工艺重要参数指标探讨(上)

工艺重要参数指标探讨本厂工艺Page

2本厂一氧化碳变换工艺重要参数指标探讨

首先我们先来大概的了解对一氧化碳变换工艺起主要影响作用的三大因素温度，压力，汽气比。

(一)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，一氧化碳的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、催化剂的活性、温度范围等因素有关。Page

3本厂一氧化碳变换工艺重要参数指标探讨(二)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、催化剂强度的限制，压力不宜控制太高。Page

4本厂一氧化碳变换工艺重要参数指标探讨(三)汽气比：生产中常用水蒸汽与干水煤气的体积之比作为汽气比。汽气比对一氧化碳的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一氧化碳的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，Page

5本厂一氧化碳变换工艺重要参数指标探讨顾名思义，汽气比就是蒸汽与工艺气的比值，前面我们也讲过一些，这里我们再来说说可以影响它的因素：1）FIC301的流量2）DA301顶部温度（TI301）3）SPP301、SPP302、SPP303的喷水量。

在实际操作中，我们又把这主要三大因素细分到可操作条件里去，于是我们就有了温度，压力，流量，液位。下面就先从温度开始我们工艺参数指标的探讨。Page

6（一）重要参数指标→温度（1）TI-301(DA301出口气体温度），一般我们控制在217°C在控制这个温度时，我们必须考虑到DA301出口气体的预热要求，还要考虑到出口气体内饱和蒸汽量的要求，而这两个工艺要求是由FIC-305流量大小来控制的。那为什么要控制在217°C，能不能更低些或更高些呢？当然在实际操作中是可以更低些，有数值207°C来支撑这个观点，在这个温度下，我们也能得到很好的变换炉操作温度以达到工艺要求。而温度更高些，在实际操作中不可能会出现，因为FIC-305控制的液体本身温Page

7（一）重要参数指标→温度

度为211°C左右，在经过与EA-303换热后所得到的热量不足以使大量的来自DA-301下部工艺气加热到更高温度，而且工艺气预加热温度也无需要求更高的温度。（2）TIC-306 （DC301-段床层入口气体温度），这个温度有多个数值，主要根据还是以触媒的活性来判断。在开工初期，触媒还原激活活性的初级阶段，一段床层入口温度则要求要高于正常期，约在360°C。触媒正常期入口温度则只需要在300°C-320°C，因为这个阶段触媒的活性已经完全激活，Page

8（一）重要参数指标→温度为了防止床层超温就必须把入口温度降到这个数值以内，而在这个温度内我们也能达到很好的一氧化碳变换率。在装置运行后期，触媒的活性也会由于各种因数导致活性降低，那么入口温度也应该做出相应的提高。在触媒活性的每个阶段期内，TIC-306的温度则是由来自FIC-303的激冷水控制，以保证变换炉内的温度不能过高或过低。(本装置设置了一个串级调节系统：FIC303和TIC306。通过TIC306的变化情况改变FIC303的设定值，保证一段床层入口温度的稳定Page

9（一）重要参数指标→温度（3）TA-319(DC-301变换炉床层温度)，这个温度是变换炉床层众多温度点的其中一个，也是主要的指标性的温度，一般我们规定在480°C<T<500°C。那么这个范围温度是怎么的出来的呢？要想弄清楚这个问题，就得从一氧化碳变换的方程式说起。在高温与催化剂条件下，原料气中的CO与水蒸汽反应生成H2和CO2，是可逆的放热反应。反应方程式如下：

CO+H20=CO2+H2+Q

在这个方程式中我们可以看到，在等式右边有个Q，这是代表热量，也就是说在反应向右边进行时会产生热量。当热量越来越多时温度就越来越高，而高温下不

利于反应平衡向右(即向生成二氧化碳的方向)移动，简单的说就是会使CO转化率不Page

10（一）重要参数指标→温度高，所以基于这个原因，变化炉床层温度不能太高，但同时高温也有它的优点，那就是有利于提高反应速度。

那有的人就说了，既然高温不行就低温好了。虽然低温能使CO转化率高，但同时它也使一氧化碳变化反应的速度降低。因此在大量的实验中为了既能保证高CO转化率，又能保证很好的反应速度，专家们总结得出触媒床层控制温度范围就是以上温度480°C~500°C。同时超高温也会引起触媒烧结，破坏触媒活性，是CO转化率低下。

但是这个温度范围要怎么才能控制的好呢？说到这个就要回到我们上面讲到的第二个温度参数TC306，在TC306与FIC303的串级调节下，通过控制激冷水Page

11（一）重要参数指标→温度的进入量来调节床层一段入口温度，从而达到影响并控制其整个一段床层温度。(4)TA-310(DC-301变换炉二段入口温度)，此温度控制范围为320°C~330°C。设置这样的温度范围同样是为了保证二段床层有个很好的CO转化率与反应速度。其控制手段是：改变HC302开度，但要考虑对一段床层温度的影响；改变FIC302的流量；改变FIC304的流量。

(5)TA-311(一氧化碳变换炉二段出口温度)，这个温度控制值为<390°C，它的作用就是监控变换炉二段床层温度不超过最佳值范围，就是我们前面说过的既要一氧化碳高转换率又要一氧化碳高反应速度，因此在这个温度控制内就能达到我们所需求的。(6)TA-314

(DA-302出口气体温度)，此温度一般在161°C，它的作用是监控出DA-302工艺气的温度，该温度的高低将影响后续系统冷凝液及热量的回收好坏，从而影响变换工艺整个工段水系统的平衡。该温度点我们无法直接施加影响Page

13（一）重要参数指标→温度(7)TI-324,TI-326(前一个为A-EA307管程出口工艺气温度，也可以认为是EC301的进口温度；后一个是EC301废锅管程工艺气出口温度)，这两个温度点之间的差值一能反应出废锅工作的状况好坏，二能反应出TA314变化带来的影响。当差值大的时候，可以证明废锅内液位正常，回收热量良好；也可侧面的证明前系统温度控制正常。Page

14（一）重要参数指标→温度反之，废锅就有可能上水不够，液位没达到要求值，不能很好的回收热量；或前系统温度就有可能控制不正常有其他因素在影响热量的向后传递。(8)TI-328(FA302出口工艺气体温度)，这个温度一般是<40°C，因为此处的工艺气的去向是脱碳工段，而脱碳的温度环境是在-40°C以下，如果TI-328温度过高的话将会影响整个脱碳系统，使其操作难度增加，有甚者会使脱碳系统CO2超标，引起500#堵塞。Page

15（一）重要参数指标→温度那超温会是什么原因引起的呢？一般来说是A-EA306，A-EA304这两个换热器提供的冷却介质流量不够，亦或是冷却介质进口阀开度不够，还有可能是冷却介质进出口短接管线上的直通阀被打开了。因此出现超温了就要从这些方面去查找。思考题1.主要影响一氧化碳变换工艺作用的三大因素?2.TIC306控制指标是多少？3.TIC308控制指标是多少？4.T310控制指标是多少？5.TI311控制指标是多少？6.进变换炉的原料气的汽/气比与哪些因素有关?1.主要影响一氧化碳变换工艺作用的三大因素?答.温度，压力，汽气比2.TIC306控制指标是多少？答：50%负荷280℃~300℃100%负荷300℃~325℃3.TIC308控制指标是多少？

答.<500℃4.T310控制指标是多少？答.310℃~360℃

5.TI311控制指标是多少？