工藝重要參數(shù)指標(biāo)探討(上)

工藝重要參數(shù)指標(biāo)探討本廠工藝Page

2本廠一氧化碳變換工藝重要參數(shù)指標(biāo)探討

首先我們先來大概的了解對(duì)一氧化碳變換工藝起主要影響作用的三大因素溫度，壓力，汽氣比。

(一)溫度:溫度對(duì)變換反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速度的影響較大，而且對(duì)正逆反應(yīng)速度的影響不一樣。溫度升高，放熱反應(yīng)即變換反應(yīng)速度增加得慢，逆反應(yīng)（吸熱反應(yīng)）速度增加得快。同時(shí)，一氧化碳的變換率隨溫度的升高而降低。因此當(dāng)變換反應(yīng)開始時(shí)，反應(yīng)物濃度大，提高溫度可加快變換速度。反應(yīng)末期，需降低反應(yīng)溫度，使逆反應(yīng)速度減慢，這樣可得到較高的變換率。同時(shí)，反應(yīng)溫度的確定還和汽氣比、氣體成份、催化劑的活性、溫度范圍等因素有關(guān)。Page

3本廠一氧化碳變換工藝重要參數(shù)指標(biāo)探討(二)壓力：變換反應(yīng)前后氣體體積不變，所以提高壓力不能改變反應(yīng)過程的平衡狀態(tài)，但提高壓力后，反應(yīng)物濃度增加，促進(jìn)了分子間的接觸，并且還能增加催化劑內(nèi)表面的利用率及氣體與催化劑的接觸時(shí)間，故其空速隨壓力提高而加大，從而提高了催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度。加壓后，CO能發(fā)生一些副反應(yīng)，同時(shí)受設(shè)備材質(zhì)、催化劑強(qiáng)度的限制，壓力不宜控制太高。Page

4本廠一氧化碳變換工藝重要參數(shù)指標(biāo)探討(三)汽氣比：生產(chǎn)中常用水蒸汽與干水煤氣的體積之比作為汽氣比。汽氣比對(duì)一氧化碳的變換率有很大的影響，平衡變換率隨汽氣比提高而增加，但其趨勢(shì)是先快后慢，當(dāng)汽氣比提高到某一值時(shí)，平衡變換率曲線逐漸趨于平坦。汽氣比對(duì)于反應(yīng)速度的影響，一般在汽氣比較低時(shí)反應(yīng)速度隨汽氣比增加而上升較快，而后隨汽氣比的不斷上升逐漸緩慢下來，適當(dāng)提高汽氣比對(duì)提高一氧化碳的變換率及反應(yīng)速度均有利，但過高汽氣比則在經(jīng)濟(jì)上是不合理的，Page

5本廠一氧化碳變換工藝重要參數(shù)指標(biāo)探討顧名思義，汽氣比就是蒸汽與工藝氣的比值，前面我們也講過一些，這里我們?cè)賮碚f說可以影響它的因素：1）FIC301的流量2）DA301頂部溫度（TI301）3）SPP301、SPP302、SPP303的噴水量。

在實(shí)際操作中，我們又把這主要三大因素細(xì)分到可操作條件里去，于是我們就有了溫度，壓力，流量，液位。下面就先從溫度開始我們工藝參數(shù)指標(biāo)的探討。Page

6（一）重要參數(shù)指標(biāo)→溫度（1）TI-301(DA301出口氣體溫度），一般我們控制在217°C在控制這個(gè)溫度時(shí)，我們必須考慮到DA301出口氣體的預(yù)熱要求，還要考慮到出口氣體內(nèi)飽和蒸汽量的要求，而這兩個(gè)工藝要求是由FIC-305流量大小來控制的。那為什么要控制在217°C，能不能更低些或更高些呢？當(dāng)然在實(shí)際操作中是可以更低些，有數(shù)值207°C來支撐這個(gè)觀點(diǎn)，在這個(gè)溫度下，我們也能得到很好的變換爐操作溫度以達(dá)到工藝要求。而溫度更高些，在實(shí)際操作中不可能會(huì)出現(xiàn)，因?yàn)镕IC-305控制的液體本身溫Page

7（一）重要參數(shù)指標(biāo)→溫度

度為211°C左右，在經(jīng)過與EA-303換熱后所得到的熱量不足以使大量的來自DA-301下部工藝氣加熱到更高溫度，而且工藝氣預(yù)加熱溫度也無需要求更高的溫度。（2）TIC-306 （DC301-段床層入口氣體溫度），這個(gè)溫度有多個(gè)數(shù)值，主要根據(jù)還是以觸媒的活性來判斷。在開工初期，觸媒還原激活活性的初級(jí)階段，一段床層入口溫度則要求要高于正常期，約在360°C。觸媒正常期入口溫度則只需要在300°C-320°C，因?yàn)檫@個(gè)階段觸媒的活性已經(jīng)完全激活，Page

8（一）重要參數(shù)指標(biāo)→溫度為了防止床層超溫就必須把入口溫度降到這個(gè)數(shù)值以內(nèi)，而在這個(gè)溫度內(nèi)我們也能達(dá)到很好的一氧化碳變換率。在裝置運(yùn)行后期，觸媒的活性也會(huì)由于各種因數(shù)導(dǎo)致活性降低，那么入口溫度也應(yīng)該做出相應(yīng)的提高。在觸媒活性的每個(gè)階段期內(nèi)，TIC-306的溫度則是由來自FIC-303的激冷水控制，以保證變換爐內(nèi)的溫度不能過高或過低。(本裝置設(shè)置了一個(gè)串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)：FIC303和TIC306。通過TIC306的變化情況改變FIC303的設(shè)定值，保證一段床層入口溫度的穩(wěn)定Page

9（一）重要參數(shù)指標(biāo)→溫度（3）TA-319(DC-301變換爐床層溫度)，這個(gè)溫度是變換爐床層眾多溫度點(diǎn)的其中一個(gè)，也是主要的指標(biāo)性的溫度，一般我們規(guī)定在480°C<T<500°C。那么這個(gè)范圍溫度是怎么的出來的呢？要想弄清楚這個(gè)問題，就得從一氧化碳變換的方程式說起。在高溫與催化劑條件下，原料氣中的CO與水蒸汽反應(yīng)生成H2和CO2，是可逆的放熱反應(yīng)。反應(yīng)方程式如下：

CO+H20=CO2+H2+Q

在這個(gè)方程式中我們可以看到，在等式右邊有個(gè)Q，這是代表熱量，也就是說在反應(yīng)向右邊進(jìn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量。當(dāng)熱量越來越多時(shí)溫度就越來越高，而高溫下不

利于反應(yīng)平衡向右(即向生成二氧化碳的方向)移動(dòng)，簡(jiǎn)單的說就是會(huì)使CO轉(zhuǎn)化率不Page

10（一）重要參數(shù)指標(biāo)→溫度高，所以基于這個(gè)原因，變化爐床層溫度不能太高，但同時(shí)高溫也有它的優(yōu)點(diǎn)，那就是有利于提高反應(yīng)速度。

那有的人就說了，既然高溫不行就低溫好了。雖然低溫能使CO轉(zhuǎn)化率高，但同時(shí)它也使一氧化碳變化反應(yīng)的速度降低。因此在大量的實(shí)驗(yàn)中為了既能保證高CO轉(zhuǎn)化率，又能保證很好的反應(yīng)速度，專家們總結(jié)得出觸媒床層控制溫度范圍就是以上溫度480°C~500°C。同時(shí)超高溫也會(huì)引起觸媒燒結(jié)，破壞觸媒活性，是CO轉(zhuǎn)化率低下。

但是這個(gè)溫度范圍要怎么才能控制的好呢？說到這個(gè)就要回到我們上面講到的第二個(gè)溫度參數(shù)TC306，在TC306與FIC303的串級(jí)調(diào)節(jié)下，通過控制激冷水Page

11（一）重要參數(shù)指標(biāo)→溫度的進(jìn)入量來調(diào)節(jié)床層一段入口溫度，從而達(dá)到影響并控制其整個(gè)一段床層溫度。(4)TA-310(DC-301變換爐二段入口溫度)，此溫度控制范圍為320°C~330°C。設(shè)置這樣的溫度范圍同樣是為了保證二段床層有個(gè)很好的CO轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)速度。其控制手段是：改變HC302開度，但要考慮對(duì)一段床層溫度的影響；改變FIC302的流量；改變FIC304的流量。

(5)TA-311(一氧化碳變換爐二段出口溫度)，這個(gè)溫度控制值為<390°C，它的作用就是監(jiān)控變換爐二段床層溫度不超過最佳值范圍，就是我們前面說過的既要一氧化碳高轉(zhuǎn)換率又要一氧化碳高反應(yīng)速度，因此在這個(gè)溫度控制內(nèi)就能達(dá)到我們所需求的。(6)TA-314

(DA-302出口氣體溫度)，此溫度一般在161°C，它的作用是監(jiān)控出DA-302工藝氣的溫度，該溫度的高低將影響后續(xù)系統(tǒng)冷凝液及熱量的回收好壞，從而影響變換工藝整個(gè)工段水系統(tǒng)的平衡。該溫度點(diǎn)我們無法直接施加影響Page

13（一）重要參數(shù)指標(biāo)→溫度(7)TI-324,TI-326(前一個(gè)為A-EA307管程出口工藝氣溫度，也可以認(rèn)為是EC301的進(jìn)口溫度；后一個(gè)是EC301廢鍋管程工藝氣出口溫度)，這兩個(gè)溫度點(diǎn)之間的差值一能反應(yīng)出廢鍋工作的狀況好壞，二能反應(yīng)出TA314變化帶來的影響。當(dāng)差值大的時(shí)候，可以證明廢鍋內(nèi)液位正常，回收熱量良好；也可側(cè)面的證明前系統(tǒng)溫度控制正常。Page

14（一）重要參數(shù)指標(biāo)→溫度反之，廢鍋就有可能上水不夠，液位沒達(dá)到要求值，不能很好的回收熱量；或前系統(tǒng)溫度就有可能控制不正常有其他因素在影響熱量的向后傳遞。(8)TI-328(FA302出口工藝氣體溫度)，這個(gè)溫度一般是<40°C，因?yàn)榇颂幍墓に嚉獾娜ハ蚴敲撎脊ざ?，而脫碳的溫度環(huán)境是在-40°C以下，如果TI-328溫度過高的話將會(huì)影響整個(gè)脫碳系統(tǒng)，使其操作難度增加，有甚者會(huì)使脫碳系統(tǒng)CO2超標(biāo)，引起500#堵塞。Page

15（一）重要參數(shù)指標(biāo)→溫度那超溫會(huì)是什么原因引起的呢？一般來說是A-EA306，A-EA304這兩個(gè)換熱器提供的冷卻介質(zhì)流量不夠，亦或是冷卻介質(zhì)進(jìn)口閥開度不夠，還有可能是冷卻介質(zhì)進(jìn)出口短接管線上的直通閥被打開了。因此出現(xiàn)超溫了就要從這些方面去查找。思考題1.主要影響一氧化碳變換工藝作用的三大因素?2.TIC306控制指標(biāo)是多少？3.TIC308控制指標(biāo)是多少？4.T310控制指標(biāo)是多少？5.TI311控制指標(biāo)是多少？6.進(jìn)變換爐的原料氣的汽/氣比與哪些因素有關(guān)?1.主要影響一氧化碳變換工藝作用的三大因素?答.溫度，壓力，汽氣比2.TIC306控制指標(biāo)是多少？答：50%負(fù)荷280℃~300℃100%負(fù)荷300℃~325℃3.TIC308控制指標(biāo)是多少？

答.<500℃4.T310控制指標(biāo)是多少？答.310℃~360℃

5.TI311控制指標(biāo)是多少？