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文档简介
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为变换环节投产之际出了
2、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20/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20/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水气比:1.152入口温度:265出口温度:427CO:20.32
3、%(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225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。3.1
4、.1.4.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
5、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.调整工艺参数、投入正常生产。注意: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
6、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.低温高压导气操作3.1.3.1.均压 确认阀门B、阀门D全关。3.1.3.2. 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,只要温度的上升
7、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。3.1.3.5.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
8、常生产。注意: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
9、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。 3.2.1.2.水煤气暖管,温度指示TG0在225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TG0的温度。3.2.1.3.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。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3.2.2.1.通过阀门D控制变换炉压力
10、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。3.2.2.2.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。3.2.2.3.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。3.2.2.4.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
11、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。3.2.3.2. 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,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。3.2.3.3. 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。3.2.3.4.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。3.2.3.5.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
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