1岗位概况和任务
1.1 岗位概况
从气化工序来的煤气的成分（干基）大致为表1：
表1.煤气成分表
名称CO H2CO2CH4N2H2S Ar COS NH3含量（%）46.979 34.908 17.431 0.099 0.336 0.082 0.127 0.002 0.036 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CO:CO2:H2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。
虽然水煤气经过二级除尘，但水煤气中还会有微量的灰尘，经过变换炉时就沉积在催化剂表面，时间一长，催化剂将失去活性，根据经验，制取甲醇时CO的变换率不高时，可以先经煤气冷却，洗涤掉气体中的尘，同时，用水煤气废热锅炉来控制水煤气中的含水量，也控制CO的变换率，基本可以满足甲醇需要的CO的含量，如不能满足要求，可以通过旁路进行微调。
CO的变换反应工业上都是在催化剂存在的条件下进行，在许多中型合成氨厂以前的工艺中都是将原料气中的H2S和SO2等硫化物在被脱除的情况下应用以Fe2O3为主体的催化剂，温度在350~550℃的条件下进行变换反应。但约有3%左右的CO存在于变换气中，还有采用CuO为主体的催化剂，温度在200~280℃的条件下进行变换反应，残余的CO在0.4%左右。
本工序采用的变换反应也是在催化剂的作用下进行，但是从德士古气化工序过来的原料气直接进入本工序进行变换反应。因原料气中会有一定量的H2S、COS等硫化物，因而采用以Co、Mo为主体的催化剂，反应温度在200~465℃范围内进行，反应后的变换气中的CO为19%。
1.2岗位任务
来自气化工序的合成气，在触媒的作用下进行耐硫变换，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1.0MPa的低压蒸汽。
2 工艺原理、流程叙述及工艺指标
2.1 CO 变换的基本原理
2.1.1变换反应的化学平衡
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CO 2和H 2的方向进行。
但是，CO 和H 2O 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+3H 2==CH 4+ H 2O
CO+H 2==C+ H 2O
2CO==C+ CO 2
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是不必考虑。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。
O H CO H CO N N N N Kp 22
2??=
[][][][]
O H CO H CO 222??= O H CO H CO V V V V 22
2??=
222H CO O
H CO N N N N ??=
N CO2、N CO 、N H2O 、N H2—分别为变换气中各组分的摩尔数；
[CO 2]、[H 2]、[CO]、[H 2O] —分别为变换气中各组分的体积或摩尔浓度；
V CO2、V CO 、V H2O 、V H2—分别为变换气中各组分的体积；
P CO2、P CO 、P H2O 、P H2—分别为CO 2、CO 、H 2O 、H 2各组分的分压。
2.1.2 CO 变换反应方程式分析
一、 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。
二、 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H 2和CO 2的方向进行。
三、 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。
四、 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。
五、 反应的程度通过变换率来表示
()100100''?+?-=CO CO CO
CO V V V V E
式中：E —变换率
V CO —煤气中CO 体积百分数
V CO ′—变换气中CO 的体积百分数
2.1.3 影响变换反应的工艺条件
一、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。我公司采用4.0MPa 气化，到变换压力为3.7MPa 。
二、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CO 2和H 2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，使得催化剂的活性降低，因此低变催化剂的操作温度不但受本身活性温度的限制，而且还必须高于气体的露点温度。为安全起见，操作温度的下限应比在此条件下的露点温度高20～30℃左右。在相同操作压力下，随着气体中水蒸汽含量的增加，露点温度升高，因而操作温度的下限也应提高，因而要尽量降低水蒸汽的含量。
三、水气比
一般指水蒸汽的摩尔数同干原料气的摩尔数之比，水气比的提高有利于提高CO反应的变换率，并加速变换反应的进行，同时有利于床层温度的控制。但过高的水气比，将会使催化剂床层的阻力增加，CO停留时间缩短，余热回收设备负荷加重，并影响设备的生产能力。且会使Co－Mo触媒反硫化。
四、空速
空速是指单位时间通过单位体积触媒的气体量。空速过大，则气体和触媒的接触时间短，CO来不及反应就离开了触媒层，变换率低：过小，则通过触媒层的气量小，降低生产强度，形成浪费，一般在催化剂活性好时，反应速度快，可以采用较大的空速，充分发挥设备的生产能力。在生产后期，触媒活性较差时，适当降低空速，以保证出口CO的含量。
五、CO2的影响
在变换反应过程中，如果能将生成的CO2除去，就可以使变换反应向右移动，提高CO的变换率。中型合成氨厂除去CO2的方法是将CO变换到一定程度后，送往脱碳工序除去气体中的CO2，然后再进行第二次变换。我公司由于变换气出口CO含量在19%左右，属于粗变，所以无须采用此方法。
六、副反应的影响
CO变换过程中，可能发生CO分解析出C和生成CH4等副反应，其反应式如下：
2CO==C+ CO2+Q
CO+3H2==CH4+H2O+Q
2CO+2H2==CH4+ CO2+Q
CO2+4H2==CH4+2H2O+Q
副反应不仅消耗原料气中有效成分H2和CO，增加了无用成分CH4的含量，而且CO分解后析出的游离碳极容易附着在催化剂表面上，使催化剂的活性降低。以上这些副反应均为体积减小的放热反应，因此降低温度、提高压力有利于副反应的进行。
但在实际生产中所采用的工艺条件下，这些副反应一般不容易发生。
2.1.4 变换反应机理
一氧化碳和水蒸汽的反应如果单纯在气相中进行，即使温度在100℃，水蒸汽用量很大，反应速率仍然是极其缓慢的。这是因为在进行变换反应时，首先要使蒸汽中的氧与氢联接的键断开，然后氧原子重新排到CO分子中去而变成CO2,两个H原子相互结合为H2分子。水分子中O与H的结合能力很大，要使H-O-H的两个键断开，必须有相当大的能量，因而变换反应进行是比较困难的。当有催化剂存在时，反应则按下述两步进行：
[K]+H2O(汽)→[K]O+H2
[K]O+CO→[K]+CO2
式中：[K]—表示催化剂
[K]O—表示中间化合物
即水分子首先被催化剂的活性表面所吸附，并分解为氢与吸附态的氧原子。氢进入气相中，氧在催化剂表面形成氧原子吸附层。当CO撞击到氧原子吸附层时，即被氧化成CO2，随后离开催化剂表面进入气相。然后催化剂表面又吸附水分子，反应继续下去。反应按这种方式进行时，所需能量小，所以变换反应在有催化剂存在时，速度就可以大大加快。
在反应过程中，催化剂能够改变反应进行的途径，降低反应所需的能量，缩短达到平衡的时间，加快反应速度，但它不能改变反应的化学平衡。反应前后催化剂的数量和化学性质2.1.5 触媒硫化原理
QDB-04型宽温耐硫变换触媒属钴-钼系。硫化前，其主要活性成分Co和Mo均以氧化物形式存在，活性很低，当转化为金属硫化物时才具有高的活性，硫化过程主反应为：MoO3+2H2S+H2==MoS2+3H2O+48.15 KJ/mol (1)
CoO+H2S==CoS+H2O+13.40 KJ/mol (2) 硫化反应是放热反应，所以须控制床层温度。若温度过高，则易发生还原反应：
CoO+H2==Co+H2O而使触媒的活性降低。
使用合成气硫化时，硫化过程中可能发生下述反应：
CO+H2O==CO2+H2+41.4 KJ/mol (3)
CO+3 H2O==CH4+H2O+206.2 KJ/mol (4)
为了使产生的热量尽可能的少，在硫化过程中应尽可能地抑制这两个反应，特别是反应（4），通常触媒转化成硫化态后，对反应（3）是有利的，但触媒为氧化态时，并在较高压力下对
反应（4）是有利的，所以应通过控制温度来限制此反应。
水煤浆宽温耐硫变换换热器泄漏原因分析及应对措 施示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
水煤浆宽温耐硫变换换热器泄漏原因分析及应对措施示范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 随着化工行业的大型化趋势，水煤浆气化配套宽温耐 硫变换工艺已经普遍应用与煤化工行业，由于该工艺使用 时间较短，系统中存在这样或那样的问题，反映出来就是 设备的泄漏停车，其中静止设备中换热器泄漏最经常遇 到。原因有工艺方面的问题，也有设备的先天不足，还有 施工质量控制等方面的因素。本文的重点是对该类设备问 题进行分析，并在工艺操作及设备的制造安装方面来控制 避免造成泄漏。 1、对国内变换工艺设备泄漏情况调研 1、安徽某化肥单位出现变换两台废锅全部泄露，造成 系统停车，损失巨大，主要现象是高低压废热锅炉合成气
泄露至蒸汽侧。 原因分析： （1）设备泄漏原为设计结构没有无废锅进水防冲板结构，造成水流直接冲击换热管。 （2）设备操作温度高，液位控制过低，引起换热管气相部分振动。 （3）另一方面就是管子质量可能存在质量问题。 2、山东某水煤浆工艺煤化工单位蒸汽过热器甲醇合成产蒸汽带水。原因分析：带液冷激造成泄漏。 3、陕西某石化下属煤化工单位2#蒸汽发生器、蒸汽发生器、水冷却器泄露，原因分析：是折流板间距过大形成共振所致，后增加一层支撑板进行加固后效果明显。 综合分析： 近年通过对多家该类工艺的使用状况的考察，耐硫变换中主要是软水加热器、水冷却器、中低压废热锅炉的泄
《耐硫变换催化剂概念关于变换工段耐硫变换催化剂工作情况的分析》关于变换工段耐硫变换催化剂工作情况的分析 受克旗煤制气公司生产部委托，化工研究院驻克旗现场技术服务小组技术人员对变换工段耐硫变换催化剂的工作状态进行了分析，以期为耐硫变换工段正常生产运行提供决策参考。下文是根据生产部提供的xx.12~xx.3运行数据，结合理论分析和文献资料编制的分析报告。 一、催化剂使用工况分析 表1比较了变换工段预变催化剂和主变催化剂的设计工况与实际工况。从表1可以看出，预变和主变催化剂的实际工况，包括空速和温度均有所偏离设计工况，这种偏离可能会影响催化剂的实际运行效果。 表1催化剂设计工况和实际工况比较 二、催化剂运行状态分析 2.1预变炉 图1为qbs-01型号预变催化剂上co变换反应转化率、反应体积空速和催化剂入口温度在运行期间的变化曲线。 图1预变催化剂co转化率、体积空速和入口温度的变化趋势 从图1可以看出，随着空速的增大，预变炉co转化率明显下降，空速降低后co转化率随之提升。其中在12月28号-3月3号区间，预变炉的工作空速大部分在3000～5400h-1范围内，此时对应的co 转化率很小，说明在此空速下qbs-01催化剂上co变换反应发生程度
很低。 催化剂的3000～5400h-1运行期间体积空速超过了催化剂厂家提供qbs-01催化剂正常设计工况（1500～3000h-1）。空速的提高一方面会降低催化剂的co变换反应速率，另一方面当空速明显超过设计值时，会加速催化剂的活性衰退。 当预变反应器入口温度233℃，体积空速3000h-1，催化剂床层温升6.5℃，此时co转化率为6%；当预变反应器入口温度260℃，体积空速3100h-1，催化剂床层温升13℃，此时co转化率为8%。适当提高入口温度有利于促进qbs-01预变催化剂上co变换反应。 根据计算，变换反应每转化1个百分点的co会给预变反应器带来9~10℃温升。从正常运行数据分析，预变炉温升约20℃，共计转化2个百分点的co；而近期运行数据中，预变温升为10℃左右，co 仅转化1个百分点。 2.2主变炉 图2为主变催化剂上co水汽变换反应转化率的变化趋势。从图2可以看出，从xx年11月底至xx年3月底的4个月内，主变催化剂co转化率呈下降趋势。 图2主变催化剂上co转化率变化趋势 图3主变co转换率与空速及进口温度变化曲线 图3显示了qcs-04型号主变催化剂上co变换反应转化率、反应体积空速和催化剂入口温度在运行期间的变化。有如下特点：当主变入口温度高于260℃时，空速的波动对co水汽变换反应
一氧化碳变换反应工艺流程 一氧化碳变换流程有许多种，包括常压、加压变换工艺，两段中温变换（亦称高变）、三段中温变换（高变）、高-低变串联变换工艺等等。一氧化碳变换工艺流程的设计和选择，首先应依据原料气中的一氧化碳含量高低来加以确定。一氧化碳含量很高，宜采用中温变换工艺，这是由于中变催化剂操作温度范围较宽，使用寿命长而且价廉易得。当一氧化碳含量大于15%时，应考虑将变换炉分为二段或多段，以使操作温度接近最佳温度。其次是依据进入变换系统的原料气温度和湿度，考虑气体的预热和增湿，合理利用余热。最后还要将一氧化碳变换和残余一氧化碳的脱除方法结合考虑，若后工序要求残余一氧化碳含量低，则需采用中变串低变的工艺。 一、高变串低变工艺 当以天然气或石脑油为原料制造合成气时，水煤气中CO含量仅为10%～13%（体积分数），只需采用一段高变和一段低变的串联流程，就能将CO含量降低至0.3%，图2-1是该流程示意图。 图2-1一氧化碳高变-低变工艺流程图 1-废热锅炉2-高变炉3-高变废热锅炉4-预热器5-低变炉6-饱和器7-贫液再沸器来自天然气蒸气转化工序含有一氧化碳约为13%~15%的原料气经废热锅炉1降温至370℃左右进入高变炉2，经高变炉变换后的气体中一氧化碳含量可降至3%左右，温度为420~440℃，高变气进入高变废热锅炉3及甲烷化进气预热器4回收热量后进入低变炉5。低变炉绝热温升为15~20℃，此时出低变炉的低变气
中一氧化碳含量在0.3%~0.5%。为了提高传热效果，在饱和器6中喷入少量软水，使低变气达到饱和状态，提高在贫液再沸器7中的传热系数。 二、多段中变工艺 以煤为原料的中小型合成氨厂制得的半水煤气中含有较多的一氧化碳气体，需采用多段中变流程。而且由于来自脱硫系统的半水煤气温度较低，水蒸气含量较少。气体在进入中变炉之前设有原料气预热及增湿装置。另外，由于中温变换的反应放热多，应充分考虑反应热的转移和余热回收利用等问题。图2-2为目前中小型合成氨厂应用较多的多段中温变换工艺。 半水煤气首先进入饱和热水塔1，在饱和塔内气体与塔顶喷淋下来的 130~140℃的热水逆流接触，使半水煤气提温增湿。出饱和塔的气体进入气水分离器2分离夹带的液滴，并与电炉5来的300~350℃的过热蒸汽混合，使半水煤气中的汽气比达到工艺条件的要求，然后进入主热交换器3和中间换热器4，使气体温度升至380℃进入变换炉，经第一段催化床层反应后气体温度升至 480~500℃，经蒸汽过热器、中间换热器与蒸汽和半水煤气换热降温后进入第二段催化床层反应。反应后的高温气体用冷凝水冷激降温后，进入第三段催化剂床层反应。气体离开变换炉的温度为400℃左右，变换气依次经过主热交换器、第一水加热器、热水塔、第二热水塔、第二水加热器回收热量，再经变换气冷却器9降至常温后 图2-2 一氧化碳多段中温变换工艺流程 1-饱和热水塔2-气水分离器3-主热交换器4-中间换热器5-电炉6-中变炉7-水加热器
1岗位概况和任务 1.1 岗位概况 从气化工序来的煤气的成分（干基）大致为表1： 表1.煤气成分表 名称CO H2CO2CH4N2H2S Ar COS NH3含量（%）46.979 34.908 17.431 0.099 0.336 0.082 0.127 0.002 0.036 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CO:CO2:H2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。 虽然水煤气经过二级除尘，但水煤气中还会有微量的灰尘，经过变换炉时就沉积在催化剂表面，时间一长，催化剂将失去活性，根据经验，制取甲醇时CO的变换率不高时，可以先经煤气冷却，洗涤掉气体中的尘，同时，用水煤气废热锅炉来控制水煤气中的含水量，也控制CO的变换率，基本可以满足甲醇需要的CO的含量，如不能满足要求，可以通过旁路进行微调。 CO的变换反应工业上都是在催化剂存在的条件下进行，在许多中型合成氨厂以前的工艺中都是将原料气中的H2S和SO2等硫化物在被脱除的情况下应用以Fe2O3为主体的催化剂，温度在350~550℃的条件下进行变换反应。但约有3%左右的CO存在于变换气中，还有采用CuO为主体的催化剂，温度在200~280℃的条件下进行变换反应，残余的CO在0.4%左右。 本工序采用的变换反应也是在催化剂的作用下进行，但是从德士古气化工序过来的原料气直接进入本工序进行变换反应。因原料气中会有一定量的H2S、COS等硫化物，因而采用以Co、Mo为主体的催化剂，反应温度在200~465℃范围内进行，反应后的变换气中的CO为19%。 1.2岗位任务 来自气化工序的合成气，在触媒的作用下进行耐硫变换，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1.0MPa的低压蒸汽。 2 工艺原理、流程叙述及工艺指标
坤天自动化系统有限公司变换岗位操作规程
1、变换岗位的任务和意义: 把气化工序送来的经洗涤塔洗涤冷却后合格的粗煤气送入变换工段，经部分 /CO≈2.0～2.1的变换气，耐硫变换，与未参加变换的粗煤气混合得到有效气H 2 同时回收部分变换反应热,副产低压蒸汽、预热锅炉给水及脱盐水等物料。 本岗位的主要任务：负责本工段所属动静设备的开停、置换、正常运转、日常维护保养和有关设备的试车及配合检修等，保证设备处于完好状态，确保本工序正常稳定生产。 2、变换岗位工艺流程概述： 来自气化工序的粗煤气( 230℃左右，汽气比约1.5)经1#气液分离器(V1501)分离掉气体中夹带的水分后，约56％的粗煤气进入粗煤气预热器(E1501)，被变换炉(R1501)出来的经蒸汽过热器(E1502)预冷后的变换气预热至280℃，进入变换炉（R1501）进行耐硫变换，变换炉温度控制在 435℃，出变换炉的变换气(温度435℃)经蒸汽过热器(E1502)将2.5Mpa蒸汽由230℃过热至390℃，变换气温度降至400℃，再经粗煤气预热器(E1501) 预热粗煤气回收热量后，温度降至350℃，与未参加变换的粗煤气混合后进入1#低压蒸汽发生器(E1503)，副产1.3MPa低压蒸汽，变换气温度降为220℃，经2#气液分离器(V1502)分离出冷凝液后，进入2#低压蒸汽发生器(E1504) 副产0.7MPa低压蒸汽，变换气温度降为190℃，经3#气液分离器（V1503）分离掉工艺冷凝液后，进入3#低压蒸汽发生器（E1505），副产0.35MPa低压蒸汽，温度进一步降低至170℃，经5#气液分离器（V1505）分离掉工艺冷凝液，进入蒸汽凝液预热器（E1510），将从713工段来的95℃透平凝液预热至140℃，变换气温度降至136.28℃；再经6#气液分离器（V1506）分离掉工艺冷凝液，进入2#脱盐水预热器（E1506）预热来自1#脱盐水预热器（E1508）的脱盐水，温度降至70℃，最后在水冷器（E1509）用循 ，环冷却水冷却至40℃左右，在4＃气液分离器（V1504）顶部用冷密封水洗去NH 3 分离掉工艺冷凝液后变换气送入低温甲醇洗工段。 1＃气液分离器（V1501）和2＃气液分离器（V1502）分离出来的冷凝液，与3＃气液分离器（V1503）分离出来的高温工艺冷凝液汇合后，温度约为 210℃，其中大部分经过工艺冷凝液泵（P1501）加压后送至气化工段洗涤塔（T1301）使用，一小部分与 5＃、6＃气液分离器（V1505、V1506）分离出来的冷凝液（温度约为100℃）一并进入汽提塔（T1501）上部进行汽提。 4＃气液分离器（V1504）分离出来的低温冷凝液40℃在E1507换热器同汽
耐硫变换催化剂及其使用技术 1．钴-钼系耐硫变换催化剂及其使用工艺 1.1加压气化工艺及其耐硫变换催化剂 众所周知,在合成氨厂中，合成氨原料气中一氧化碳的变换通常是在铁-铬变换催化剂的存在下进行：CO+H2O<----------->C02+H2+Q 以铁为主的催化剂，由于其中(300～450℃)活性高，价格低廉，几十年来一直被广泛用于一氧化碳和水蒸气的变换反应。这种催化剂的缺点是水蒸气消耗高，在高硫气氛中，其变换活性低。因此，几十年来合成氨的净化流程历来是先脱硫后变换再脱碳。高温的粗煤气经经降温脱硫，在升温补入水蒸气变换，这样就带来流程长，能耗高的缺点。 五十年代，重油部分氧化工艺用于制合成氨原料气，之后，又开发了水煤浆德士古气化制合成氨原料气。针对直接回收热能的冷凝流程，为了充分利用气化反应热及气体中的水蒸气，国外首先开发了一种钴-钼系耐硫变换催化剂串联于气化之后，实现了先变换然后再脱硫脱碳的工艺，从而缩短了流程，降低了能耗。 由于重油（或渣油）部分氧化工艺以及水煤浆德士古气化工艺都是在较高的压力(一般在3.5～8.OMpa)下进行，而且气体中的一氧化碳浓度较高（46～４８％），水蒸气浓度高(汽/气比高达1.5)，反应热较高，(第一段出口温度可达450～460℃)，因此要求用于该流程的耐硫变换催化剂能耐热、耐水汽和耐高压，催化剂有较高的强度和稳定的结构，使之具有足够的使用寿命。这种催化剂一般在载体中添加了镁及其它一些添加剂，或采用一些特殊的制法以稳定载体和催化剂的结构。我们把这种催化剂归为耐高压的中温型钴-钼耐硫变换催化剂。近十多年来，我国已引进了一批油气化和水煤浆加压气化的大、中型化肥（化工厂），形成了应用这类型钴-钼耐硫变换和节能工艺的一个系列。 1．2中串低流程及其变换催化剂 国内煤固定床气化制合成氨原料气的工艺，几十年来一直采用铁-铬型催化剂用于一氧化碳的变换反应，净化工艺一直采用先变换后脱硫脱碳的工艺。催化剂寿命短，水蒸气耗量高、能耗高。自上世纪八十年代以来，我国的合成氨工艺在节能降耗方面取得了重大突破，一些性能优良的节能型催化剂的开发和应用，为各种低能耗节能制氨工艺的开发奠定了技术基础。其中钴-钼型一氧化碳耐硫变换催化剂的开发和应用就是重要的技术进步之一。 这种含有碱金属的钴-钼型耐硫变换催化剂具有很高的低温活性，强度好，寿命长。它首先用于原铁铬型中变催化剂工艺中的第三段，即第三段的铁-铬催化剂改为钴-钼系列耐硫低温变换催化剂，或在原有三段铁-铬型变换的基础上加装一个小型的装有钴-钼型耐硫低变催化剂的低变炉。这就是国内最早开发的中串低的工艺。 中串低工艺的应用，降低了变换气中的汽/气比和第三段催化剂的温度，从而产生明显的经济效益，可归纳为以下三点： （1）节约水蒸气 全部使用铁-铬催化剂时，吨氨水蒸气消耗为800～1000kg。应用中串低工艺后，吨氨水蒸气消耗为400～500kg，减少了约50％。 （2）增产合成氨 应用中串低工艺后，出口变换气中的一氧化碳浓度与原来全铁-铬催化剂流程相比，从约3％下降到1％以下，从而达到增产氢气和合成氨。据估算，一个相当于1.5万吨／年的合成氨厂，每日可增产2.6吨氨。 （3）减少铜洗负荷 1.3中串低、中低低及全低变流程比较
一氧化碳变换的主要设备及操作控制 摘要：本文根据作者自己的工作经验，结合实际，对一氧化碳变换的知识进行阐述，并探讨了一氧化碳变换的主要设备和变换过程中的操作要点。 关键词：化工；一氧化碳变换；设备；操作要点 1.一氧化碳变换的主要设备 1.1变换炉 变换炉随工艺流程不同而异，但都应满足以下要求：变换炉的处理气量尽可能大；气流阻力小；气流在炉内分布均匀；热损失小，温度易控制；结构简单，便于制造和维修，并能实现最适宜温度的分布。变换炉主要有绝热型和冷管型，最广泛的是绝热型。现介绍生产中常用的两种不同结构的绝热型变换炉。 （1）中间间接冷却式变换炉 中间间接冷却式变换炉结构的外壳是由钢板制成的圆筒体，内壁砌有耐混凝土衬里，再砌一层硅薄土砖和一层轻质黏土砖，以降低炉壁温度和防止热损失。内用钢板隔成上、下两段，每层催化剂靠支架支撑，支架上铺篦子板，钢丝网及耐火球，上部再装一层耐火球。为了测量炉内各处温度，炉壁多处装有热电偶，炉体上还配置了入孔与装卸催化剂口。 （2）轴径向变换炉 半水煤气和蒸汽由进气口进入，经过分布器后，70%的气体从壳体外集气器进入，径向通过催化剂，30%气体从底部轴向进入催化剂层，两股气体反应后一起进入中心内集气器而出反应器，底部用Al2 O3球并用钢丝网固定。外集气器上开孔面积为0.5%，气流速率为6. 7m/s，中心内集气器开孔面积为1.5%，气流速率为22m/ s，大大高于传统轴向线速0. 5m/s。因此，要求使用强度较高的小颗粒催化剂。轴径向变换炉的优点是催化剂床层阻力小，催化剂不易烧结失活，是目前广泛推广的一项新技术。 1.2饱和热水塔 饱和塔的作用是提高原料气的温度，增加其水蒸气含量，以节省补充蒸汽量。热水塔的作用主要是回收变换气中的蒸汽和湿热，提高热水温度，以供饱和塔使用。工业上将饱和塔和热水塔组成一套装置的目的是使上塔底部的热水可自动流入下塔，省去一台热水泵。 目前饱和塔用新型垂直筛板塔，可提高传质效率20%左右，气体处理量可提高50%以上，具有低压降，抗结垢抗堵塞能力强的特点。
预硫化耐硫变换催化剂的研制 周红军王毓秀 （齐鲁石化公司研究院淄博 255400） 1．引言 钴钼系耐硫低变催化剂已广泛用于中、小氮肥厂，使用前必须对催化剂进行 高温硫化，常用的硫化方法是用CS 2或H 2 S做为硫化剂进行现场硫化。但现场硫 化时常常出现因操作不当引起催化剂超温，损坏催化剂的活性，严重时整炉催化剂报易燃，其次CS 2 易燃，在硫化过程中经常会出现入空管或硫化罐着火等不安 全因素；再者由于CS 2和H 2 S对生物有剧毒，特别是CS 2 ，它可以通过呼吸道及皮 肤侵害人体机能（对操作人员造成极大危害）；此外，现场硫化不仅耗费时间、煤气、电力、硫化剂等，并且一般需2—3天才能转入正常生产，因此，研制一种新型换代的耐硫低变催化剂是很有必要的。 预硫化催化剂解决了这一难题，它吸收了荷兰AKZO公司的选技术，采用器外预硫化，在制备催化剂的同时也把硫化剂加入，装置开车时直接升温并入系统，不需要加硫化剂。实验结果表明，用此方法硫化的催化剂活性高，且稳定性好，综合性能优于有CS 2 硫化的催化剂，该催化剂已申请中国专利。 2．预硫化耐硫变催化剂的主要功能 2．1 物化性能 预硫化催化剂的物化性能常规硫化的QCS—02系列催化剂的性能相当，如章丘第二化肥厂的中串低催化剂，青州化肥厂的中低低催化剂，平阴化肥厂的全低催化剂，昌乐化肥厂及章丘第一化肥厂的复活催化剂等。 2．变换活性
在1.0MPa下进行加压活性评价，常规催化剂在400℃下硫化10 h，然后评价活性，预硫化催化剂用干气升温后直接评价活性结果见表1。 表1不同硫化催化剂的加压原粒度活性对比 一氧化碳变换率/% 硫规催化剂—————————————————————————————————— 400℃ 300℃ 200℃ 180℃ 常规硫化QCS—02 86.2 42.9 17.8 7.4 预硫化QCS—02 88.9 57.6 24.6 18.6 表1结果表明：预硫化的方法能提高活性，特别是低温活性。 2．3 催化剂温度 在加压评价装置的上进行活性评价，将二种硫化方法的催化剂运转前后强度的变化列于表2，可以看出，催化剂预硫化与常规硫化的变化规律一致，运转后强度增大。 表2催化剂强度对比 强度（N.颗-1） 硫化催化剂——————————————————————————————————运转前 运转后 常规硫化QCS—02 54.0 63.0 预硫化QCS—02 49.5 56.3
一氧化碳变换 概述 一氧化碳的变换是指煤气借助于催化剂的作用，在一定温度下，与水蒸气反应，一氧化碳生成二氧化碳和氢气的过程。通过变换反应既除去了煤气中的一氧化碳，又得到了制取甲醇的有效气体氢气。因此，变化工段既是转化工序，又是净化工序。 前工段来的煤气中，一氧化碳含量高，通过变换反应以后，要求达到工艺气体中的CO/H2约为2.05~2.1的关系，以满足甲醇合成的要求。 一氧化碳变换反应是在催化剂存在的条件下进行的，是一个典型的气固相催化反应。60年代以前，变换催化剂普遍采用Fe-Gr催化剂，使用温度范围为350~550℃，60年代以后，开发了钴钼加氢转化催化剂和氧化锌脱硫剂，这种催化剂的操作温度为200~280℃，为了区别这两种操作温度不同的变换过程，习惯上将前者称为“中温变换”，后者称为“低温变换”。 按照回收热量的方法不同，变换又可分为激冷流程和废锅流程，冷激流程中，冷激后的粗原料气已被水蒸气饱和，在未经冷却和脱硫情况下直接进行变换，因此，两种流程按照工艺条件的不同选用不同的催化剂，激冷流程采用Co-Mo耐硫变换催化剂，废锅流程采用Fe-Cr
变换催化剂。 第一节变换反应原理 变换过程为含有C、H、O三种元素的CO和H2O共存的系统， 在CO变换的催化反应过程中，除了主要反应 CO+H2O＝CO2+H2 以外，在某种条件下会发生CO分解等其他副反应，分别如下： 2CO＝C+CO2 2CO+2H2＝CH4+CO2 CO+3H2＝CH4+H2O CO2+4H2＝CH4+2H2O 这些副反应都消耗了原料气中的有效气体，生成有害的游离碳及 无用的甲烷，避免副反应的最好方法就是使用选择性好的变换催化剂。 一、变换反应的热效应 一氧化碳变换反应是一个放热反应， CO+H2O＝CO2+H2+41kJ/gmol 反应的热效应视H2O的状态而定，若为液态水，则是微吸热反应，若是水蒸气，则为放热反应。 变换反应的反应热随温度的升高而降低，具体反应热列表如下： 表1 CO+H2O＝CO2+H2的反应热 温度℃25 200 250 300 350 400 450 500 550 △HkJ/gmol 41 39.8 39.5 39 38.5 38 37.6 37 36.6
In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.水煤浆宽温耐硫变换换热器泄漏原因分析及应对措 施正式版
水煤浆宽温耐硫变换换热器泄漏原因分析及应对措施正式版 下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 随着化工行业的大型化趋势，水煤浆 气化配套宽温耐硫变换工艺已经普遍应用 与煤化工行业，由于该工艺使用时间较 短，系统中存在这样或那样的问题，反映 出来就是设备的泄漏停车，其中静止设备 中换热器泄漏最经常遇到。原因有工艺方 面的问题，也有设备的先天不足，还有施 工质量控制等方面的因素。本文的重点是 对该类设备问题进行分析，并在工艺操作 及设备的制造安装方面来控制避免造成泄 漏。 1、对国内变换工艺设备泄漏情况调研
1、安徽某化肥单位出现变换两台废锅全部泄露，造成系统停车，损失巨大，主要现象是高低压废热锅炉合成气泄露至蒸汽侧。 原因分析： （1）设备泄漏原为设计结构没有无废锅进水防冲板结构，造成水流直接冲击换热管。 （2）设备操作温度高，液位控制过低，引起换热管气相部分振动。 （3）另一方面就是管子质量可能存在质量问题。 2、山东某水煤浆工艺煤化工单位蒸汽过热器甲醇合成产蒸汽带水。原因分析：带液冷激造成泄漏。
第6期2017年11月 中氮肥 M-Sized Nitrogenous Fertilizer Progress No. 6 Nov. 2017 !合成氨及下游产品！ 典型一氧化碳变换工艺流程综述 向国军 (武汉金中石化工程有限公司，湖北武汉430223) [摘要]结合合成氨工业变换工艺的发展历史，对目前3种主流变换工艺— —常压富氧气化配套变换工艺、S h e ll粉煤气化配套耐硫变换工艺、水煤浆气化配套耐硫变换工艺的典型工艺流程、原料气特点、工艺流程特点、工艺设计条件进行分析和阐述，以便大家对这3种气化工艺配套变换工艺有一个比较完整的了解和认识。 [关键词]变换工艺；典型工艺流程；原料气特点；工艺流程特点；工艺设计条件 [中图分类号]T Q 113.26+4.2 [文献标志码]B[文章编号]1004 -9932(2017)06 -0004 -03 〇引言 一氧化碳与水蒸气在催化剂的作用下发生变 换反应生成H2和C〇2，这个工艺过程在1913年 就已用于合成氨工业[1]。变换系统是合成氨生 产中的重要净化工序，一方面变换系统提供氨合 成反应所需的重要原料— —H，另一方面变换 系统将合成系统氨合成催化剂的毒物— —C0转 化为易于脱除的C〇2。近百年来，变换工艺伴随 着合成氨工业及变换催化剂技术的发展，其工艺 流程发生了巨变。从我国上世纪50、60年代研 制成功的抗硫性能较差的FeCr系催化剂、Cu-Zn系催化剂发展到目前广泛应用的Co-Mo系宽 温耐硫变换催化剂，变换工艺流程也由传统的中 串低、中低低发展到全低变，流程配置得到不断 优化，公用工程消耗得以持续降低。以下就目前 主流的变换工艺进行阐述，并对其主要特性进行 分析。 1常压富氧气化配套变换工艺 1.1 典型工艺流程 常压富氧连续气化工艺作为中小型氮肥厂原 有固定床间歇气化工艺的升级替代工艺，由于其 [收稿日期]2017-05-08 [作者简介]向国军（1983—）男，湖北宜昌人，注册化工工程师，主要从事化工项目工艺和管道设计工作。气化强度及气化效率较高，无废气排放，安全性 得到提高，因此目前应用较为广泛。如黑龙江某 焦化企业升级改造其化工产品项目气化单元时即 采用了常压富氧连续气化，其配套变换工艺流程 见图1。 图1常压富氧气化配套变换工艺流程框图 12工艺流程特点 1.2.1原料气特点 来自气化单元的粗煤气经电捕焦油、粗脱 硫、增压后送变换界区，界区压力2.2 M P a、温 度40 〇C，气量65 000 m3/h，变换原料气组成 (摩尔分数，下同）见表1。 表1常压富氧气化配套变换工艺原料气组成 ％组分C0C〇2 H2c h4H2S + C0S H20Ar02 含量39. 998 14. 282 43. 2550. 8870.9650.0080.3460.0810. 178由表1可知：常压富氧气化系统所产粗煤气 C0含量约4%(干基），含少量〇2 ；由于煤气
国内外耐硫变换催化剂现状 路春荣李芳玲王岱玲宋晓军陆为民 (齐鲁石化公司研究院山东淄博255400) 摘要综述国内外耐硫变换催化剂研制开发及工业应用情况,提出耐硫变换催化剂今后发展的趋势。 关键词耐硫CO变换催化剂 Current Situation of Sulfur-Tolerant Shift Conversion Catalysts at Home and Abroad Lu Chunrong,Li Fangling,Wang Dailing,Song Xiaojun and Lu Weimin Abstract A review is given of the development and industrial application of sulfur-tolerant shift conversion catalysts both at home and abroad,and a trend of their future advances is presented. Keywords sulfur tolerant CO shift conversion catalysts 由于天然气和石脑油等轻质烃供应日趋紧张及地区性资源的限制,现在世界各国都把合成氨的原料转向煤或渣油,我国也不例外。1978年,我国从日本宇部引进3套以渣油为原料的大型合成氨装置,分别在镇海、宁夏、新疆投产运行;80年代,山西化肥厂引进1套以块煤为原料的合成氨装置;/八五0期间,渭河化肥厂和九江石化总厂分别建成1套水煤浆气化造气和1套渣油部分氧化法造气的大型合成氨装置,目前均已投产运行;/九五0期间还将建设若干套以煤为原料的大、中型化肥厂;中石化总公司已决定在1997-1998年期间,将70年代引进的以轻油为原料的湖北化肥厂、洞庭氮肥厂、金陵化肥厂3套大型合成氨装置改造为以煤为原料。目前,我国的中、小氮肥厂大多数是以煤或渣油为原料。以煤或渣油为合成氨原料仍是我国化肥工业今后发展的方向。 由于煤、渣油含硫量较高,且硫化物的形态复杂,不易采用预先脱硫的方法,通常的变换催化剂由于不耐硫、易中毒而不能使用。因而国内外都积极进行耐硫变换催化剂的研制与开发,并取得了突破性的进展。 粗甲醇精馏制取精甲醇过程中,要排放出含甲醇、二甲醚、甲酸甲酯的废气,主要成份是二甲醚。目前国内外普遍将该废气作燃料用。太化公司化肥厂1987年进行了回收二甲醚制工业甲醛的研究,中试成功后又在此基础上进一步研制25%无醇甲醛试剂。该厂也曾将气体压缩到0.8MPa(表压)送入冷凝器冷凝、液化,并与太谷化工厂联营利用液化二甲醚生产二甲基亚砜,取得良好的经济效益。 4.3甲醇弛放气的回收与利用 泸州天然气化工厂新建甲醇弛放气提氦工程,设计能力4万m3/a,并副产纯氢,1年即可回收投资。 吴泾化工厂则将甲醇弛放气与合成氨放空气回收一同考虑,分别设置了回收装置。 (续完) 13
变换工艺总结 一、变换工艺生产原理 （一）一氧化碳变换反应的特点 1．一氧化碳变换反应的化学方程式为 CO+H 2O （g ） CO 2+H 2ol -41.19kJ/m 0R =H ? （1-1） 可能发生的副反应： CO+H 2 C+ H 2O （1-2） CO+3H 2 CH 4+ H 2O （1-3） 2．一氧化碳变换反应具有如下特点 1）是可逆反应，即在一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的同时，二氧化碳和氢气也会生成一氧化碳和水。 2）是放热反应，在生成二氧化碳和氢气的同时放出热量，反应热的大小与反应温度有关。 kJ/km ol T 104.0625-101.19111.2184T --418682-6-3R ??+=H ? T-温度，K 3）该反应是湿基气体体积不变、干基气体体积增加的反应。 4）反应需要在有催化剂存在的条件下进行，对反应1-1要有良好的选择性。同时，在催化剂的作用下，一氧化碳变换反应进行所需要的能量大大降低，反应速度因此而加快。 （二）一氧化碳变换反应的化学平衡 1．平衡常数：平衡常数用以衡量一定条件下可逆反应进行的限度。一氧化碳变换反应的平衡常数与反应体系中各组分的分压有
关，具体计算方法如下： *O H *CO *H *CO *O H * CO *H *CO 22222 2y y y y ==p p p p K p （1-4） 由于一氧化碳变换反应是放热，故平衡常数随温度的降低而增大。因而降低温度有利于变换反应的进行，变换气中残余的一氧化碳含量降低。一氧化碳变换反应是等体积的反应，故压力低于5MPa 时，可不考虑压力对平衡常数的影响。 在变换温度范围内，平衡常数用下面简化式计算： 4.33-4757 ln T K p = （1-5） 2．变换率与平衡变换率：变换率定义为已变换的一氧化碳的量与变换前一氧化碳的量之百分比。而反应达平衡时的变换率为平衡变换率，其值为一定操作条件下一氧化碳变换反应可能达到的最大的极限。 在工业生产中由于受到各种条件的制约，反应不可能达到平衡，故实际变换率不等于平衡变换率，通过测量反应前后气体中一氧化碳的体积百分数(干基)来计算变换率，具体表达式如下： )(1-'' a a a a x += （1-6） a —变换前气体中一氧化碳体积百分数(干基)； a ’—变换后气体中一氧化碳体积百分数(干基)。 由（1-5）和（1-4）式可以看出平衡变换率的影响因素： 变换温度：降低变换体系温度，平衡常数增大，故平衡一氧化碳含量降低，平衡变换率增加。
欲使变换过程在最佳工艺条件下进行，达到高产、优质和低耗的目的，就必须分析各工艺条件对反应的影响，综合选择最佳条件。 一.变换压力 如前所述，压力对变换反应的平衡几乎无影响．但加压变换有以下优点：l、可加快反应速度和提高催化剂的生产能力．从而可采用较大空速提高生产强度。 2、设备体积小，布置紧凑，投资较少。 3、湿变换气中水蒸汽冷凝温度高，有利于热能的回收利用。 但提高压力会使系统冷凝液酸度增大，设备腐蚀加重，如果变换过程所需蒸汽全部由外界加入新鲜蒸汽，加压变换会增大高压蒸汽负荷，减少蒸汽作功能力。 二.变换温度 变换反应是放热的可逆反应，提高温度对反应速度和化学平衡有着矛盾的两方面的影响，在反应物组成和催化剂一定时，所对应的最大反应速度时的温度为最适宜温度。 反应不同瞬间有不同的组成．对应着不同的变换率，把对应于不同变换率时的最适宜温度的各点连成的曲线，称最适宜温度曲线。如图4中，CD线为最适宜温度曲线，AB线为平衡曲线。尽管按最适宜温度曲线进行最为理想，实际上完全按最适宜温度曲线操作是不可能的，因为很难按最适宜温度的需要准确地、不断地移出反应热，且在反应开始时(X=0)时最适宜温度大大超过一般高变催化剂的耐热温度。实际生产中选定操作温度的原则是： 1 操作温度必须控制在催化剂的活性温度范围内。反应开始温度应高于催化剂活性温度20℃左右，且反应中严防超温。 2 使整个变换过程尽可能在接近最适宜温度的条件下进行。由于最适宜温度随变换率升高而下降，因此，需要随着反应的进行及时移出反应热从而降低反应温度。工业上采用多段床层间接冷却式，用原料气和饱和蒸汽进行段间换热，移走反应热。段数愈多，变换反应过程愈接近最适宜温度曲线，但流程亦更为复杂。 三.蒸汽比例 水蒸汽比例一般指蒸汽与原料气(或其中一氧化碳)的摩尔比。 增加蒸汽用量，可提高CO变换率，加快反应速度，防止副反应发生：但过量蒸汽不但经济上不合理，且催化剂床层阻力增加，一氧化碳停留时间加长，余热回收负荷加大。因此，要根据原料气成分、变换率、反应温度及催化剂活性等合理控制蒸汽比例。变换的蒸汽比例一般为：H2O／CO＝3～5。 四一氧化碳变换的工艺流程 由气化送来的水煤气（242.7℃；6.15Mpa（A）；水汽比1.50），经水煤气分离器和水煤气废热锅炉,温度降至230℃，再经1号冷凝液分离器。在1号冷凝液分离器中分离冷凝液后的水煤气分成两股，一股作为配气不经过变换炉，另一股入中温换热器预热至260℃，进入变换炉。炉内装耐硫变换触媒。出变换炉反应气CO含量约为14%（干），温度为394℃，经中温换热器降温后，温度为364℃。此气与配气的水煤气混合，形成CO含量19%（干），温度338℃的变换气。变换气经锅炉给水加热器,温度降至191℃，再经2号冷凝液分离器分离。分离后的变换气进入脱盐水加热器,降温至70℃此气再进入变换气水冷器,温度降至40℃。经3号冷凝液分离器。分离冷凝液后的变换气送低温甲醇洗工号。 由管网来的140℃的锅炉给水经给水加热器加热至235℃后送界外。1号冷凝液分离器分离的冷凝液进入2号冷凝液分离器V2503冷凝液，2号冷凝液分离器V2503冷凝液经高温冷凝液泵送气化工号洗涤塔。脱盐水站来的脱盐水经脱盐水加热器加热至116.5℃，送至锅炉给
第二章耐硫变换催化剂的使用和管理办法 第一节催化剂的性质 由于Fe-Cr系中变催化剂的活性温度高、抗硫性能差，Cu-Zn系低变催化剂低温虽然好，但活性温度范围窄，而对硫又十分敏感。为了满足重油、煤气化制氨流程中可以将含硫气体直接进行一氧化碳变换，再脱硫、脱碳的需要，50年代末期开发了耐硫又有较宽活性温区的变换催化剂耐硫变换催化剂。 一、化学组成 耐硫变换催化剂通常是将活性组分Co-Mo,Ni-Mo等负载在载体上组成的，载体多为AL2O3，AL2O3+Re2O3(Re代表稀土元素)。目前主要是Co-Mo-AL2O3系，并加入碱金属助催化剂以改善低温活性。化学组成见附表5。 二、物理性质 详见附表5 三、特点 耐硫变换催化剂有许多优点，主要有 1. 有很好的低温活性，使用温度比Fe-Cr系催化剂低130℃以上，而且有较宽的活性温度范围（180～500℃），因此被称为宽温变换催化剂。 2. 有突出的耐硫和抗毒性，因硫化物为这一类催化剂的活性组分，可耐总硫到几十g/Nm3，其它有害物如少量的NH3、HCN、C6H6等对催化剂的活性均无影响。
3. 强度高，尤以选用r-AL2O3作载体，强度更好，遇水不粉化，催化剂硫化的强度还可提高50%以上（Fe-Cr系催化剂还原态的强度通常比氧化态的要低些），使用寿命一般在五年左右。 4. 可再硫化，不含钾的Co-Mo系催化剂部分失活后可通过再硫化使活性大部获得恢复。 第二节催化剂的硫化 耐硫变换催化剂主要缺点是使用前的硫化过程比较麻烦，硫化剂可用含H2S的原料气、CS2,泡沫硫等，一般都用CS2作硫化剂。硫化操作的好坏对硫化后催化剂的活性有很大影响。 一、主要反应 CS2+4H2→2H2S+CH4 △H298=-240.6kJ MoO3+2H2S+H2→MoS2+3H2O △H298=-48.1 kJ CoO+H2S→CoS+H2O △H298=-13.4kJ 二、硫化 耐硫变换催化剂的硫化一般以C2S为硫化剂，采用从入口加入C2S以半水煤气做载气，从耐硫低变出口放空的方式进行上下段同时硫化。C2S的性质易燃，有毒，沸点46.3℃，着火点105℃，比重d=1.26，与空气混合可发生爆炸。可利用水封封住二硫化碳。催化剂的硫化分五个阶段即置换、升温、硫化初期、硫化主期和降温排硫期。 1、硫化流程，见下图
目录 一、 二、 三、 四、一发展历史············································ 五、二反应原理············································ 六、三催化剂············································ 七、四工艺条件············································ 八、五工艺流程············································ 九、六主要设备············································ 十、七结论············································
中变串低变方案设计 一. 发展历史 目前，变换工段主要采用中变串低变的工艺流程，这是从80年代中期发展起来的。所谓中变串低变流程，就是在B107等Fe-Cr系催化剂之后串入Co-Mo系宽温变换催化剂。在中变串低变流程中，由于宽变催化剂的串入，操作条件发生了较大的变化。一方面入炉的蒸汽比有了较大幅度的降低；另一方面变换气中的CO含量也大幅度降低。由于中变后串了宽变催化剂，使操作系统的操作弹性大大增加，使变换系统便于操作，也大幅度降低了能耗。 二. 反应原理 一氧化碳变换反应式为： Q H CO O H CO+ + = + 2 2 2 ( 1 ) + = +C H CO 2 O H 2 ( 2 ) 其中反应（1）是主反应，反应（2）是副反应，为了控制反应向生成目的产物的方向进行，工业上采用对式反应（1）具有良好选择性催化剂,进而抑制其它副反应的发生。 在某种条件下会发生CO分解等其他副反应，分别如下： 2CO＝C+CO2 2CO+2H2＝CH4+CO2 CO+3H2＝CH4+H2O CO2+4H2＝CH4+2H2O 这些副反应都消耗了原料气中的有效气体，生成有害的游离碳及无用的甲烷，避免副反应的最好方法就是使用选择性好的变换催化剂。 反应的特点是可逆、放热、反应前后气体体积不变，并且反应速度比较慢，只有在催化剂的作用下才具有较快的反应速度。 三. 催化剂 一氧化碳变换反应是在催化剂存在的条件下进行的，是一个典型的气固相催化反应。60年代以前，变换催化剂普遍采用Fe-Gr催化剂，使用温度范围为 350~550℃，60年代以后，开发了钴钼加氢转化催化剂和氧化锌脱硫剂，这种催化剂的操作温度为200~280℃，为了区别这两种操作温度不同的变换过程，习惯上将前者称为“中温变换”，后者称为“低温变换”。 中温催化剂:中变催化剂具有相当高的选择性，在正常操作条件下不会发生甲烷化和析碳反应，中变催化剂的使用寿命，与它的活性、强度、和操作条件有关，它的耐热性和抗毒性也与活性和强度有关，而且大型化工企业的中变催化剂的本体含硫量也有很高的要求。铁的氧化物是中变催化剂的活性组分，但纯Fe3O4的活性温度范围很窄，而且在低汽气比条件下有可能发生过度还原而变为FeO，甚至还原到铁，从而引起CO的甲烷化和歧化反应。工业上用的中变催化剂都是添加Cr2O3的，它起稳定剂的作用，可以防止和延缓催化剂因高温烧结而使晶粒长大和表面积减小，当Fe2O3还原成Fe3O4时，Cr2O3可提高活性相Fe3O4的分散度，增大比表面积。导致催化剂活性增加。铬的氧化物还起另外一个作用，在一般条件下，从Cr3+转变为Cr是非常困难的，而Fe3+还原为Fe是比较容易的，因