甲烷化岗位作业指导
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拟稿:审核:批准:公布日期: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COCO2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COCO2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:CO3H2=CH4H2O206.24kJ/molCO24H2=CH42H2O165.4kJ/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
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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。5、操作人员认真阅读升温还原
方案
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,并严格执行。6、各部位温度、压力要严格按照工艺指标控制。
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