天然气转化制氢装置转化中变系统操作法

天然气转化制氢装置转化中变系统操作法在制氢装置中，转化系统把脱硫合格的原料气和一定量的水蒸汽混合，在转化炉对流室加热到480℃～500℃，再在辐射室转化炉管内的催化剂上转化成H2、CO、CO2和少量残余CH4及过量的水蒸汽。转化尾气通过变换后，大部分CO变换成CO2和H2，变换气进入一系列换热器和分离器，前者换热降温，后者分离变换气中大部分水份。转化反应是强烈的吸热反应，辐射室里的转化管实际是一个个并流的外热式反应器。转化系统的特点是设备多，流程长，开、停工操作复杂，而且高温、高压，操作稍有不慎便会造成损失，发生事故。因此，转化岗位需要精心操作，保证设备的正常运行和人身安全，延长催化剂的使用寿命和开工周期。3.1工艺和操作原理3.1.1转化反应转化反应是指水蒸汽和烃类在高温下，在转化管内的催化剂上进行的生成C0、CO2和H2的反应。对于烃类的水蒸汽转化，一般认为反应如下进行：CnH2n＋2＋nH2O＝nCO＋（2n＋1）H2-QCnH2n＋2＋2nH2O＝nCO2＋（3n＋1）H2-Q同时，转化气中生成的CO又和水蒸汽进行以下反应：CO＋H20＝CO2＋H2＋410MJ(9.8kcal)/g.mol3.1.2影响转化反应的因素:a)压力转化反应是体积膨胀的反应，提高压力对平衡不利，压力增加，转化率会降低。但在工业实践中，加压转化有以下好处：1)加压转化可节省动力，对制氢来说，加压转化可节省加氢压缩机的动力消耗;2)加压转化可以提高设备能力，操作的空间速度可以大一些，催化剂的利用率可以提高，设备制造材料较省;3)加压转化可以提高过剩蒸汽的热效率。转化反应需要过量的蒸汽，高压蒸汽温度高，在变换后可回收的热能提高，从而降低了生产成本。但是，对于定型装置来说，压力却不可以任意提高，只是随着阻力降的增大，前部压力被迫逐步提高到设计值。b)温度因为转化反应是吸热反应，因此提高温度不仅可以加快反应速度，而且有利于平衡，即可以多生成CO和H2，降低转化尾气中残余CH4的含量。但是，提高温度受到转化炉管的材料的限制。对本装置Cr25Ni35Nb离心浇铸炉管，设计管外壁温度不允许超过910℃，因此只能在设计允许的出口气体温度820℃左右的一定范围内加以调节。相反，为了延长价格昂贵的转化管的寿命，还应在满足工业氢质量的前提下，尽量采用较低的出口温度。c)空间速度对于烃类制氢而言，空间速度一般是进料的碳空速。碳空速是用碳流量除以催化剂的体积的商值来表示的。空速对每个转化炉来说都有一定的范围，空速太大时，由于原料在催化剂床层中停留的时间太短，转化会不完全，甚至会发生重烃穿透床层、引起催化剂结碳的事故；但碳空速太小时又可能有烃类进料在各炉管中分配不匀产生炉管温度不同的现象。d)水碳比水碳比是转化操作的一个重要参数，它是指进入转化炉的水蒸汽的流量和碳流量的比值。因为水蒸汽是转化反应的反应物之一，增大水碳比即增大水蒸汽的流量，也就增加了一种反应物的浓度，平衡向右移动，有利于降低CH4，增加CO和H2的浓度。水碳比的调节幅度较大，对于制氢纯度较高的氢气转化炉来说，多采用3.5～5.0的水碳比。水碳比过小时结碳倾向增大，但H2O/C过大亦不经济，会导致更多的燃料消耗，甚至会引起转化催化剂的钝化。转化温度、压力、H2O/C对尾气组成的影响可简单表示如下：T↑：CH4↓、CO↑、CO2↓、H2↑P↓：CH4↓、CO↑、CO2↓、H2↑H20/C↑：CH4↓、CO↓、CO2↑、H2↑3.2变换反应3.2.1变换反应的基本原理变换是CO和水蒸汽作用生成H2和CO2的过程。a)变换反应式:C0＋H20＝CO2＋H2＋410MJ/g-mol/25℃b)变换率的求法:生产上对于变换反应进行的程度常用变换率来表示：ＶCO－ＶCO'变换率(Ｘ)＝──────＊100………………(2)ＶC0＊（100＋ＶCO'）式中：ＶCO--------入口干气中CO的体积百分数;ＶCO′--------'出口干气中CO的体积百分数。2.3.2.2影响变换反应的因素a)压力变换反应是一个等分子反应，压力对反应平衡无影响，但加压可增加反应速度，反应速度约与压力的平方根成正比，所以加压变换可采用较大的空速，即可以省催化剂，设备较紧凑。本装置设计中变入口压力为3.0MPa，床层总压降0.05MPa。b)温度变换反应是放热反应，温度越低越有利于变换反应的进行。但降低温度必须与反应速度和催化剂的性能统一考虑，工业生产中，所有的催化剂都有一定的活性温度，低于它反应就不能进行或进行缓慢，而高于此温度会损坏催化剂。由于变换反应开始时，CO浓度较高，为加快反应速度，采用在较高温度下进行反应。本装置设计中变入口370℃，出口430℃，如果变换反应已接近平衡，提高温度会使CO变换率降低，降低温度会使CO变换率增加；如果反应尚未接近平衡，提高温度CO变换率增加，降低温度CO变换率降低。c)水气比（水蒸汽/CO）增加水气比，即增加水蒸汽流量，可使反应向生成H2和CO2的方向进行；但如果变换反应已接近平衡，增加蒸汽量CO变换率也增加，减少蒸汽量，CO变换率降低；如果变换反应未接近平衡，增加蒸汽量CO变换率降低，减少蒸汽量CO变换率增加。但变换反应所需要的水蒸汽是转化前加入的，由于制氢采用H2O/C较大，故变换水气比很高，足够变换反应的需要。3.3转化系统常用计算碳原、碳空速和水碳比是烃类蒸汽转化制氢和（氨或甲醇）合成气中所用的三个概念，在转化工艺操作中，经常用到它们，有必要对它们了解清楚，并能熟练计算。3.3.1碳原：碳原也称“总碳”或“总碳原”或“总碳数”，一般写作εc（无单位）。a)定义：碳原即每立方米烃类进料中所含有的碳元素，全部气化成气态碳原子（象CH4那样）时所占的立方米数。对于气体进料而言，碳原即平均每个烃类分子所含有的碳原子个数。b)求法：C1％＋C2％×2＋……Cn×nεc＝────────（气态烃进料）…………(3)100式中：Cn--------含有几个碳原子的烃分子的体积百分数。进料含有50％的CH4和50％的C3H850×1＋50×3则：εc＝─────＝2.01003.3.2碳空速碳流量：将每小时烃类进料中所含有的碳元素全部计算成碳原子时的流量。求法：碳流量（Nm3/H）＝气态烃类进料流量（Nm3/h）×εc。对于相同体积的气体进料来说，εc大则转化强度就大，为了比较转化进料强度，引入了碳空速的概念。定义：工程上把每小时通过反应器的物料流量除以催化剂的体积所得的商称为空速。碳流量除以转化催化剂的体积所得的空速即为转化之碳空速，单位为h-1。详细叙述为：碳空速为每小时的烃类进料中所含的碳元素在标准状况下全部以气态原子存在时所占的体积，除以转化催化剂的体积（相同单位）所得到的空速，单位h-1。3.3.3过剩空气率的计算：转化炉在保持燃烧正常的前提下，应尽量减少热风量和漏入炉膛的冷风量，以便在保持出口温度的情况下节约燃料气。一般控制过剩空气率为1.1～1.2。采样分析烟道气中O2、CO2的量，则100－CO2－O2过剩空气率＝────────…………………(4)100－CO2－4.76O2式中：O2---------烟道气中O2的百分含量;CO2-------烟道气中CO2的百分含量。3.3.4变换率的计算：对于中变用CO的变换率来衡量变换反应进行的程度，变换率反应进入变换反应器的CO有多少进行了反应，公式为：Y1－Y2变换率=………………(5)Y1(1＋Y2)式中：Y1--------表示变换前气体中的CO浓度（干基），写成小数形式;Y2--------表示变换后气体中的CO浓度（干基），写成小数形式。3.4顶烧转化火嘴操作法我们已经习惯把其中烧火的设备称为炉子，因而自然地接受了“转化炉”这个名称，而转化炉却实际上并非一个炉子，而是一个列管式外热反应器。因此，转化炉管也称为反应管。烃类和水蒸汽就是在转化管里，在高温下，在催化剂的表面上进行转化反应，生成CO、CO2和H2。由于转化反应是强烈的吸热反应，所以要维持反应连续进行，就必须不断从管外供给足够的热量。进行转化反应除要求一定的热量供应外，还要求此热量沿反应管周围及轴向均匀分布，而且要求对炉内转化管供热一致。本制氢转化炉的顶烧火嘴就是为满足向转化管均匀提供所需要的反应热而设置的。转化炉是制氢装置的关键设备，它运转的好坏关系到整个装置的运转状况及氢气的纯度，而火嘴使用的正确与否直接影响到转化催化剂和炉管的使用寿命，也直接关系到转化炉的运转。因此，我们必须认真了解它，掌握它，正确使用它，为确保转化炉安全长周期运转创造条件。但是，对于一个制氢转化工仅仅掌握火嘴的性能及使用是不够的。要想保证火嘴能够连续稳定燃烧，向反应管均匀地提供反应热，还得掌握并管理好助燃空气系统和燃料气系统，因为维持充足数量、必要的温度和一定压力的助燃空气及燃料气是保证火嘴良好工作的外部条件。本装置设计以瓦斯和解吸气为燃料气。为进一步节约瓦斯耗量，降低制氢成本，在转化炉火嘴中灼烧部分ＰＳＡ来的解吸气。3.4.1烧嘴的结构和工作原理烧嘴结构见其结构图，喷枪固定在支架上，与风箱的安装板以螺栓连接，喷枪有等径管道、喷嘴内外管及喷嘴四部分组成。瓦斯通过喷枪内管，到达喷孔，并从喷孔中高速喷出；来自ＰＳＡ的解吸气通过喷枪内外管的夹层空间，到达喷孔，并从喷孔中高速喷出，两者在可调内件及烧嘴空间里分别与流入的预热助燃空气混合后到炉膛里充分燃烧，烧嘴砖及可调内件除了构成流道具有引射作用外，其下部被加热后还有点燃燃料气使之燃烧稳定的作用。在转化炉对流室的空气预热段被加热了的热空气经蝶阀调节进入风箱，一部分进入喷嘴和可调内件组成的环形通道，与喷嘴喷出的燃料气混合，这部分气体称为一次风；另一部分进入可调内件和烧嘴砖之间的环形空间，与已混合的燃料气再次混合，这部分气体称为二次风。一次风和二次风的比例通过设在可调件上搭波形螺母调节。安装时要求喷枪、可调内件、烧嘴砖三者同心，并且整个喷枪的轴线垂直于炉顶，否则会使火炬形状变坏，火焰偏斜（偏烧）。3.4.2烧嘴的设计使用条件:a)燃料气：由焦化干气和来自ＰＳＡ部分的解吸气组成;b)燃烧条件：1)助燃空气采用预热到150℃的强制通风;2)进烧嘴的空气压力为150mmH2O～200mmH2O;3)过剩空气系数α＝1.15;4)转化炉内部负压值为1.5mmH2O～4mmH2O。3.4.3顶烧火嘴的使用3.4.3.1燃料系统的工艺流程说明：管网来的燃料气，通过瓦斯压控自动调节转化燃料气总管的压力，再通过温度调节阀TRCA4301调节燃料气的流量，然后去转化炉顶烧火嘴。来自ＰＳＡ部分的解吸气进入转化炉顶，同炉顶的瓦斯气一起进入顶烧火嘴。加热了的助燃空气由机C4003A/B提供，正常时可一台运转，一台备用。通过调节入口蝶阀开度实现对空气流量和压力的调节。通过调节引风机C4004a/b出口蝶阀的开度实现对转化炉膛负压的调节，开关对流室的冷风进口蝶阀也可调节炉膛负压。3.4.3.2转化炉的点火a)点火前的准备工作：1)检查炉膛及对流室应无施工时遗留杂物，人孔全部封好，各处保温良好，热风道挡板灵活好用;2)燃料气管线已吹扫干净，火嘴畅通，规格符合要求，火嘴根部燃料气线应严密不漏，燃料系统气密合格，充满氮气。燃料系统的全部阀门处于关闭状态，各处压力表都装好，打开压力表阀，指示正压;3)冷氮循环正常，机组、仪表好用，各设备无问题，循环压力稳定;4)检查并启动C-4003、C-4004（a、b各一），建立PI-4301负压2mmH2O～5mmH2O;5)引瓦斯进燃料系统;6)水夹套给水，准备好炉顶消防蒸汽带;7)准备好点火器材，分析炉膛气应不爆;8)投用TRCA4301，PI-4505控制在0.1MPa。b)点火及升温方法：1)首先点第二排火嘴，２－１#，２－３#，２－５#，升温太快时可熄２－１#;如果需要继续增点火嘴时，可以按照点火程序规定的点火顺序进行;2)将需要点的火嘴的供风量调小，伸入点火棒，缓开燃料气阀，当确认点着后，缓慢加大热风，使燃烧稳定后再抽出点火棒，点下一个火嘴。若第一个火嘴熄灭后，并有燃料气进入炉膛的情况下，要待引风机抽３分钟后再重新点火，不可熄灭后立即点火;3)任何一个火嘴都必须用点火棒点燃，不准企图用邻近火嘴的火焰去引燃;4)每个火嘴点着后都要先调至火焰正常，不冒烟，不飘，不脱火，不自灭，然后再点下一个;此时，重要的是调节好炉膛负压。最初点火时要有人配合，火嘴点燃后不要立即离开;5)在全部火嘴点燃前，不准用提燃料气压力的方法来升温，此时燃料气压力要尽量低，以便全炉尽量均匀升温;6)转化炉点火后，炉管受热伸长时，要注意逐个检查下法兰对正垫圈的情况，不准将螺栓支在垫圈上;7)当炉膛上部燃烧良好，炉膛上部温度分布正常而出口温度偏低时，可点３个分烟道烧嘴。c)顶烧火嘴的调节：1)正常火焰的颜色层次：距离炉顶(mm)200～300300～500500～700>700火焰颜色淡天兰色兰色或橙色橙色桔黄色2)正常火焰的状态燃烧正常时火焰应稳定，火焰刚直有力，呈细长状，垂直向下，火焰随负荷增加而增长，一般在1.4m～3.5m之间，火焰的直径也随负荷增大而变粗，一般为0.5m～0.9m，火焰的高温度区在2.3m～3m之间。3)不正常状态的处理方法见表1;4)火焰正常燃烧的设计条件燃料气压力0.6MPa燃料气温度40℃燃料气流量576Nm3/h助燃空气压力150mmH2O～300mmH2O助燃空气温度～130℃过剩空气系数α＝1.15转化岗位应使PI-4505、TIC-4301调节系统好用，燃料气的温度、压力符合要求并且平稳，转化火嘴燃烧得好，炉温才平稳，不可只调节火嘴的燃料气量和风量而忽略了燃料气系统的平稳运行，转化炉炉膛负压应保持稳定。表1不正常状态的处理方法现象原因处理1)火焰飘散长而无力炉膛负压小供风量小增大负压开大进风蝶阀2)火焰明亮或发红色风温度低空气不足或燃料气量过大提高风温减少燃料气量增加供风量3)火焰跳动不稳颜色很淡燃料气量不足炉膛负压过大或风量过大或喷嘴增加燃料量减少炉膛负压减少供风量或清洗喷嘴4)火焰偏斜火嘴安装不正孔堵调整火嘴，如火嘴调正不了可熄灭5)烟气分析含氧量太高空气过剩系数太大减少火嘴供风降低负压或炉壁炉底堵漏6)火焰形状不好火嘴和烧嘴砖不同心调整同心度3.5转化系统操作法3.5.1转化炉的升温重复开工的转化炉的升温速度温度（℃）升温速度（℃/h）时间（h）常温～3202018320～480（配蒸汽）01480～7802512780（配氢还原）016转化升温以转化出口温度为准，当转化入口达到320℃、中变出口达到180℃时，转化配入蒸汽，继续升温；当转化入口达到480℃、出口达到780℃时转化催化剂配氢还原。3.5.2转化催化剂的还原条件压力不大于1.0MPa，氢空速在300h-1以上，H2浓度60％以上，H2O/H2分子比为3～7.5：1，床层入口温度(490±10)℃，床层出口温度(490±10)℃，还原时间12h，短时间（不超过12h）被水蒸汽钝化的催化剂重新还原的时间可减至8h。3.5.3转化投料操作法3.5.3.1投料前原循环流程不变，将PIC-4401改打自动以便于控制系统压力。3.5.3.2投料分三次提至满负荷，投料过程中注意保持水碳比在工艺要求范围内，同时注意调节转化出、入口温度。3.5.3.3第一次投料时转化系统压力控制在2.5MPa左右，投料后逐渐将系统压力提至2.0MPa，原料压力和汽包压力适当上提；逐渐将系统压力提至2.77MPa，同时将原料压力和汽包压力提至正常操作值；化验分析每半小时进行一次，工业氢质量指标合格后，调节各工艺参数符合工艺卡片，准备工业氢进ＰＳＡ系统。第三次提量根据加氢装置用氢量的需要适时进行。3.5.4中变操作:a)升温：通过氮气循环升温，中变出口达到180℃后转化方可配蒸汽;b)降温停工：中变可以和转化同时循环降温停工，但在温度降到180℃前，转化就应切除蒸汽，以免中变催化剂遇到饱合水粉碎;c)反应器切除后的处理：停工过程中切除中变后，要立即开中变出口放空阀将中变器泄压至0.2MPa。3.5.5转化系统紧急停工处理方法:a)迅速切断进料；b)将入炉蒸汽量降低一半，尽量维持蒸汽能长时间通过转化床层；c)关中变出、入口阀门，跨中变，通过PIC-4401控制系统压力在2.5MPa，严禁大幅度迅速降压；d)关死炉顶全部火嘴阀门；e)联系调度，等待进一步操作的指示。3.5.6中变催化剂的氧化处理除非是在催化剂的有效使用期间，要打开反应器检查催化剂，或计划将催化剂安全卸出后处理一下再使用，否则，不建议将催化剂氧化；任何氧化处理都会损害催化剂的结构和活性。反应器温度用工艺或蒸汽调节到290℃左右，蒸汽流量约10T/h，加入空气约3％～4％（体积分数），在上述条件下，氧化时床层的压降应不大于0.05MPa。只要蒸汽中的空气浓度不大于3％～4％，氧化时的温升就不会超过83℃。如果反应器出口不凝气中氧含量超过体积分数为15％，则进口气的温度可提高至340℃左右。如果氧含量保持不变，或有所增加，可将进口气中空气含量提高至6％～8％（体积分数），并使氧化过程持续1h～2h，整个氧化期间控制热点温度不大于450℃。如果催化剂床层温度不升高，可通过降低蒸汽－空气混合物的温度的办法，对催化剂进行冷却，待冷却至160℃以后还可以进一步降低出口压力，待冷却至大约120℃后，如果还需进一步冷却，可采用氮气或空气。若用空气冷却时，还应注意温升，如果发现温升超过110℃，就应再次引入蒸汽，在催化剂被冷却到60℃以下后就可以从反应器卸出了。3.5.7转化中变的正常操作焦化干气经加氢脱硫后，含硫量小于0.2ppm，达到后序转化中变的要求，气体进入转化炉4002。对流段预热至500℃，再进入幅射段炉管进行转化反应，炉出口820℃，F4002是本系统重要操作工艺设备。a.烟气氧含量调节在保证火嘴燃烧正常的情况下，氧含量越低，炉子热效率越高。通常要求炉子氧含量的调节必须达到火嘴燃烧完全，炉膛明亮，火焰不扑炉管，烟囱排出烟气无色。具体控制如下A稳定炉膛负压，可用控制烟道挡板的开度来调节炉膛负压，烟道挡板开度越大，炉子负压越大，氧含量也就越小。引风机控制影响炉膛负压。B在炉膛负压稳定的条件下，可直接调节转化炉鼓风机C4003AB的供风量，来达到控制氧含量的目的。C火嘴风门是调节火嘴燃烧情况的手段，仔细调节火嘴风门开度，以求达到最佳燃烧效果。b.炉出口温度控制转化炉出口温度控制是主要控制参数之一，是通过TRCA-4301瓦斯控制阀调节入炉的燃料气量控制的。炉出口控在820℃。c.转化进料量调节及水碳比波动及处理。进转化的原料气用FIC-4303的流控调整原料气进转化的流量，转化配汽用FIC-4302的流控阀调整进转化蒸汽量。两个流量的调节设置为水碳比调整参数，是转化关键参数，水碳比越大，转化气中甲烷含量越低，同时也有利于防止催化剂结焦。如果水碳比过大，不仅降低了设备的能力，也会增加转化炉燃料的消耗；而水碳比过低，将会导致催化剂积碳，破坏转化过程的正常运行。因此，保证适宜的水碳比并防止其波动，对转化操作至关重要。水碳比可视操作负荷高低控制在3.5~4.0，当装置提量时，先增燃料，水蒸汽后提气量；装置降量时，先减气量，再降蒸汽量，燃料量。保证蒸汽压力的平衡是保证水碳比平稳的重要条件，即必须控制好配入蒸汽压力比脱硫后的原料气压力高0.3~0.4MPa。保证配氢压力和原料气量的平稳是保证H2O/C平稳的又一重要因素，必须精心调节。原料中总碳变化对水碳比也有一定影响。因此在较大变化时，水蒸汽量也须作相应调整。d.转化气中甲烷含量的调节。转化气中甲烷含量高的原因如下：A转化气温度低。B水碳比小C原料变化处理方法：A增加转化炉燃料量，提高转化炉出口温度。B严格控制H2O/C，并适当增加H2O/C。C检查R4002AB，是否出现硫穿透现象，并及时处理以保证脱硫效果。e.中变反应器温度调整操作转化气中的CO继续与水反应生成CO2+H2，反应主要控制中变反应器入口温度是通TIC-4302的温控阀调节，进入转化气蒸汽发生器（E4001）的转化气体换热流量来调节的。进入温度为350℃。入口温度影响中变气中CO含量，中变入口温度失控的主要原因是TIC-4302失灵造成，如发生上述情况，应及时仪表处理。3.5.8一般事故的处理3.5.8.1转化催化剂结碳转化催化剂结碳时，催化剂活性下降，出口尾气中微量芳烃含量增加，进而残余的甲烷含量增加，炉管上部温度升高，炉管出现热管或花管，甚至床层阻力降增加，当单管严重结碳时，该管会超温，管壁颜色明亮。转化管内催化剂结碳时的处理方法：a)结碳轻微时（普遍）转化炉降温，切除原料气；蒸汽量控制在5t/h，转化出口压力降到2.5MPa，转化入口温度不大于500℃、出口降到750℃左右，恒温烧碳6h～12h。当蒸汽中配入氮气时，根据情况可适当降低出口压力，从出口气中的CO2含量判断烧碳情况，当CO2含量降到0.1％时，认为烧碳结束。b)结碳严重时（普遍）可在上述条件下配入少量空气，控制氧气浓度到0.5％左右进行烧碳，根据温升情况可逐渐将氧气浓度增加到2％～3％，当CO2含量降到0.1％，且不再增加时认为烧碳结束；用空气烧碳时应严格控制转化出口温度不大于750℃。根据烧碳情况，进行还原后恢复投料。当仅用蒸汽烧碳时再还原4h～6h即可；当用空气烧碳后要在正常还原条件下还原12h，然后投料。3.5.8.2转化系统压力及流量波动原因：原料气流量波动。发现大波动时，首先要降低原料气的流量，防止因波动造成瞬间H2O/C太小而结碳。原料流量波动的特点是转化出口甲烷含量明显时大时小，这是由于原料气和水蒸汽交替增大或减小造成的，此时应立即关小脱硫出口总管的阀门，使其影响减小，然后再找出引起波动的原因并进行处理，系统稳定后再逐渐恢复流量。当出现原料气和水蒸汽流量大幅度交替波动时，要注意这是一种即将发生结碳的苗头，千万不可等闲视之，应立即采取适当措施，保护好催化剂。3.5.8.3转化火嘴普遍燃烧不良以致灭火a)原因：1)燃料气中带水；2)助燃空气流量过大或过小；3)炉膛负压太大或太小。b)处理：1)当采样确定为燃料气带水时，要加强来气管线各低点导淋排水，并投用伴热蒸汽；2)调节助燃空气流量，火焰长而发红或发暗是空气不足，火焰蓝色或无色，火嘴根部有脱火现象时是空气过量;3)调节炉膛负压在3mmH2O～5mmH2O间。2.5.8.4转化蒸汽发生器E4001管束漏a)现象：中变入口温度下降，而TIC-4302调节阀已经全开。b)处理：泄漏严重、中变入口温度不能维持时停车处理。否则因中变出口CO过高，影响下一个工序ＰＳＡ的进行。4.非正常操作法4.1转化炉（F4002）负压不稳转化炉辐射室的负压一般控制在-30——-50Kpa，它是靠引风机入口挡板开度来自动调节的。负压小时，挡板开大，增大引风量，负压大时，挡板关小，减少引风量。现象：（1）负压太小时，活火焰发软且飘散无力。（2）负压太大时，火嘴有脱火的现象，且有吹灭的危险。（3）转化炉烟气中过剩氧上升。（4）转化炉出口温度不稳。处理（1）若引风机入口挡板不灵活，应联系仪表处理。（2）检查F4002有无其他漏风点，如：看火孔是否关严。4.2转化气中CH4含量高原因：（1）进料量过大，远远超过设计负荷。（2）实际水碳比小。（3）床层温度太低。（4）转化催化剂中毒。（5）分析仪故障，造成假象。处理：（1）根据进料情况，核算水碳比，使之达到工艺要求。（2）条调节炉温，提高床层温度；若提不起来，则联系降量。（3）加强脱硫操作，提高脱硫效果，并缝隙转化进料中Cl-、S含量是否合格。（4）在线分析仪有问题，联系化验室采样，离线分析。4.3炉管穿透原因：（1）材质本身有缺陷。（2）施工焊口有问题。（3）局部过热烧穿。（4）已近炉管使用寿命期。处理：停工处理。4.4转化催化剂轻微结碳的处理：原因：（1）实际水碳比太小，产生热力学结碳。（2）催化剂装填不均匀或者分崔。（3）新催化剂未充分还原即进料催化无活性。（4）原料气太重。（5）转化催化剂抗结碳性能差，钾流失严重。（6）催化剂已被严重钝化或者硫中毒。（7）配氢量过小或波动。（8）操作温度或压力大幅度波动或超标。现象：（1）炉管出入口压差增大。（2）炉管表面温度升高，出现热管。（3）转化出口甲烷含量升高。处理：（1）通知调度、降低负荷、适当增加配氢量和水碳比，使转化催化剂在还原条件下运转数小时。（2）找出催化剂结碳的根源，针对性地采取措施。（3）PSA岗位同样降负荷，必要时停止供氢。（4）每半小时分析一次转化气出口CO2含量，直至稳定到一个较低的值为止。（5）以上措施烧碳不明显时，应请示厂有关部门，壳停止更换催化剂。4.5转化催化剂硫中毒原因：（1）原料气中催化剂毒物含量过大。（2）氧化锌催化剂失活。现象：（1）脱硫出口原料气分析含硫超标。（2）转化炉管上口发红。（3）炉管出入口压差增大。（4）炉出口甲烷含量超标。处理：（1）更换新鲜原料或者更换氧化锌催化剂。（2）轻微中毒可以适当降低处理量，在高水碳比下运行是催化剂恢复活性。（3）当中毒时间过长，压差已明显增大，应切除原料，全部改氢循环，加大蒸汽量，逐渐将水氢比降到3左右，维持2——4小时再生。（4）上述措施无效，说明催化剂已中毒严重，而且已大量积碳，需停工更换催化剂。4.6炉管出线热斑、热带、热管原因：（1）出现热斑的原因主要是催化剂装填不均、架桥、局部结碳。（2）炉管上段热带可能是催化剂还原不充分或硫中毒失活，进料量或者水碳比大幅度波动、烧嘴不均匀或者偏烧等原因造成局部过热积碳引起的。（3）下段炉管出现热带，可能是下段催化剂活性衰退、进料不均、重质烃穿透到下段,催化剂积碳、催化剂粉碎造成的。（4）当催化剂严重积碳或破碎时，造成管子堵塞、出口尾管或导气筛板堵塞，造成热管。处理：低负荷大水碳比进料，或停工烧炭，两种方法若都无效，则需要更换催化剂。4.7.中变床层温度急剧上升原因：E4001出口温控失灵。处理：关小热流，请仪表处理。4.8中变床层温度急剧下降。原因：（1）E4001漏，大量水带至中变。（2）热偶失灵造成。处理：（1）若E4001内漏，则及时汇报车间领导，视情节而定。（2）热偶失灵造成。4.9中变出口CO含量过高原因：（1）中变床层温度过低，导致变换率下降。（2）转化出口气中CO含量高。（3）催化剂粉碎结碳等活性下降。处理：（1）调成TRC-4302是中变床层达到工艺要求。（2）若转化出口气中CO含量高，可适当提高H2O/C或降低转化出口温度。（3）若确属催化剂结碳、粉碎等情况请求车间领导停车处理。2.5.9转化系统日常操作法2.5.9.1防止转化催化剂结碳防止转化催化剂结碳是转化操作中最主要的任务之一。首先，催化剂装填时必须装均匀，使各管床层阻力降大体一致，防止发生偏流。其次，火嘴安装要正直、同心，防止火焰偏烧，冲击到炉管上，造成局部过热结碳。结碳的途径有两个，在一定条件下，CO、CO2、CH4和H2O的混合物中游离碳在热力学上是可能存在的，碳可由以下反应2CO＝C＋CO2，CO＋H2＝C＋H2O生成，称之为热力学碳；热力学碳能产生最严重的事故，它能造成催化剂结构上的破坏，会使催化剂破碎，管内阻力降增加，汽流不畅，引起炉管过热，导致催化剂提前报废。热力学结碳是由低水碳比引起的，为避免热力学结碳，本制氢装置设计转化进料水碳比≤3.5时声光报警。第二条结碳的途径是原料油或转化的中间产物在催化剂表面上裂解或聚合生成焦油，进而焦油在催化剂表面上碳化。烃类裂解得到的碳通常不在催化剂的内孔中生成，因而不会发生催化剂环的完全破裂，这样的碳可以用蒸汽来烧掉。烃类的碳原子数越高，结碳的速度越快，水碳比越高，烧碳速度越快。2.5.9.2注意炉管的外观对转化管的目测是了解管内工况的重要手段，如果催化剂工作良好，则全部炉管温度几乎相同，炉管顶端约２m因温度较低，颜色暗一些，其余部位则温度较高；当蒸汽转化反应所吸收的热量不足以除去在炉管的这个部位传入的热量时就将产生过热，根据炉管过热区域的形状、面积的大小可以称之为：a)热带：在个别炉管上出现无规律性的清晰而明显的热带，通常与在该部位催化剂床层出现空隙有关;b)热区：热区的界线不象热带那么清晰，一般是由于催化剂失活而形成的，催化剂的失活可能是由于硫中毒，活性下降或轻微结碳的结果;c)热管：当催化剂的结碳或破碎已严重到足以阻碍气流通过炉管时，整根炉管将过热。当全部炉管的管壁温度均较正常温度高，而总管阻力降增加时则有两种可能：a)整个床层催化剂的活性低（这也可从转化出口气的分析看出），如果是刚开工时发生该情况，则应怀疑催化剂还原不充分