AM05生产问答.doc

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天然气主要成分是甲烷。用水蒸汽将甲烷转化成氢和一氧化碳，生产上是通过两段炉内进行反应来实现的。第一段炉内发生甲烷的蒸汽催化转化反应，经反应后气体中甲烷含量一般低于11%。第二段炉内添加空气产生部分氧化反应，向进入二段炉的一段转化气配入空气，空气中的氧与可燃气发生反应，使二段炉温升高，绝大部分剩余甲烷被转化，同进随空气加氮使转化气组成符合氨合成的要求。（1） 一段炉反应 一段炉内主要反应如下： CH4+H2O=CO+3H2 CH4+2H2O=CO2+4H2 CO+H2O=CO2+H2 上述反应是在压力、高温和催化条件下进行的。是体积增大的吸热反应。（2） 二段炉反应 二段炉的主要反应如下： 2H2+O2=2H2O 2CO+O2=2CO2 CH4+H2O=CO+3H2 CO+H2O=CO2+H2 2 在蒸汽转化过程中，什么是水汽比和水碳比？进入一段转化炉的水蒸汽的体积流量和天然气体积流量之比称为水汽比，以S表示： S=水蒸汽体积流量/天然气体积流量一段入炉气中水蒸汽分子数与原料烃的碳原子数之比称为水碳比，以R表示： R=水蒸汽体积流量/（天然气体积流量xC）式中C表示：天然气的总碳原子3 转化反应有哪些影响因素？反应温度：反应温度的升高有利于甲烷转化率的提高，但反应温度受转化炉材质的高强度和使用寿命的限制，温度升得过高催化剂的使用寿命会缩短，烃类热裂解成碳和氢的可能性增加，因此一段转化反应温度一般控制在750820之间。反应压力：从化学平稳角度来看，提高压力将使转化气中残余甲烷和二氧化碳量升高，有效气产率下降，尤其在转化温度较低时，加压的不利影响将更显著；而且压力越高，越易生成游离碳。但提高压力可以提高转化反应速度和单位体积设备的生产能力；提高热利用率，水蒸汽分压和冷凝温度提高，从而提高发蒸汽潜热的确利用率；提高压力还可以降低氢氮气压缩机的动力消耗。水碳比：根据化学平衡移动原理，增大水碳比可以降低转化气中甲烷含量，防止催化剂结碳，尤其在转化压力较高的条件下，更需要加大水碳比。然而，水碳比过大所带来的好处就不那么显著了，相反，会增大阻力，降低设备生产能力，导致热能消耗增大。因而通常维持水碳比33.5即可。空速：提高空速固然可以的提高设备处理能力，然而往往造成系统阻力增大，转化率降低。空速降低使原料与催化剂接触时间延长，转化率可以提高，然而却降低了设备处理能力。因此各种催化剂都有其最适宜的空速指标。催化剂的活性：高活性的催化剂可以加速转化反应，而且氢分压迅速提高，使消碳反应速度高于结碳反应，有利于避免结碳。催化剂活性的好坏，通常用一定空速下的平衡温距来衡量。平稳温距指的是由反应后气体成份计算出来的平衡温度与实际反应温度的差距。平衡温距越小,说明催化剂活性越好.吸热反应的实际反应温度总高于其平衡温度,放热反应则反之。转化反应的平衡温距约1030，催化剂衰老、中毒后，平衡温距增大。催化剂的活性与多种因素有关。除了制造、运输和保管外，装填、升温还原和操作维护等主面也直接影响催化剂的活性。4 蒸汽催化转化过程为什么要采用两段转化流程？一段转化率是如何确定的？天然气转化所以要采用两段流程，其主要原因是：（1）为达到要求的转化率。按目前工艺要求，天然气的转化率应大于99%，即转化气中残余甲烷含量应小于0.3%。若采用一段转化要达到该指标必须将水碳比加得很大，温度提得很高，而这样做是有困难的，必须采用两段转化才能做到。这是因为： 使残余甲烷降到0.3%以下，催化剂床层温度需提到1000，外热管式炉转化管的材质问题不易解决。采用两段流程后，第一段管式炉的温度可降到800以下，第二段为具有耐火衬里的自热式部分氧化炉，催化剂层温度允许达到1000，保证了残余甲烷含量指标。 可以在二段炉入口补加蒸汽，避免一段炉的水碳比过大。（2）供应配比氮。二段炉内随空气加入的氮成为氨合成气的组成部分。 一段转化率的选择取决于两个因素：（1）维持二段炉的热平衡。若一段炉出气CH4%过高，则二段炉吸热的转化反应负荷增加，二段记将难以维持自热。反之，一段炉出口CH4%含量过低，二段炉转化反应减少，有可能造成催化剂床层超温。（2）维持适宜的氢氮比。生产合成氨用的粗气应满足氢氮比3.13.2的要求。一段出口气含甲烷太高，就需要引入更多的空气增加燃烧反应以维持二段炉的热平衡，从而使二段转化含氮量过多。 通常，一段转化气中甲烷含量不大于是1112%。5 蒸汽催化转化所用催化剂的还原与钝化的原理是什么？新的催化剂在使用前，必须将其中的氧化镍还原成金属镍才具有活性。还原状态的催化剂非常活泼，遇大气会剧烈氧化而燃烧。因此在停车检修时必须将活性催化剂进行缓慢氧化和冷却。这就是钝化。 （1）采用天然气还原时，甲烷与水蒸汽转化生成的氢和一氧化碳对氧化镍起还原作用，其反应如下：NiO+CO=Ni+CO2 NiO+H2=Ni+H2O (2)钝化 往催化剂中通蒸汽转换掉氢，反应即转向氧化反应。因此蒸汽通常即用作钝化剂。 也可用少量空气混入蒸汽作钝化剂。这时就发生氧与镍的氧化反应： 2Ni+O2 =2NiO 此反应为强烈的放热反应。每1%的氧在蒸汽气流中可造成催化剂约130的温升，因此加空气时必须注意气体中的氧含量和催化剂层的温升。6 原料气中哪些物质会使催化剂中毒？（1）硫化物 原料气中含有少量的硫化物就可以使催化剂的活性显著下降，这是因为硫化物与催化剂表面活性中心的镍反应生成NiS而使催化剂脱活。硫中毒不完全是可逆的，中毒后的催化剂即使经过再生，也必须提高操作温度才能达到中毒前的转化率，因而转化管最大热流强度区域壁温也高了。反应温度随硫化物浓度增加而升高。（2）砷化物 砷不仅使催化剂中毒，而且不定期能污染转化管。砷中毒是不可逆的。（3）氯与其它卤素 催化剂受卤素和卤化物毒害基本上是可逆的，可再生而恢复其活性，但大量卤素可使催化剂烧结而永久失活。（4）金属Cu、Pb、Ag 等金属积累在催化剂上难以除去，会遮蔽活性中心而造成催化剂活性下降。7催化剂结碳的原因是什么？ 催化剂结碳是影响生产的关键问题，只要有极少量的碳析出就足以妨碍正常运行。结碳的主要原因是：（1） 水碳比过低发生析碳反应，其反应方程式如下： 2CO CO2+C CO+H2C+H2O CH4C+2H2上述反应生成的碳（称为“热力学碳”）处在催化剂的微孔中，质地坚硬，如发生气化，能将催化剂胀裂。（2） 催化剂活性差造成烃类裂解。8怎样预防和处理催化剂结碳问题？催化剂结碳的危害是很大的：（1） 碳遮蔽催化剂活性表面，降低了活性，会使转化气不合格；（2） 炭黑堵塞气体流动空间，渗透胀裂催化剂，使炉管阻力增大，生产能力下降， 严重时必须停车更换催化剂 ；（3） 管内吸热反应减少，会造成炉管温度急剧上升或局部过热，从而严重影响炉管寿命，其至烧坏炉管。为了保证生产过程中不结碳，必须注意以下几点：（1） 选用低温活性好热稳定性高的催化剂；（2） 保证水碳比在规定的指标范围内；（3） 控制合适的工艺参数；（4） 防止原料气和水蒸汽带入有害物质；（5） 采用分子筛吸附脱除C5以上的组分。产生结碳以后，可以用下述三种方法处理：（1） 纯空气烧碳法。优点是温度低，速度快，易见效。缺点是易形成局部过热段，如操作观察不当，易超温而烧坏炉管和催化剂。（2） 纯蒸汽烧碳法。一般在700800温度范围内处理48小时即可，温度较高。（3） 以蒸汽为稀释剂的配空气烧碳法。温度适中易控制，调节手段多，操作弹性大，见效比较快。后者为通常使用的办法，其操作步骤是：（1） 切断原料气并加盲板；（2） 用蒸汽置换两小时，床层降温到600左右；（3） 加空气入蒸汽流中，注意床层温度，最高点勿超过800；（4） 在床层温度允许的范围内，加大空气与蒸汽量以加快烧碳速度。9哪些因素会影响转化管的使用寿命？（1）炉体结构设计不良，烧嘴和调节系统配置不当；（2）操作指标控制不好，调节不当；（3）催化剂活性不高或中毒，造成结碳；（4）上、下猪尾管堵塞或转化管催化剂阻力增加。10操作方面要不是采取哪些保护转化管的措施？（1）催化剂装填要均匀，催化剂一旦失活应迅速换掉。装填前后应测定炉管阻力。（2）严格控制各项工艺指标稳定在许可范围内，防止催化剂结碳和炉管局部过热，防止催化剂中毒；（3）开停车阶段要严格控制温度升降速度，尽量减少开停车次数，避免冲击性压降；（4）注意调整烧嘴，使炉膛温度均匀；（5）保持转化管进气温度至少比露点温度高50，特别在开停车阶段更要注意；（6）大修时测量炉管外径蠕变量，判别炉管质量恶化状况，分析原因，及时采取措施。（7）提高材料质量。11二段转化炉的工艺空气进口管道有何安全措施？为避免在工艺空气进口管中形成可爆性气体混合物而酿成事故，采取了以下安全措施：（1）安全联锁，停车时密封蒸汽阀自动打开，同时，使进炉的工艺空气遥控阀自动关闭、工艺空气放空阀自动打开。（2）正常生产时打开工空盘管的保护蒸汽。如遇紧急停车，上述安全联锁动作。确保转化气不倒入工艺空气进口管。12怎样点燃一段炉炉顶烧嘴？（1）点火前的准备工作 关闭各烧嘴的根部阀，全开空气配风阀门，稍开燃料气放空阀以稳定燃料气压力便于点火； 启动引风机，控制炉膛负压在正常范围； 打开燃料气压力调节阀，前切断阀和事故快速切断阀，稳定燃料气压力。（2）点火 关闭需要点燃的烧嘴空气配风阀，打开燃料气烧嘴根部阀，将点火枪放入点火孔内点火，确证已经点着后再取出点火枪。 逐渐开大燃料气调节阀，同时视燃烧情况相应调空气配风阀门以保持燃烧完全。 点火烧嘴全部点燃之后，关闭燃料气放空阀。其余烧嘴以引火法点燃，然后调整至正常焰色。（4） 注意事项 维持稳定燃烧，根据炉温需要尽可能多点燃些烧嘴，使各烧嘴火焰逐步地分期分批地加大，直至正常生产。 某一烧嘴如点不着或燃着后熄灭，应关闭其燃料气阀，开大其空气配风阀，转换十分钟后再点。13什么情况下改用蒸汽升温？一段炉炉膛温度达到350，转化管出口气温度达到200300、二段炉出口温度达到200以上时，即可改为蒸汽升温。操作时应注意以下事项：（1）打开外来中压蒸汽管道上的导淋阀和对流段蒸汽管道导淋阀，排尽冷凝水暖管后才能向系统送蒸汽；（2）控制蒸汽加入量。如果转化管进气温度下降、出气温度上升，说明蒸汽加多了，应适当减量；反之，应加量；如进气温度下降出气温度也下降，或进气温度上升出气温度也上升，则说明蒸汽量合适，应根据升温速度适当调整烧嘴燃料气用量或增点烧嘴；（3）控制升温速度。以对流段入口烟道气温升不超过50/小时和一段炉出口总管温升不超过30/小时为宜；（4）二段炉出口温度达300之前，向夹套送软水并维持溢流；（5）控制脱氧槽温度，控制炉水和蒸汽质量，待自产蒸汽合格后并入系统使用。14怎样进行催化剂还原操作？（1）还原前应具备的条件： 脱硫系统正常运转，天然气含流量低于0.5ppm； 打开二段炉空气入口管道保护蒸汽阀； 一段炉出口总管温度达到550以上。（3） 还原操作： 蒸汽流量约为满负荷的三分之一，逐步加大原料气流量，使水碳比从20：1降低到7：1，维持还原3小时，然后再分几次加大原料气流量，逐步使水碳比降低到4.5：1； 控制还原压力在67kg/cm2.转化管出出温升速度2030/小时，平均温度达到800时恒温还原8小时； 注意监测转化气中H2、CH4和H2S的含量；当出口气中H2S浓度低于1ppm，而且连续分析几次不变，可认为到达还原终点； 一段炉出口降温到700，向二段炉加空气，使二段炉催化剂继续升温还原到出口气含H2S浓度低于1ppm。15催化剂处于活性状态时怎样向一段炉加入原料气？不需还原催化剂时，具备以下条件方能向一段炉加入原料气： 二段炉空气入口管道已用蒸汽吹扫（通入保护蒸汽）； 原料气含硫量低于0.5ppm； 一段炉蒸汽升温出口总管温度高于600；操作步骤： 通过关氧化锌出口放空阀将天然气压力提至高于系统压力0.51.5kg/cm2，主控开紧切阀HS-103，开氧化锌出口阀，逐渐缓慢向转化炉加入天然气，控制水碳比大于4.5、压力68kg/cm2、一段炉出口总管温升速度不大于30/小时。 原料气量增加到3540%负荷、一段炉出口总管温度约700时，向二段炉加入空气。 注意控制自产蒸汽质量；外来蒸汽流量降到零时，关闭开工蒸汽阀门。16二段炉加空气时要注意什么？配空气条件：一段触媒还原结束，出口H2达到70%以上；残于CH4小于10%，工天流量有2530%的设计负荷；一段炉出口温度在700左右，二段炉上部温度达650。即可向二段炉加入空气。配空气的步骤：将工空引至HV-106放空，确认HS-0104处于关闭状态后，开其前切断阀，并开导淋排尽冷凝液；开HS-104阀后导淋及工空盘管I副线导淋，排尽冷凝液；调整保护蒸汽量在1.5t/h左右；用HIC-106、FICA-102将工空压力PIA-112控制比一段转化气出口压力PI-115高0.1MPa左右,并保持稳定。打开HS-104，注意压力PIA-112的变化情况，观察FRC-102是否有流量显示，并待有流量后将其控制在10001500Nm3/h。加空气时要注意：初次配空气以10001500Nm3/h，在3分钟内确认是否点燃，否则重新配；配空气后的升温速度控制在5080/h；每次增加空气后稳定15分钟左右再行调整；二段炉配空气升温过程中严禁提压，在整个床层温度趋于稳定后方可按0.05MPa/10分钟提压，但最高不超过1.2MPa。17怎样加减负荷？加负荷：按燃烧天然气工艺蒸汽工艺天然气工艺空气的顺序进行；加负荷的速度为150200Nm3/5min，要求均匀平稳；加负荷后，及时调整各工艺参数。减负荷：按燃烧天然气工艺空气工艺天然气工艺蒸汽的顺序进行；减负荷速度为200Nm3/5min；及时调整各工艺参数。18为什么要控制转化管单管温差？如何控制？ 控制单管温差，目的在控制炉堂内上下前后左右各个方向温度的均匀分布，以避免局部过热而造成炉管、催化剂烧坏和气体质量不合格等问题。 控制单管温差的办法是调整各烧嘴的燃料气量。调整时宜注意事先与有关岗位联系好，稳定负荷和燃料气压力等参数，减少调整过程中的波动因素；保持燃料气阀门开度、空气用量、火焰长度和焰色适当；维持整个炉膛温度稳定，分布均匀；催化剂使用后期，各炉管阻力不均，通气量也不一致，暗色转化管较多的区域，应当加大附近烧嘴的热负荷，亮色较多的区域则反之。19燃料气压力高而一段炉温提不高的原因是什么？可能的原因有：（1） 燃料气组成变化，热值降低；（2） 阀门或烧嘴堵塞或开度过小；（3） 水碳比太大或空速过大。根据不同情况，可采取以下措施：（1） 保持燃料气压力，调整燃料气组成或加大燃料气量；（2） 调整水碳比，调低空速；（3） 检查脱硫工段运行状况，保证进炉原料气中总硫合格。20为何要控制烟道气氧含量？控制氧含量的目的是：（1）减小空气过剩系数，降低热损失；（2）防止氧过多而加快高温下金属管壁的氧化。21燃料气或蒸汽带油水有何危害？燃料气带油水会使火焰拉长，燃烧不均匀并冒黑烟，引起炉温波动，造成气体质量不稳定 。严重时，会在对流段再次燃烧。导致燃料气带水的主要原因，主要上是分离器液位过高，应及时排放。蒸汽带水会造成蒸汽含盐量急剧上升，催化剂表层积盐结块并受卤素毒害，以致阻力增大活性下降，转化气含甲烷量上升；严重时，会使催化剂泡水粉化，水带入转化管后迅速气化膨胀，造成转化管超压。蒸汽带水可能是以下原因，自理时要区别对待：（1）系统压力波动太大；（2）汽包液位过高、波动太大或控制失灵；（3）负荷太重；（4）炉水含盐量太高，水的沸点上升，产生汽液共沸现象。22燃料天然气过量会出现哪些问题？（1）由于燃料气过量，燃烧不完全，会造成大量可燃气体放空，能耗增加。（2）转化炉是负压操作的，尾部如漏入空气，会使可燃气体燃烧，造成对流段温度上升，烧坏对流段管束。（3）烟道气温度猛升、体积增大，如超过引风机能力，会造成炉膛正压，烧嘴回火。23转化气中甲烷含量升高该如何处理？转化炉出口气中残余甲烷含量增高，可能是下各种原因引起：（1） 转化炉温度太低；（2） 控制仪表失灵造成水碳比降低；（3） 原料气中高碳烷烃增多或原料气带油；（4） 脱硫效率下降或蒸汽带水、含盐量高，造成催化剂中毒。处理方法：（1） 检查原料气带油和燃料气带水情况，保证燃料气压力；（2） 严格控制转化炉工艺指标，调整炉温、水碳比和工艺燃料气量；（3） 检查原料气脱硫情况。24怎样判断对流段管束泄漏？对流段管束内有压力的介质泄漏将会发生如下各种现象：（1） 气体泄漏部位发出刺耳的啸声；（2） 造成对流段烟道气和被预热介质的温度、压力和流量变化；漏水将造成烟道气温度大幅度降低，其它被预热介质的温度均受到影响；漏原料气和燃料气会使烟道气温度大幅度上升，同时烟道气体积膨胀，炉膛压力上涨；漏空气只发出尖锐啸音，烟道气温度略降，炉膛负压变化不大；（3） 转化管出口气体组成发生变化；（4） 烟道气成分发生改变。25哪些原因会造成烧嘴回火？（1）燃料气带油、水、杂质和灰尘，造成烧嘴堵塞；（2）引风机跳车、对流段管束泄漏等原因造成炉膛呈正压；（3）烧嘴设计不良或安装不正确；（4）烧嘴各部连接不严、损坏或烧坏而导致漏气。26系统正常停车有哪些步骤？系统因检修或其它原因停车，应严格控制降温和降压速度，以减小对设备和催化剂的损害。有倒换各放空点时，应保持前工序压力的稳定。 （1）接停车通知后按减负荷要求先将负荷逐渐减至工天3000Nm3/h左右，并对各工艺参数及时进行调整在指标内。（2）工艺气倒中变前放空后，二段炉停止加空气，开FIC-102和PIC-106放空，同时增加工空盘管保护蒸汽量，并注意关闭工艺空气切断阀和HS-104。（3）一段炉出口温度也5080/小时的速度降温，在降至620时，停止加工艺天然气，关闭HS-103。并将工天返回燃天阀开少许；或在关闭铁锰脱硫槽进口阀后，工天盘管通入适量的蒸汽保护。在TI-134降至350后，工天盘管可停止通气。（4）在蒸汽降温时，应减少燃料天然气的用量，当燃天压力降至0.15MPa以下时，应通过减灭炉顶烧嘴来调整炉膛温度，同时及时调整炉膛负压。（5）若系统短停，一段炉出口温度降至400后可停止通蒸汽；若一段炉需检修应蒸汽降至一段炉出口230停蒸汽。（6）停J101引风机，一段炉闷炉保温；若一段炉要检修，则不停引风机。（7）锅炉系统继续循环降温，并加大锅炉系统排污量，当TI-125降至200时，可停止循环，全停锅炉系统。（8）停止向锅炉系统加药，此前应加大磷酸盐的加入量，使锅炉系统中的的磷酸盐含量达到500PPm以上。（9）锅炉系统停之前，应提高汽包液，关闭排污阀。27系统断电应如何处理？ 对全系统断电，系统超温、超压的可能性较系统局部断电的可能性要小些，对局部断电的处理，应在熟悉流程特点的基础上根据具体情况进行果断处理，减少超温超压的可能性。对全系统断电的处理的基本原则，主控先行处理：（1）关闭HS-105、PIC-101；开HSV-120、开PIC-119放空、关HSV-110；关HS-104、开PIC-106；关HS-103；（2）关HS-301、开PIC-301放空、关LV-301；（3）关闭LV-502、LV-503、LV-504、LV-505；4）、控制FIC-103和FIC-104的流量。现场处理：关闭PIC-101前切，关闭HS-104前切，关闭D0102出口，检查各紧急截断阀是否关闭，处理其它善后事务。28工艺天然气中断如何处理？工天中断后，系统退至中变前放空，蒸汽降温状态。主控处理：1）、关闭HS-104，全开PIC-106、FIC-102放空，关闭HS-103；2）、开HSV-120、开PIC-119、关HSV-110；3）、大幅减少燃天量、调整炉堂负压。现场处理：关闭HS-104前切阀，关闭D0102出口筏，控制汽包液位等其它善后事务。29工艺空气中断如何处理？如空压机全问跳车或其它事故，造成工艺空气中断。主控处理：1）、关HS-104，增大保护蒸汽流量；2）、大幅度减少燃天，调整炉膛压；3）、大量减负荷，并减少FIC-104的流量，工艺气先在PIC-203处放空。如果空气在510分钟内不能恢复，中变温度已无法维持，系统退至中变前放空。30引风机跳车如何处理？引风机跳车，系统应作紧急停车处理。先关HS-105、PIC-101后，快速减负荷及工空，退至中变前放空，蒸汽降温。200#1.变换反应的基本原理？ 变换反应的反应式：CO+H2O=CO2+H2变换反应是一个放热反应，每反应1%（体积、湿基）的CO，可使气体温度升高1112，生产上对于变换反应进行的程度常用变换率来表示：变换率=（VCO-VCO）/VCO（100+VCO）100%上式中VCO转化气体CO体积百分数 VCO变换气中CO体积百分数2影响变换的因素有哪些？ （1）压力：变换反应是个等分子反应，压力对反应平衡无影响。反应速度大约与压力的平方根成正比例增加，所以加变换可以节省触媒，设备较紧凑。 （2）反应温度：变换反应是放热反应，温度越低越有利于反应的进行，但降低温度必须与反应速度和触媒性能统一考虑，在反应开始时，为了加快速度，应在较高温度下进行（即中温变换）。而在反应的后一阶段，为了反应比较安全和平稳，就必须通过中间换热，使温度降低一些再进行变换反应（即采用低温变换）。在生产中，使用的触媒都有一个活性温度，低于它反应就不能进行（或反应速度很慢），而高于某一温度，有会损坏触媒。因此，CO变换反应在一定条件下，也有一个最适宜的温度问题。 （3）水气比（水蒸汽/CO）：增加水气比，就是指增加水蒸汽的量，可使反应向生成H2和CO2的方向进行。本装置变换所需要的水蒸汽是在一段炉和二段炉空气加入。在高负荷（TIC-102超标）时，采用中变、低变前加入淬冷水，既满足了中低变进口温度，又提供了足够量的水蒸汽。进入中变的水气比是4.4，低变的水气比是14.2，已能满足变换反应的要求。3甲烷化反应的基本原理是什么？ CO+3H2=CH4+H2O（汽）+Q CO2+4H2=CH4+2H2O（汽）+Q此外，如果有氧存在还存在以下反应： 2H2+ O2=2H2O（汽）+Q以上反应都是强烈的放热反应，会造成显著的温升。在氢氮气混合气中，每1%的CO会使甲烷化温升72，1%的CO2甲烷化温升60，1%的O2甲烷化温升165。甲烷化催化剂活性温度范围在250450之间，在250就有活性，随着反应温度的提高，反应速度加快，特别是在250350的范围内更明显。在350450的范围内，反应速度随温度上升而增大的速度较为缓慢。在催化剂使用初期，入口温度可控制较低，后期可缓慢提高入口温度。4为什么甲烷化催化剂在低于150时不能导入含CO的原料气？ 甲烷化催化剂温度在150以下时，CO能与催化剂中的镍反应生成羰基镍，其化学反应式如下：Ni+4CO=Ni(CO)4 羰基镍的平衡浓度与温度、压力、CO浓度的关系如下表： 不同温度和CO浓度下羰基镍的含量（1.37MPa）温度Ni（CO）4平衡浓度/ppm温度Ni（CO）4平衡浓度/ppmCO%CO%0.20.51.02.03.20.20.51.02.03.2650121903000200001480000.10.59400.234932017700000.02121000.11.61120500000 从上表可以看出，在低温下CO与Ni极易发生反应，因此在开车时，如果催化剂床层温度过低，应将CO控制在低于0.20.3时导甲烷化，同时尽快将催化剂床层温度提至200以上。5造成甲烷化催化剂猛烈温升的原因有哪些？ 甲烷化催化剂的热稳定性较好，短时间超温至500，对其活性没有明显的影响。但如果超温次数太多或在高温下维持时间较长，催化剂的镍的晶粒就会长大，活性表面积下降，使其活性衰退。如果催化剂的操作温度超至750以上，不仅会使催化剂热烧结而失活，而且会损坏甲烷化炉。在正常生产中，催化剂的操作温度应控制在400以内。 造成催化剂失活的原因有：（1）脱碳气中二氧化碳超标 二氧化碳的甲烷化反应是个强烈的放热反应，当甲烷化炉进口气体中二氧化碳每增加1%时，床层温度约上升60。因此，当脱碳系统净化气净化度恶化引起催化剂超温时，应迅速降低生产负荷，及时调整脱碳系统，用合格的净化气将反应热带走。（2）变换反应中一氧化碳超指标 一氧化碳的甲烷化化反应也是一个强烈的放热反应，低温变换气中一氧化碳含量每增加1%就会使甲烷化催化剂床层温度上升约74。当CO超标时，应降低生产负荷，及时调整水气比或变换反应温度。若CO超标严重，甲烷化温升过快，这时应立即切断进入甲烷化炉的原料气，待低变气中CO含量恢复到指标时再导气生产。（3）甲烷化炉进口气体中氧含量增加 6低变为什么要进行干气升温，升温流程是什么？ 低变导气时，如果低变床层温度高于160时，可直接导中变气，在TI-243高于低变床层最低点温度于该压力下蒸汽的露点温度20时，可导气。如果低变床层温度低于160时，则需使用干气升温至160以上后导中变气。 低变干气升温流程：中变气来自中变炉出口甲一换中变废锅中变给水预热器低变进口大副线低变废锅低变给水预热器溶液再沸器富液预热器脱盐水预热器低变气水冷器低变气分离器吸收塔副线HSV-301甲二换甲一换（甲换化进口阀全关）干气升温管线低变炉低变炉出口放空。干气升温速度以TIC-201按1020/h进行。用TIC-202和甲一换主副线阀控制。在床层最低点温度达到160以上时，切断干气升温流程，气体在300#放空，缓慢开低变进口阀，待压力平衡后开出口阀，关副线阀，将低变串入系统。300#1.MDEA法脱除二氧化碳的原理是什么？ MDEA的主要成分是N-甲基二乙醇胺，在加压和有活化剂存在的条件下，N-甲基二乙醇胺与二氧化碳的反应为： R2CH3N+CO2+H2O=R2CH3NH-+HCO3-MDEA溶液是一种选择性较好的物理化学吸收剂，对二氧化碳既具有化学吸收性能，又具有物理吸收性能。提高压力、降低温度，有利于二氧化碳气体的溶解，氢、氮气及其它惰性气体在MDEA中的溶解度很小，而且不发生化学反应，因而在脱碳过程中氢、氮气损失很少。MDEA与二氧化碳反应生成不稳定的碳酸氢盐，加热后较易再生。MDEA不仅在加压时对二氧化碳的溶解度大。而且减压闪蒸时解吸出的二氧化碳完全，因此，MDEA可经减压、加热再生，循环使用。2.MDEA法脱碳为什么要添加活化剂？ N-甲基二乙醇胺与二氧化碳的反应，若没有活化剂存在，反应进行的缓慢。加入活化剂后，活化剂的表面在吸收了二氧化碳后，不断向液相（MDEA溶液）传递二氧化碳，可加速反应进行，提高了N-甲基二乙醇胺吸收二氧化碳的能力，使MDEA法脱碳能适应工业化生产的需要。3.MDEA溶液成分对脱碳有何影响？ MDEA溶液中有效成分浓度增加，可使二氧化碳溶解和吸收速度增大，但增大的趋势随浓度的增加逐渐减小，而溶液的黏度却随浓度的增加而增大，不利于二氧化碳的吸收，因此，MDEA脱碳溶液的浓度应不大于50%. 活化剂包括促进剂和稳定剂，能提高溶液的吸收速率，降低溶液表面张力。常用的活化剂有哌嗪、甲基-乙醇胺、咪唑等。活化剂的浓度为3%左右。 溶液中加入适量的缓蚀剂，可减轻腐蚀，减少溶液起泡，有利于溶液吸收二氧化碳。4.MDEA溶液脱碳塔为什么分为上、下两段？ MDEA溶液脱碳塔分为上、下两段，是为了充分利用MDEA溶液的物理吸收性能，节省蒸汽，保证变换气的净化度。因为，在吸收塔的下段，变换气与半贫液逆流接触，MDEA吸收二氧化碳主要是物理吸收过程，尽管半贫液中二氧化碳含量较高，但因变换气中二氧化碳分压较高，MDEA吸收二氧化碳的推动力大，变换气中大部分二氧化碳在此被吸收。然后，进入塔的上部，与贫液逆流接触，虽然贫液量只占进塔总液量的少部分，但贫液经汽提、煮沸，溶液中的二氧化碳含量已很少，吸收二氧化碳气体的物理化学性能都很强，可使变换气中二氧化碳脱除到规定指标，保证气体的净化度和再生气中二氧化碳的纯度，由于在塔的下段使用了未经汽提、煮沸的半贫液，且半贫液量占总液量的大部分，因而可节省蒸汽。5.贫液与半贫液流量的控制原则是什么？调节控制贫液与半贫液流量大小的原则是在保证净化气中二氧化碳含量符合指标的前提下，充分利用MDEA溶溶解二氧化碳的物理性能，尽可能减少蒸汽消耗。半贫液流量大，贫液流量小，蒸汽消耗可减少；但半贫液流量过大，贫液流量则减小，会降低溶液吸收二氧化碳的能力，氢气、氮气溶解损失也会增加，使再生气中二氧化碳纯度降低。贫液与半贫液比例一般控制为1：31：6，变换气中二氧化碳分压高时，可选用高比例，以节省蒸汽。6.调节控制液与半贫液温度的原则是什么？调节控制进脱碳塔的贫液与半贫液温度的原则是在保证脱碳塔出口气体净化度合格的前提下，尽可能提高贫液与半贫液的温度，以降低蒸汽消耗。但温度过高，又会降低溶液吸收二氧化碳的能力，容易造成净化气中二氧化碳含量超标。因此，对不同的变换气成分，应控制其最佳温度，且上段的贫液温度低于下段的半贫液温度。一般贫液温度控制在6070，半贫液温度控制在7080。调节控制再沸器贫液温度的原则是在保证净化气中二氧化碳含量合格的前提下，适当降低再沸器贫液的温度，以节省蒸汽。因为再沸器贫液温度，直接影响贫液中二氧化碳的含量以及半贫液的温度和二氧化碳含量，而贫液与半贫液中二氧化碳的含量直接影响净化气中二氧化碳含量。再沸器贫液温度低，蒸汽用量少，溶液中残余二氧化碳含量高，净化气中二氧化碳含量容易超标，所以再沸器贫液温度应根据生产情况调节控制，一般控制在102118范围内。7.MDEA法脱碳原始开车应注意哪些问题？ （1）先用压缩空气或水将系统内的主内的设备、管道彻底吹除干净，清除污染溶液的杂质。（2）化学清洗必须彻底。化学清洗的目的是除去设备、填料、管道上的油污、铁锈等物质，因为这些物质能污染溶液，使溶液起泡。清洗的方法是用浓度为5%、温度6080的氢氧化钠溶液在系统内循环24小时，定期分析循环碱液，至循环碱液浓度不下降、铁离子含量不上升为合格。也可用其 他专业清洗剂清洗。（3）化学清洗后，需用软水将系统内的残留碱液清洗干净。（4）采用聚丙烯填料的设备在置换时严禁使用蒸汽，而采用碳钢填料的设备在清洗后要及时开车，防止空气进入后氧化生锈。若暂时不开车，应用惰性气体职氮气保护。有条件的可采用钝化措施。通过钝化在其表面生成一层致密、均匀的钝化膜，以保护填料、设备、管道不腐蚀。（5）按技术要求配制足够的合格溶液。8.如何维持MDEA脱碳系统的水平衡？（1）进系统的变换气严禁带水。（2）进系统的变换气应冷却降温至40以下。如变换气温度高，含饱和的水蒸汽多，带入系统的水量增多，容易使系统内的水量增加。（3）搞好净化气、再生气的冷却降温分离和冷凝水的回收、净化气和再生气出系统温度不高于40。（4）如溶液的总碱度上升，说明系统内的水量减少，可适当补充脱盐水。9.MDEA溶液起泡的原因是什么？如何判断和处理？ MDEA溶液常因以下原因起泡带液： （1