水煤气的变换工艺.ppt

一氧化碳的变换工艺 总论 变换工艺原理 流程简介 耐硫变换催化剂 反应器 事故分析 一.总论 （二）变换部分的功能 1.反应：本系统采用中串低变换工艺流程，变换触煤采用耐硫宽温Co—M0系变换催化剂，反应式如下： CO+H2O（汽） CO2+H2＋41.19kJ/mol COS+H2O（汽） H2S+CO2+Q 2.回收热量，产生蒸汽。 3.处理冷凝液（气提）。 （三）合成氨变换的目标 （四）甲醇变换的目标 （五）手段 1.氨变换： 全部变换工艺：指将全部水煤气引入一氧化碳变换工段进行处理； 气化 ( 45.7％) 中变炉（ 4％） 低变炉（1％） 甲醇洗 甲醇驰放气 2.甲醇变换: 部分变换工艺：指将一部分水煤气引入变换工段进行一氧化碳变换处理； 气化 ( 45.7％) 中变炉（6％） （20％） 甲醇洗 副线 (1)甲醇变换CO含量的确定 水煤气经净化处理制得的新鲜气满足甲醇生产的需要，即气体成份为：(H2-CO2)/(CO+CO2) =2.05~2.15。 由于新鲜气中大约有2.8％的CO2,故出变换的工艺气中H2/CO2.05。通过物料衡算，脱碳后气体中CO的含量在28－30％范围内可以满足甲醇生产需要；同时，在甲醇合成催化剂使用的不同阶段对气体成分要求会有所变化，通过调整CO变换率和配气量来实现。 (2)甲醇变换气量的分配 实现出变换的CO含量在20％左右，水煤气需要做以下分配： 甲醇变换气总气量为：142218.5Nm3/h； 配气量：61012Nm3/h; 经变换炉气量：81140Nm3/h； CO转化率：81.7%。 气量分配有可能带来的问题：变换固体颗粒带入低温甲醇洗系统！ (3)合成氨变换CO的确定？ 液氮洗冷量回收的一部分，1％的CO含量可以维持液氮洗的冷量平衡，少加液氮提供冷量。 作为液氮洗的处理气体，CO在整个流程中可以控制即通过控制变换工艺使CO含量降低至0.4％，可以有效的减少液氮洗去燃料气管网的CO气量！ 哪一种更经济！ 液氮洗冷量： ①高压氮气产生J-T效应而获得了液氮洗工序所需的绝大部分冷量。 ②从空分装置引入的液氮向液氮洗工序提供补充冷量。 ③燃料气和回收氢气的冷量回收。 液氮洗工艺流程简图 二.变换工艺原理 （一）CO变换反应 本系统采用中串低变换工艺流程，变换触煤采用耐硫宽温C0—M0系变换催化剂，反应式如下： CO+H2O（汽） CO2+H2＋41.19kJ/mol （二）影响变换反应的因素 1.温度 由于变换反应为放热反应，从反应平衡上看应该是温度越低越有利于反应的进行，但温度低了反应速度也降低了，达到同样的反应深度就需要较长的反应时间，这就增加了催化剂的装填量，提高了成本。 同时，由于受温度的控制，出口一氧化碳的含量受到限制。即为什么合成氨变换需要设置两个变换炉，在不同的温度下操作。 中变炉的热点温度《450－460℃，低变炉的热点温度在250－260℃。 2.压力 压力对变换反应平衡没有影响，增加压力可提高反应速度。因此，变换的压力由气化和后系统决定。 (1)压力对低温甲醇洗的影响 由于低温甲醇洗物理吸收，压力高有利于对H2S、CO2的吸收，能耗低，综合吸收效果好！ (2)对甲醇系统的影响 甲醇合成压力在5.0MPa左右，净化气直接可以进入甲醇合成塔，循环气可以通过循环机增压后进入合成塔，减少了投资，减低了消耗。 在正常操作时，要保证压力稳定，防止催化剂颗粒受压不均匀出现破碎，增大阻力，影响变换效果。加压变换与常压相比，有以下优点： ① 可以加快反应速度和提高催化剂的生产能力，从而可采用较大的空间速度，提高生产强度； ②设备体积小，布置紧凑，投资较少； ③湿变换气中水蒸汽的冷凝温度高，有利于热能的回收利用。 车间定期对同气量下的变换炉出入口压差进行测量来判断催化剂床层的阻力即催化剂破