基于FPGA的QPSK信号源的设计与实现

变换岗位操作规程编写：王峰杜兆海樊飞审核：王峰杜兆海审定：冯华田一政批准：河南龙宇煤化工有限公司目录第一章产品说明第二章工艺原理及流程简述第一节工艺和操作原理第二节工艺流程简述第三章变换装置的开停车第一节开车条件及准备工作第二节变换装置的开车第三节变换装置的停车第四章变换装置的正常操作第五章变换装置的紧急停车及事故处理第六章变换催化剂的装填、升温硫化方案第七章三废及处理第八章安全标准第九章安全卫生第十章工艺指标一览表第十一章主要设备结构第十二章设备一览表第十三章分析项目一览表第十四章安全阀一览表河南龙宇煤化工有限公司第一章产品说明变换装置是煤气化的下游装置，其目的和作用是把粗煤气中过高的CO变换成CO2，同时副产H2，以调整粗煤气中CO和H2的含量，以满足甲醇合成装置对氢碳比的要求。来自煤气化装置的粗煤气经过三台变换炉变换后，变换气去低温甲醇洗装置。装置运行期间，需要公用工程厂提供循环冷却水、锅炉给水、中压蒸汽、低压蒸汽、高压蒸汽、、脱盐水，需要空分厂提供低压氮气、仪表空气、工厂空气。生产过程中产生的变换冷凝液汇合来自酸性气体脱除的冷凝液去冷凝液闪蒸槽，闪蒸后的冷凝液一部分去煤气化装置，一部分去水处理，闪蒸气去低温甲醇洗酸气总管。1、生产能力变换装置对粗煤气的额定处理能力为183904Nm3/H，装置的操作弹性为50%至110%，粗煤气、变换气的组成和工艺参数情况如下表：表1粗煤气的工艺参数表组分体积含量（%）备注H215.5CO56.3CO28.1N21.4Ar600ppmCH4100ppmH2S0.1NH3300ppmH2O18.5流量，Nm3/H183904温度，℃160压力，MPa（a）3.8表2变换气的工艺参数表组分体积含量（%）备注H242.86CO19.0CO236.49N21.24Ar0.052CH40.01H2S0.125河南龙宇煤化工有限公司NH3180ppmH2O0.205流量，Nm3/H212128温度，℃40压力，MPa（a）3.452、物料消耗及能耗变换装置在生产过程中消耗变换催化剂K8-11和QDB-04；催化剂在使用初期需要进行升温硫化还原，硫化剂采用纯品二硫化碳。见下表：表3化工原、辅材料消耗表名称规格吨精甲醇耗量小时耗量年耗量粗煤气（Nm3）2942.451839041.471232×109变换催化剂（kg）K8-118×10-30.54000K8-110.021.2510000QDB-040.03061.9312515300二硫化碳（吨）纯品1.6×10-50.0018表4公用工程消耗表序号物料名称规格单位消耗量备注1循环水Pi：0.4MPa(g)，Ti：32℃m3/h7002除盐水Pi：1.2MPa(g)，Ti：40℃m3/h550过装置换热3锅炉给水Pi：15MPa(g)，Ti：158℃m3/h422过装置换热4中压蒸汽5MPaA，400℃Kg/h285725高压蒸汽9.9MPaA，500℃Kg/h18000开车时使用6仪表空气0.7MPaA，40℃Nm3/h1507电380VKW2253、催化剂的特性表5K8-11催化剂的物理性能和主要使用条件KATALCOK8－11KATALCOK8－11/1组成(%w/wLOIbasis（质量百分比LOI原理）)氧化钴44氧化钼1010钾碱助催化剂－是载体均衡均衡形式压出物压出物河南龙宇煤化工有限公司直径（mm）44堆密度(kg/m3)（千克/立方米）700700(lb/ft3)（磅/立方英尺）4444侧壁挤压强度(kg)（千克）66(lb)（磅）1313表6QDB-04催化剂的物理性能和主要使用条件项目QDB-04外型尺寸,mmφ3.5-4.5堆密度,Kg/L0.8-01.0破碎强度,N/cm≥130比表面,m2/g≥100孔容,cm3/g≥0.25主要使用条件压力，MPa8.0温度，C190-500干气空速，h-14500水/气，mol/mol1.4催化剂QDB-04有以下特点：（1）添加特殊助剂并使用活性载体，由于助剂、活性载体与活性组份三者的协同效应，提高了催化剂的变换活性，特别是提高了催化剂在高温低硫下的变换活性及活性稳定性。（2）添加复合碱性物料，增强了催化剂的表面碱性，提高了催化剂的有机硫氢解和水解功能，特别是在反应温度较低的条件下，催化剂对有机硫的氢解和水解活性。同时由于有机硫转化活性的提高，在原料气中H2S较低的情况下，能保持自身的硫化形态，从而可以提高催化剂的脱氧性能。（3）添加抗水合助剂，减弱了Al2O3组份的水合反应能力，从而提高了催化剂的抗水合性能，使催化剂在压力较高的苛刻条件下使用时，不水合、不相变，具有较高的抗水合性和结构稳定性。新鲜催化剂中活性组份钴、钼以氧化钴、氧化钼的形式存在，使用时要先进行硫化，使活性金属组份由氧化物转变成硫化物。通常的硫化方法对QDB-04催化剂都适用，即：可以用含硫工艺气体硫化，也可用硫化剂单独硫化。QDB-04催化剂组成简单，不含对设备和人体有危害的物质，硫化时，只有少量的水生成，并随工艺气排出，对工艺过程和设备无危害。催化剂的使用寿命与使用条件有关，在一般工艺条件下，QDB-04的使用寿命为3-8年。河南龙宇煤化工有限公司第二章工艺原理及流程简述第一节工艺和操作原理变换的原理是气体中的CO和水蒸汽在一定温度和压力条件下，在变换催化剂的作用下发生变换反应生成H2和CO2。反应式如下：CO＋H2O＝CO2＋H2＋41.2KJ/mol本变换装置采用的催化剂是宽温耐硫变换催化剂，采用的工艺是宽温耐硫部分变换工艺，这是根据粗煤气中CO浓度高、含有硫化物和下游装置对原料气中CO浓度的要求来选取的。而高浓度的CO在耐硫变换催化剂、高温、低水汽比情况下会发生甲烷化副反应，一氧化碳变换技术不仅要防止甲烷化副反应的发生，而且要有利于节能。因此，其变换工艺特点如下：（1）钴－钼耐硫催化剂适用于原料气中硫含量较高的变换工艺，对原料气中硫只有最低要求，无上限要求，因此使整个净化流程更为简单。钴-钼耐硫催化剂起活温度较低，一般宽温变换催化剂起活温度为240℃，最高温度可耐480℃，低温变换催化剂起活温度为180℃，最高温度可耐450℃，较宽的温度范围适应于CO浓度高而引起温升大的特点。（2）为满足甲醇合成CO指标要求和节能原则，采用部分原料气变换工艺。部分变换按如下方式设置：原料气中约30%的气量作为一段高温变换气的冷激气进二段变换、原料气中约35%的气量进一段变换，剩余35％的气量与二段变换出口的变换气混合后进三段变换。这样既节省高压蒸汽也避免甲烷化副反应的发生，同时也满足甲醇合成对CO浓度的要求，调节手段灵活。（3）为节省蒸汽消耗，一氧化碳变换采用一段宽温耐硫变换串两段低温耐硫变换，段间采用冷凝液激冷，采用激冷流程一方面提高入口水气比、另一方面降低变换入口温度。低温耐硫变换用于调节生产甲醇所需要的CO指标要求。（4）一氧化碳变换余热采用分等级回收方式，高温工艺余热采用气化激冷水和预热锅炉给水的方式回收；低温工艺余热预热除盐水。第二节工艺流程简述从煤气化装置来的粗煤气（168℃、3.8MPa(a)、183.904kNm3/h、），首先进入原料气分离器S-15101,分离出夹带的水分,然后进入原料气过滤器S-15102除去固体机械杂质。从原料气过滤器S-15102出来的粗煤气被分成三股:一股（约35%，64.552kNm3/h）进煤气预热器E-15101管程与壳程的来自第三变换炉的变换气换热到210℃，再进入蒸汽混合器S-15103，与加入的263℃蒸汽混合，混合后气体（温度约230℃）再进入煤气换热器E-15102管程与壳程的来自第一变换炉的变换气换热到260℃后，进入一变炉R-15101进行变换。出第一变换炉的变换气（温度约459℃）进入煤气换热器E-15102的壳程，与管程煤气换热后（温度约432℃），与来自S-15102的另一股粗煤气（约30%，55.171kNm3/h，作为一段高温变换气的冷激气）相混合，并进入1#淬冷过滤器S-15104，在此煤气被来自冷凝液泵P15101的101.8℃的变换冷凝液冷却到235℃左右，然后进入第二变换炉R-15102进行变换反应。出第二变换炉的气体（温度约345℃）与粗煤气中剩余35％的气体（来自S-15102的第三股粗煤河南龙宇煤化工有限公司气，约64.552kNm3/h）混合后，进入2#淬冷过滤器S-15105，在此煤气被来自P15101的101.8℃的变换冷凝液淬冷增湿到220℃，然后进入第三变换炉R-15103发生变换反应。出第三变换炉R-15103的变换气（温度约304.9℃）进入煤气预热器E-15101的管程，被壳程的煤气冷却到293.7℃，然后进入锅炉给水预热器E-15103A/B的管程与壳程的锅炉给水换热,温度降至180℃后进入除盐水预热器E15104A/B的管程，与壳程的除盐水换热到85℃后，进入1#变换气分离器S-15106分离冷凝水后,进入变换气水冷器E-15105的管程,被壳程的循环水冷却到40℃后,进入2#变换气分离器S-15108分离冷凝水后,出界区去低温甲醇洗装置。来自粗煤气分离器S-15101、1#变换气分离器S-15106、2#变换气分离器S-15108、蒸汽混合器S-15103的冷凝液进入冷凝液闪蒸槽S-15107进行降压至1.1MPa(a)闪蒸，闪蒸后的冷凝液被冷凝液泵P-15101A/B/C送至1#、2#淬冷过滤器和煤气化装置；闪蒸槽闪蒸出来的气体进入闪蒸汽水冷器E-15107的壳程，被管程的循环冷却水冷却至40℃，再进入闪蒸汽分离器S-15110分离冷凝水后，去低温甲醇洗的酸气总管；分离下来的冷凝液去污水生化处理装置。变换催化剂升温和硫化采用氮气循环，硫化剂为二硫化碳。氮气升温采用高压蒸汽加热。第三章变换装置的开停车第一节开车条件及准备工作1、甲醇系统各项检修项目按计划检修完毕。2、各机泵的电机单体试车合格，与机泵已对中连接好。3、空分装置已开车正常，外送合格氮气、仪表风、工厂风，且保证正常用量。4、各仪表安装正确，调试合格（最终调试的除外）。5、循环水已送入界区内，各换热器进出口阀全部打开。6、公用工程已送出合格锅炉给水。7、煤气化装置、污水处理装置具备接受处理污水条件。8、锅炉厂开车正常，已具备外送高、中、低压蒸汽条件。9、打开仪表空气界区截止阀。10、打开低压氮气界区截止阀。11、打开安全阀的根部截止阀。第二节变换装置的开车河南龙宇煤化工有限公司一、变换炉的氮气升温1、变换炉的氮气升温工艺流程2、变换炉氮气升温应具备的条件：每个变换炉单独氮气升温，升温步骤一样。（1）打开PCV15130、Pv15131、Tv15132A/B前后截止阀，旁路阀关闭。（2）关闭下列阀门：第一变换炉进出口截止阀、第二变换炉入口截止阀、Av15101前后截止阀和旁路阀、Tv15108前后截止阀和旁路阀、第三变化炉进出口截止阀、管线PA-15101-25上工厂空气截止阀。（3）第一、二、三变换炉开车氮气管线上盲板全部拆除，共计6块。（4）关闭所有导淋，打开GAN-15103-100管线上的氮气入口截止阀，把整个回路充至4.2bar，然后打开PCV15130旁路阀泄压，反复几次，直至整个工艺流程置换合格，各分析取样点O2＜0.1%，无油，整个氮气升温工艺流程氮气置换合格后充至4bar。（5）氮气冷却器E15106、氮气鼓风机B15101冷却水投用。补充氮气来自氮气管网GAN-15103-100开工蒸汽加热器E15108GAN-15111-400GAN-15112-450GAN-15113-500第一变换炉R15101PG-15109-450第二变换炉R15102第三变换炉R15103PG-15113-600PG-15111-500GAN-15104-400GAN-15105-450GAN-15106-500氮气冷却器E15106GAN-15107-400氮气分离器S15109GAN-15108-400氮气鼓风机B15101G