变换导气操作方案

1、变换导气操作方案崔静思（神华集团包头煤化工有限公司，内蒙古包头014000）摘要： 水煤气因其一氧化碳含量高的特性， 导致变换制氢导气过程中易出现超温、 超升 温速率。变换导气过程无非就这四种情况：低温低压导气、低温高压导气、高温低压导气、 高温高压导气，这里就本人的操作经验与大家分享。关键词：变换导气 超温 升温速率 操作经验 前言我国近些年经济的稳定高速发展， 能源的开采利用日益凸显出她的重要位置， 利用煤化 工替代性降低石油消耗和进口的依赖度，是稳定我国经济发展的必然选择。当前煤化工在中国大力发展， 无论生产什么产品、 选择什么工艺， 大都有水煤气变换制 氢环节。水煤气含一氧化碳高的特性

2、为变换环节投产之际出了不小的难题导气过程中要 么超温、要么超升温速率或者二者兼备， 这里就本人的一些变换导气的操作经验与大家分享。1. 目的：1.1. 为减小温变引起触媒强度下降、减少触媒的粉化，延长变换炉触媒的使用寿命，要求导 气过程中变换炉触媒的升温速率20C/h。1.2. 为减小设备、管道的热应力损伤，延长设备使用寿命，导气过程中升温速率20C /h。1.3. 为减小设备的形变损伤，减小设备的应变疲劳损伤，导气过程中升降压速率0.1MPa/min 。2. 操作过程 （ 以某企业典型变换为例 ） ： 变换炉正常生产参数如下： 流量： 392998NM3/h（ 湿基 ）压力： 6.33MPa

3、 水气比： 1.152 入口温度：265 C出口温度：427 CCO： 20.32%（湿基） 、 43.73%（干基 ） 典型流程 （见附图 1）：附图13. 操作：变换导气根据情况，基本分为四种操作步骤：低温低压导气、低温高压导气、高温低压 导气、高温高压导气。3.1. 低温导气3.1.1. 基本条件3.1.1.1. 变换炉触媒温度在触媒起始活性温度以上，钴钼系耐硫变换触媒的起始活性温度一般在220 C以上，触媒生产厂家不同会有所差别。3.1.1.2. 水煤气暖管，温度指示 T1在225C以上，以保证有足够的水气比。也可以根据压力PG的值、所要求水/气下的蒸汽压力，利用水蒸汽饱和压力算得T1

4、的温度。3.1.1.3. 开工加热器具备投用条件，因为气水分离器出口的水煤气含有一定量的液态水，需要过热汽化。确认阀门 A B、C、D处于完全关闭状态。3.1.2. 低温低压导气操作3.1.2.1. 通过阀门D控制变换炉压力 P2在0.5MPa。一般该压力有自动控制，在操作中没有必要严格控制在 0.5MPa,可以根据情况灵活选择，但不建议超过0.5MPa。3.1.2.2. 缓慢开启阀门C,直至全开。开启过程中为防止阀门 B有泄漏情况引起变换炉升温， 一经发现变换炉触媒温度有上升的情况， 立即关闭阀门C,确认阀门B全关后再做该步操作。3.1.2.3. 缓慢微微开启阀门 B,并通过开工加热器调整入

5、变换炉水煤气温度在要求值。同时 观察变换炉触媒温度 T2、T3、T4、T5、T6变换情况。由气量大小对应放出热量多少控制变 换炉触媒升温速率。3.1.2.4. 随着导气的进行、变换炉触媒床层的升温速率会越来越小，只需要增加阀门 B的开度，增大变换气量状况就会好转。同时因为气量的加大，阀门D虽然也相应的在不断开大、甚至全开，变换的压力是会不断上升的。3.1.2.5. 随着阀门B的不断开大、变换变换炉触媒床层的升温速率逐步下降，直至变换炉的出口温度开始下降，可以确认变换导气结束。3.1.2.6.注意：调整工艺参数、投入正常生产。小气量导气操作的后期或低负荷生产时， 变换炉出口温度比正常生产时间要高

6、， 并不是 “热量带不走” ，而是低负荷时间，变换空速过低、变换反应更接近于平衡状态，单位气量 的变换反应更多、对应的变换热量更多的缘故；随着导气时间的推移、 变换炉触媒温度升高， 变换反应平衡常数下降、 变换炉触媒升温 速率会有所下降，只需要通过增大阀门 B的开度、增加变换炉通过的气量就可以提高其升温 速率；一端发现变换炉升温速率过快、变换炉触媒床层温度过高，只需要关小阀门B,同时开大阀门D,由流动的气体带走热量、降低温度；而不是“封炉”，停止导气，这样高温点需要很长时间才可能降低； 不可以选择加大气量、 一次通过， 这样变换炉触媒床层的升温速率 将完全不可控制的急速上升。3.1.3. 低温

7、高压导气操作3.1.3.1. 均压 确认阀门B、阀门D全关。缓慢开启阀门C,直至全开。开启过程中为防止阀门B有泄漏情况引起变换炉升温，只要温度的上升速率在目标范围内， 可以不予考虑； 一经发现变换炉触媒温度有上升速 率超过目标范围内的情况，立即关闭阀门C,确认阀门B全关后再做该步操作。3.1.3.3. 缓慢开启阀门B,通过阀门B的开度控制变换升压速率在目标范围，更要通过阀门B的开度控制变换炉触媒床层升温速率，直至阀门B全开。有水煤气进入变换炉，就有温度的上升，均压过程一定要缓慢。3.1.3.4. 变换炉压力与系统平衡后，缓慢开启阀门D,由气量大小对应放出热量多少控制变换炉触媒升温速率。3.1.

8、3.5. 随着阀门D的不断开大、变换变换炉触媒床层的升温速率逐步下降，直到变换炉的出口温度开始下降，可以确认变换导气结束。3.1.3.6. 调整工艺参数、投入正常生产。变换炉均压操作中变换炉温度会逐步上升， 只要控制好均压速率， 变换炉触媒床层升温 速率是可以控制在目标范围内的；小气量导气操作的后期或低负荷生产时， 变换炉出口温度比正常生产时间要高， 并不是 “热量带不走” ，而是低负荷时间，变换空速过低、变换反应更接近于平衡状态，单位气量 的变换反应更多，对应的变换热量更多的缘故；随着导气时间的推移、 变换炉触媒温度升高， 变换反应平衡常数下降、 变换炉触媒升温 速率会有所下降，只需要通过增

9、大阀门 D的开度、增加变换炉通过的气量就可以提高其升温 速率；一端发现变换炉升温速率过快、变换炉触媒床层温度过高，只需要关小阀门D,由变换炉通过的气量控制变换炉触媒升温速率， 不可以加大气量、 一次通过， 这样变换炉触媒床层 的升温速率将是不可控制的急速上升。3.2. 高温导气3.2.1. 基本条件3.2.1.1. 生产中断后， 变换炉触媒没有冷却下来， 温度在触媒起始活性温度以上， 且远高于 触媒起始活性温度。3212 水煤气暖管，温度指示 TGO在225 C以上，以保证有足够的水气比。也可以根据压 力PG的值、所要求水/气下的蒸汽压力，利用水蒸汽饱和压力算得TGO的温度。3.2.1.3.

10、开工加热器具备投用条件， 因为气水分离器出口的水煤气含有一定量的液态水， 需 要过热汽化。3.2.1.4. 确认阀门 A、B、 C、D 处于完全关闭状态。3.2.2. 高温低压导气3.221.通过阀门D控制变换炉压力在 0.5MPa。一般该压力有自动控制，在操作中没有必 要严格控制在0.5MPa，可以根据情况灵活选择，但不建议超过0.5MPa。3222 缓慢开启阀门C,直至全开。开启过程中为防止阀门 B有泄漏情况引起变换炉升温， 一经发现变换炉触媒温度有上升的情况， 立即关闭阀门C,确认阀门B全关后再做该步操作。3223 缓慢微微开启阀门 B,并通过开工加热器调整入变换炉水煤气温度在要求值。同

11、时 观察变换炉触媒温度 TG1、TG2 TG3 TG4 TG5变换情况。由气量大小对应放出热量多少控 制变换炉触媒升温速率。3224 随着导气的进行、变换炉触媒床层的升温速率会越来越小，只需要增加阀门 B的开度，增大变换气量状况就会好转。同时因为气量的加大，阀门D虽然也相应的在不断开大、甚至全开，变换的压力是会不断上升的。3.1.2.5. 随着阀门B的不断开大、变换变换炉触媒床层的升温速率逐步下降，直到变换炉的出口温度开始下降，可以确认变换导气结束。3.1.2.6. 调整工艺参数、投入正常生产。3.2.3. 高温高压导气3.2.3.1. 均压确认阀门B、阀门D全关。3232 缓慢开启阀门C,直

12、至全开。开启过程中为防止阀门 B有泄漏情况引起变换炉升 温，只要温度的上升速率在目标范围内， 可以不予考虑； 一经发现变换炉触媒温度有上升速 率超过目标范围内的情况，立即关闭阀门C,确认阀门B全关后再做该步操作。缓慢开启阀门B,通过阀门B的开度控制变换升压速率在目标范围，更要通过阀门B的开度控制变换炉触媒床层升温速率，直至阀门B全开。有水煤气进入变换炉，就有温度的上升，均压过程一定要缓慢。3234变换炉压力与系统平衡后，缓慢开启阀门D,由气量大小对应放出热量多少控制变换炉触媒升温速率。3.2.3.5. 随着阀门D的不断开大、变换变换炉触媒床层的升温速率逐步下降，直到变换炉的出口温度开始下降，可以确认变换导气结束。3.2.3.6. 调整工艺参数、投入正常生产。4. 导气温升趋势4.1. 低温导气温升趋势 （