編寫：王峰杜兆海樊飛
審核：王峰杜兆海
審定：馮華田一政
批准：目錄
第一章產品說明
第二章工藝原理及流程簡述
第一節工藝和操作原理
第二節工藝流程簡述
第三章變換裝置的開停車
第一節開車條件及準備工作
第二節變換裝置的開車
第三節變換裝置的停車
第四章變換裝置的正常操作
第五章變換裝置的緊急停車及事故處理
第六章變換催化劑的裝填、公升溫硫化方案
第七章三廢及處理
第八章安全標準
第九章安全衛生
第十章工藝指標一覽表
第十一章主要裝置結構
第十二章裝置一覽表
第十三章分析專案一覽表
第十四章安全閥一覽表
第一章產品說明
變換裝置是煤氣化的下游裝置，其目的和作用是把粗煤氣中過高的co變換成co2，同時副產h2，以調整粗煤氣中co和h2的含量，以滿足甲醇合成裝置對氫碳比的要求。
來自煤氣化裝置的粗煤氣經過三颱變換爐變換後，變換氣去低溫甲醇洗裝置。裝置執行期間，需要公用工程廠提供迴圈冷卻水、鍋爐給水、中壓蒸汽、低壓蒸汽、高壓蒸汽、、脫鹽水，需要空分廠提供低壓氮氣、儀表空氣、工廠空氣。生產過程中產生的變換冷凝液匯合來自酸性氣體脫除的冷凝液去冷凝液閃蒸槽，閃蒸後的冷凝液一部分去煤氣化裝置，一部分去水處理，閃蒸氣去低溫甲醇洗酸氣總管。
1、 生產能力
變換裝置對粗煤氣的額定處理能力為183904nm3/h，裝置的操作彈性為50%至110%，粗煤氣、變換氣的組成和工藝引數情況如下表：
表1 粗煤氣的工藝參數列
表2 變換氣的工藝參數列
2、物料消耗及能耗
變換裝置在生產過程中消耗變換催化劑k8-11和qdb-04；催化劑在使用初期需要進行公升溫硫化還原，硫化劑採用純品二硫化碳。見下表：
表3 化工原、輔材料消耗表
表4 公用工程消耗表
3、催化劑的特性
表5 k8-11催化劑的物理效能和主要使用條件
表6 qdb-04催化劑的物理效能和主要使用條件
催化劑qdb-04有以下特點：
（1）新增特殊助劑並使用活性載體，由於助劑、活性載體與活性組份三者的協同效應，提高了催化劑的變換活性，特別是提高了催化劑在高溫低硫下的變換活性及活性穩定性。
（2）新增復合鹼性物料，增強了催化劑的表面鹼性，提高了催化劑的有機硫氫解和水解功能，特別是在反應溫度較低的條件下，催化劑對有機硫的氫解和水解活性。同時由於有機硫轉化活性的提高，在原料氣中h2s較低的情況下，能保持自身的硫化形態，從而可以提高催化劑的脫氧效能。
（3）新增抗水合助劑，減弱了al2o3組份的水合反應能力，從而提高了催化劑的抗水合效能，使催化劑在壓力較高的苛刻條件下使用時，不水合、不相變，具有較高的抗水合性和結構穩定性。
新鮮催化劑中活性組份鈷、鉬以氧化鈷、氧化鉬的形式存在，使用時要先進行硫化，使活性金屬組份由氧化物轉變成硫化物。通常的硫化方法對qdb-04催化劑都適用，即：可以用含硫工藝氣體硫化，也可用硫化劑單獨硫化
qdb-04催化劑組成簡單，不含對裝置和人體有危害的物質，硫化時，只有少量的水生成，並隨工藝氣排出，對工藝過程和裝置無危害。
催化劑的使用壽命與使用條件有關，在一般工藝條件下，qdb-04的使用壽命為3-8年。
第二章工藝原理及流程簡述
第一節工藝和操作原理
變換的原理是氣體中的co和水蒸汽在一定溫度和壓力條件下，在變換催化劑的作用下發生變換反應生成h2和co2。反應式如下：
co＋h2o＝co2＋h2＋41.2kj/mol
本變換裝置採用的催化劑是寬溫耐硫變換催化劑，採用的工藝是寬溫耐硫部分變換工藝，這是根據粗煤氣中co濃度高、含有硫化物和下游裝置對原料氣中co濃度的要求來選取的。而高濃度的co在耐硫變換催化劑、高溫、低水汽比情況下會發生甲烷化副反應，一氧化碳變換技術不僅要防止甲烷化副反應的發生，而且要有利於節能。因此，其變換工藝特點如下：
（1）鈷－鉬耐硫催化劑適用於原料氣中硫含量較高的變換工藝，對原料氣中硫只有最低要求，無上限要求，因此使整個淨化流程更為簡單。鈷-鉬耐硫催化劑起活溫度較低，一般寬溫變換催化劑起活溫度為240℃，最高溫度可耐480℃，低溫變換催化劑起活溫度為180℃，最高溫度可耐450℃，較寬的溫度範圍適應於co濃度高而引起溫公升大的特點。
（2）為滿足甲醇合成co指標要求和節能原則，採用部分原料氣變換工藝。部分變換按如下方式設定：原料氣中約30%的氣量作為一段高溫變換氣的冷激氣進二段變換、原料氣中約35%的氣量進一段變換，剩餘35％的氣量與二段變換出口的變換氣混合後進三段變換。
這樣既節省高壓蒸汽也避免甲烷化副反應的發生，同時也滿足甲醇合成對co濃度的要求，調節手段靈活。
（3）為節省蒸汽消耗，一氧化碳變換採用一段寬溫耐硫變換串兩段低溫耐硫變換，段間採用冷凝液激冷，採用激冷流程一方面提高入口水氣比、另一方面降低變換入口溫度。低溫耐硫變換用於調節生產甲醇所需要的co指標要求。
（4）一氧化碳變換餘熱採用分等級**方式，高溫工藝餘熱採用氣化激冷水和預熱鍋爐給水的方式**；低溫工藝餘熱預熱除鹽水。
第二節工藝流程簡述
從煤氣化裝置來的粗煤氣（168℃、3.8mpa(a)、183.904knm3/h、），首先進入原料氣分離器s-15101,分離出夾帶的水分,然後進入原料氣過濾器s-15102除去固體機械雜質。
從原料氣過濾器s-15102出來的粗煤氣被分成三股:一股（約35%，64.552knm3/h）進煤氣預熱器e-15101管程與殼程的來自第三變換爐的變換氣換熱到210℃，再進入蒸汽混合器s-15103，與加入的263℃蒸汽混合，混合後氣體（溫度約230℃）再進入煤氣換熱器e-15102管程與殼程的來自第一變換爐的變換氣換熱到260℃後，進入一變爐r-15101進行變換。
出第一變換爐的變換氣（溫度約459℃）進入煤氣換熱器e-15102的殼程，與管程煤氣換熱後（溫度約432℃），與來自s-15102的另一股粗煤氣（約30%，55.171knm3/h，作為一段高溫變換氣的冷激氣）相混合，並進入1#淬冷過濾器s-15104，在此煤氣被來自冷凝液幫浦p15101的101.8℃的變換冷凝液冷卻到235℃左右，然後進入第二變換爐r-15102進行變換反應。
出第二變換爐的氣體（溫度約345℃）與粗煤氣中剩餘35％的氣體（來自s-15102的第三股粗煤氣，約64.552knm3/h）混合後，進入2#淬冷過濾器s-15105，在此煤氣被來自p15101的101.8℃的變換冷凝液淬冷增濕到220℃，然後進入第三變換爐r-15103發生變換反應。
出第三變換爐r-15103的變換氣（溫度約304.9℃）進入煤氣預熱器e-15101的管程，被殼程的煤氣冷卻到293.7℃，然後進入鍋爐給水預熱器e-15103a/b的管程與殼程的鍋爐給水換熱,溫度降至180 ℃後進入除鹽水預熱器e15104a/b的管程，與殼程的除鹽水換熱到85 ℃後，進入1#變換氣分離器s-15106分離冷凝水後,進入變換氣水冷器e-15105的管程,被殼程的迴圈水冷卻到40℃後,進入2#變換氣分離器s-15108分離冷凝水後,出界區去低溫甲醇洗裝置。
來自粗煤氣分離器s-15101、1#變換氣分離器s-15106、2#變換氣分離器s-15108、蒸汽混合器s-15103的冷凝液進入冷凝液閃蒸槽s-15107進行降壓至1.1mpa(a)閃蒸，閃蒸後的冷凝液被冷凝液幫浦p-15101a/b/c送至1#、2#淬冷過濾器和煤氣化裝置；閃蒸槽閃蒸出來的氣體進入閃蒸汽水冷器e-15107的殼程，被管程的迴圈冷卻水冷卻至40℃，再進入閃蒸汽分離器s-15110分離冷凝水後，去低溫甲醇洗的酸氣總管；分離下來的冷凝液去汙水生化處理裝置。
變換催化劑公升溫和硫化採用氮氣迴圈，硫化劑為二硫化碳。氮氣公升溫採用高壓蒸汽加熱。
第三章變換裝置的開停車
第一節開車條件及準備工作
1、 甲醇系統各項檢修專案按計畫檢修完畢。
2、 各機幫浦的電機單體試車合格，與機幫浦已對中連線好。
3、 空分裝置已開車正常，外送合格氮氣、儀表風、工廠風，且保證正常用量。
4、 各儀表安裝正確，除錯合格（最終除錯的除外）。
5、 迴圈水已送入界區內，各換熱器進出口閥全部開啟。
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