己内酰胺合成工艺实习报告(2).doc

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1、 目的与要求
1.1 目的
生产实习是理论联系实际的重要课堂。经过生产实习, 培养学生理论联系实际的作风, 加深理解化工生产的基本原理、 生产工艺过程与设备的基础理论、 基础知识、 生产过程的设计与原理, 培养我们化工生产技术经济分析与生产组织管理的能力, 提高学习收集和整理生产技术资料的能力和分析与解决问题的能力, 进一步培养我们具有材料新产品、 新工艺、 新设备、 新技术的研究与开发的初步能力。
经过大学三年的理论性教育, 使我们对生物制药这门学科有了理论上的大致认识, 在大三下半年学校安排了我们实习。实习是在校大学生唯一一次接触工厂大规模生产的机会,是学生走上社会的良好过渡,走向工作岗位的入门之课.实习让我们了解到理论和实践之间的差异,找到了工厂大规模生产和实验室小量操作的异同.加深我们对所学知识的理解和消化,同时也学习到各工厂的许多技术细节,掌握了生产的基本工艺原理.这次实习提高了自己培养发现,分析,解决问题的能力,受益非浅,达到了实习的效果。
1.2 要求
经过本次实习, 我们应达到以下要求:
( 1) 了解实习工厂生产的主要产品品种、 性能、 生产规模和主要原料消耗定额;
( 2) 详细了解指定实习车间的生产工艺流程、 工艺管道布局、 控制点、 主要工序操作控制方法和操作条件;
( 3) 了解各主要设备的结构、 尺寸、 性能;
( 4) 了解生产流程中采用的耐腐蚀性材料和使用情况;
( 5) 了解实习车间所用原材料的技术要求和规格;
( 6) 了解生产过程控制分析和原料产品的分析项目, 大致了解主要项目的分析方法;
( 7) 了解工厂的生产组织和技术管理, 安全生产制度;
( 8) 了解指定实习车间曾出现过的和现在存在的问题, 曾采取或打算采取什么改进措施( 含生产过程本身以及三废治理及综合利用等方面的问题) 。
2、 实习指导思想
2.1 指导思想
学生在实习期间应积极贯彻和遵守党和政府的各项方针、 政策和法令, 严格遵守实习工厂的安全措施和各项规章制度, 尊敬师傅、 团结同学; 对具体的产品工艺要十分熟悉, 操作手续, 工艺指标清楚, 数据齐全, 对所涉及的设备构造及工作原理要有一定的了解; 绘制出车间布置及工艺流程草图。
对实习工厂组织结构、 产品内容、 生产过程及生产组织管理体制有比较全面的概括性的了解。
2.2 实习进度安排
( 1) 厂况介绍, 安全教育, 生产管理情况介绍, 1天;
( 2) 产品性能与生产原理, 工艺流程与指标, 设备结构与参数等技术讲座, 2天;
( 3) 生产车间现场跟班实习, 3天;
( 4) 分组讨论及与分厂技术工程师交流讨论, 1天;
( 5) 整理实习报告, 考核, 1天。
2.3实习地点: 巴陵石化分公司己内酰胺事业部。
3、 实习内容
3.1 入场教育
3.1.1 安全教育
实习伊始, 巴陵石化分公司己内酰胺事业部的工作人员提醒我们无论走到那个车间先找好安全出口, 全厂最大的安全隐患是苯泄露及反应釜爆炸, 万一遇到这种突发事故, 要逆风向高处跑, 最好能找到湿毛巾捂住鼻子。在车间参观实习的时候要听指导老师的安排, 不能够擅自动仪器设备, 遇到紧急事故要听从指导老师, 由指导老师处理紧急情况。
3.1.2 己内酰胺事业部简介
巴陵分公司生产己内酰胺是以苯为原料, 采用荷兰斯达米卡本公司专利技术HPO法, 即磷酸羟胺肟化生产己内酰胺。引进主装置环己酮、 羟胺肟化、 己内酰胺及废液焚烧的专利技术和专利设备。1992年投料试车, 94年5月初第三次开车成功, 全线打通流程生产出合格产品并转入正常生产。99年产品部与国内高校联合自主开发新技术, 将原年产五万吨己内酰胺扩能至年产七万吨己内酰胺。 又和北京石科院共同合作, 投产一套氨肟化装置及配套扩改设施, 将己内酰胺扩能至14万吨/年。
己内酰胺 分子式: C6H11OH
在液态下为无色, 在固态下为白色( 片状) , 具有吸湿性, 易溶于水和苯, 并具有特殊的气味, 凝固点为69℃。己内酰胺应在适中的温度下贮存, 要与水、 光和空气隔绝, 否则易变质。
己内酰胺主要用于生产尼龙-6, 由尼龙-6又可加工为: 民用纺丝制作内衣、 睡衣、 衬衫、 套服, 地毯、 毛毯等。工业纺丝用于制作帐篷、 汽车轮胎、 电缆、 绳索、 鱼网、 绝缘材料等。工程塑料用于制作注射成型和挤压成型的贮器及薄膜。
3.1.3 行为要求《十不准》
进入己内酰胺事业部要求做到以下《十不准》:
( 1) 不准在生产车间抽烟、 喝酒、 吃零食;
( 2) 在厂参观学习时间内不准做与工作无关的事情;
( 3) 实习期间不准打探、 收集事业部商业及生产技术机密;
( 4) 参观期间不准随便进入生产装置;
( 5) 下车间参观不准操作任何生产装置设备;
( 6) 每参观完一个车间必须离开, 不准逗留;
( 7) 入厂期间不准偷盗事业部的财物;
( 8) 不准损坏公共财物和财产;
( 9) 不准大声喧哗、 吵闹;
( 10) 不准携带易燃易爆危险品进入事业部。
3.1.4 主要危险化学品危害及相应的安全控制措施
( 1) 大部分化学产品易燃易爆, 因此不要随身携带钥匙, 女士不要佩戴耳环、 项链等首饰, 随身携带的手机需关机;
( 2) 整个生产流程中涉及到的有毒有害物品主要是苯, 遇到苯泄露事故时, 应逆风向高处跑。
( 3) 生产中一些原料和产品是具有强腐蚀性的酸碱液, 车间里很多输送管道位于上空, 很多管道由于使用已久, 可能存在漏液危险, 因此在车间内参观时要带安全帽, 且不要长时间仰头, 尽量保持平视。
3.2 环己酮工艺车间
3.2.1 制氢装置工艺车间
<一> 概述
环己酮车间制氢装置是以石脑油为原料, 采用脱砷、 脱硫氯除去石脑油中的有害杂质, 然后与过热蒸汽混合, 经预转化反应生成甲烷等有机物, 经转化炉对流段加热至500℃, 在总水比4.8以上780℃的温度下转化为大部分的氢气和剩余的甲烷, 以及二氧化碳、 一氧化碳。转化器中的一氧化碳采用中温变换和低温变换转化为二氧化碳和氢气, 变换气中的二氧化碳采用苯菲尔特溶液脱碳法予以脱除, 粗氢气中的剩余二氧化碳和一氧化碳经甲烷化反应精制, 以生产纯度为92.00%( 干基) 以上的工业氢直接提供给苯加氢, 另一部分工业氢送至变压吸附装置提纯到99.5%以上供羟胺肟化装置使用。
制氢装置原设计生产能力为每小时产工业氢13000标立方米, ”五改七”扩能改造后达到每小时产工业氢18500标立方米。正常生产时, 每小时供苯加氢装置约8500标立方米的工业氢, 变压吸附装置入口10000标立方米的工业氢, 另外有少量的氢气供己内酰胺装置使用。苯加氢装置的尾气经过尾气压缩机返回至脱硫入口, 一方面可回收尾气中的氢气和甲烷, 另一方面可提供钴钼加氢反应的氢气。变压吸附提高羟胺用氢的纯度, 减少了羟胺反应的尾气, 变压吸附的解吸气经甲烷压缩机送至转化入口, 作为制氢的原料。
本装置采用了DCS控制系统, 使制氢的生产稳定, 安全可靠, 操作灵活。本装置各种催化剂都已国产化, 催化剂升温还原流程单独进行, 大部分的催化剂可在不停车的情况下进行更换和升温还原。
本装置分为脱硫、 预转化和转化、 脱碳、 压缩、 司炉以及变压吸附六个部分。
<二> 原料及产品的主要技术规格
制氢装置主要原料为轻油( 石脑油) , 并回收苯加氢尾气、 PSA解吸甲烷气。
（1） 轻油
轻油原料均为外购。以其中一批油为例分析结果如下:

表3.2.1.21
项目
单位
数量
密度
Kg/m3
704
HK
℃
38
10%
℃
64.5
50%
℃
109
90%
℃
157
KK
℃
168

组成表
表3.2.1.22
NC
NP
IP
O
N
A
3
0.07

4
0.67
0.22

5
2.15
1.67

0.65

6
4.09
3.74

2.75
0.55
7
6.74
4.79

7.42
1.39
8
10.05
8.17

7.97
3.08
9
9.43
3.93

7.12
2.77
10
3.67
3.21

0.67
0.91
11
1.06
0.76

12
0.13
0.17

总计
38.06
26.66

26.58
8.70

注: NC: 碳数; NP: 正构烷烃; IP: 异构烷烃; O: 烯烃; N环烷烃; A: 芳烃。
（2） 苯加氢尾气
进装置温度 40℃
进装置压力 2.4MPa( G)
流量 800-1500Nm3/h
组成表
表3.2.1.23
序号
项目
V%
1
H2
97
2
CH4
3
3
苯
0.5
4
环己烷
0.5
5
S
0.1ppm
6
Cl
0.1ppm
7
水
饱和水
8
合计
100.00

（3） PSA解吸甲烷气
流量 600-1200Nm3/h
组成 CH4 68.6% H2 31.4%
（4） 主要原辅材料及公用工程规格
表3.2.1.24
序号
名称
规格或型号
1
石脑油
干点<205℃ 烯烃<0.5%,芳烃<12%,硫<250ppm
2
燃料油
石脑油 甲醇
3
脱砷剂
JT-2( 镍钼催化剂)
4
钴钼加氢催化剂
T201( 钴钼催化剂)
5
氧化锌脱硫剂
T305( 氧化锌)
6
预转化催化剂
CN-14( 镍催化剂)
7
转化催化剂
Z417-Z418(镍催化剂)
8
中变催化剂
B113( 铁催化剂)
9
低变催化剂
B205( 铜催化剂)
10
甲烷化催化剂
J105( 镍催化剂)
11
耐火球
Φ50/25
序号
名称
规格或型号
12
丝网
丝维0.56 网号19.8
13
扁环填料
QH-1 Φ38
14
活性炭
Φ3*10
15
碳酸钾
>99%
16
二乙醇胺
>98.4%
17
五氧化二钒
>99.6%
18
消泡剂
UCON50HB-5100
19
磷酸三钠
>99.6%
20
电
低压: 380V 高压: 6KV
21
氮气
低压:0.4Mpa 高压:3.5Mpa 纯度:99.9%
22
空气
仪表用:0.7Mpa( 含水:-40℃) 工业用:0.7Mpa
23
新鲜水
PH>8 O2<0.03ppm SiO2<0.2ppm
24
锅炉水
电导( 25℃) <10us/cm 含盐<5ppm T:102℃
25
蒸汽
低压:0.45Mpa T:145℃ 高压:3.9Mpa T410℃
26
循环水
压力:0.4-0.5Mpa T:33℃

（5） 产品规格
装置送苯加氢装置工业氮气、 变压吸附出口送羟胺肟化装置纯氢, 其性质如下
表3.2.1.25
项目
单位
送苯加氢
送羟胺
温度
℃
40
40
压力
Mpa
2.05
2.05
H2O
V%
0.36
饱和
H2
V%
>92.00
>99.5
CH4
V%
<8
<0.5
CO+CO2
V%
<20ppm
<20ppm
合计
V%
100.00
100.00

（6） 物料平衡
制氢装置扩能后的物料平衡
表3.2.1.26
项目
单位( kg/h)
数量( 104t/a)
备注

原料
轻石脑油
3377
2.70
1350nm3/h
苯加氢尾气
120
0.096
1200nm3/h
PSA解吸甲烷气

工艺热蒸汽
23221
18.58

合计
27017
21.63

产品
工业氢
1646
1.32
18500nm3/h
二氧化碳放空
10638
8.51

工艺冷凝水
14315
11.47

合计
27017
21.63

<三> 装置各岗位工艺控制指标
( 1) 司炉岗位
表3.2.1.31
项目
名称
单位
指标
备注
1
燃料油罐压力
Mpa
1.4-1.6

2
燃料油罐液位
%
40-70

3
燃料油流量
m3/hr
1.2-3.10

4
转化烧嘴前燃料油压力
Mpa
0.5-0.78

5
轻油加热炉燃料油压力
Mpa
0.3-0.7

6
雾化蒸汽总管压力
Mpa
0.9

7
转化烧嘴雾化蒸汽压力
Mpa
0.45-0.6

8
轻油加热炉雾化蒸汽压力
Mpa
0.3-0.7

9
雾化蒸汽流量
Kg/hr
1000-3000

（1） 转化岗位
表3.2.1.32
序号
名称
单位
指标
备注
1
轻油加热炉炉膛温度TIR3113
℃
<650

2
轻油出加热炉温度
℃
380-410

3
R3002床温
℃
380-410

4
R3002A/B/C床温
℃
320-400

5
R3007床温
℃
380-510

6
R3004床温
℃
360-430

7
R3005A/B床温
℃
190-220

8
F3001床温
℃
760-820

9
入转化原料温度
℃
490-520

10
入转化炉烧嘴空气温度
℃
>150

11
中变入口温度
℃
360-380

12
中变废锅出口气体温度
℃
270

13
转化炉烟道气出口温度
℃
<180

14
预转化入口温度
℃
380-400

15
低变入口温度
℃
190-200

16
轻油泵出口压力
Mpa
3.4-3.9

17
循环氢气总管压力
Mpa
2.7-3.9

18
燃料柴油总管压力
Mpa
1.6-1.8

19
雾化蒸汽总管压力
Mpa
0.9

20
中压氮气总管压力
Mpa
2.5-3.7

21
低压氮气总管压力
Mpa
0.3-0.5

22
低压蒸汽总管压力
Mpa
0.9

23
循环冷却水上水总管压力
Mpa
0.4-0.5

24
轻油出加热炉压力
Mpa
2.9

25
入转化原料气压力
Mpa
2.9

26
汽包出口蒸汽压力
Mpa
4.4

序号
名称
单位
指标
备注
27
入转化炉蒸汽压
Mpa
4.0

28
汽包安全阀定压
Mpa
4.48

29
入转化蒸汽管安全阀定压
Mpa
4.62

30
入转化烧嘴空气压力
mmH2O
8

31
转化炉膛压力
mmH2O
-2--5

32
轻油灌液位
%
50-70

33
汽包液位
%
45-65

34
低变气分离器液位
%
40-60

35
入转化炉轻油流量
KG/H
2.3-4.0

36
入转化过热蒸汽流量
T/H
3-6

37
入转化饱和蒸汽流量
KG/H
6000-10000

38
预转化入口蒸汽流量
KG/H
8000-9500

39
转化水碳比

4.5-5.5

40
预转化水碳比

2.0-2.5

41
氢油比( 体积)

80-200

42
入转化炉空气流量
NM3/H
12570-33187

43
过路循环水泵出口流量
T/H
138

44
脱盐水出贫液冷却器温度
℃
70-80

45
除氧器内温度
℃
104

46
入汽提体塔冷凝液温度
℃
410

47
入汽提体塔蒸汽温度
℃
150

48
入除氧器脱盐水压力
Mpa
0.4-0.6

49
入除氧器蒸汽压力
Mpa
0.4

50
锅炉给水泵出口压力
Mpa
3.8-5.3

51
送苯加氢锅炉水压力
Mpa
2.5-2.8

52
冷凝液灌安全阀定压
Mpa
2.1

53
除氧器液位
%
50-70

（2） 脱碳压缩岗位
表3.2.1.33
序号
名称
单位
指标
注备
1
低变气入吸收塔压力
Mpa
2.4

2
吸收塔底压力
Mpa
2.39

3
吸收塔压力
Mpa
0.03-0.05

4
再生塔压力
Mpa
0.14-0.16

5
再生塔上塔压力
Mpa
0.10-0.13

6
再生塔下塔压力
Mpa
0.02

7
贫液泵出口压力
Mpa
4.0

8
半贫液泵出口压力
Mpa
4.0

9
贫液入吸收塔温度
℃
50-70

10
低变气入吸收塔温度
℃
127

11
再生塔下塔底部温度
℃
116

12
再生塔上塔底部温度
℃
105-108

13
再生塔气体出口温度
℃
96

14
再生塔气体出口压力
Kpa
20-30

15
贫液入塔流量
T/H
35-45

16
半贫液入塔流量
T/H
180-220

17
再生塔上塔液位
%
40-70

18
再生塔下塔液位
%
40-70

19
再沸器后分离器液位
%
30-50

20
净化器分离罐液位
%
30-50

21
CO2气液分离灌液位
%
60-80

22
贫液泵电机电流
A
96.2

23
半贫液泵电机电流
A
36.9

24
开工压缩机K-3502

25
工况Ⅰ、 Ⅱ

26
进气压力
Mpa
0.3

27
排气压力
Mpa
1.0

序号
名称
单位
指标
注备
28
进气温度
℃
≤40

29
排气温度
℃
≤135

30
排气量
m3/min
28
进气状况
31
工况Ⅲ

32
进气压力
Mpa
1.8

33
排气压力
Mpa
2.8

34
进气温度
℃
≤40

35
排气温度
℃
≤95

36
排气量
m3/min
1.7
进气状况
37
润滑油温度
℃
≤70

38
润滑油压力
Mpa
0.3

39
循环机K-3501A/B

40
进气压力
Mpa
2.0

41
排气压力
Mpa
3.7

42
进气温度
℃
≤40

43
排气温度
℃
≤109

44
润滑油温度
℃
≤60

45
尾气循环机K-3501C

46
进气压力
Mpa
1.7-2.0

47
排气压力
Mpa
2.5-3.7

48
进气温度
℃
≤40

49
排气温度
℃
≤110

50
排气量
m3/min
1.37
进气状况
51
润滑油温度
℃
≤70

52
循环机K-3501A/B
m3/min
0.5
进气状况

( 改造前)

53
K-3501A排气量
Nm3/h
1300
改造后
54
K-3501B排气量
Nm3/h
1300
改造后

( 3) 变压吸附岗位
表3.2.1.34
序号
名称
单位
指标
备注
1
吸附压力
Mpa
2.0

2
吸附时间
S
150

3
产品氢纯度
%
>99.5

4
甲烷压缩机入口压力
Kpa
20-40

5
K-3801现场电流量
A
<330

( 4) 分析指标频率
表3.2.1.35
序号
项目
控制指标
分析频率
备注

1
原料轻油

每批一次

比重( d25)
<0.73
每批一次

初馏点
50℃-60℃
每批一次

干点
<200℃
每批一次

烯烃
<0.43%
每批一次

芳烃
<13.5%
每批一次

总硫
<150ppm
每批一次

砷
<100ppb
每批一次

碳氢比
5.9
每批一次
分析组份
2
氮气纯度
99.999%( V)
抽测

3
开车置换氧含量
<0.3%
抽测

4
脱砷后砷含量
<1ppb
每周一次

5
脱硫后硫含量
<0.5ppm
每周一次

6
烟道气:氧
2%-8%
每周一次

一氧化碳
0-0.5%
每周一次

7
转化气含氮
>68.16%(干)
每两小时一次

一氧化碳
>9.98%(干)
每两小时一次

二氧化碳
<17.43%(干)
每两小时一次

甲烷
<4.43%(干)
每两小时一次

序号
项目
控制指标
分析频率
备注
8
中变出口CO
<3.0%
每两小时一次

9
低变出口CO
<0.3%
每两小时一次

10
甲烷化出口CH4
<8%
每两小时一次

CO+CO2
<20ppm
每两小时一次

11
碱洗气CO2
0.2%
每两小时一次

12
脱碳溶液组成

K2CO3
25%-30%(W)
每两小时一次

DEA
3%(W)
每周一次

V2O5
0.5%(W)
每周一次

KVO3
0.75%(W)
每周一次

V+5/V+4
>1
每周一次

Fe3+
<100ppm
抽测

13
贫液再生度
<0.25
每周一次

半贫液再生度
<0.42
每周一次

14
溶液起泡鉴定

泡高
<6cm
抽测

消泡时间
<10s
抽测

15
锅炉给水、 炉水及蒸汽指标

项目
给水
炉水
蒸汽
分析频率
PH
>7
8.5-10.5

每天一次
溶解氧
<0.03ppm

每天一次
SiO2
<0.2ppm
<25ppm
<0.1ppm
每天一次
电导
<10uv/cm(25℃)
<200uv/cm(25℃)
<10uv/cm(25℃)
每天一次
含盐
<5ppm

每天一次
总固

<500ppm

每天一次
磷酸根

5ppm-15ppm

每天一次
<四>各工序反应原理及影响反映的因素
（1） Ni-Mo、 Co-Mo加氢反应( R3002)
R3002炉内触媒分两层装填, 上层为Ni-Mo催化剂, 下层为Co-Mo催化剂, 它们都能够使原料油中的有机硫转变为无机硫, 有机氯转变为无机氯, Ni-Mo催化剂还具有脱砷的作用, 砷容为5%( W) , Co-Mo催化剂的砷容为0.5%。
反应原理:
脱砷反应:
加氢转化反应:
硫醇:
硫醚:
二硫化物:
噻吩:
硫氧化碳:
上式中的R及R'代表烷基。
影响反应的因素:
◆有机硫转化为无机硫的反应是体积缩小, 吸热的可逆反应, 提高压力, 有利于反应的进行, 设计压力为3.15Mpa, 反应温度主要取决于催化剂的活性温度, 适当提高温度可使反应加快, 但反应不完全且催化剂容易被破坏, 设计温度为380-420℃。
◆同时轻油比也对反应产生影响, 轻油比增大, 能够降低出口硫含量和减少结焦, 设计值为80-120( 体积) 。
◆另外, 催化剂硫化的程度也对反应产生影响。
（2） 氧化锌脱硫反应( R3003A/B/C)
氧化锌脱硫反应炉有三个, 能够根据需要进行串、 并联或单独使用。其反应平衡常数在200-400℃范围内都很大, 是当前工业上采用的脱硫效率较好的一中方法。
反应原理:
影响反应的因素:
◆温度: 根据催化剂的活性温度范围, 设计其进口温度为380-400℃。
◆硫容: 硫容是指单位体积或重量的脱硫剂可吸收硫的数量, 新催化剂的硫容基本上是固定的, 但原料气含有较多的硫化物或不饱和烃时, 可提前是催化剂失效。
（3） 蒸汽转化反应( R3007/F3001)
原料轻油是由各种烃组份所组成的( 包括饱和烃、 不饱和烃和芳烃) , 蒸汽转化反应就是烃类蒸汽转化反应。
反应原理:
同时, 还伴有裂解、 变换和甲烷化等反应:

影响反应因素:
◆温度: 提高反应温度能够提高转化率, 但温度过高, 催化剂的使用寿命会缩短, 且烃类易裂解析碳, 因此在控制转化出口甲烷含量的前提下, 温度应尽可能低一些。
◆压力: 提高压力将使转化出口甲烷含量增加, 且易生成游离碳, 但加压的影响可经过适当提高反应温度和水碳比的办法来弥补, 而且加压能够提高转化反应速率和单位体积设备的生产能力。
◆水碳比: 增加水碳比能够降低转化气中甲烷含量, 防止催化剂结碳; 水碳比过大又增加阻力, 降低设备生产能力, 导致热能消耗增加。本装置设计值为5.0。
◆催化剂的活性: 高活性的催化剂能够加速转化反应, 而且氢分迅速提高, 有利于避免结碳。
◆催化剂的活性与许多因素有关。除了制造、 运输、 保管外, 装填、 升温还原和操作维护等方面也直接影响催化剂的活性。
（4） 变换反应( R3004/R3005A/B)
变换反应是将CO与水蒸气反应生成CO2和H2, 反应分别在中温和低温变换炉里进行。
反应原来:
影响反应因素:
◆温度: 温度的高低对反应的影响很大。温度低反应速度慢, 反应平衡常数高, 变换率高。温度高反应速度快, 反应平衡常数低, 变换率低。为了解决这一矛盾, 反应分两步走, 第一步先进行中温变换, 即反应在较高的温度下进行, 以较快的反应速度将大部分的CO变换为CO2; 第二部则进行低温变换, 即反应在较低温度下进行, 把残余的CO变换成CO2。
◆水蒸气与CO的比例: 同一温度下, H2O/CO比值增加, 变换率就增加, 反应速度加快; 但当真气浓度增加到一定数量时, 这种作用就减弱, 因此, 应控制好适宜H2O/CO比。
◆压力: 变换反应是体积不变的反应, 压力对平衡无影响, 但加压下可加速化学反应速度, 有利于变换。
◆气体成分: 变换反应是放热反应, 如果入口CO含量太高, 低变催化剂会应超温而烧坏, 因此, 低变入口CO含量需严格控制。
（5） 甲烷化反应
甲烷化反应就是将碱洗气中少量的CO和CO2经过甲烷化催化转化为甲烷的过程。
反应原理:

影响反应因素:
◆温度: 甲烷化反应是一个强放热反应, 进气中每1%( V) 的CO和CO2的理论温升分别为72℃和60℃, 为避免超温, 必须严格控制变换和脱碳的工况, 使甲烷化入口的CO和CO2含量符合指标。
◆压力: 甲烷化反应是体积缩小的反应, 适当提高压力对反应有利, 设计值为2.30Mpa。
（6） 脱碳反应
本装置采用本菲尔特法脱碳, 吸收剂为K2CO3,反应方程:

这是一个可逆反应, 在吸收塔内发生吸收反应, 再在生成塔内发生再生反应。
吸收反应一般按下列步骤进行:

Ⅲ是上述过程中最难的一步, 是起控制作用的一步, 为加快反应速度, 在K2CO3添加活性剂二乙醇胺( DEA) 来提高吸收的活性。
为防止脱碳溶液对设备的腐蚀, 往脱碳溶液中家务缓蚀剂V2O5.
影响反应因素:
◆溶液的组成: 脱碳溶液中含有K2CO3、 DEA、 V2O5,K2CO3是溶液的主要成分, 太低, 则影响吸收效率; 太高, 则家具腐蚀或易结晶而堵塞管道设备。DEA为活性剂, 可提高溶液的吸收能力, 太低, 则活化效果不明显; 太高, 活化作用的增长也不显著。V2O5为缓蚀剂, 它能使系统内设备的碳钢表面生成一层致密的钒化膜, 它在溶液中以KVO3的形式存在, 随着运行时间的增长, V+5将逐渐还原为V+4应即使补加。为防止塔内溶液气泡, 减少杂质的影响, 需往系统加入一定量的消泡剂。
◆温度和压力: 低温、 高压有利于吸收反应, 高温低压有利于再生反应的进行, 吸收塔经过中部加入半贫液, 顶部加入冷却后的贫液保证CO2被充分吸收。再生塔底是利用低变气热源来提供高温, 充分脱除CO2。
◆溶液循环量: 循环量主要取决于低变气中CO2的含量和溶液的吸收能力。循环量大则吸收的推动力增加, 还能够防止气量波动引起C3001出口CO2含量超标, 但太大时水、 电、 汽消耗都要增加, 易造成拦液和夹带, 反而使净化度下降。
◆溶液再生度: 再生度是指再生后的碱溶液中所含CO2和K2O的摩尔数之比。其比值越小, 再生就越好, 吸收能力就越强, 气体的净化度就越好。再生度主要取决于再生塔的压力、 温度和循环量。溶液中K2CO3和KHCO3存在着一定的平衡, 因此溶液不可能完全再生, 但要求再生度必须在一定的范围内。
（7） 变压吸附
提纯氢气的原料气中主要组份是H2, 其它杂质组份是: CH4、 CO2、 CO和H2O等, 经过变压吸附从原料气中出去杂质提纯氢气。
变压吸附技术是以吸附载体( 多孔固体物质) 内部表面对气体分子的物理吸附为基础, 利用其吸附等温线斜率的变化和弯曲度的大小在系统压力变化后被吸附剂吸附分离, 将原料气在较高压力下经过吸附剂床层, 相对于氢的杂质CH4、 CO2、 CO和H2O等组份呗选择性吸附, 氢不易被吸附还经过吸附剂床层, 达到氢和杂质的分离。然后再减压解吸呗吸附的杂质组份使吸附剂获得再生, 以利于下一次进行吸附分离杂质, 在这种压力下吸附杂质提纯氢气, 减压下解吸杂质使吸附剂再生的循环便是变压吸附过程。
在变压吸附过程中媳妇床内吸附剂解吸是依靠低杂质分呀来实现的, 本装置采用的方法是:
●降低吸附床压力( 泄压) ;
●对吸附床层抽真空。
影响变压吸附因素:
◆压力: 提高压力可增加吸附剂的吸附量, 对提高产品氢气纯度有利; 降低压力解吸时, 压力越低吸附剂再生效果越好。
◆温度: 温度低可增加吸附剂的吸附能力, 对提高产品氢气纯度有利; 温度低对解吸不利。
◆吸附时间: 提高吸附时间产品氢的纯度下降, 解吸气量减少, 降低吸附时间, 产品氢的纯度上升, 解吸气量增加。
<五> 工艺流程叙述
（1） 脱毒工序
来自原料罐区的轻油进入轻油灌( T3001) , 经过轻油泵( P3001) 加压后, 与来自氢气循环压缩机( K3501A/B) 的氢气或来自尾气压缩机( K3501C) 的苯加氢尾气混合进入轻油加热炉, 温度约400℃的轻油、 氢混合气一次进入钴钼加氢反应器( R3002) 、 脱硫反应器( R3003A/B/C) 分别将原料轻油中的砷和硫氯脱至小于1ppb和0.5ppm后, 送预转化工序。
（2） 与转化和转化工序
由脱毒处理工序来的合格轻油气体, 按H2O/ΣC等于2.0-2.5的比例添加过热蒸汽进入预转化反应器, 在450-490℃生成大量的甲烷、 部分氢气、 二氧化碳和少量一氧化碳, 与甲烷压缩机回收的变压吸附装置解吸气尾气以及汽包来的饱和蒸汽和多热蒸汽混合在总水碳比5.0-5.5经转化炉对流段的原料气加热500-520℃左右, 然后进入转化炉( F3001) 的辐射段转化管进行转化反应从转化管出来约780℃, 甲烷含量为4.4%( V) 的转化气进入转化气锅炉( E3001) 回收热量, 并得到副产物中压饱和蒸汽。该副产蒸汽与转化炉对流段副产蒸汽和中变过路副产抢旗一并由汽包( V3001) 进入转化炉对流段的蒸汽过热到420℃, 过热蒸汽的一部分经减压后配入原料气中入转化管, 其余过热蒸汽一部分去预转化, 一部分饱和蒸汽去预转化出口原料气中进入转化管。
（3） 变换工序
由转化气锅炉出来的温度约370℃的转化气进入中变炉( R3004) 进行变换反应, 反应后温度约400℃, 一氧化碳含量为3.0%( V) 的中变气依次经过中变气-甲烷化换热器( E3002) , 中变气废锅( E3003) 和中变气锅炉水加热器( E3004) , 使中变气温度降低到200℃后进入低变炉( R3005A/B) ,进行低温变换但应。中变气的热量分别用于加热脱碳气、 副产中压饱和蒸汽和加热锅炉水, 由低变炉出来的温度约210℃, 一氧化碳含量为0.4%( V) 的低变气依次经过低变气锅炉水预热器( E3005) 和低变气再沸器( E3008) , 此时低变气温度将至127℃后再进入脱碳吸收塔( C3001) 。低变气的热量分别用于加热锅炉水和苯菲尔溶液。
（4） 脱碳工序
由变换来的低变气依次经过低变气锅炉水预热器和低变气再沸器后, 温度将至127℃进入吸收塔( C3001) 塔底, 与来自塔上部和中部的苯菲尔溶液逆流相遇, 以出去其中的二氧化碳。脱除了二氧化碳的粗氢从吸收塔顶部出来进入净化气分离器( S3003) , 分离后去甲烷化。
吸收了二氧化碳的苯菲尔溶液经降压后送至再生塔顶部, 再生后的半贫液经半贫液泵( P3003A/B) 加压送到吸收塔中部循环使用。再生后的贫液经冷却器( E3010/02) 、 贫液泵( P3004A/B) 和贫液过滤器( FI3002) 后进入吸收塔上部循环使用。
再生塔顶部出来的气体经水冷器( E3009) 和分离器( S3005) 后直接放空和送至普莱克斯公司干冰厂, 从分离器排出的冷凝液经冷凝水泵( P3007) 大部分送回再生塔顶部, 多余的排入化学污水系统。
经脱碳工序脱除二氧化碳后的脱碳气( 温度为71℃, 二氧化碳含量为: 0.1%( V) ) ,依次经过粗氢-工业氢换热器( E3006) 和中变气-甲烷化换热器( E3002) 后, 使气体温度加热到300℃后进入甲烷化炉( R3006) 进行甲烷化反应, 反应后的工业氢气( 温度为343℃, CO+CO2≤20ppm) 依次经过粗氢-工业氢换热器( E3006) 和工业氢水冷器( E3007) , 使其温度降到40℃后, 送出制氢装置, 一部分直接供苯加氢使用, 另一部分经变压吸附之后将纯度提高至99.5%以上供羟胺装置使用。
（5） 锅炉水工序
脱盐水经( E3010) 换热后, 进入除氧器( T3020) 上部, 与下部来的蒸汽逆流相遇, 将脱盐水里的氧气除至0.3ppm以下。除氧后的脱盐水经过锅炉给水泵( P3021) , 一般送低变气-锅炉水预热气( E3005) 、 中变气-锅炉水换热器( E3004) 、 转化对流股至汽包( V3001) 和另一股中变废