(完整版)甲烷化操作规程
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甲烷化技术¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯甲烷化技术是煤制天然气的关键环节,一氧化碳和氢气在一定温度、压力和催化剂下合成甲烷的反应叫甲烷化反应。
煤制天然气的原理就是合成气的甲烷化反应,其化学方程式如下:一氧化碳和氢反应:CO +3H2 =CH4 +H2O △H= -206.2kJ/mol反应生成的水与一氧化碳发生作用CO +H2O =CO2 +H2 △H= -38.4kJ/mol二氧化碳与氢作用:CO2 +4H2 =CH4 +2H2O △H =-165.0kJ/mol以上反应体系为强放热、快速率的自平衡反应,温度升高到一定程度后反应速率快速下降且向相反方向(左)进行。
另外甲烷化的过程属于体积缩小的反应,增加反应压力,一方面有利于提高反应速率,另一方面有助于推动反应向甲烷合成向进行,增加压力可以在很大程度上减小装置体积,提高装置产能。
甲烷化反应为强放热反应,每转化1%的CO,体系绝热升温约72℃,因此煤制天然气工艺要解决一氧化碳转化率和反应热的转移问题。
该过程中发生的副反应:一氧化碳的分解反应:2CO =CO2 +C △H= -173.3kJ/mol沉积碳的加氢反应C +2H2 =CH4 △H = -84.3kJ/mol该反应在甲烷合成温度下,达到平衡是很慢的。
当有碳的沉积产生时催化剂失活。
反应器出口气体混合物的热力学平衡,决定于原料气的组成、压力和温度。
目前,甲烷化技术已经用在大规模的合成气制天然气上,最大的问题是催化剂的耐温和强放热反应器的设计制作上。
甲烷化工艺有两步法和一步法两种类型。
低变及甲烷化操作规程(翻译本)停车隔离低变炉及低变炉保护床仪表控制盘操作员将低变炉连锁选择器开关从“正常”转到“紧急”,连锁信号引起电机动作打开低变炉旁路阀SP-5,关闭低变炉进口阀SP-4。
TCV-281和TCV-111与SP-4开关连锁。
当SP-4关闭,TCV-281和TCV-111也关闭,断开淬冷水。
这些阀门必须仔细检查,确认已经关闭,然后关闭它们下游的切断阀和确认旁路阀已关闭。
注意:这一步执行失败将引起设备催化剂损坏。
隔离变换现场操作员负责完成下列步骤:1、仔细检查SP-5,确认已打开。
2、仔细检查SP-4,确认已关闭。
确认它的2″旁路阀已关闭。
3、按下低变炉出口阀关闭按钮,MOV-1,确认它及其3/4″旁路阀已关闭。
4、用手握住气动控制器关闭低变炉出口阀MOV-1上游的出口阀。
5、关闭MOV-3并确认它的2″旁路阀已关闭。
6、关闭V-4并确认它的2″旁路阀已关闭。
确认V-4跨接管上18″切断阀已关闭。
7、确认低变炉10″手动旁路阀已关闭。
(旁路管道从V-4跨接管开始,与MOV-1下游管道相连)8、关闭MOV-30并确认它的2″旁路阀已关闭。
9、关闭MOV-31并确认它的2″旁路阀已关闭。
10、关闭LCV-155下游切断阀并它的1″旁路阀已关闭。
11、关闭LCV-263下游切断阀并它的11/2″旁路阀已关闭。
在变换炉被隔离后应放空泄压并用氮气保护催化剂。
低温变换炉放空与氮气吹扫1、低温变换炉可以用三种方式放空。
前两种最有效。
a、慢开低变炉进口管接出的2″放空管线上的两个放空阀。
(一个阀大开度,另一个慢开以控制放空的量)这样气体放空到位于103-C上方管架的小放空罐。
b、打开V-4下游的两个2″导淋阀(一个阀大开度,另一个慢开以控制放空的量)这样气体放空到103-C与104-C之间的放空烟囱。
c、打开位于低变炉出口管上4″和6″两个放空阀。
这样气体放空到PIC-5放空消音器。
(一个阀大开度,另一个慢开以控制放空的量)确认到102-J进口的4″阀门已关闭。
1、甲烷合成反应器的反应机理?在甲烷化反应器中主要进行的是甲烷的合成反应,即一氧化碳、二氧化碳与氢在催化剂的作用下转化成甲烷。
甲烷合成反应是个强放热反应,伴随甲烷合成反应同时还发生了一氧化碳的氧化还原。
总反应方程式如下:CO + 3H2 = CH4 + H2OCO2 + 4H2 = CH4 + 2H2OCO + H2O = CO2 + H22.在氨厂典型的甲烷化炉操作条件下,毎1%CO转化的绝热温升为72℃,每1%CO2转化的绝热温升60℃,反应炉的总温升可由下式计算:ΔT=72╳[CO]入+60╳[CO2]入式中:ΔT----分别为进口气中CO、CO2的含量,%(体积分数)3甲烷化设备主要有哪些?甲烷化设备主要有硫吸收器、甲烷化反应器、高压废热锅炉、低压废热锅炉、甲烷化换热器、高压蒸汽过热器、开车加热器、循环压缩机、水冷器、水分离器等设备。
4、甲烷化催化剂的组成及主要组分的作用是什么?甲烷化催化剂是以镍为活性组分在载体上,为获得催化剂的活性和热稳定性有添加了一些促进剂。
主要组分有Ni、Al2O3、MgO、Re2O3等Al2O3是一种普遍使用的载体。
Al2O3具有多种结构形态,用于甲烷化的是具有大孔的Al2O3。
MgO是一种良好的的结构稳定剂。
Re2O3为稀土氧化物,具有良好的活性与稳定性。
5、为什么要对甲烷化催化剂进行还原?还原过过程中有哪些化学反应?①甲烷化催化剂使用前,是以镍(Ni)的氧化物形式纯在,所以使用时,必须还原活化。
在还原剂(H2、CO)被氧化的同时,多组分催化剂中的NiO被还原具有活性的金属镍(Ni),并在还原过程中形成了催化剂的孔道。
而Al2O3不会被还原,起着间接支持催化剂结构的助构作用,使镍处于均匀分散的微晶状态,使催化剂具有较大的比表面、较高的活性和稳定性。
②甲烷化催化剂还原时发生如下反应:NiO + H2 = Ni + H2O - 2.55KJ/molNiO + CO = Ni + CO2 - 30.25 KJ/mol这些都不是强放热反应,还原过程本身不会引起催化剂床层大的温升。
徐州东兴能源有限公司40000Nm3/h焦炉煤气制LNG装置焦炉煤气甲烷化工序工艺技术操作规程(43100#)文件编号:DXJC-2015-07编写:李世田审核:刘力东兴LNG技术组2015年11月目录一、任务二、原理三、工艺流程说明1、气体流程2、汽包给水流程3、气体排污和蒸汽闪蒸流程四、开车前的准备1、开车前的检查和准备2、烘炉3、煮炉4、甲烷化催化剂的装填1、开车前的确认2、氮气置换和氮气循环管线3、甲烷化催化剂的升温和蒸汽发生系统的开车4、甲烷化反应器的投料5、甲烷化系统的提量和提压注意事项6、再开车六、正常操作控制指标1、正常控制指标2、正常维护及注意事项1、计划停车2、紧急停车八、不正常情况及处理1、停电及其处理2、停仪表空气及其处理3、脱盐水中断及其处理4、冷却水中断及处理5、甲烷化反应器超温及处理6、自动调节器故障及处理7、调节阀堵塞及其处理8、报警及处理九、主要设备规格及参数十、岗位职责十一、巡回检查制度十二、交接班制度十三、安全注意事项经深度净化的焦炉气组成为:H2含量~57%、CH4含量~20.8%,CO+CO2含量12.6%,N2含量~5.6%,CnHm含量~1.87%。
焦炉气中其它的有害杂质在上游工序已经除去。
在甲烷化工序,CO、CO2与H2在催化剂的作用下反应生成CH4。
这一方面增加了CH4的产量,同时可脱去焦炉气中的CO和CO2降低后续工序的分离难度,同时回收热量副产蒸汽自用和外供。
二、工艺原理甲烷化工艺的原理是CO、CO2和H2在适当的温度、压力条件下及催化剂存在时发生甲烷化反应,其化学反应式见反应(1)和反应(2)。
CO+3H2→CH4+H2O(g) △H0=-206.2kJ/mol(1)CO2+4H→+CH4+2H2O(g) △H0298k=-165.0kJ/mol 通常情况下反应(1)比反应(2)的反应速度要快,放出的热量也更多。
反应体系中同时有变换反应存在。
焦炉煤气甲烷化合成LNG工艺流程简介2013年12月11日内容摘要:国内方面开展工作的有西南化工设计院、大连凯特利催化剂工程有限公司、新地能源工程技术有限公司、武汉科林精细化工有限公司、上海华西化工科技有限公司等。
甲烷化合成LNG主要含有三大工艺流程,净化分离、甲烷化和深冷液化,其中甲烷化过程是技术的关键。
焦炉煤气制LNG工艺流程1、净化分离内容选自产业信息网发布的《2012-2016年中国焦炉气(焦炉煤气)市场分析与未来前景研究报告》主要采用干法和湿法,取出硫铵氯苯、焦油、精脱硫,获得下一步化学反应的标准化原料。
净化分离包括原料气压缩、预处理、二次升压、有机硫水解、精脱硫等几个工序。
焦炉煤气中含有焦油、苯、不饱和烯烃以及硫等杂质,焦炉煤气中的不饱和烯烃会在后续的焦炉煤气甲烷化反应中分解析碳而影响催化剂活性,由是无机硫和有机硫组成的混合硫化物也是甲烷化催化剂的毒物,会导致甲烷化催化剂永久性中毒失去活性,因此必须在净化分离阶段严格控制、脱除彻底。
经过精脱硫之后焦炉煤气中混合硫的含量将被脱除至0.1ppm。
2、甲烷化通过一氧化碳和二氧化碳与氢气的化学反应得到CH4。
甲烷化的过程是一个强放热的过程,反应温度为250℃-600℃,因此过程中控制反应温度和回收反应热量是整个工序的关键,否则容易引发爆炸等安全事故。
同时,甲烷化过程中的催化剂至关重要,一方面催化剂的优劣关系到转换率高低,影响甲烷产量;另一方面高温环境对甲烷的耐热性能提出了较高的要求。
目前甲烷化技术国外代表性的工艺技术有丹麦托普索甲烷化、英国戴维甲烷化。
国内方面开展工作的有西南化工设计院、大连凯特利催化剂工程有限公司、新地能源工程技术有限公司、武汉科林精细化工有限公司、上海华西化工科技有限公司等。
3、深冷液化把气体深冷至-162度,压缩625倍,获得液态天然气(LNG),技术相对简单和成熟。
中变,低变,甲烷化炉流程
中变炉、低变炉和甲烷化炉是化工领域中煤炭清洁利用或煤气化工艺中的重要组成部分:
1. 中变炉(中温变换炉):主要用于将煤气化产生的粗煤气(主要是CO和H₂)在催化剂作用下,在中温条件下进行变换反应,将一氧化碳转化为二氧化碳,提高氢气含量。
2. 低变炉(低温变换炉):进一步将中变后的气体中残余的一氧化碳在低温、低压和催化剂作用下继续转化为氢气和二氧化碳,目的是最大限度提高氢气产量。
3. 甲烷化炉:变换气经过低变后进入甲烷化炉,在特定催化剂作用下,二氧化碳和氢气反应生成甲烷(CH₄),这个过程称为甲烷化,所得产品气体更接近天然气的组分,便于后续利用或输配。
整体流程概括:煤气化生成粗煤气→中变炉进行中温变换→低变炉进行低温变换→甲烷化炉进行甲烷化反应,实现煤气的高效利用和清洁能源转化。
甲烷化技术及催化剂
甲烷化技术及催化剂
甲烷化就是利用催化剂使一氧化碳和二氧化碳加氢转化为甲烷的方法,此法可以将碳氧化物降低到10ppm以下,但需要消耗氢气。
一、加氢反应
CO+3H
2=CH
4
+H
2
O+206.16KJ
CO
2+4H
2
=CH
4
+2H
2
O+165.08KJ
此反应为强放热反应,有氧气存在时,氧气和氢气反应会生成水,在温度低
于200℃,甲烷化催化剂中的镍会和CO反应生成羰基镍:
Ni+4CO=Ni(CO)
4
因此要避免低温下,CO和镍催化剂的接触,以免影响催化剂的活性。
甲烷化的反应平衡常数随温度增加而下降,作为净化脱除CO和CO2作用的甲烷化技术,反应温度一般在280~420℃之间,平衡常数值都很大,在400℃、
2.53Mpa压力下,计算CO和CO
2
的平衡含量都在10-4ppm级。
湖南安淳公司开发的甲烷化催化剂起活温度210℃,使用温度为220~430℃之间。
进口温度增加,催化剂用量减少,压降和功耗有较大的降低。
这部分技术在国内已经非常成熟,而且应用多年。
目前,甲烷化技术已经用在大规模的合成气制天然气上,因此最大的问题是催化剂的耐温及强放热反应器的设计制作上。
二、甲烷化催化剂
甲烷化是甲烷蒸汽转化的逆反应,因此甲烷化反应的催化剂和蒸汽转化催化
- 1 -。
甲烷化工艺流程甲烷化是一种将甲烷转化为有机化合物的技术。
甲烷是天然气的主要成分,而甲烷化工艺则能够将甲烷转化为更有价值的化学品,如甲醇、乙烯和丙烯等。
下面,我将介绍一种甲烷化工艺的流程。
首先,甲烷化反应需要使用一个催化剂来促进反应的进行。
常用的催化剂包括铂、铑和钯等贵金属催化剂。
反应的条件一般为高温和高压环境下。
在反应开始之前,甲烷和空气会被混合在一起,形成甲烷和氧气的混合物。
然后混合物进入一个反应器中,反应器内设置了合适数量的催化剂。
当混合物进入反应器后,甲烷和氧气开始发生反应。
在催化剂的作用下,甲烷的碳氢键被断裂,形成甲基自由基(CH3·),而氧气则会被还原成氧自由基(O·)。
甲基自由基和氧自由基之间会发生链式反应,形成甲醇分子。
甲基自由基和氧自由基首先发生反应,形成甲醛(CH2O)分子。
然后,甲醛再与另一个甲基自由基发生反应,形成甲醇。
这个过程是一个自由基聚合的过程,会连续产生甲醛和甲醇。
甲醇是甲烷化反应的主要产物,可以在后续工艺中被进一步转化为其他有机化合物。
甲醇具有广泛的应用领域,可用于合成其他化学品,如乙醇和丙酮等。
此外,甲醇还可以作为燃料使用。
甲烷化反应的副产物包括二甲醚和甲醛等。
这些副产物的生成量取决于反应的条件和催化剂的类型。
副产物经过适当的处理后,也可以得到一定的经济价值。
甲烷化工艺的流程复杂且多样化,上述为其中一种常见的流程。
在实际应用中,还需要综合考虑反应效率、催化剂的稳定性、副产物的处理等因素。
随着科技的发展,甲烷化工艺也将不断完善,为实现甲烷资源的高效利用提供更好的解决方案。
转化操作规程一、岗位任务将焦炉气中的CH4及不饱和烃在转化炉内与纯O2气进行部分氧化及蒸汽转化反应,生成H2、CO、CO2。
通过纯O2气和焦炉气蒸汽量的控制,调节好水碳比,以满足合成甲醇生产的需要.同时利用转化气的废热废锅副产3。
0MPa中压蒸汽送中压蒸汽管网。
二、基本原理1、甲烷转化焦炉气部分氧化亦称自热转化,即在转化炉上部燃烧室内,焦炉气中的部分H 2、CH4、CnHm与纯氧蒸汽中的氧进行燃烧,温度达1200—1400℃,放出大量的热,以供给甲烷转化所需热量,上部高温气体进入下部触媒层,焦炉气中CH4及烯烃、炔烃在镍触媒的作用下,与蒸汽进行转化反应〈水/气≥0.9>,转化炉出口气体中CH4≤0.6%转化炉上部燃烧反应:H2+1/2O2= H2O + QCH4 + 2O2= CO2+ 2H2O + Q甲烷转化反应主要在触媒层中进行,甲烷蒸汽转化反应为:CH4 + H2O = CO + 3H2-QCH4 + CO2= 2CO + 2H2-QCnHm + nH2O = nCO + (m/2 + n)H2—Q2、氧化锌脱硫槽D60602,上层装KT-407脱氯剂,主要吸收无机氯(HCl),下层装T—22常温氧化锌脱硫剂,主要吸收硫化氢,为转化气最后把关至总硫≤0.1ppm。
a.转化反应COS + H2 = H2S + CO +QRSH + H2 = RH + H2S +Qb。
吸收反应ZnO + H2S = ZnS + H2OM x Oy+2yHCl=MxCl2y+yH2O三、工艺流程概述(1)气体流程:精脱硫来的27000Nm3/h焦炉气总硫﹤0.1ppm和转化废热锅炉自产蒸气混合14。
412t/h进入焦炉气预热器C60602<壳程〉预热到 450℃,进入预热炉B60601预热至660℃,进入转化炉D60601混合室,与来自空分的5180m3/h纯氧,和经过B60601预热炉上段预热至300℃的自产蒸汽4.54t/h,进行纯氧蒸汽部分氧化燃烧,温度达1200℃左右,高温气体在经催化剂床层进行甲烷蒸汽转化,出口转化气中CH4≤1。
工艺流程说明来自精净化(411900)焦炉气深度净化工序的焦炉气按比例要求分成两路,分别去第一甲烷化反应器(R413101)和第二甲烷化反应器(R413102)。
去第一甲烷反应器(R413101)的净化焦炉气首先在气气混合器(V413101)与经循环压缩机增压送来的循环气混合,该混合工艺气经一段预热器(E413101)加热后,温度升至≥250℃,与蒸汽分水器(V413102)来的工艺蒸汽混合,经第一开工电加热(E413115)加热(如需要)后,混合气温度升至250~300℃,进入R413101发生甲烷化反应。
从R413101出来的高温反应气(温度约505℃)首先经第一蒸汽发生器(E41310)副产4.0MPa饱和蒸汽后,温度降至360~400℃,一部分气体进入汽包给水预热器II(E413103)加热汽包给水,然后与去R413102的净化焦炉气混合,该混合气经第二开工加热器(E413116)加热后,混合气温度控制在250~300℃,进入R413102继续进行甲烷化反应。
来自R413102出口的高温气体(温度约505℃)首先经第二蒸汽发生器(E413104)副产蒸汽,温度降至360℃,然后进入三段加热器(E413105)预热进第三甲烷化反应器(R413103)的工艺气,从三段加热器(E413105)出来的气体去一段预热器E413101加热进R413101的混合原料气,再经汽包给水加热器I(E413106)、脱盐水预热器(E413107)及热水加热器(E413108)回收热量,然后分成两路。
一部分气体经甲烷化空冷器II(E413118)及甲烷化水冷器I(E413119)冷却至≤40℃,经气液分离器II(V413105)分离冷凝水后再依次经末级预热器II(E413110B)、末级预热器I(E413110A)和三段加热器(E413105)加热后,温度升至280~350℃进入三段甲烷化反应器。
反应后气体依次经过末级预热器I和末级预热器II回收热量后进入甲烷化空冷器III(E413119)和甲烷化水冷器II(E413111)冷却至≤40℃,经气液分离器III(V413106)分离冷凝水后进入下一工序;另一股气体经甲烷化空冷器I(E413117)冷却至≤60℃,经气液分离器I(V413104)分离冷凝水后去循环气压缩气压缩工序,经循环气压缩机增压后返回甲烷化工序作为循环气,进入下一个循环。
甲烷化催化剂装填、升温还原方案1准备工作1.1 催化剂运至装填现场,并用篷布覆盖在催化剂桶上面,注意防潮、防爆晒。
1.2 对甲烷化塔系统的设备、管道、阀门、电气、仪表等进行一次全面检查,其型号、规格、位置等符合工艺要求。
1.3 催化剂装填前,必须将整个系统进行彻底吹净工作,把设备、管道内杂物、积水等吹除干净。
1.4 准备好装填催化剂所用工具用品,如卷尺、安全照明灯、吊斗、磅秤、木板、填实催化剂的专用工具、¢150、长~4.0 m的帆布袋、劳保用品、记录本等。
准备一个孔径在2.5~3.5mm的平板筛。
1.5 核对好催化剂型号、数量以备用。
2 催化剂装填2.1当甲烷化反应器清理完毕后,封闭装填中可能落入的管道及热电偶套等处。
下层按规定铺设耐温瓷球。
2.2 甲烷化催化剂装填前需要过筛。
将孔径2.5~3.5mm平板筛斜支于一个平台,倾斜角50~600,催化剂在平台上往筛子上部均匀倒下,催化剂沿筛面溜下,除去运输过程中可能产生的少量灰。
筛后催化剂及时装填入炉。
2.3催化剂装填采用料斗装料下接帆布软管(或者塑料软管)的方式,催化剂沿帆布袋缓慢装入反应器,并采取分散撒布,以提高装填的均匀性。
2.4 装填催化剂时应尽量减小催化剂颗粒的自由落差高度,一般控制自由落差高度小于500mm,以防摔碎催化剂。
2.5 当装至设计规定位置相平时,应扒平催化剂表面.2.6 甲烷化反应器应及时封好各管口,保护好催化剂防止吸潮及吸附有害物质。
3 注意事项3.1 装填催化剂时应尽量选择天气晴朗的时间,避开阴雨天,确保催化剂不受潮。
3.2装填人员进入塔内,不得直接站在催化剂上,而应站在放置于催化剂层表面的木板上。
3.3催化剂装填完后应及时上盖密封进行升温还原。
4 催化剂的升温还原4.1准备工作4.1.1专人负责,统一指挥:催化剂的升温还原过程中。
设立专门的开车领导小组,专人负责整个催化剂的升温还原过程的协调和指挥。
4.1.2 组织人员认真学习催化剂性能及催化剂装填、还原等技术要领。
所谓甲烷化,是指合成气中CO、CO2和H2在一定的温度、压力及催化剂作用下,进行化学反应生成CH4的过程。
甲烷化反应是体积缩小的强放热可逆反应,并且在反应过程中可能发生析碳反应,CO每转化1%,温升为70-72℃,甲烷化反应必须在催化剂的作用下才能进行,而CO和H2之间的催化反应,属于典型的选择性催化反应,在不同的催化剂和工艺条件作用下,可以选择生成甲烷、甲醇、酚和醛或者液体烃等不同物质。
在煤制天然气过程中,甲烷化方程式为:1)CO+3H2=CH4+H2O+206.2 KJ /MOL2)CO2+4H2=CH4+2H2O+165KJ/MOL甲烷化反应的过程中主要的控制内容:1. 对甲烷化反应热的控制及回收2. 对于甲烷催化剂的使用与保护甲烷化催化剂的主要活性成分是镍基。
催化剂一般由活性组分Ni(或NiO)、载体、助剂几部分组成。
其主要特点:a.对原料气中的H2和CO的含量之比要求较高b.活性高、转换率较高c.不耐硫,对原料气脱硫要求高d.抗积碳能力差e.反应压力低f.反应器的空速比较高g.选择性比较高由于国内甲烷化技术及催化剂尚没有大规模工业化的运行经验,现在只有美国大平原煤制天然气工厂,于1984年投产,它是世界上第一座,甲烷化的大型商业化工厂,该厂至今仍在正常运行。
目前国外甲烷化技术各有其特点,都采用各自独立的甲烷化催化剂,操作温度可在250~700℃之间,可以副产蒸汽,所产天然气符合管道输送的要求。
目前针对我国引进粉煤气化工艺气CO含量高,变换过程中容易发生甲烷化副反应,反应深度和床层热点温度难于控制等难题,通过对甲烷化副反应影响因素以及变换反应的分段和一段炉反应深度控制研究,开发了粉煤气化低水/气耐硫变换新工艺。
该工艺利用粉煤气化原料气中水含量低的特点。
全部采用QDB-04催化剂,通过控制工艺气中水/气来控制第一反应器变换反应的深度和床层的热点温度。
达到在不发生甲烷化副反应的条件下,降高浓度CO部分变换。
托普索甲烷化工艺操作规程
《托普索甲烷化工艺操作规程》
托普索甲烷化工艺是一种重要的化工生产工艺,广泛应用于石油、化工等行业。
为了保证生产安全和产品质量,必须严格执行《托普索甲烷化工艺操作规程》,以规范操作流程,确保生产过程中的安全和稳定。
首先,操作人员必须熟悉托普索甲烷化工艺的基本原理和操作流程,掌握相关的安全知识和技能。
在进行操作之前,必须进行严格的岗前培训,了解设备的结构和工作原理,掌握操作细节和注意事项。
其次,操作人员在进行生产操作时,必须佩戴符合要求的个人防护装备,保证自身安全。
在操作过程中,必须遵循工艺流程,按照标准操作程序进行操作,严格执行各项操作规程,确保安全生产。
在操作设备时,必须保证设备处于良好的工作状态,及时进行设备检查和保养,确保设备安全可靠。
对于设备异常情况和故障,必须立即采取相应的措施,防止事故的发生。
另外,操作人员必须严格执行工艺流程和操作规程,确保产品质量符合标准要求。
在生产过程中,必须不断监测产品质量,及时调整操作参数,确保产品质量稳定。
综上所述,《托普索甲烷化工艺操作规程》对于保障生产安全
和产品质量具有重要意义。
操作人员必须严格执行规程,确保生产过程的安全和稳定,保证产品质量的合格性。
甲烷化操作规程
甲烷化岗位作业指导书
拟稿:
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批准:
公布日期:
目录
一、岗位任务 (2)
二、工艺指标(2)
三、工艺原理及流程 (2)
四、主要设备 (3)
五、正常开车步骤(4)
六、正常停车步骤 (5)
七、紧急停车步骤 (5)
八、异常现象及处理方法(5)
九、安全注意事项(6)
一、本岗位任务
甲烷化岗位的主要任务:在适当的压力、温度、催化剂的作用下把甲醇后的CO和CO2与H2合成为CH4和H2O,并把H2O分离下来,把CO+CO2含量控制在25ppm以下,送往合成岗位。
二、工艺指标
(一)新鲜气温度30-40℃
(二)催化剂热点温度250℃± 5 ℃
(三)甲烷化塔一入温度≤130℃
(四)塔壁温度≤150℃
(五)甲烷化塔二入温度250℃-270℃。
(六)甲烷化塔二出温度≤190℃
(七)出系统CO+CO2含量≤25PPM
三、工艺原理及流程
(一)工艺原理:
本工段主要作用是脱除工艺气的CO和CO2。
在催化剂的作用下使少量CO、CO2加氢生成CH4和H2O,把工艺气的CO和CO2的含量脱除到25PPM 以下.由于该反应是放热反应,本工段充分利用其反应热以加热合成塔入口气体.甲烷化催化剂是以镍为活性组分,以稳定活性氧化铝为载体。
反应原理:CO+3H2= CH4+H2O +206.24kJ/mol
CO2+4H2= CH4+2H2O +165.4kJ/mol
(二)流程:
1、工艺介质主流程:
从压缩机六段来的氢氮气进油分离器,油水分离后气体进入预热器与合成塔出口气体进行热量交换,加热后经合成塔环隙进塔底换热器与出口气体进一步换热,然后出合成塔进加热器,经蒸汽加热后再经合成塔心管到内件顶部进触媒层进行反应。
出口气体经塔底换热器换热后进预热器管内继续换热,然后进水冷排冷却,再进水分离器分离水后送合成。
注:(1)入工段阀门处增设旁路,主要目的是开停车时使用老系统的精练气。
(2)系统入口阀门前接循环机来气管线;增设放空管线。
(3)去合成阀门前增设去甲醇管线,为甲醇开车使用。
(4)去合成阀门前接去循环机管线,增设放空。
2、蒸汽流程:
过热蒸汽总管来蒸汽经调节阀进甲烷化加热器上部,对工艺气起加热后回蒸汽管网。
3、水流程:
循环水来自氨合成凉水塔,经冷排后,通过水池底部连通管回到合成冷排水池。
四、主要设备
五、正常开车步骤
当系统处于保温保压状态且催化剂温度仍然在正常范围内时,接到开车通知后,可以通知压缩送气然后开启补充气进口阀门,缓慢向塔内送气,微量合格后向氨合成送气,如果送气温度下降,可以开启电炉维持温度。
若停车时间较长,催化剂床层温度已降至活性温度以下,应首先联系电工开启循环机,电炉通电后升温,当炉温升至活性温度时通知送气,待微量合格后开始向合成系统送气。
六、正常停车步骤
(一)短期停车:接到通知后,关闭系统进口出口阀门,系统保温保压。
(二)长期停车:接到停车通知后,关闭进口出口阀门,然后开启循环机,用
循环量来控制降温速率每小时≤40℃,当温度降至150℃时,可以停循环机,让其自然降温,根据需要确定系统保压或卸压。
七、紧急停车步骤
立即关死系统进出口阀门和付线阀,视情况做好保温保压或卸压处理。
八、异常现象及处理方法
(一)压力对甲烷化反应有何影响?
答:甲烷化反应为体积收缩的反应,提高压力有利于反应的进行,提高压力也相应增大反应物分压而加快反应的进行。
因而随反应压力的提高,有利于提高催化剂活性,使用空速也可加大反应物压力。
(二)操作空速对甲烷化反应有何影响?
答:操作空速应大于设计空速会引起塔出口微量超指标以及催化剂活性衰退的加快,并不可取。
降低空速一般是在前面工序出现事故引起甲烷化催化剂。
(三)气体组分对甲烷化反应有何影响?
答:入塔气CO、CO2含量增加,加重了催化剂的负荷,加快了催化剂的活性衰退,提高了氢耗与惰性气甲烷含量,特别是CO甲烷化比较困难,应入口气CO难度增大,有可能导致出塔CO2含量增加,应适当提高进口温度,保证出口CO2含量符合指标。
(四)温度、压力、空速、气体成分对甲烷化催化剂的还原有何影响?
A。
温度:温度是影响还原过程的主要因素。
温度过低,还原速度很慢,还原过程拖的时间太长。
温度过高,由于热老化以及还原过程生成的水不能及时从催化剂空隙排出,而引起镍的反复氧化还原会导致镍晶长大,同样也不能获得最
大的镍表面而影响催化剂的活性。
根据试验,在还原温度350-400范围内,可获得镍表面积的最大值。
在400下还原,催化剂还原
完全,活性液明显提高.
B。
压力:压力对还原反应影响不大。
单还原阶段,若用工艺气作还原介质时,适当提前提压至正常操作压力,将有利于甲烷化反应的进行,可提早供应合格的合成,缩短非生产时间。
C。
空速:加大空速有利于还原过程生成的水及时排出,使催化剂有较大的接触
表面积,而且也可缩小催化剂床层轴向温差,使催化剂充分还原,因此采用较高空速是有益的。
但考虑到加热设备的能力及气体的来源,还原空速一般采用正常操作空速的25%—50%。
D.气体成分:合格的工艺气、N2-H2混合气以及纯氢,均可选为还原剂。
操
作人员应希望气体氢浓度比较高,水蒸气浓度竟可能低.若气体水蒸气浓度高于3%,将使催化剂丧失部分活性,即使以后用干气操作其活性液不能恢复.
九、安全注意事项
本工段的主要有毒有害物质及防护措施:
(一)主要有毒有害物质:氢气、一氧化碳
(二)主要防护措施
1、严禁有跑冒滴漏现象。
2、所有设备、管道及管件安装均符合安全规程。
3、岗位上要备有CO防毒面具。
4、岗位上要备有消防器具。