_变换操作规程20140421

久泰能源科技有限公司净化项目组变换岗位操作规程（50万吨/年甲醇技改项目培训版）编写：审核：审定：批准：2014年4月净化项目组变换岗位操作规程久泰能源科技有限公司目录1目的2岗位任务及管辖范围3生产工艺原理及工艺流程叙述4工艺控制指标5工艺操作要点及注意事项6设备一览表及主要动静设备的介绍7原始开车方案以及催化剂的升温还原等8正常停车处理方案以及短期停车后的开车方案9不正常现象和事故处理10紧急预案11安全风险辨识及安全技术防范净化项目组变换岗位操作规程久泰能源科技有限公司1目的规范岗位人员的操作方法、提高岗位人员的操作水平，规范生产运行过程管理，使系统能安全、稳定运行，以实现健康、安全与环境目标。2岗位任务及管辖范围2.1岗位任务2.1.1变换系统：将气化送来的水煤气进行变换，将一部分一氧化碳在触媒的作用下，与水蒸气反应，使CO与H2比例完全满足甲醇合成需要后送入净化工序，同时利用余热付产0.5MPa和2.5MPa的蒸汽。2.1.2热回收系统：热回收系统主要任务是将气化系统送来的高温水煤气进行降温，用废锅回收其中的热量，对其中含有的冷凝水进行回收利用，满足条件的工艺气送往低温甲醇洗系统。2.1.3锅炉给水系统：锅炉给水系统的主要任务是将脱盐水站送来的脱盐水经过除氧器脱氧后，通过锅炉给水泵以不同压力等级送往本岗位各个废锅、锅炉、气化、合成、硫回收等装置。2.2管辖范围本工段由变换系统、热回收系统、锅炉给水系统及所属管线、阀门、仪控、电气等部分组成。设备名称及数量如下：净化项目组变换岗位操作规程久泰能源科技有限公司静设备动设备设备位号设备名称单位数量设备位号设备名称单位数量E-2000011#低压蒸汽发生器台1P-200001A/S1#冷凝液增压泵台2E-200002变换炉进料换热器台1P-200002A/S2#冷凝液增压泵台2E-2000031#中压蒸汽发生器台1K-200001煤气鼓风机台1E-2000042#中压蒸汽发生器台1P23001A/B/C/D除氧水泵台4E-2000052#低压蒸汽发生器台1P23002A/B/C废锅给水泵台3E-200006低压锅炉水预热器台1P200011A/S低压锅炉加药泵台2E-200007脱盐水预热器台1P200012A/S次中压锅炉加药泵台2E-200008变换气水冷器台1E-200009解析气水冷器台1E-200010锅炉水冷却器台1E-200011开工电加热器台1S-2000011#气液分离器台1S-2000022#气液分离器台1S-2000033#气液分离器台1S-2000044#气液分离器台1V-200001膨胀罐台1V-200002放空筒台1净化项目组变换岗位操作规程久泰能源科技有限公司3生产工艺原理及工艺流程叙述3.1生产工艺原理3.1.1一氧化碳反应原理在一定的压力、温度及催化剂的作用下，气体中的一氧化碳跟水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，基本反应式为：变换反应的化学方程式如下：这是一个可逆放热，等体积的化学反应，从化学反应平衡角度来讲，提高压力对化学平衡没影响，但是降低反应温度和增加反应物中水蒸气量均有利于反应向生成CO2和H2的方向进行。但是，CO和H2O共存的系统是含有C、H、O三个元素的系统，从热力学角度来讲，不但可以发生上述的变换反应，还可能发生其他副反应。如：CO+3H2==CH4+H2OCO+H2==C+H2O2CO==C+CO2V-200003二硫化碳储罐台1C-200001汽提塔台1R-200001A/B1#变换炉A/B台2R-2000022#变换炉台1V-23001A/B除氧器A/B台2V-23002排污扩容器台1V200011低压锅炉溶液箱台1V200012次中压锅炉溶液箱台1净化项目组变换岗位操作规程久泰能源科技有限公司由于所选用的催化剂对CO变换反应具有良好的选择性，因而在计算反应的平衡时不必考虑。变换反应的化学平衡常数Kp可以表示为各组分、浓度、体积或摩尔数的关系式。OHCOHCONNNNKp222OHCOHCO222OHCOHCOVVVV222222HCOOHCONNNNNCO2、NCO、NH2O、NH2—分别为变换气中各组分的摩尔数；[CO2]、[H2]、[CO]、[H2O]—分别为变换气中各组分的体积或摩尔浓度；VCO2、VCO、VH2O、VH2—分别为变换气中各组分的体积；PCO2、PCO、PH2O、PH2—分别为CO2、CO、H2O、H2各组分的分压。3.1.2CO变换反应方程式分析3.1.2.1是放热反应在工业生产中，一旦升温硫化结束，转入正常生产后，即可利用其反应热维持生产过程的连续进行。3.1.2.2是可逆反应因此在工业生产中，要尽一切可能使反应向有利于生成H2和CO2的方向进行。3.1.2.3是在使用催化剂的情况下进行的，所以，反应温度应维持在所用催化剂的活性温度范围以内，以利于有效地使用催化剂，确保生产中工艺指标的严格执行。3.1.2.4是体积不变的反应，所以从理论上讲改变压力，对反应得平衡没有影响，但提高压力，可加快反应速度，使设备体积减小，提高生产能力。因此多采用加压变换。3.1.2.5反应的程度通过变换率来表示净化项目组变换岗位操作规程久泰能源科技有限公司100100''COCOCOCOVVVVE式中：E—变换率VCO—煤气中CO体积百分数VCO′—变换气中CO的体积百分数3.2工艺流程3.2.1岗位概况从气化工序来的煤气,干基总量约为209063.6NM3/h，湿基总量414501.362NM3/h。干基成分大致为表1：从气化工序来的煤气的成分（湿基）大致为表2：名称H2OH2COCO2H2SN2ArCOSCH4Mol(﹪)49.5612.3433.314.350.150.230.020.020.03水煤气具有压力高、温度高、水气比高、含硫高、含CO2高等特点。因此，直接进行耐硫变换，在高含硫量的条件下进行CO变换反应。使氢碳比例满足甲醇合成的要求。变换气中的有机硫也转化为无机硫（H2S）。这样即减少了换热设备，简化了流程，也降低了能耗。3.2.2工艺气流程甲醇合成反应需要控制合成新鲜气中(H2-CO2)/(CO+CO2)在2.05-2.1之间，HT-L粉煤加压气化生产的粗煤气中CO和H2含量不符合甲醇合成新鲜气的要求，需将粗煤气进行CO变换，变换系统采用宽温耐硫部分变换工艺。耐硫变换为放热反应，在变换反应过程中产生大量反应热，通过设置蒸汽发生器副产中、低压饱和蒸汽，利用变换反应热加热锅炉给水和脱盐水，使热量得到充分利用，降低系统能耗。来自气化工段的水煤气（210℃，3.72MPa，水气比为1.0），经水煤气废锅（E200001）温度降至196℃，同时产生0.5MPaG饱和蒸汽送至管网；降温后水煤气经第一水分离器名称COH2CO2N2H2SArCOSCH4Mol（%）66.0524.58.60.450.290.050.030.06净化项目组变换岗位操作规程久泰能源科技有限公司(S200001)，分离冷凝液后,进入变换炉进料换热器（E200002）与来自1#变换炉出口的变换气换热，将水煤气预热至240℃分成两股：一股分别进入1#变换炉（R200001A/B）一段进行变换反应，另一股通过调节阀HV0004A/B分别进入1#变换炉（R200001A/B）二段进行变换反应；经过反应的变换气（378℃,3.63MPa，CO干基含量约38%）在变换炉出口混合，混合后的变换气进入变换炉进料换热器（E200002）与水煤气进行换热、降温；温度降至334℃进入1#中压蒸汽发生器（E200003），将变换气温度调整至240℃左右，并副产2.5MPa蒸汽去管网，变换气进入2#变换炉（R200002）进行二次变换反应，反应后的变换气（366℃，3.55MPa，CO干基含量19.6%）进入2#中压蒸汽发生器（E200004）降温，并副产2.5MPa中压蒸汽进入管网；变换气接着进入2#低压蒸汽发生器（E200005）再次降温，并副产0.5MPa低压蒸汽进入管网，降温后的变换气依次进入低压锅炉给水预热器（E200006）、脱盐水预热器（E200007）加热脱盐水及低压锅炉给水；脱盐水预热器出口的变换气进入2#气液分离器（S-200002）分离出冷凝液，进入变换气水冷器（E200008）用循环水降温，温度降至40℃，进入3#气液分离器（S-200003）将冷凝后的变换气分离出冷凝液，同时用中压锅炉给水洗掉气体中的氨气，出口变换气送至低温甲醇洗工序。3.2.3冷凝液流程1#气液分离器（S200001）分离出的工艺冷凝液，经过1#冷凝液增压泵（P-200001A/S）增压后送气化工序。2#气液分离器（S200002）分离出的工艺冷凝液，经调节阀（LV-0006）减压至1.2MPa与3#气液分离器（S200003）分离下来的工艺冷凝液经2#冷凝液增压泵（P200002）加压后混合一起输送至气化工序。3.2.4锅炉给水流程脱盐水站来的脱盐水进入脱盐水加热器(E200007),与变换气换热温度升至65℃后进入除氧器(V23001A/B)脱氧，用低压管网的0.5MPaG低压蒸汽吹入脱氧，除氧后的锅炉给水经除氧水泵（P23001）加压至1.2MPa后分为三股，第一股直接送至乙二醇界区；第二股送至甲醇合成B低压锅炉；第三股经低压锅炉给水预热器加热至138℃一部分送至变换、硫回收低压锅炉，另一部分再经过废锅给水泵（P23002）加压至5.0MPa送至合成废锅、变换中压锅炉及洗涤水、减温用水和锅炉界区高压除氧器补水。净化项目组变换岗位操作规程久泰能源科技有限公司3.2.5升温硫化流程触媒的升温，硫化在0.4MPa(A)压力下采用低压氮气循环进行。低压氮气经氮气循环风机(K200001)升压后经开工电加热器(E200011)加热至需要温度，然后分别进入1#变换炉A/B、2#变换炉进行催化剂升温还原，从变换炉出来的循环氮气直接进入变换气水冷器（E200008）用循环水降温，经3#气液分离器（S200003）进入氮气循环风机循环利用。硫化过程使用的二硫化碳通过氮气把储槽（V200003）里CS2压入循环系统。3.3变换工艺方块图E200001S200001R200001AR200002BE200002R200002E200003E200004E200005E200006E200007S200002E200008S200003C200001E200009S200004水煤气来自气化变换气去低甲解析气去火炬冷凝液去气化冷凝液去污水冷凝液去气化4工艺指标入变换工序水煤气水汽比1.0出变换工序变换气CO19.6%变换炉入口温度265-280℃1#变换炉出口温度435-470℃2#变换炉出口温度435-450℃1#、2#变换炉床层压差≤0.03MPa锅炉给水溶解氧≤7ug/l锅炉给水电导≤15us/cm锅炉炉水PH9-11锅炉炉水磷酸根5-15mg/l蒸汽SiO2≤20ug/kg蒸汽电导≤0.3us/cm（25℃）5工艺操作要点及注意事项5.1工艺操作要点5.1.1压力压力对变换反应的平衡影响甚微，但提高压力能促使析碳和甲烷化反应的发生。从反应平衡角度而言，CO的平衡浓度与压力无关。从反应动力学角度而言，加压能提高反应速度。5.1.2温度变换反应是可逆放热反应，因而低温有利于反应向生成CO2和H2方向进行。但从动力学角度说，温度提高反应速度加快，因而就存在着最佳反应温度，由变换反应的化学平衡可知，在较高的温度下，变换反应具有较高的反应速度;在较低的温度下，可获得较高的变换率。对于低变来说，不但要考虑催化剂的活性温度，还要注意气相中的水汽含量，以确定低变过程的温度下限。因为低变过程中催化剂的操作温度较低，而气体中水蒸汽含量又较高，当气体低温进入低变系统时，就有可能达到该条件下的露点温度而净化项目组变换岗位操作规程久泰能源科技有限公司析出液滴，液滴凝集于催化剂的表面，造成催化剂的粉碎，引起床层阻力的增加。同时，使得催化