工藝重要參數(shù)指標探討(上)

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2本廠一氧化碳變換工藝重要參數(shù)指標探討

首先我們先來大概的了解對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:溫度對變換反應(yīng)的化學反應(yīng)速度的影響較大，而且對正逆反應(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，一氧化碳的變換率隨溫度的升高而降低。因此當變換反應(yīng)開始時，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，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)強度。加壓后，CO能發(fā)生一些副反應(yīng)，同時受設(shè)備材質(zhì)、催化劑強度的限制，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，但其趨勢是先快后慢，當汽氣比提高到某一值時，平衡變換率曲線逐漸趨于平坦。汽氣比對于反應(yīng)速度的影響，一般在汽氣比較低時反應(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，適當提高汽氣比對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，這里我們再來說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。

在實際操作中，我們又把這主要三大因素細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)指標的探討。Page

6（一）重要參數(shù)指標→溫度（1）TI-301(DA301出口氣體溫度），一般我們控制在217°C在控制這個溫度時，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？當然在實際操作中是可以更低些，有數(shù)值207°C來支撐這個觀點，在這個溫度下，我們也能得到很好的變換爐操作溫度以達到工藝要求。而溫度更高些，在實際操作中不可能會出現(xiàn)，因為FIC-305控制的液體本身溫Page

7（一）重要參數(shù)指標→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），這個溫度有多個數(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，因為這個階段觸媒的活性已經(jīng)完全激活，Page

8（一）重要參數(shù)指標→溫度為了防止床層超溫就必須把入口溫度降到這個數(shù)值以內(nèi)，而在這個溫度內(nèi)我們也能達到很好的一氧化碳變換率。在裝置運行后期，觸媒的活性也會由于各種因數(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)置了一個串級調(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→溫度（3）TA-319(DC-301變換爐床層溫度)，這個溫度是變換爐床層眾多溫度點的其中一個，也是主要的指標性的溫度，一般我們規(guī)定在480°C<T<500°C。那么這個范圍溫度是怎么的出來的呢？要想弄清楚這個問題，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

在這個方程式中我們可以看到，在等式右邊有個Q，這是代表熱量，也就是說在反應(yīng)向右邊進行時會產(chǎn)生熱量。當熱量越來越多時溫度就越來越高，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，簡單的說就是會使CO轉(zhuǎn)化率不Page

10（一）重要參數(shù)指標→溫度高，所以基于這個原因，變化爐床層溫度不能太高，但同時高溫也有它的優(yōu)點，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，但同時它也使一氧化碳變化反應(yīng)的速度降低。因此在大量的實驗中為了既能保證高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。同時超高溫也會引起觸媒燒結(jié)，破壞觸媒活性，是CO轉(zhuǎn)化率低下。

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

11（一）重要參數(shù)指標→溫度的進入量來調(diào)節(jié)床層一段入口溫度，從而達到影響并控制其整個一段床層溫度。(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，因此在這個溫度控制內(nèi)就能達到我們所需求的。(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工段水系統(tǒng)的平衡。該溫度點我們無法直接施加影響Page

13（一）重要參數(shù)指標→溫度(7)TI-324,TI-326(前一個為A-EA307管程出口工藝氣溫度，也可以認為是EC301的進口溫度；后一個是EC301廢鍋管程工藝氣出口溫度)，這兩個溫度點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。當差值大的時候，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→溫度反之，廢鍋就有可能上水不夠，液位沒達到要求值，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)，這個溫度一般是<40°C，因為此處的工藝氣的去向是脫碳工段，而脫碳的溫度環(huán)境是在-40°C以下，如果TI-328溫度過高的話將會影響整個脫碳系統(tǒng)，使其操作難度增加，有甚者會使脫碳系統(tǒng)CO2超標，引起500#堵塞。Page

15（一）重要參數(shù)指標→溫度那超溫會是什么原因引起的呢？一般來說是A-EA306，A-EA304這兩個換熱器提供的冷卻介質(zhì)流量不夠，亦或是冷卻介質(zhì)進口閥開度不夠，還有可能是冷卻介質(zhì)進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控制指標是多少？3.TIC308控制指標是多少？4.T310控制指標是多少？5.TI311控制指標是多少？6.進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控制指標是多少？答：50%負荷280℃~300℃100%負荷300℃~325℃3.TIC308控制指標是多少？

答.<500℃4.T310控制指標是多少？答.310℃~360℃

5.TI311控制指標是多少？