净化工艺介绍-变换.ppt

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1、新能凤凰（滕州）能源有限公司变换工序工艺介绍制作、讲解：郝占国2011年3月15日11.1变换岗位的任务是将气化工序送来的水煤气中的一氧化碳转化为用于生产甲醇的氢气，煤气中的一氧化碳与水蒸汽在变换催化剂的作用下发生反应转化为氢和二氧化碳，采用配气路线控制变换工序出口气体中CO含量约为20%（体积百分比，干基），且H2/CO≈2.15（V/V），同时将部分有机硫转化成H2S，变换气送至低温甲醇洗工序。21.2装置能力本装置年操作时间为连续操作330天，装置的设计能力为：一期处理能力为：117988Nm3/h（水煤气，

2、干基）。二期处理能力为：117988Nm3/h（水煤气，干基）。1.3工艺来源装置采用了目前国内较为先进而又成熟的部分变换加配气路线，变换炉操作温度约为260～465℃左右，因水煤气中硫含量较高，所以变换催化剂采用耐硫变换催化剂。31.4高压耐硫变换催化剂特性变换炉装填的催化剂的型号是QDB-03。QDB-03催化剂是青岛联信化学公司生产的钴钼系耐硫变换催化剂，出厂时催化剂的主要成分是氧化钴（CoO）、三氧化钼（MoO3），其载体是镁铝尖晶石，QDB-03催化剂在180～500℃之间有良好的活性。41.5催化剂的硫

3、化变换催化剂主要活性组分是氧化钴、三氧化钼，在使用前需将其转化为硫化物才具有活性，这一过程称为硫化。催化剂的硫化是在一定温度下，利用煤气中的氢气和向煤气中补充的硫化氢与催化剂作用生成硫化物。其主要反应式为：MoO3+2H2S+H2=MoS2+3H2O+Q（48.11kJ/mol）CoO+H2S=CoS+H2O+Q（13.4kJ/mol）51.6变换的生产原理一氧化碳的变换反应是一个放热反应，其反应方程式为：CO+H2O==CO2+H2+Q一氧化碳变换是一个放热、等体积的可逆反应。从化学平衡来看，降低反应温度、增加蒸

4、汽量和除去二氧化碳，可使化学平衡向右移动，从而提高一氧化碳变换率；从反应速度看，提高反应温度有利于化学反应速度的增加。6CO在某种条件下，能发生下列副反应：CO+H2=C+H2OCO+3H2=CH4+H2OCO2+4H2=CH4+2H2O这几个副反应都是放热反应，副反应的发生对变换操作的正常进行是不利的。由于这些副反应都是放热反应和体积减小的反应，所以低温高压有利于副反应的进行。在变换的正常操作中，提高反应温度或是选用对变换反应具有良好选择性的催化剂就可以防止或减少副反应的发生。781.7变换工艺气流程简述由气化来

5、的水煤气，100%负荷时，压力约为6.46MPa左右，温度为239℃左右，汽气（干）比约为1.40，煤气总量约：281806Nm3/h、其中，水/冷凝液：160629Nm3/h,干气：121176Nm3/h。干气成分如下：成分H2COCO2CH4N2ArH2SCOS体积比33.4750.6713.860.030.560.141.190.089进入第一中压废热锅炉（E2001），与锅炉给水换热、降温后经第一水分离器(V2001)分离掉冷凝液后工艺气压力约为6.44MPa左右，温度为235℃左右，汽气（干）比约为1.1

6、2，煤气总量约：257604Nm3/h、其中，水汽：136530Nm3/h,干气：121074Nm3/h。冷凝液：干气成分如下：成分H2COCO2CH4N2ArH2SCOS体积比33.4750.6713.860.030.560.141.190.0810从第一水分离器(V2001)出来的煤气分为三股，一股经中温换热器升温至265℃，进入甲醇变换炉（R2001）一段，变换炉的催化剂两段装填，第二股作为激冷气进入两段中间。出变换炉CO含量为5.4%（干）、温度为450℃左右、总气量约：153136Nm3/h、其中，水汽：

7、50534Nm3/h,干气：102602Nm3/h。的变换气成分如下：成分H2COCO2CH4N2ArH2SCOS体积比53.435.439.810.020.370.080.870.021112从变换炉出口出来的变换气先进入蒸汽过热器(E2003)与第一中压废热锅炉所产及甲醇合成工段来的2.5MPa蒸汽的混合汽换热后进入中温换热器（E2002），与水煤气换热降温后，与调节气体成分的第三股水煤气混合，混合后温度降为310℃左右、总气量约：257604Nm3/h、其中，水汽：105617Nm3/h,干气：151987N

8、m3/h。干气成分如下：成分H2COCO2CH4N2ArH2SCOS体积比46.9820.0131.450.020.420.090.970.041314进入第一低压废热锅炉（E2004）与锅炉给水进一步换热，变换气温度降至201℃，出第一低压废热锅炉的变换气分别进入E2005A及E2005B中与锅炉给水换热后，变换气温度又进一步降低至190℃后进入第二低压废