名称

项目

QDB-03耐硫变换催化剂

主要技术规格

质量指标

颜色及形状 绿色条型 外形尺寸，mm ∮3.5～4.5 氧化钴（CoO），%（m/m）（干基） 3.8±0.3 三氧化钼（MoO3），%（m/m）（干基） 7.0±1.0

130 抗压碎力，N/cm ≥

比表面，m2/g≥ 80(硫化前) 堆密度，kg/l 0.72～0.85

3.3.2触媒的硫化

变换触媒主要活性组分是氧化钴、三氧化钼，在使用前需将其转化为硫化物才具有活性，这一过程称为硫化。

催化剂的硫化是在一定温度下，利用煤气中的氢气和向煤气中补充的硫化氢与催化剂作用生成硫化物。 其主要反应式为：

MoO3+2H2S+H2=MoS2+3H2O+Q（48.11KJ/mol） CoO+H2S=CoS+H2O+Q（13.4KJ/mol）

硫化过程中为使半水煤气中有足够的硫化氢含量,通常采用连续向系统内添加二硫化碳的方法,同时还可以获取大量的反应热,这一过程称为二硫化碳的氢解:

CS2+4H2=2H2S+CH4+Q(240.6KJ/mol）

升温硫化一般采用循环硫化法。氮气的升温由氮气电加热炉来控制。控制好升温硫化温度,做到既要控制升温速度,又要保证床层能达到硫化最终温度。

升温硫化时，当床层上部温度升至200℃时，方可向系统添加二硫化碳。由于二硫化碳在200℃时发生氢解反应生成硫化氢放出大量的反应热，为防止温度爆涨烧毁催化剂，要控制好二硫化碳的加入量，初期加入量要小，以后逐步增加。同时要做到二硫化碳加量时不提温，提温时二硫化碳不加量。

触媒硫化时要定期分析变换炉出口气体中的硫化氢含量，当硫化氢含量达1g/Nm3时，可以提高温度进行强化。当变换炉进出口气体中H2S含量基本相同或催化剂床层各点温度达420℃、出口气体硫化氢含量达10g/Nm3同时满足4h时，可视为硫化结束。

3.3.3变换触媒的反硫化及失活

变换触媒的活性组分金属硫化物在一定条件下转化为金属氧化物并放出硫

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