耐硫变换基础知识

变换基础知识1.变换岗位的任务和变换的原理分别是什么？/Z'|3H,c,Z任务：通过发生变换反应，使工艺气体的组成得到调整，降低一氧化碳含量，提高氢气含量以满足甲醇合成工序对原料气氢碳比的要求。原理：在一定的压力和温度条件下，在催化剂的作用下，使来自气化粗煤气中的一氧化碳和水蒸汽发生变换反应生成氢气和二氧化碳，并放出热量。2.写出影响变换反应化学平衡的因素？1QT;a#d)t:c4J'B0U&q①温度；②压力；③水汽比；④二氧化碳的影响；⑤副反应的影响。⑥空速。（详细解释见培训教材。）3.催化剂硫化原理？钴钼系耐硫催化剂使用前为什么要硫化？钴钼催化剂中真正的活性组份是COS和MOS2，因此，必须经过硫化才具有变换活性。硫化的目的还在于防止钴钼氧化物被还原成金属态，而金属态钴钼可促进一氧化碳和氢气发生甲烷化反应，这一强放热反应有可能造成巨大的温升，而将催化剂烧坏。硫化反应是可逆反应，因此原料气中硫量的波动，就有可能导致催化剂失硫而降低活性。钴钼催化剂具有加氢作用，因此，原料气中不饱和烃的量大时，会发生严重的放热反应。4.写出催化剂升温硫化分哪几个阶段？升温阶段、恒温脱除吸附水阶段、升温阶段、恒温拉平床层温度、硫化阶段。具体见催化剂的升温还原曲线。5.变换炉超温的原因有哪些？7D&V0F9\Y1x,]/a*~主要因素：①水煤气过氧。②因变换炉催化剂粉化等原因造成变换炉阻力上升，床层局部超温。③开车接气时，气量及压力没控制好。④水煤气中CO含量过高。⑤系统压力突然升高。⑥入口温度偏高或入口温度指示发生低漂移。3]'`0r#O/@6SQ6.如何延长催化剂的使用寿命？-~4m4W1goD2r9\+S①变换炉的进口温度控制在指标之内，在催化剂的使用前期尽量使用催化剂温度范围低限区。②催化剂升温硫化时，应严格按照升温硫化方案执行。③严禁带水、带氧入炉。④避免长时间存在过高水气比，避免无硫操作。⑤尽量避免负荷大幅度波动，频繁开停车。2v-cp;mj6n⑥严格控制炉温，防止床层超温，避免床层温度大幅波动。⑦充压、卸压控制好速率，不要过快。⑧接气时提温缓慢，避免催化剂毒物带入。/[&@C3B:F5b4p-Hq0t7.变换催化剂反硫化有哪些现象？造成反硫化的原因有哪些？如何防止？'wp3D7e7p5E)U现象：催化剂活性降低，变换气出口硫含量高于进口合成气中硫含量，催化剂出现放硫现象。影响因素：①水气比过大；②床层温度太高；③工艺气中硫化氢的浓度过低。较低的水气比，较低的床层温度，较高的H2S浓度有利于抑制反硫化反应的发生。生产中主要通过控制工艺气中硫化氢含量不低于允许值来防止反硫化反应的发生。一般根据操作经验，以不低于1000ppm为宜。c8~b4j8X!C+z8.水煤气中有哪些组分可能影响变换催化剂的性能？?&B5e;a)T&s0V#h8W①水蒸汽：煤气中水蒸汽长时间含量过高，可能造成催化剂粉碎。%m+Zg9F(f4{3A②氧：煤气中氧含量过高，会造成催化剂床层温度暴涨，烧结催化剂。③硫化氢：煤气中硫化氢含量过低，会造成催化剂反硫化，使活性降低。④毒物：煤气中AS2O3,Cl-,NH3,CN-,P2O5,碳氢化合物等毒物会造成催化剂中毒丧失活性。3X-r1H%Y(n7}(x0G1j!l5n2|⑤煤气中夹带的灰尘等杂物易堵塞催化剂表面微孔，降低其比表面积。9N,In+I.F'D9U3^:_9.导致变换催化剂失活的因素？0o,s's-_8z-p(j.F①水煤气中带水、带氧等原因造成催化剂活性组分流失、粉粹、结皮、烧结。②工艺气中硫化氢浓度降低等原因而导致催化剂反硫化而失活。③活性组分烧结流失。④因毒物的带入而使催化剂中毒。9P7]-^0v3l-H!P.Y4^⑤因杂物堵塞微孔，高温烧结等原因，导致催化剂比表面积降低。-@1~8a2s&v/T4u1?#]5M⑥因催化剂长期在较高温下使用而导致低温活性降低。⑦催化剂硫化不完全或硫化时温度猛涨超过500度，引起活性组分烧结，钼升华，载体活性组分发生物理化学变化。10.变换系统如何进行氮气置换？氮气置换指标是多少？4Q.U2{5t|,P①关闭粗煤气界区阀，变换气界区出口阀（在低温甲醇洗区域内），变换系统压力调节阀投手动系统缓慢泄压。4F!T1q#J+`;{②系统泄压完毕后，把系统入口工艺管线上氮气阀门上盲板导通。③变换系统内工艺气管线调节阀打手动打开，截止阀打开。④关闭系统压力调节阀，打开系统入口管线上氮气阀门，向系统充入氮气；当压力充至0.4MPa时，关闭氮气入口阀，打开系统压力调节阀进行泄压；反复几次。⑤当分析装置内气体露点≤-30℃，CO+H2≤0.5%，O2≤0.1%时置换合格。11.变换系统加减负荷的原则是什么？①加负荷时，视催化剂床层温度而定，少量多次原则。3y/x&yS.N.P$z②工段减负荷时，多在前后工段故障情况下进行，也会由于自身催化剂活性下降的情况下进行，后种情况会影响前后工段。因此，减负荷要与前后工段相配合。:w5p)q-D6z3f%D0u12.催化剂升温还原硫化时为什么要有恒温阶段？如何操作？-}7]&d4R;p;Y*f变换催化剂升温还原硫化是都要有恒温间断，恒温是为了蒸发催化剂中的水分，防止因温度升高水分急剧蒸发而使催化剂颗粒破碎，以后恒温是为了缩小床层各点温差，保持升温速度均衡，整炉催化剂都能还原或硫化完全，使催化剂具有最好的活性。恒温应按催化剂升温还原（硫化）曲线进行，恒温前减慢升温速度，恒温时逐渐加大空速，用电加热器调节，维持升温气体在恒温时的温度。3M/E0X&I-@13.耐硫催化剂失活有何现象？9e7S.U/I9G!h:}(P3@*r在正常生产条件下，进入变换炉气体成份，流量都没有改变，但变换炉出口气体CO含量升高，要维持指标正常，需提高床层温度。20.影响催化剂层温度的因素有哪些？如何稳定炉温？*a#@,]X*\$|9x*X①负荷变化。生产过程中加减气量应及时调节入炉温度和各中变废锅压力调节阀，调节各段和进口温度。增加负荷时应及时加大水汽比，使变换反应剧烈，以维持催化剂层温度的稳定，同时避免CO指标上扬；减负荷时及时减小水汽比，并提高各段进口温度，以维持炉温和变换气CO指标稳定。因此，负荷变化时应根据催化剂层温度及时做适当调节。)R.F,v;G-h②气体组分变化。煤气中一氧化碳的含量变化，会使催化剂层温度波动。这种情况下可调整气体进口温度、调整水汽比等办法处理。如果仍抑制不住催化剂层温度的上涨趋势，可直接减低生产负荷，直至停车。14.停车开车中如何保护耐硫变换催化剂？在停车、开车中要避免空气和水进入催化剂床层，防止水蒸汽在床层冷凝。变换炉停车卸压后应用干煤气或氮气吹扫，降温用盲板使变换炉和系统隔离，并用氮气保持炉内微正压，保压用氮气必须干燥、氧含量小于0.5%，停车后开车，管道和设备温度低，蒸汽在冷管道和设备中会冷凝而将水带入变换炉床层。为此，刚开车时要保持较低的水汽比。15.变换在生产操作中应注意哪些事项？$u!a$^3h6I%V?$w①要充分发挥催化剂的低温活性，在实际操作中，关键是稳定炉温，控制好水汽比。②生产过程中如遇上突然减量、及时采取措施保证入变换炉口温度和床层温度。16.空速的大小对变换反应有什么影响？1s/G$O9~/C2g7a%r5o*}空速是指单位时间内通过单位体积的催化剂的流体体积量。空速的大小，决定催化剂的生产能力，又关系到变换率的高低。)~0N5o3n*H/p+c0a空速过小，反应热小，催化剂床层温度下降，变换率低；空速过大，气体与催化剂接触时间短，来不及反应就离开催化剂床层，变换率也会下降。空速的选择与催化剂的性能有关。17.催化剂床层温度猛升的原因是什么？如何处理？c;O)].R:}/E2h催化剂床层温度猛升的原因主要是：①进催化剂床层的粗煤气中氧含量升高。②负荷突然猛增，调节不及时，如煤气中一氧化碳突然增高。③操作不当，调温副线关小或关闭。催化剂床层温度猛升，会降低催化剂的活性，使变换催化剂发生反硫化反应，甚至烧坏催化剂，因此应立即查明原因，果断处理：①适当开启调温副线阀。②调节变换炉的入口温度。③如煤气中带氧，可减量生产必要时紧急停车，同时通知上游工段查明原因并处理。5L0{(u5T+M5c,`3J0v'Y18.催化剂床层温度下降的原因有哪些？如何处理？)w,TL1D.P3A(~催化剂床层温度下降原因主要有：①负荷降低，如果煤气量减少或煤气中CO含量减少。②煤气带水过多，使催化剂床层温度突然下降。③催化剂失活衰老。④入口温度降低等操作不当。催化剂床层温度下降，会降低反应速度，降低变换率，须采取必要措施使床层温度正常，具体措施如下：①关小入炉调温副线阀，提高入炉气温度，同时增大入炉气量。!m;j+b)Z8H,i5r$P,B.X②如煤气带水过多，降低第一中变废热锅炉的压力，调整锅炉给水的加入量。③控制第一水分离器的液位在指标内。7n%f%n2B0N%U.S7g④加强管理，精心操作。'};n)G#L:z4|&|:U!g/`19.变换系统阻力增大的原因有哪些？应怎样处理和预防？原因：①催化剂床层阻力增大。.|9\2s(Y#P?5A-I6nA、催化剂质量差，强度低，易粉化。%U9]1Uq*H7q7~7[-JB、操作温度波动大且频繁，催化剂颗粒反复膨胀收缩，直至破碎。n*~&J%z;N0o5XC、床层温度过高，时间过久，催化剂烧结。6AN7z&\2K8VD、水进入催化剂床层。0x.J$A't+e*u:g②废热锅炉、换热器阻力大。由粗煤气带来的飞灰和杂质堵塞废热锅炉、换热器。0{e{5V6^4{!J)f3?处理方法：①停车时将催化剂过筛或更换。②停车时清洗废热锅炉、换热器。预防措施：①使用强度高、性能好不易粉化的催化剂。②正确使用和维护催化剂，操作温度不准超温，温度变化应平稳，波动小。20.变换各废锅付产蒸汽带水有何现象和危害，如何处理？J'L&q5z&}7n#i-l现象：废锅温度高限报警，废锅顶部安全阀可能冒水，蒸汽外管可能有水击声音。&q/G$ix,g#l5D*B(V危害：①降低了自产蒸汽的品质，因废锅水中的Ca2+、Mg2+、Cl1-等离子都会进入蒸汽系统。②外管的水击，可能导致外管及阀门的循环。③0.5MPa蒸汽带水时，影响如变换炉温度。处理方法：中控通知现场立即打开排污阀，降低温度至正常。21.变换各废锅所加药剂Na3PO4加入过量有什么危害？炉水中加入磷酸三钠，除了起到防垢的作用外，还起到使炉水的电导增高，蒸汽Na+含量升高的不利作用。如果加入过量，会造成炉水电导大幅度增加，蒸汽Na+超标，严重时会造成汽水共沸事故，长期下去，还会造成对流管束下降，管口结磷、水相苛性腐蚀等恶果。因此，只要炉水中有一定剩余量的磷酸根（10ppm以上），其含量还是以低些为好。22.什么是平衡温距？工业生产中由化学平衡常数所控制的化学反应，反应器出口物料的组成和达到平衡的物料组成之间总是有一定的差距，反映这两个物料组成的平衡温度之差叫做“平衡温距”。平衡温距是衡量反应产物对应的平衡温度与实际温度的差距的一个物理量,是决定触媒用量或反应器体积大小的数据,如是催化反应,平衡温距为0时,催化剂用量为无穷大.0G9m/y(g.f