制氢装置转化中低变部分操作法.doc

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1、制氢装置转化中低变部分操作法转化中低变部分是制氢装置的主反应系统，而转化炉更是制氢装置的心脏，因此，该部分的操作直接影响到装置效益的好坏和安全生产。11原则流程，见图6-4。 换热 换热脱硫气 转化炉 中变反应器 低变反应器 净化部分 图6-4 制氢装置原则流程图12主要设备12.1转化炉制氢装置的转化炉有两种炉型，一种是顶烧炉（见图6-5），另一种是侧烧炉（见图6-6）。 图6-5 顶烧式转化炉1 上集合管；2燃烧器；3辐射室；4下集合管；5辐射管；6对流室图6-6 侧烧式转化炉 1烟囱；2对流室；3底燃烧器；4侧燃烧器；5辐射管；6辐射室；7下集合管；8上集合管12.2中变反应器与低变反应

2、器变换反应器分为中温变换反应器和低温变换反应器，如简图所示：图6-7 中低变反应器13转化工序操作13.1转化炉的点火操作1、点火前的准备工作（1） 检查炉膛内衬里无脱落，其他附件完好。（2） 炉膛内和炉区周围环境清扫干净，人孔、防爆门、看火窗封好。（3） 转化炉零部件，如烟道挡板、看火孔、防爆门、火嘴一、二次风门灵活好用。（4） 转化炉的自保系统经调试好用、压力表、热电偶，各有关控制阀、手阀灵活好用。（5） 燃料气系统气密合格，处于可开工状态，火嘴、长明灯清洗搞通，并安装好。（6） 消防工具齐全好用。（7） 检查确认燃料气系统流程，用氮气置换将燃料气管线后将燃料气引至调节阀前，并在各低点排凝

3、。（8） 全开加热炉风门和烟道挡板，加大炉膛的通风量，炉膛采样做动火项目分析且已合格。（9） 准备好点火工具。2、点火的条件（1） 转化系统已建立冷氮循环。（2） 汽包进水结束，液位控稳在50%待用，汽包顶部放空阀已打开。（3） 鼓风机、引风机已经运行正常，调整风门和烟道挡板，控好炉膛负压，炉膛负压建立在-50-100Pa之间。（4） 如转化炉设计有联锁（例如汽包液位或者转化炉燃料），经确认已将联锁投用联锁旁路。3、点火操作点火原则：间隔均匀点火。这样点火的目的是使炉膛温度分布均匀。点火操作如下：（1） 控稳燃料气压力，把燃料气引至转化炉各火嘴手阀的最后一道阀前。（2） 点火时，打着点火枪，一

4、手把点火枪伸入点火孔,一手打开火嘴手阀, 将火嘴点燃。点火前，调节好一、二次风门的开度，避免风量太大或太小。点燃火嘴后，调节火嘴及风门开度，使燃料燃烧充分，此时火焰应呈兰紫色，火焰头上略带枯黄色。在转化炉升温过程中，如果升温速度达不到升温要求时，可增点火嘴或调节火嘴开度， 但必须做到多火嘴短火焰蓝火苗。调节火嘴后，要密切注意烟道气氧含量及烟道气温度的变化情况。同时，调整好炉膛负压，保证火焰燃烧正常， 4.注意事项（1） 点火时应尽量使炉膛温度分布均匀（2） 点燃火嘴应以多火嘴小开度为原则进行，同时注意点燃的小火嘴在炉膛内分布要均匀。 （3） 一次点火不成功，要立即关闭烧嘴。待炉膛通风至少20分

5、钟后，炉膛内不再含有燃料气后才可再次点火，否则会有爆炸的危险。（1） 点火操作要有两人以上进行，点火时，把火棒放入炉膛固定后，人即站在安全地方,然后再开相应阀门，以防回火伤人。（2） 如果有一个火嘴熄灭而其余未灭，则关闭此火嘴的手阀，至少10分钟后才能重新点火。（3） 不能用相邻的火嘴或炉膛高温点代替点火棒点火，以防发生回火或二次燃烧爆炸事故。（4） 点火时开关火嘴手阀要缓慢进行，尤其是燃料气组分压力有波动时。（5） 点火时，炉膛必须有适当负压，以避免点火时火焰喷出炉膛伤人。在正常生产过程，认真检查转化炉的运行情况，仔细调节火嘴，防止火焰大小不一造成偏烧。尤其火苗不能扑烧炉管，务必使炉膛各点温

6、度均匀，炉管颜色一致，发现问题及时正确处理、汇报。13.2温度的调节转化温度是烃类水蒸汽转化法制H2的重要影响因素。提高温度，烃类转化率提高，转化气CH4含量降低。但考虑到设备的承受能力，转化炉的炉膛温度以转化炉管壁温度不超温为控制目标，炉壁温度不能超过设备的使用温度。转化炉温度的控制是通过转化炉入口温度的控制来实现的。通常转化炉的入口温度通过转化炉的温度与燃料气流量或压力的串级调节来完成。在开停工期间多用手动来控制，而在正常生产中多投用串级自动控制。在正常生产中，转化炉的排烟温度不能低于烟气的露点温度，以避免转化炉的烟气对对流段的设备造成酸性腐蚀。另外，还要加强转化炉负压的观察，以避免负压过

7、小造成转化炉正压回火。13.3压力的调节转化系统压力由整个制氢过程工艺要求决定（由下部加氢装置的工艺决定），一般不作为调整参数。但是在正常生产过程中，要避免压力大幅度波动，因系统压力波动会引起蒸汽、原料流量交替波动，容易造成转化气不合格。如果压力波动剧烈有可能倒至转化炉入口出现脉冲进料导致转化炉水碳比失调、转化催化剂结碳，催化剂破损等，影响转化炉的长周期运行。13.4水碳比的调节水碳比是烃类-水蒸汽转化法制氢的一个重要影响因素，高水碳比，能提高烃类的转化率，使转化气甲烷含量降低，而且，可以避免催化剂结焦。保护好催化剂的性能，但是过高的水碳比会造成能耗增大，冷却系统负荷增大，因此，在正常生产过程

8、中要控制一定的水碳比，根据原料组分的变化可作适当的调整。要求控制在3.310之间，蒸汽量的大小由转化炉配汽阀来控制。转化炉水碳比的大小通过转化炉入口脱硫气与配汽量的调节来实现。13.5空速的调节为了保证脱硫气在转化炉管内有较高的反应深度，降低转化气所含残余CH4的含量，保护转化催化剂（防止结焦），转化系统要求保持一定的空速，在实际操作中，提量时，要先提蒸汽，后提原料。同时在提量前必须稍提高温度，降量时要先降原料，后降蒸汽。同时要控好炉温，使之合乎工艺要求。13.6转化炉的维护转化炉在高温高压下操作，苛刻的操作条件要求使用者十分小心，避免恶性事故的发生，保护设备和操作人员的生命安全。1.转化炉管

9、是最易损坏的薄弱环节，有如下原因往往会造成炉管的破裂，必须尽力避免。（1） 炉管内部超温，对于顶烧炉，在满负荷情况下，火焰的前锋区温度很高，往往造成局部高温，必须控制燃料、空气、炉膛的正常压力。催化剂的局部结碳、粉碎、“架桥”、沟流、中毒、结盐都会使炉管局部过热。（2） 炉管会因骤热骤冷，膨胀不均，热疲劳，蒸汽带水，冷凝而爆裂 。（3） 蒸汽质量不好，在下集合管或分集气管中结盐堵塞，造成“死气”管而被烧坏。2.原始开车时，应严格按照设计者提供的方案烘炉，升温速度不能太快，恒温时间不得缩短，防止材料中水份逸出速度太快,特别是在结晶水逸出的温度区间不能疏忽大意。1 点火前必须对炉膛上下至少两个点及

10、对流段作动火分析，防止燃料漏入炉膛引起点火爆炸。2 开车时，应先循环再点火，并保证炉膛中有足够的气体流过。停车时也是这样。不可使炉管处于“死气干烧”状。3 开车前，应对弹簧吊架作全面检查，是否处于正常状态，受热后对炉管、集气管弹簧的膨胀量进行测量、记录。4 炉膛检修时，应在衬里的裂缝处填上陶纤，炉管不得负重。脚手架不得倚托炉管，应保持炉管干净、清洁。5 正常生产时，应作如下检查：（1） 每班应检查“猪尾”管，对燃烧不佳的烧咀及时调整并作好记录。（2） 每班检查每个炉管，在开车初期更应加强巡视。尤其要注意炉管的 “花斑”和“亮点”。（3） 每天检查下集气管壁变色漆是否正常。（4） 每天检查引风机

11、及送风机的运转情况，无噪声，润滑情况良好。（5） 定期检查炉体外壁，炉管弹簧吊架伸缩情况是否正常。（6） 现场检查汽包的压力表、蒸汽温度表、玻璃液位计等是否工作正常。14中低变反应系统的操作14.1控制操作1.温度的调节变换反应是放热反应，温度低有利于CO转化成CO2，即有利于提高CO的转化率，在实际生产中，只要能达到工艺指标（中变出口CO含量3%，低变出口CO0.3%），就尽可能降低操作温度。中变温度一般采用350400，低变温度一般采用205215，具体的催化剂要根据厂家的使用说明书来确定操作温度。（1）中温变换反应温度的调节中温变换反应器入口温度是通过转化气废热锅炉（有的装置称余热锅炉或

12、叫蒸汽发生器）出口温控阀来实现来调节的。因此在实际操作中，操作人员要根据中变反应器床层温度的变化来调节中变入口温度。（2）低温变换反应器温度的调节低温变换反应器入口温度是通过中变气与锅炉给水进行换热来实现调节的。（3）影响中低温变换温度的因素a、转化炉操作的影响转化炉出口温度直接影响到中变入口温度，所以转化炉燃料气压力、流量、燃料气调节阀是否失灵以及火嘴燃料效果等都会引起转化炉出口温度的波动，从而影响中变入口温度。b、催化剂结焦的影响催化剂层结焦不是很严重时，会造成反应器局部温度上升。这是因为催化剂结焦，阻力大，气体流动困难，故不能将这处的热量带走，造成温度局部上升。若催化剂层结焦严重，气体更

13、难通过，则形成气体偏流或短路，使壁温升高。c、催化剂的活性在新装催化剂使用初期，催化剂活性好，由于中低温度变换反应是放热反应，温升大；随着催化剂使用时间的延长，活性降低。因此，在实际操作中，要根据催化剂活性周期，认真控好反应器的入口温度。在反应器出口气体满足CO含量指标的前提下，在使用初期，反应器入口温度可适当降低，在使用后期，反应器入口温度可相对提高一些。d、换热器内漏。中变、低变气换热器运行状况会影响中低温变换反应的温度，当它们内漏时，使中低温变换温度急剧变化，发现这些现象，操作人员要及时报告和处理。e、仪表故障当发生仪表故障，必然使中低变温度波动（上升或下降），操作人员要及时请仪表工修理

14、，同时，调节阀改副线操作。2.压力的调节中低变换压力对反应平衡无影响，但对反应速度有影响，反应压力由装置前部压力决定，因此，前部压力的波动及影响压力波动的因素都会造成中低变换压力的波动。应控稳系统压力。3.液面的调节分水罐的液面由各分水罐的液位调节阀控制，一般控制液位40%70%之间。在实际操作中，严防液面超高或抽空，防止造成憋压或串压到酸性水汽提塔T2001，影响分水罐液面 主要因素有：（1） 水碳比的变化（2） 各分水罐入口温度的变化（3） 液控阀失灵（4） 原料组分的变化（5） 换热器运行状况的好坏14.2现场操作（1）换热器的操作A. 在启动换热器前应先检查放空阀是否关闭，启用时应先开

15、冷流，后开热流。停用时，应先停热流，后停冷流。B. 当用蒸汽吹扫管程时，要将壳程放空阀或出进口阀打开；吹扫壳程时，要将管程放空阀或进出口阀打开，防止受热气体膨胀而憋压，进蒸汽要缓慢，以防水击。C. 经常检查换热器的温度、压力是否正常，头盖、丝土堵、法兰、放空阀等有无渗漏。（2）空冷器的操作A. 在启用前要检查，消除空冷器上及周围的杂物，风机盘车。检查润滑油（脂）是否充足，皮带是否牢固，松紧程度是否适合以及同电工联系送电。B. 启用后注意检查风机运行情况，电机电流、温度、转速、润滑情况等。C. 正常运行时，应经常检查空冷管箱、管束进出口法兰有无泄漏。（3）冷却器的操作A. 在启用前先检查放空阀是

16、否关闭，启用时应先开冷却水，后开热流，停用时应先停热流后停冷却水。B. 冷却器投用后，应根据实际情况调节冷却水量为适度，以求节约用水。C. 停工吹扫壳程时，要将管程放空阀或进出口阀打开，防止受热膨胀而憋压，进蒸汽要缓慢，以防水击。（4）酸性水汽提塔的操作在低变气冷却过程中，产生大量的冷凝水。水中除含有微量CO2等有机物外，金属离子含量很低（0.050.06ppm）。这部分酸性水如直接排放，将会污染环境或增加污水处理场负担。酸性水汽提塔属常压汽提塔，酸性水汽提塔的任务是将酸性水中CO2等杂质除去，然后送到有关单位使用。在实际操作中要控平稳汽提蒸汽流量及温度。一般来说，塔底温度越高，除去CO2等杂质的能力就强，酸性水净化就越彻底。4.反应器的切入与切出根据不同的情况，有些制氢装置在中低变反应器分别设计有跨线，遇到特殊情况可以进行反应器的切入和切出。操作方法参见11.4.1的相关内容。