内容发布更新时间 : 2024/11/5 12:52:57星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

出现反硫化现象。当温度，汽气比一定时，开始使MoS2发生水解反应的H2S浓度为最低硫化氢含量，当变换炉出口温度升高时，相应的最低硫化氢含量也升高。

（七）操作条件

一氧化碳变换工序的操作条件包括：变换压力、变换温度、空间速度、H2O/CO比和最终一氧化碳变化率等。所选择的操作条件必须满足产量高、消耗定额低、工艺流程及设备结构简单、操作方便及安全可靠等要求。

1．变换压力

压力较低时，变换压力对变换反应的化学平衡几乎无影响，但变换压力对反应速度有影响，反应速度随压力的增加而增大，考虑到变换压力对系统动力消耗和后续操作等影响，一氧化碳变换生产中采用加压变换，其优点如下：

变换器的生产能力较大。这是因为提高压力加快了变换的反应速度，采用较大空速提高催化剂的生产能力。

动力消耗低。因合成甲醇采用较高压力，变换前干原料气体积小于干变换气体积，先压缩干原料气后再进行变换比常压变化后再压缩变换气的动力消耗低。

提高热能回收利用价值。加压变换使得变换气中水蒸气冷凝温度高，提高了过剩蒸汽的回收价值。

加压有利于传热和传质，所以，设备体积小，布置紧凑，设备投资小。

生产中采用较高操作压力的缺点是：

需要较高压力的蒸汽，若采用的蒸汽全部靠外界引入，加压变换增大高压蒸汽的负荷。

设备投资大。这是因为较高的操作压力，系统冷凝液的酸度增大，系统腐蚀性增强，对设备的材质和制造技术均提出了较高的要求。

综上所述，加压变换采用较高的压力各有利弊，但优点是主要的，压力选取的出发点是考虑到合成甲醇的工艺特点、工艺蒸汽和压缩机各段的合理配置，现在合成甲醇工业广泛采用加压变换。

2．操作温度

一氧化碳变换操作温度必须控制在催化剂的活性温度范围内，目前工业上所用的钴钼催化剂的活性温度范围大体为200-550℃。

由于变换反应是可逆放热反应，所以，在温度范围，操作温度的高低对一氧化碳变换的结果有一个矛盾，即降低温度有利于提高一氧化碳的平衡转化率，但不利于加快变换反应速度。故在一定空速下存在最适宜的变换温度，使一氧化碳变换速度最快。

最适宜温度恒低于平衡温度。在反应过程中，反应物的组成是不断变化的，显然反应初期，相应物系组成的平衡温度最高，反应末期与物系组成相应的平衡温度最低。故一氧化碳变换率由低到高变化，最适宜温度随之由高向低转变。

实际生产中完全按照最适宜温度曲线操作是不现实的，反应初期，一氧化碳变换率较低，平衡温度较高，已大大超过催化剂允许使用温度范围，而此时，远离平衡，即使离开最适宜温度曲线在较低温

度下操作，仍可有较高的反应速度。随反应的进行，一氧化碳变换率增加，反应热增加，适宜温度要求降低，要考虑适当移出热量。

同一催化剂在不同的使用时期，其最适宜温度不同。催化剂在使用初期活性较强，反应温度可以低些；使用中期活性减弱，操作温度要比使用初期提高8-10℃；后期活性衰退，操作温度要比使用中期更高一些。

所以，在实际中生产中一氧化碳变换温度要综合考虑各种因素而确定，变换炉的设计及生产中温度的控制原则是：

应在催化剂活性温度范围内操作，防止超温造成催化剂活性组分因烧结而降低活性，反应开始温度应高于催化剂起始活性温度20℃左右。随着催化剂使用年限的增长，由于中毒、老化等原因，催化剂活性降低，操作温度应适当提高。

尽可能接近最佳反应温度线进行反应。为此，必须从催化剂床层中排出热量，不断降低反应温度，对排出的热量加以合理利用。可采用分段冷却，段数越多，则越接近最佳反应温度线，但流程越复杂，根据原料气中的CO含量，一般多将催化剂床层分为一段、二段或多段。段间进行冷却，冷却的方式有两种，一是间接换热式，用原料气或饱和蒸汽进行间接换热，二是直接冷激式，用原料气、水蒸汽或冷凝液直接加入反应系统进行降温。

对于低变过程，还应特别根据气相中水蒸汽含量确定低变过程的温度下限，操作温度的下限必须高于气体的露点温度20-30℃。这是因为催化剂操作温度较低，而气相中水蒸汽含量又较高，当气体降温

进入低变系统时，有可能达到该条件下的露点温度而析出液滴，液滴凝聚于催化剂的表面造成催化剂的破裂粉碎，引起床层阻力增加。注意，露点温度随气体中水蒸汽含量的增加而升高，随水蒸汽分压提高而提高，操作温度的下限也要相应提高。

3．空间速度

一氧化碳变换炉的空间速度是指1立方米的催化剂在1小时内通过的气体体积。该物理量的单位为h-1。增加空间速度，其实就是增加气体通过催化剂床层的速度。空间速度对一氧化碳工序操作的影响可归纳如下：

增加空间速度，气体与催化剂接触时间缩短，出炉气体中一氧化碳含量较高。

增加空间速度，处理气量大，生产强度提高。

增加空间速度，使气体通过催化剂床层的阻力增大，动力消耗增加。

降低空间速度，一氧化碳含量降低，但反应放热量过大，催化床层维持最佳温度难度加大。

空间速度的选取与催化剂的活性有关，活性好，反应速度快，可采用较大空间速度，一般空间速度在600-1500h-1。

4．汽气（H2O/CO）比

汽气比即水蒸汽与干原料气（或其中CO）的体积比，它对生产操作和经济效益都有重要影响。

采用高汽气（H2O/CO）比的优点是：

增加水蒸气用量，从化学平衡角度，有利于提高一氧化碳平衡变换率

增加水蒸气用量，反应初期由于过量的水蒸气对一氧化碳和二氧化碳起到稀释作用，不利于提高反应速度，但反应末期，有利于提高一氧化碳变换的反应速度

增加水蒸气用量，有利于抑制副反应2CO?C+CO2，CO+3H2?CH4+H2O

大量过剩的水蒸汽在绝热反应器中起着热载体的作用，将反应热取出，使得床层温升减小。因此，对CO浓度或原料气中氧含量高者，可提高蒸汽比例，将反应热充分移出避免催化剂烧坏。

采用高汽气（H2O/CO）比的缺点是：

增加蒸汽消耗，这是变换过程中最主要的消耗指标 增加系统阻力或降低生产能力 变换炉内反应温度维持困难

蒸汽比例过大，会减少反应时间，降低变换率

一氧化碳变换过程汽气比确定的原则为：在保证工艺要求的一氧化碳变换率前提下，尽可能降低水蒸气用量，合理回收热能。汽气比确定与原料气CO含量、最终一氧化碳变换率和催化剂活性、变换温度等有关。具体减低水蒸气用量的措施如下：

采用低温活性高的催化剂，使反应在较低的温度下进行，平衡变换率较高，不需要很大的汽气比便可以实现最终一氧化碳变换率

将一氧化碳变换与后续工序脱除残余一氧化碳方法结合考虑，合