变换催化剂B113-2说明书
1 产品简介
B113-2型一氧化碳高温变换催化剂，采用先进工艺生产，以Fe2O3为活性组分，以Cr2O3为助剂，并添加了其它适量的助剂。该催化剂适用于低汽气比条件下的合成氨、制氢等装置的节能型一氧化碳变换工艺。
B113-2型催化剂是采用国际最新技术生产的新一代节能型催化剂。该催化剂不仅完全具备了B113型催化剂的运行强度高、使用温区宽、低温活性好、本体含硫低、不需要专门安排放硫时间、抗蒸汽冷凝性能好等特点，更适宜于在低汽气比工艺条件下使用，并能有效的抑制费-托反应的发生。
B113-2型催化剂用于低汽气比条件下变换富氢气流中一氧化碳，通过下述反应生成更多的氢：CO+H2O=CO2+H2+41.19kJ/mol
同时也净化了氢气。
B113-2型催化剂，有两大突出的特点：一是在还原过程中几乎不引起催化剂颗粒视体积变化，这就保证了还原后催化剂的使用强度和长寿命，而且抗蒸汽冷凝性能非常明显。二是催化剂的高选择性和低温的高活性，副反应产物氨和甲烷或乙烷明显降低。
2 产品物理化学性质
2.1 催化剂外观
ⅠⅡ
尺寸（mm）：Φ9×5～7 Φ6×3～6
形状：平面圆柱体平面圆柱体
颜色：黑褐色黑褐色
2.2 物理性质
堆密度（kg/l）： 1.20±0.05
径向强度（N/cm）：≥250
磨耗（%）：≤10
抗沸水性能： 8～2～0
2.3 化学组成
Fe2O3（%）：≥74
Cr2O3（%）：≥7
石墨（%）：≤3
助剂（%）：适量
烧失重（%）：≤10
S（%）：≤0.025
Cl（%）：≤0.010
3 产品质量指标
项目指标（HT标准）
活性（CO变换率%）：≥45
径向强度（N/cm）：≥250
S（%）：≤0.025
Cl（%）：≤0.010
磨耗（%）：≤10
4产品的使用
4.1使用条件
B113-2型催化剂使用压力0.1～8.0MPa，使用温度300～500℃、蒸汽/干气≥0.35，运行空速500～5000h-1、使用寿命预计三年以上。
B113-2型催化剂抗蒸汽冷凝性能极好，在事故状态下用工艺气干燥处理后，催化剂强度不减，床层阻力不增加，催化剂仍能保证事故前的活性。
4.2装填
1）催化剂的装填质量，直接关系到高变炉床层的气流分布、阻力降及催化剂性能的发挥，因而要十分重视这一工作。
2）为了保证装填质量，要选择晴朗天气，并避开油污、灰尘及化学物质的污染。
3）确认高变炉质量合格，炉内干燥，无其它杂物，并在炉内壁标出耐火球、铁丝网、篦子板和催化剂的装填线。
4）将催化剂用4×4mm的筛网仔细过筛，除去运输过程中产生的粉尘和碎片。
5）首先向炉底装Φ25mm的耐火球装至预定高度，其上再装Φ12mm耐火球100～200mm，铺一层不锈钢网，然后装催化剂。
6）将催化剂慢慢吊至炉顶，缓慢的倒入接有帆布口袋的漏斗或溜槽中，催化剂从帆布袋口流入炉内。炉内需有人手握帆布袋口不断移动下料口位置，使催化剂面水平上升，不得采用集堆后耙平的做法。催化剂自由下落高度不得超过0.6米。炉内操作人员应踩在木板上，切勿直接踩踏催化剂。
7）催化剂装好后，将表面耙平，覆盖一层不锈钢网，再装入100～200mm厚的拉西环以及篦子板。当确认催化剂装填质量合格，炉内无异物，封炉。用空气或惰性气体吹扫至炉出口无粉尘为止。
8）安全注意事项：为防止反应炉内有害气体和催化剂中的粉尘对人的影响，在装填过程中入炉人员必须佩戴长管式防毒面具，并采用强制送风的保护措施。
4.3升温还原
4.3.1升温
升温介质可用空气、氮气、过热蒸汽、天然气或工艺气等气体。
1）如果用干空气升温时，催化剂床层最高温度应严格控制在150℃以下（压力≤0.7Mpa），然后改用其它加热介质继续升温。
2）如果用过热蒸汽升温，可直接升温至220℃，再改用工艺气升温。
3）如果用天然气做升温介质时，床温不得大于204℃，以防止烃类裂解积碳。
4）以石脑油为原料加压连续转化系统中，通常采用氨裂解气升温然后用工艺气继续升温和还原。
5）以天然气为原料加压连续转化中，最好采用氮气升温至180℃，再用过热蒸汽升温至220℃，用工艺气继续升温。
6）催化剂床温升温速度≤80℃/h，介质的空速200～300h-1。
4.3.2还原
B113-2型催化剂是以Fe2O3形式提供，必须还原为Fe3O4才具备催化作用。
B113-2型催化剂用上述提议的任何一种方式加热至200℃左右，在有水蒸气存在下，通入还原性气体，会有明显的还原反应：
3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2+50.79kJ/mol
3Fe2O3+H2=2Fe3O4+H2O+9.62kJ/mol
如果没有水蒸气存在，会发生过度还原反应：
Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2+14.8kJ/mol
Fe3O4+H2=3Fe+4H2O-149.92kJ/mol
金属铁的生成会促进甲烷化反应和CO歧化反应：
CO+3H2=CH4+H2O+206.28kJ/mol
2CO=CO2+C+172.5kJ/mol
上述两反应会放出大量的热，易引起催化剂超温或烧结。所以当催化剂床层温度升到200℃以上时，不准用还原干气升温。根据热力学数据，当床温为400℃时，P H2/(P H2+P H2O)＜0.86或P CO/(P CO+P H2O)＜0.34就可以防止金属铁生成。
对于天然气为原料的装置，可直接用转化气来还原。以石脑油为原料的装置，在用氨裂解气对一段转化炉催化剂进行还原的同时，高变催化剂也得到相当程度的还原。
还原初期应保持催化剂床层入口温度250℃至少2h，否则，催化剂床层底部可能出现过快的温升，其温升速度不允许超过20℃/h，如果温升过快，应降低入口温度，如温升过慢，则以10℃/h 的速度逐步升高入口温度，无论如何此阶段入口温度不得超过300℃；还原初期亦可采用试配气的方法,以避免床层飞温造成不必要的损失。
当高变炉操作压力0.5～2MPa，空速＞200h-1，炉入口温度控制在300～370℃（还原末期可提至370℃～420℃），经过６～８小时的还原B113-2型催化剂就可以顺利的彻底的还原完毕。
B113-2型催化剂，本体含硫通常在150～200PPm之间，而且很容易放出。实践表明，在催化剂还原的同时，本体中微量硫也被还原，并以H2S的形式弛放出来，故不必单独安排放硫时间。
当B113-2型催化剂的床层温度达到220℃时，已开始有H2S弛出，为了跟踪催化剂的本体放硫情况，必须在高变炉导转化气后，立即做硫的分析，否则难以获得H2S的分析数据。
B113-2型催化剂很容易还原，其中微量硫也很容易驰放出来。对于以天然气为原料，加压连续转化系统，当取样分析高变炉出口气体中一氧化碳含量不变，并且达到设计要求时,即表明催化剂已还原结束，高变炉出口气可以串入低变炉。此后，可逐渐提高负荷，缓慢调整炉温和压力至正常运行状态。
4.4正常操作
推荐B113-2型催化剂的日常操作指标如下：
进高变炉工艺气温度（℃）： 300～360
日常操作温度（℃）： 340～500
蒸汽/干气：≥0.35
空速（h-1）： 0.7MPa以下时为500～700
0.7～2.0MPa时为900～2000
5.0MPa时为5000
用户可根据各自工艺条件，确定运行温度指标，使用初期可选用低限，随着使用时间的推移可逐渐提高使用温度。当炉入口温度在320℃，蒸汽/干气＝0.3时，短期运行，催化剂活性不会有明显变化。当热点在470℃时，也可维持正常运行。但在更高的温度下使用，活性将受到影响。
为了保证和延长催化剂的使用寿命，应避免催化剂承受急剧的温度、压力变化。建议温度变化速度＜60℃/h，压力变化速度＜0.3MPa/h。
硫、氯、硅、磷及油类，无机盐等都能使催化剂减活或失活，应避免将其通过工艺气带入炉中。为了保证催化剂的使用活性，建议操作温度要高于露点25℃。
4.4.1停车
如果因断电、断水、断原料气或其它原因发生停车，时间较短时应先切断原料气和蒸汽，关闭高变炉进出口阀，保温保压。待工艺正常后再导入合格的工艺气。若停车时间长，应将系统卸压，用氮气保持正压状态。严禁催化剂与空气或氧气接触，否则还原态的催化剂会迅速氧化而导致催化剂超温烧毁。
催化剂降温方法：如果采用氧化降温，可选用蒸汽（空速大于500h-1 ）将床温降至200℃后，配入2.4% 空气（相当0.5%的氧）氧化，并逐步增加空气量，至床层温度停止上升为止。为了保护设备，氧化时最高温度要控制在400℃以下。当炉温降至120℃时可停止蒸汽，单独用空气降温至常温。
如果不卸催化剂，并且以后还要应用，最好还要采用如下降温方法：有惰性气体的化工厂，可先用蒸汽将床温降至200℃以下，改用惰性气体（如氮）循环降温至50℃以下。如用天然气降温，必须在床温低于150℃以下时才能切入天然气。
4.4.2开车
如果催化剂是用还原性气体保温保压，开车时床温低于280℃，可先用氮气或过热蒸汽升到280℃，再导入转化气。对于大型合成氨装置，高变炉是与转化系统串联起来开车。
4.5催化剂卸炉
还原态的高变催化剂极易氧化起火，若卸出，最好先用低压蒸汽冷却到尽可能低的温度，再用天然气或其它惰性气体冷却至50℃以下，然后用水浸，使催化剂钝化，并降至室温，随时用水浇湿卸炉过程中的干催化剂，并将其运出厂区，注意防止自燃。
５产品的包装、运输和贮存
5.1 成品催化剂装在内衬聚乙烯袋的铁桶内，并附有封桶标签。
5.2 运输过程中要轻拿轻放，严禁滚动或撞击，以尽量减少运输过程中催化剂的损失。
5.3 催化剂应存放在干燥通风的地方，严防潮湿和化学污染。如短期露天存放时，桶底部需垫枕木，上面加盖帆布防雨。
5.4 船运时，严防海（河）水浸入，以免影响催化剂性能。
附录A
催化剂分类
中国工业催化剂分类方法 一．石油炼制催化剂 １．催化裂化催化剂 ２．催化重整催化剂 ３．加氢裂化催化剂 ４．加氢精制催化剂 ５．烷基化催化剂 ６．异构催化剂 二．无机催化剂 １．脱硫——加氢脱硫、硫回收催化剂 ２．转化——天然气转化、炼厂气转化、轻油转化催化剂３．变换——高（中）变、低变、耐硫宽变催化剂 ４．甲烷化——合成气甲烷化、城市燃气甲烷化 ５．氨合成催化剂 ６．氨分解催化剂 ７．正、仲氢转化催化剂 ８．硫酸制造催化剂 ９．硝酸制造催化剂 1０．硫回收催化剂 三．有机化工催化剂 １．加氢催化剂 ２．脱氢催化剂 ３．氧化——气相、液相催化剂 ４．氨氧化催化剂 ５．氧氯化催化剂 ６．CO+H2合成——合成醇、F-T合成催化剂 ７．酸催化——水合、脱水、烷基化催化剂 ８．烯烃反应——齐聚、聚合、岐化、加成催化剂 四．环境保护催化剂 １．硝酸尾气处理催化剂 ２．内燃机排气处理催化剂 ３．制氮催化剂 ４．纯化——脱痕量氧或氢催化剂 五．其它催化剂 其它催化剂 中国工业催化剂常规分类Classification industrial Catalysts 一、化肥催化剂（Catalysts for fertilizer manufacture） 一）脱毒剂（Purification agent）
１．活性炭脱硫剂（Active carbon desulfurizer） ２．加氢转化脱硫催化剂（Hydrodesulfurization Catalyst） ３．氧化锌脱硫剂（Zinc oxide sulfur absorbent） ４．脱氯剂（Dechlorinate agent） ５．转化吸收脱硫剂（Converted-absoubed desulfurizer） a．氧化铁脱硫剂（Iron ozide desulfurizer） b．铁锰脱硫剂（Iron-Nanganese oxide desulfurizer） c．羰基硫水解催化剂（Carbonyl Sulfide hydrolysis） ６．脱氧剂（Deoxidezer） ７．脱砷剂（Hydrodearsenic Catalyst） 二）转化催化剂（Reforming Catalyst） １．天然气一段转化催化剂（Nature gas primary reforming catalyst） ２．二段转化催化剂（Secondary reforming catalyst） ３．炼厂气转化催化剂（Refinery gas steam reforming catalyst） ４．轻油转化催化剂（Naphtha steam reforming catalyst） 三）变换催化剂（CO shift catalyst） １．中温变换催化剂（High temperature CO shift catalyst） ２．低温变换催化剂（Low temperature CO shift catalyst） ３．宽温耐硫变换催化剂（Sulfur tolerant shift catalyst） 四）甲烷化催化剂（Methanation catalyst） １．甲烷化催化剂（Methanation Catalyst） ２．城市煤气甲烷化催化剂（Town gas methanation Catalyst） 五）氨合成催化剂（Ammonia synthesis Catayst） １．氨合成催化剂（Ammonia synthesis catalyst） ２．低温氨合成催化剂（Low temperatuer ammonia synthesis catalyst） ３．氨分解催化剂（Ammonia decomposition catalyst） 六）甲醇催化剂（Methanol Catalyst） １．高压甲醇合成催化剂（High pressure methanol synthesis catalyst） ２．联醇催化剂（Combined methanol synthesis catalyst） ３．低压甲醇合成催化剂（Low pressure methanol synthesis catalyst） ４．燃料甲醇合成催化剂（Fuel methanol synthesis catalyst） ５．低碳混合醇合成催化剂（mixture of lower alcohols synthesis catalyst） 七）制酸催化剂（Acid manufacture catalyst） １．硫酸生产用钒催化剂（Vanudium catalyst for manufacture of sulfuric acid）２．硝酸生产用铂网催化剂（Platinum ganze catalyst for manufacture ３．非铂氨氧化催化剂（Non-platinum catalyst for ammonia oxidation）４．铂捕集网（platinum catch gamze） ５．硝酸尾气处理催化剂（Treated catalyst for tail gas from nitric acid plant）八）制氮催化剂（Nitrogen manufacture catalyst） １．一段制氮催化剂（Frist stage catalyst for ammonia combined） ２．二段制氮催化剂（Second stage catalyst for nitrogen manufacture）
合成氨工艺流程
合成氨工艺流程标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
将无烟煤（或焦炭）由炉顶加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化所生成的半水煤气经燃烧室、废热锅炉回收热量后送入气柜。 半水煤气由气柜进入电除尘器，除去固体颗粒后依次进入压缩机的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，加压到~，送入脱硫塔，用溶液或其他脱硫溶液洗涤,以除去硫化氢，随后，气体经饱和塔进入热交换器，加热升温后进入一氧化碳变换炉，用水蒸汽使气体中的一氧化碳变为氢。变换后的气体，返回热交换器进行降温，并经热水塔的进一步降温后，进入变换器脱硫塔，以除去变换时产生的硫化氢。然后，气体进入二氧化碳吸收塔，用水洗法除去大部分二氧化碳。脱碳后的原料进入压缩机Ⅳ、Ⅴ段，升压到压缩机~后，依次进入铜洗塔和碱洗塔，使气体中残余的一氧化碳和二氧化碳含量进一步降至20（ppm）以下，以满足合成氨的要求。 净化后的原料气进入压缩机的最后一段，升压到~MPa进入滤油器，在此与循环压缩机来的循环气混合，经除油后，进入冷凝塔和氨冷器的管内，再进入冷凝塔的下部，分离出液氨。分离出液氨后的气体进入冷凝塔上部的管间，与管内的气体换热升温后进入氨合成塔。在高温高压并有催化剂存在的条件下，将氮氢气合成氨。出合成塔的气体中，约含氨10~20%，经水冷器与氨冷器将氨液化并分离后，其气体进入循环压缩机循环使用。分离出的液氨进入液氨贮槽。 原料气的制备:制备氢氮比为3:1的半水煤气 即造气。将无烟煤（或焦炭）由炉顶加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化后生成氢氮比为3:1的半水煤气。整个生产过程由煤气发生炉、燃烧室、废热锅炉、气柜等设备组成。 固定床半水煤气制造过程由吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹、空气吹净等5个阶段构成，为了调节氢氮比，在吹风末端要将部分吹风气吹入煤气，这个过程通常称为吹风回收。 吹风阶段：空气从煤气炉的底部吹入，使燃料燃烧，热量贮存于燃料中，为制气阶段碳与水蒸汽的反应提供热量。吹风气经过燃烧室和废热锅炉后放空。上吹制气阶段：从煤气炉的底部通入混有适量空气的水蒸汽，和碳反应生成的半水煤气经过炉的顶部引出。向水蒸汽中加入的空气称为加氮空气。 下吹制气阶段：将水蒸汽和加氮空气由炉顶送入，生成的半水煤气由炉底引出。二次上吹制气阶段：水蒸汽和加氮空气自下而上通过燃料层，将炉底残留的半水煤气排净，为下一步送入空气创造安全条件。 空气吹净阶段：从炉底部吹入空气，所得吹风气为半水煤气中氮的主要来源，并将残留的半水煤气加以回收。 以上五个阶段完成了制造半水煤气的主过程，然后重新转入吹风阶段，进入下一个循环。原料气的净化：除去原料气中的硫化氢、二氧化碳等杂质，将一氧化碳转化为氢气本阶段由原料气脱硫、一氧化碳变换、水洗（脱除二氧化碳）、铜洗（脱除一氧化碳）、碱洗（脱除残余二氧化碳）等几个工段构成，主要设备有除尘器、压缩机、脱硫塔、饱和塔、热水塔、一氧化碳变换炉、二氧化碳吸收塔、铜洗塔、碱洗塔等。 脱硫：原料气中硫化物的存在加剧了管道及设备的腐蚀，而且能引起催化剂中毒，必须予以除去。脱硫方法可分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。干法脱硫是用固体硫化剂，当气体通过脱硫剂时硫化物被固体脱硫剂吸附，脱除原料气中的少量硫化氢和有机硫化物。一般先进行湿法脱硫，再采用干法脱硫除去有机物和残余硫化氢。湿法脱硫所用的硫化剂为溶液，当含硫气体通过脱硫剂时，硫化物被液体剂吸收，除去气体中的绝大部分硫化氢。
CO变换工艺发展过程及趋势
CO变换工艺发展过程及趋势 摘要本文介绍了CO变换工艺的发展过程和趋势,论述了变换催化剂、反应器、节能工艺和数字模型的发展，论述了变换工艺的发展方向，指出了需要研究和解决的问题。 关键词 CO变换；催化剂；合成气；节能 前言 一氧化碳变换（也称水煤气变换，water gas shift）是指合成气中的一氧化碳借助于催化剂的作用，在一定温度下与水蒸气反应，生成二氧化碳和氢气的过程。通过变换反应既降低了合成气中的一氧化碳含量，又得到了更多氢气，调节了碳氢比，满足不同的生产需要（例如合成甲醇等）。其工业应用已有90多年历史。在合成气制醇、制烃催化过程中，低温水气变换反应通常用于甲醇重整制氢反应中大量CO的去除，同时在环境科学甚至在民用化学方面所起作用也不可忽视，如汽车尾气的处理、家用煤气降低CO的含量等。本文将从CO变换工艺的几个因素展开论述。 一、CO变换原理[1] 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。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，主要反应为： CO+H2O＝CO2+H2? ΔH= - mol 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 变换反应平衡受多种反应条件影响： （1）温度影响由于CO变换反应是个放热可逆反应，因此低温有利于平衡向右移。 （2）水碳比影响提高水碳比，可增加一氧化碳的转化率，有利于平衡向右移。 （3）原料气含CO2影响 CO2为反应产物，应尽量降低原料气中CO2的含量，确保平衡不向左移动。 变换反应速率受多种反应条件影响： （1）压力影响加压可提高反应物分压，在3MPa以下，反应速率与压力平方成正比。 （2）水碳比影响在水碳比低于4的情况下，提高水碳比可使变换反应速率加快。 （3）温度影响由于CO变换反应是个放热可逆反应，存在最佳反应温度。该温度与气体原始组成、转化率及催化剂有关。当催化剂和气体原始组成一定时，最佳反应温度随转
一氧化碳变换反应工艺流程
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
变换催化剂
DNB303Q 型低温耐硫变换催化剂的应用 张同福王志武孟令杨刘宜堂杨万成（山东明水化工有限公司 250200 临朐大祥精细化工有限公司262600） 摘要：简要介绍该公司“18.30”工程中采用中低低变换工艺的情况，重点介绍 DNB303Q 型催化剂升温还原及运行效果。 关键词： “18.30”工程中低低运行 山东明水化工有限公司前身为济南明水化肥厂。1958 年建厂，为全国最早的 13 家小氮肥企业之一，企业经过近 50 年的发展，2005 年已具备年产 20×104t 合成氨，24×104t 尿素的生产能力2005 年改制并且和晋煤集团合 作后，为进一步提高企业综合实力，决定对现有装置进行改造并新上一套“18.30”工程，工程投资约 5 亿元。新装置经过十个月的建设，于 2007 年元月建成进入试开车阶段。 此套“8.30”工程全部为我公司自行设计安装，在设计上大量采用目前国内最先进的技术变换工段采用比较成熟的中低低变换技术，采用临朐大祥公司的 DNB303Q 型低温耐硫变换催化剂，经过近 10 个月的生产使用，该催化剂表现出良好的性能。 1 中低低变换系统概述 （1）工艺流程（见图 1） （2）流程简述 压缩机二段来气首先进入焦炭过滤器，吸附掉气体中杂质后进入饱和热水塔与热水泵来的热水在塔内填料层逆流接触换热，换热后的气体经添加蒸汽后进入一热交管内和低变来变换热气体换热后，进入二热交和中变来热气体换热后进中变炉反应，中变反应气体经二热交换热后进入低变炉上段反应，反应后的气体经段间换热器进入低变下段，低变下段出气经一热交后进入饱和塔热水段，与热水换热后经气水分离器后送压缩机三段。 （3）主要设备（见表 1） （4）低变炉催化剂装填情况 根据低变炉生产负荷，上段催化剂装填40m3，下段催化剂装填 45m3，共 计装填 85m3。 2 升温还原 因为此装置是新上设备，且 DNB303Q 催化剂在我公司是第一次使用，为保证升温硫化顺利，制定了详细的升温硫化方案。 （1）硫化方法及流程 低变催化剂使用前需硫化，本次硫化采用一次通过硫化法。首先将液体 CS2 加入储槽，然后用钢瓶中的氮气将储槽压力升至 0.2MPa 左右备用，半水煤气置换合格后（O2＜0.5％），经静电除焦和焦炭过滤器后通入低变炉，开电加热器，使催化剂升温最低点至120℃以上后，开启 CS2 储槽出口阀，使 CS2 经转子流量计计量后，进入半水煤气管道经低变炉放空。流程顺序如下。罗茨风 机→电加热炉→低变上段催化剂层→段间换热器→下段催化剂层→出口管放空。
生产管理--年产五万吨合成氨变换工段工艺初步 精品
四川理工学院 毕业设计 题目年产五万吨合成氨变换工段工艺初步设计 系别化学工程与工艺 专业无机化工 011 指导教师 教研室主任 学生姓名 接受任务日期 20XX年2月28日 完成任务日期 20XX年6月1日
四川理工学院 毕业论文任务书 材料与化学工程系无机化工专业2001-1 班题目年产五万吨合成氨变换工段工艺初步设计 起迄日期20XX年 2 月25 日起至20XX 年 6 月1日止 指导老师 教研室主任（签名） 系主任（签名） 学生姓名 批准日期20XX 年 2 月25 日 接受任务日期20XX 年 2 月25 日 完成任务日期20XX 年 6 月 1 日
一、设计（论文）的要求： 1、说明书包括前言，合成氨变换工段工序原理，工艺条件及工艺流 程确定，以及主要设备的选择说明，对本设计的评述。 2、计算部分包括物料衡算，热量衡算，有效能利用率计算，主要设备 计算。 3、图纸带控制点的工艺流程图。 二、设计（论文）的原始数据： 天然气成分：以鸿化厂的实际工作数据为依据来进行。 年工作日330天,其余数据自定。 三、参考资料及说明： 《化工工艺设计手册》（上、下册）、《氮肥工艺设计手册》理化数据、《化肥企业产品能平衡》、《小合成氨厂工艺技术与设计手册》、《合成氨工学》、《化工制图》、《化工原理》、《化学工程》、《化工设计概论》以及关于氮肥的其他相关杂志。
目录 1.前言 (4) 2.工艺原理 (4) 3.工艺条件 (5) 4.工艺流程的确定 (6) 5.主要设备的选择说明 (6) 6.对本设计的综述 (6) 第一章变换工段物料及热量衡算 (8) 第一节中变物料及热量衡算 (8) 1．确定转化气组成 (8) 2．水汽比的确定 (8) 3．中变炉一段催化床层的物料衡算 (9) 4．中变炉一段催化床层的热量衡算 (11) 5．中变炉催化剂平衡曲线 (13) 6. 最佳温度曲线的计算 (14) 7．操作线计算 (15) 8．中间冷淋过程的物料和热量计算 (16) 9．中变炉二段催化床层的物料衡算 (17) 10.中变炉二段催化床层的热量衡算 (18) 第二节低变炉的物料与热量计算 (19) 第三节废热锅炉的热量和物料计算 (24) 第四节主换热器的物料与热量的计算 (26) 第五节调温水加热器的物料与热量计算 (28) 第二章设备的计算 (29) 1. 低温变换炉计算 (29) 2. 中变废热锅炉 (31) 及致谢 (35)
钴钼系耐硫变换催化剂使用注意事项
K8-11系列催化剂使用注意事项 一、催化剂的使用 1.1 催化剂的装填 装填催化剂之前，必须认真检查反应器，保持清洁干净，支撑栅格正常牢固。为了避免在高的蒸汽分压和高温条件下损坏失去强度，催化剂床层底部支撑催化剂的金属部件应选用耐高温和耐腐蚀的惰性金属材料。惰性材料应不含硅，防止高温、高水汽分压下释放出硅。 催化剂装填时，通常没有必要对催化剂进行过筛，如果在运输及装卸过程中，由于不正确地作业使催化剂损坏，发现有磨损或破碎现象必须过筛。催化剂的装填无论采取从桶内直接倒入，还是使用溜槽或充填管都可以。但无论采用哪一种装填方式，都必须避免催化剂自由下落高度超过1米，并且要分层装填，每层都要整平之后再装下一层，防止疏密不均，在装填期间，如需要在催化剂上走动，为了避免直接踩在催化剂上，应垫上木版，使身体重量分散在木版的面积上。 一般情况下，催化剂床层顶部应覆盖金属网和/或惰性材料，主要是为了防止在装置开车或停车期间因高的气体流速可能发生催化剂被吹出或湍动,可能由于气体分布不均发生催化剂床层湍动，损坏催化剂。 由于高压，原料气密度较大，为了尽可能的减小床层阻力降，应严格控制催化剂床层高度和催化剂床层高径比。通常催化剂床层高度应控制在3～5m；催化剂床层高径比控制在1.0～1.8。 1.2 开车 1.2.1 升温 为防止水蒸气在催化剂上冷凝，首次开车升温时，应使用惰性气体（N 2、H 2 、 空气或天然气）把催化剂加热到工艺气露点以上温度，最好使用N 2 。 采用≤50℃/h的升温速度加热催化剂，根据最大可获得流量来设定压力，从而确保气体在催化剂上能很好分布。在通常情况下，气体的有效线速度不应小于设计值的50%，但也不应超过设计值。 当催化剂床层温度达到100℃～130℃时，恒温2～3小时排除吸附的物理水，然后继续升温至200℃～230℃时，进行下一步的硫化程度。如果最初加热选用的是空气，在引入硫化气之前，必须用氮气或蒸汽吹扫系统，以置换残余氧气。硫化气的切换基本上在常压或较高压力下进行，这取决于气流的方便。 1.2.2 硫化 与铁铬系催化剂的还原相似，钴钼系耐硫变换催化剂使用前一般需要经过活化（硫化）方能使用，硫化的好坏对硫化后催化剂的活性有着重要作用。 如果工艺气中的硫含量较高，一般使用工艺气直接硫化时，硫化过程中可能发生下述反应： CoO＋H 2S ? CoS＋H 2 O ?H0 298 =-13.4KJ/mol (1) MoO 3＋2H 2 S＋H 2 ? MoS 2 ＋3H 2 O ?H0 298 =-48.1KJ/mol (2) CO＋H 2O ? CO 2 ＋H 2 ?H0 298 =-41.4KJ/mol (3) CO＋3H 2? CH 4 ＋H 2 O ?H0 298 =-206.2KJ/mol (4) 硫化过程为了使产生的热量尽可能小，便于硫化温度控制，在硫化过程中应尽可能地抑制这后两个反应，特别是反应(4)，通常催化剂转化成硫化态后，对反应(3)是有利的，但催化剂为氧化态时，并在较高的压力下，即开车的初期
中温变换
中温变换炉的设计 摘要氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。合成氨生产经过多年的发展， 现已发展成为一种成熟的化工生产工艺。合成氨的生产主要分为：原料气的制取；原料气的净化与合成。粗原料气中常含有大量的C，由于CO是合成氨催化剂的毒物，所以必须进行净化处理，通常，先经过CO变换反应，使其转化为易于清除的CO2和氨合成所需要的H2。因此，CO变换既是原料气的净化过程，又是原料气造气的继续。最后，少量的CO用液氨洗涤法，或是低温变换串联甲烷化法加以脱除。变换工段是指CO与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的过程。在合成氨工艺流程中起着非常重要的作用。 关键词：一氧化碳变换反应催化剂
Design of the Shift Convertor in Mesotemperature Abstract Ammonia is an important chemical products，mainly used for the production of chemical fertilizers. Ammonia production after years of development，has become a mature chemical production process. Ammonia production can bedivided into：the gas production of raw materials，raw materials and synthetic gas purification. Crude materials often contain large quantities of gas C，due to ammonia CO is the catalyst poison，so the need for purification，usually，the first reaction after CO transform it into easy to remove the CO2and ammonia synthesis required by the H2. Therefore，CO transformation is not only feed gas purification process，but also a feed gas to the gas. Finally，the CO with a small amount of liquid ammonia washing，or low-temperature method to transform series methanation removal. Section transform CO is the reaction of carbon dioxide and water vapor and hydrogen process. Ammonia in the process plays a very important role. Key words carbon monoxide shift reacction activator
合成氨的工艺流程复习过程
合成氨的工艺流程
合成氨的工艺流程 氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。 德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。于1908年申请专利，即“循环法”，在此基础上，他继续研究，于1909年改进了合成，氨的含量达到6%以上。这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨反应式如下： N2+3H2=2NH3(该反应为可逆反应,等号上反应条件为:"高温，高压",下为:"催化剂") 合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。 合成氨是由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。别名：氨气。分子式NH3英文名：synthetic ammonia。世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。 1.合成氨装置模型图：
工业生产上合成氨装置图 2、合成氨工艺流程叙述： (1)原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。 (2)净化对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。 ①一氧化碳变换过程 在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为 12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下： CO+H2OH→2+CO2 由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。 ②脱硫脱碳过程 各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第
合成氨的工艺流程
合成氨工艺流程 氨就是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都就是以氨为原料的。合成氨就是大宗化工产品之一,世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上,其中约有80%的氨用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。 德国化学家哈伯1909年提出了工业氨合成方法,即“循环法”,这就是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气与氮气合成转化率低的问题,将氨产品从合成反应后的气体中分离出来,未反应气与新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨反应式如下: N2+3H2≒2NH3 合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料与气体原料。经过近百年的发展,合成氨技术趋于成熟,形成了一大批各有特色的工艺流程,但都就是由三个基本部分组成,即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。 1、合成氨的工艺流程 (1)原料气制备将煤与天然气等原料制成含氢与氮的粗原料气。对于固体原料煤与焦炭,通常采用气化的方法制取合成气;渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气;对气态烃类与石脑油,工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。 (2)净化对粗原料气进行净化处理,除去氢气与氮气以外的杂质,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。 ① 一氧化碳变换过程 在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO,其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分就是H2与N2,因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下: CO+H2OH→2+CO2 =-41、2kJ/mol 0298HΔ 由于CO变换过程就是强放热过程,必须分段进行以利于回收反应热,并控制变换段出口残余CO含量。第一步就是高温变换,使大部分CO转变为CO2与H2;第二步就是低温变换,将CO含量降至0、3%左右。因此,CO变换反应既就是原料气制造的继续,又就是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。 ② 脱硫脱碳过程 各种原料制取的粗原料气,都含有一些硫与碳的氧化物,为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒,必须在氨合成工序前加以脱除,以天然气为原料的蒸汽转化法,第一道工序就是脱硫,用以保护转化催化剂,以重油与煤为原料的部分氧化法,根据一氧化碳变换就是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多,通常就是采用物理或化学吸收的方法,常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。 粗原料气经CO变换以后,变换气中除H2外,还有CO2、CO与CH4等组分,其中以CO2含量最多。CO2既就是氨合成催化剂的毒物,又就是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。 一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同,可分为两大类。一类就是物理吸收法,如低温甲醇洗法(Rectisol),聚乙二醇二甲醚法(Selexol),碳酸丙烯酯法。一类就是化学吸收法,如热钾碱法,低热耗本菲尔法,活化MDEA法,MEA 法等。 4
高温变换催化剂使用操作手册
高温变换催化剂 使用操作说明书 For personal use only in study and research; not for commercial use For personal use only in study and research; not for commercial use For personal use only in study and research; not for commercial use
For personal use only in study and research; not for commercial use For personal use only in study and research; not for commercial use 中国石化集团南京化学工业有限公司催化剂厂 二〇〇二年七月 目录 1.概述 2.物化性能及工业使用条件 3.催化剂装填 4 催化剂升温还原 5.催化剂的正常使用 6.催化剂使用中应该注意的问题 7.停车
8. 开车 9. 催化剂的卸出 10.产品的包装、运输和保管: 附件： 高温变换催化剂空气升温阶段的超温现象及防范措施 中国石化集团南京化学工业有限公司催化剂厂是我国最早生产催化剂的企业，也是催化剂行业第一家通过质量体系认证（ISO9002）的专业生产厂。目前能够生产40多个品种、90多个型号的化肥、石油化工、有机化工催化剂。化肥催化剂是传统的优势产品，广泛用于国内大、中、小型各类高低压工艺制氨装置，并出口多个国家和地区。 高温变换催化剂使用目的是为了制备后续生产要使用的氢气。通过催化反应过程来实现快速、连续。 催化剂的使用，包括从催化剂的选型开始，到催化剂的装填、升温还原、正常操作、维护保养等一系列过程。催化剂的性能只有通过工业化应用才能得以体现。催化剂使用水平的高低影响着催化剂性能的发挥。 为了您更好的使用好催化剂，在使用高温变换催化剂前，敬请阅读本手册 高温变换催化剂使用操作说明书 1．概述: 1.1 在高温条件下，铁铬系高温变换催化剂能促进一氧化碳和水蒸汽的变换反应制取H2。 高温变换催化剂是一种用于在较低汽气比条件下、相对温度较高的制氢催化剂，可用于大、中、小型制氨和制氢装置，特别是我国以煤为原料的工艺制氢装置众多，使用量也非常大。由于操作条件和设备状况限制，它要求催化剂均具有良好的活性，有的还要具备耐硫、抗沸水能力、易还原、还原态强度高、活性温区宽等特点。 随着技术的不断发展，高温变换催化剂已经由最早的单纯高温变换工艺发展到高温变换串联低温变换，
(工艺技术)合成氨工艺简介
合成氨工艺控制方案总结 一合成氨工艺简介 中小型氮肥厂是以煤为主要原料，采用固定层间歇气化法制造合成氨原料气。从原料气的制备、净化到氨的合成，经过造气、脱硫、变换、碳化、压缩、精炼、合成等工段。工艺流程简图如下所示： 该装置主要的控制回路有：（1）洗涤塔液位； （2）洗涤气流量； （3）合成塔触媒温度； （4）中置锅炉液位； （5）中置锅炉压力； （6）冷凝塔液位； （7）分离器液位； （8）蒸发器液位。 其中触媒温度控制可采用全系数法自适应控制，其他回路采用PID控制。 二主要控制方案 （一）造气工段控制 工艺简介： 固定床间歇气化法生产水煤气过程是以无烟煤为原料，周期循环操作，在每一循环时间里具体分为五个阶段；(1)吹风阶段约37s；(2)上吹阶段约39s；(3)下吹阶段约56s；(4)二上吹阶段约12s；(5)吹净阶段约6s. l、吹风阶段 此阶段是为了提高炉温为制气作准备的。这一阶段时间的长短决定炉温的高低， 时间过长，炉温过高；时间过短，炉温偏低并且都影响发气量，炉温主要由这一阶段控制。般工艺要求此阶段的操作时间约为整个循环周期的18％左右。 2、上吹加氮制气阶段 在此阶段是将水蒸汽和空气同时加入。空气的加入增加了气体中的氮气含量，是调节H2/N2的主要手段。但是为了保证造气炉的安全该段时间最多不超过整个循环周期的26％。 3、上吹制气阶段 该阶段与上吹加氯制气总时间为整个循环的32％，随着上吹制气的进行下部炉温逐渐下降，为了保证炉况和提高发气量，在此阶段蒸汽的流量最好能得以控制。 4、下吹制气阶段 为了充分地利用炉顶部高温、提高发气量，下吹制气也是很重要的一个阶段。这段时间
化工工艺学考试卷
《化工工艺学》试题一 一、填空题（本题共20分，共10小题，每题各2分） 1、在合成氨烃类蒸汽转化的过程中，从热力学角度分析有三个副反应存在析炭 的可能性，这三个副反应的化学反应方程式分别为_____________________-_、______________________和______________________，而从动力学角度分析只有___________________才可能析炭。 2、按照用途的不同可将工业煤气分为四类，分别为：__________、__________、- _________和__________。 3、煤中的水分主要分为三类，其中包括：游离水、__________和__________。 4、在合成氨CO变换工序阶段低温变换催化剂主要有__________和__________ 两种类型。 5、在合成氨原料气的净化过程中脱硫的方法主要分为：__________和_________- _两种类型。 6、氨合成塔的内件主要由__________、__________和电加热器三个部分组成。 7、尿素的合成主要分两步进行分别为：___________________________________- __________（反应方程式）和________________________________________-____（反应方程式）。 8、在以硫铁矿为原料生产硫酸过程中，硫铁矿在进入沸腾焙烧炉前需要达到的 组成指标为：S>20%、__________、__________、__________、__________和H O<8%。 2 9、在沸腾炉焙烧硫铁矿时要稳定沸腾炉的炉温需要做到的三个稳定分别为：① 稳定的空气量、②__________和③_________________。 10、电解法生产烧碱的电解反应为_____________________________________（反 应方程式）。 二、简答题（本题共50分，共5小题，每题各10分） 1、简述烃类蒸汽转化过程中析炭的危害及防止析炭应采取的措施。 2、简述铁－铬系高温变换催化剂的组成（含量）及各组分的作用。 3、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点。
一氧化碳变换的主要设备及操作控制
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。
年产5万吨合成氨变换工段工艺初步讲解
毕业设计 题目年产五万吨合成氨变换工段工艺初步设计 系别化学工程与工艺 专业 指导教师 教研室主任 学生姓名 接受任务日期 完成任务日期
四川理工学院 毕业论文任务书 指导老师 教研室主任（签名） 系主任（签名） 学生姓名 批准日期2005 年 2 月25 日接受任务日期2005 年 2 月25 日完成任务日期2005 年 6 月 1 日
一、设计（论文）的要求： 1、说明书包括前言，合成氨变换工段工序原理，工艺条件及工艺流 程确定，以及主要设备的选择说明，对本设计的评述。 2、计算部分包括物料衡算，热量衡算，有效能利用率计算，主要设备 计算。 3、图纸带控制点的工艺流程图。 二、设计（论文）的原始数据： 天然气成分：以鸿化厂的实际工作数据为依据来进行。 年工作日330天,其余数据自定。 三、参考资料及说明： 《化工工艺设计手册》（上、下册）、《氮肥工艺设计手册》理化数据、《化肥企业产品能平衡》、《小合成氨厂工艺技术与设计手册》、《合成氨工学》、《化工制图》、《化工原理》、《化学工程》、《化工设计概论》以及关于氮肥的其他相关杂志。
目录 1.前言 (4) 2.工艺原理 (4) 3.工艺条件 (5) 4.工艺流程的确定 (6) 5.主要设备的选择说明 (6) 6.对本设计的综述 (6) 第一章变换工段物料及热量衡算 (8) 第一节中变物料及热量衡算 (8) 1．确定转化气组成 (8) 2．水汽比的确定 (8) 3．中变炉一段催化床层的物料衡算 (9) 4．中变炉一段催化床层的热量衡算 (11) 5．中变炉催化剂平衡曲线 (13) 6. 最佳温度曲线的计算 (14) 7．操作线计算 (15) 8．中间冷淋过程的物料和热量计算 (16) 9．中变炉二段催化床层的物料衡算 (17) 10.中变炉二段催化床层的热量衡算 (18) 第二节低变炉的物料与热量计算 (19) 第三节废热锅炉的热量和物料计算 (24) 第四节主换热器的物料与热量的计算 (26) 第五节调温水加热器的物料与热量计算 (28) 第二章设备的计算 (29) 1. 低温变换炉计算 (29) 2. 中变废热锅炉 (31) 参考文献及致谢 (35)
一氧化碳变换
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