文档介绍：工艺重要参数指标探讨
本厂工艺
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本厂一氧化碳变换工艺重要参数指标探讨
首先我们先来大概的了解对一氧化碳变换工艺起主要影响作用的三大因素
温度,压力,汽气比。
(一)温度:
温度对变换反应的化学反应速度的影响较大,而且对正逆反应速度的影响不一样。温
度升高,放热反应即变换反应速度增加得慢,逆反应(吸热反应)速度增加得快。同时,
一氧化碳的变换率随温度的升高而降低。因此当变换反应开始时,反应物浓度大,提高温
度可加快变换速度。反应末期,需降低反应温度,使逆反应速度减慢,这样可得到较高的
变换率。同时,反应温度的确定还和汽气比、气体成份、催化剂的活性、温度范围等因素
有关。
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本厂一氧化碳变换工艺重要参数指标探讨
(二)压力:
变换反应前后气体体积不变,所以提高压力不能改变反应过程的平衡状态,但提高压力后,反应物浓度增加,促进了分子间的接触,并且还能增加催化剂内表面的利用率及气体与催化剂的接触时间,故其空速随压力提高而加大,从而提高了催化剂的生产强度。
加压后,CO能发生一些副反应,同时受设备材质、催化剂强度的限制,压力不宜控制太高。
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本厂一氧化碳变换工艺重要参数指标探讨
(三)汽气比:
生产中常用水蒸汽与干水煤气的体积之比作为汽气比。
汽气比对一氧化碳的变换率有很大的影响,平衡变换率随汽气比提高而增加,但其趋势是先快后慢,当汽气比提高到某一值时,平衡变换率曲线逐渐趋于平坦。
汽气比对于反应速度的影响,一般在汽气比较低时反应速度随汽气比增加而上升较快,而后随汽气比的不断上升逐渐缓慢下来,适当提高汽气比对提高一氧化碳的变换率及反应速度均有利,但过高汽气比则在经济上是不合理的,
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本厂一氧化碳变换工艺重要参数指标探讨
顾名思义,汽气比就是蒸汽与工艺气的比值,前面我们也讲过一些,这里我们再来说说可以影响它的因素:
1)FIC301的流量
2)DA301顶部温度(TI301)
3)SPP301、SPP302、SPP303的喷水量。
在实际操作中,我们又把这主要三大因素细分到可操作条件里去,于是我们就有了温度,压力,流量,液位。下面就先从温度开始我们工艺参数指标的探讨。
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(一)重要参数指标→温度
(1)TI-301 (DA301出口气体温度),一般我们控制在217°C
在控制这个温度时,我们必须考虑到DA301出口气体的预热要求,还要考虑到出口气体内饱和蒸汽量的要求,而这两个工艺要求是由FIC-305流量大小来控制的。
那为什么要控制在217°C,能不能更低些或更高些呢?当然在实际操作中是可以更低些,有数值207°C来支撑这个观点,在这个温度下,我们也能得到很好的变换炉操作温度以达到工艺要求。而温度更高些,在实际操作中不可能会出现,因为FIC-305控制的液体本身温
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(一)重要参数指标→温度
度为211°C左右,在经过与EA-303换热后所得到的热量不足以使大量的来自DA-301下部工艺气加热到更高温度,而且工艺气预加热温度也无需要求更高的温度。
(2)TIC-306 (DC301-段床层入口气体温度),这个温度有多个数值,主要根据还是以触媒的活性来判断。在开工初期,触媒还原激活活性的初级阶段,一段床层入口温度则要求要高于正常期,约在360°C。触媒正常期入口温度则只需要在300°C-320°C,因为这个阶段触媒的活性已经完全激活,
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(一)重要参数指标→温度
为了防止床层超温就必须把入口温度降到这个数值以内,而在这个温度内我们也能达到很好的一氧化碳变换率。在装置运行后期,触媒的活性也会由于各种因数导致活性降低,那么入口温度也应该做出相应的提高。
在触媒活性的每个阶段期内,TIC-306的温度则是由来自FIC-303的激冷水控制,以保证变换炉内的温度不能过高或过低。(本装置设置了一个串级调节系统:FIC303和TIC306。通过TIC306的变化情况改变FIC303的设定值,保证一段床层入口温度的稳定
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(一)重要参数指标→温度
(3)TA-319 (DC-301变换炉床层温度),这个温度是变换炉床层众多温度点的其中一个,也是主要的指标性的温度,一般我们规定在480°C <T<500°C。那么这个范围温度是怎么的出来的呢?要想弄清楚这个问题,就得从一氧化碳变换的方程式说起。在高温与催化剂条件下,原料气中的CO与水蒸汽反应生成H2和CO2,
是可逆的放热反应。反应方程式如下:
CO+H20=CO2+H2+Q
在这个方程式中我们可以看到,在等式右边有个Q,这是代表热量,也就是
说在反应向右边进行时会产生热量。当热量越来越多时温度就越来越高