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1、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
2、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
3、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H2 15.5CO 56.3CO2 8.1N2 1.4Ar 600ppmCH4 100ppmH2S 0.1NH3 300ppmH2O 18.5流量，Nm 3/H 183904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H2 42.86CO 19.0CO2 36.49N2 1.24Ar 0.052CH4 0.01H2S 0.125河南龙宇煤化工有限公司NH3 180 ppmH2O 0.205流量，Nm 3/H 212128温度，
4、 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（Nm 3） 2942.45 183904 1.471232109K8-11 810-3 0.5 4000K8-11 0.02 1.25 10000变换催化剂（kg）QDB-04 0.0306 1.93125 15300二硫化碳（吨）纯品 1.610-5 0.001 8表 4 公用工程消耗表序号 物料名称 规 格 单位 消耗量 备
5、注1 循环水 Pi：0.4MPa(g)，Ti：32 m3/h 7002 除盐水 Pi：1.2MPa(g)，Ti：40 m3/h 550 过装置换热3 锅炉给水 Pi：15MPa(g)，Ti：158 m3/h 422 过装置换热4 中压蒸汽 5MPaA，400 Kg/h 285725 高压蒸汽 9.9 MPaA，500 Kg/h 18000 开车时使用6 仪表空气 0.7MPaA，40 Nm3/h 1507 电 380V KW 2253、催化剂的特性表 5 K8-11 催化剂的物理性能和主要使用条件KATALCO K811 KATALCO K811/1 组成(%w/w LOI basis（质量百
6、分比LOI原理）) 氧化钴 4 4 氧化钼 10 10 钾碱助催化剂 是载体 均衡 均衡河南龙宇煤化工有限公司形式 压出物 压出物直径（mm） 4 4 堆密度(kg/m3)（千克/立方米）700 700 (lb/ft3)（磅/立方英尺） 44 44 侧壁挤压强度(kg)（千克） 6 6 (lb)（磅） 13 13 表 6 QDB-04 催化剂的物理性能和主要使用条件项 目 QDB-04外型尺寸, mm 3.5-4.5堆密度 , Kg/L 0.8-01.0破碎强度, N/cm 130比表面, m2/g 100孔容, cm3/g 0.25压力，MPa 8.0温度， C 190-500干气空速， h
7、-1 4500主要使用条件水/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，
8、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
9、 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：COH 2OCO 2H 241.2KJ/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
10、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
11、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)、183.904kNm 3/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%，64.552kNm 3
12、/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%，55.171kNm 3/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 P15
13、101 的 101.8的河南龙宇煤化工有限公司变换冷凝液冷却到 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-15103
14、A/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
15、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。河南龙宇煤化工有限公司第二节 变换装置的开车一、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
