浅谈焦炉气中的CH4及不饱和烃转化及利用一、岗位任务：将焦炉气中的CH4及不饱和烃在转化炉内与纯O2进行部分氧化及蒸汽转化反应,生成H2 、CO、CO2。

通过纯O2和焦炉气蒸汽量的控制，调节好水碳比，控制CH4出口含量≤0.6%以满足合成甲醇生产的需要。

二、生产基本原理2.1、甲烷转化为:焦炉气部分氧化亦称自热转化，即在转化炉上部燃烧室内，焦炉气中的部分CH4、C n H m、H2与纯氧蒸汽中的氧进行燃烧，温度达1300-1500℃，放出大量的热，以供给甲烷转化所需热量，上部高温气体进入下部触媒层，焦炉气中CH4及烯烃、炔烃在镍触媒的作用下，与蒸汽进行转化反应，转化炉出口气体中CH4≤0.6%。

转化炉上部燃烧反应：CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + QH2+ 1/2O2 = H2O + Q甲烷转化反应主要在触媒层进行，甲烷蒸汽转化反应为：CH4 + H2O = CO + 3H2 –QCH4 + CO2 = 2CO + 2H2 - QCnHm + nH2O = nCO + (m/2 + n>H2 -Q2.2、氧化锌脱硫槽D60602，上层装KT407-1常温脱氯剂，以吸收无机氯<HCl），下层装KT-310常温氧化锌脱硫剂，主要组分为氧化锌，以吸收硫化氢。

为合格气最后把关至总硫≤0.05ppm。

a.转化反应COS + H2 = H2S + CO ＋QRSH + H2 = RH+ H2S ＋Qb.吸收反应ZnO + H2S = ZnS + H2OM x O y＋2yHCl＝M x Cl2y＋yH2O三、工艺流程概述3.1气体流程：精脱硫来的47850Nm3/h焦炉气，总硫﹤0.1ppm和转化废热锅炉自产蒸气<350℃，21.625t/h）混合，进入焦炉气预热器<C60602）〈壳程〉预热530℃，进入预热炉<B60601）预热至660℃±10，进入转化炉<D60601）混合室，与来自空分的10040Nm3/h(约300℃>99.6%氧气<加入自产蒸汽8.1 t/h）混合燃烧，进行纯氧蒸汽部分氧化燃烧，温度达1300-1500℃左右，高温气体再经催化剂床层进行甲烷蒸汽转化，控制出口气体CH4≤0.6%，温度≤980℃。

转化气经废热锅炉<C60601）回收热量，每小时产生 3.0Mpa 234℃的饱和蒸汽：约37.725t/h，供转化和外管网用，废热锅炉出口气体温度降至540℃，进入焦炉气预热器<C60602）〈管程〉与壳程气体换热后温度降至370℃，而后分为两路:一路经焦炉气初预热器<C60603A）〈壳程〉与〈管程〉焦炉气换热。

另一路经锅炉给水预热器<C60604）〈管程〉与来自除氧站的除氧水换热，混合后温度降至220℃,经精馏工段加压塔再沸器<C40506B）、再经脱盐水预热器<C60605）〈壳程〉与脱盐水站来的脱盐水换热，最终水冷器<C60607）〈管程〉与水换热，出口温度降最终至40℃，经气液分离器<F60602）分离掉水分，出口温度约为40℃，经脱硫槽D60602进一步脱硫氯、脱后，经过滤器<F60605）滤去气体中的杂质后去合成压缩机。

3.2燃烧气及烟气：设计转化预热炉B60601烘炉、开车时用的燃烧气为焦炉煤气：来自气柜〈正常生产用的燃烧气来自甲醇合成施放气〉2949 Nm3/h<5000 Nm3/h），经F60603燃烧气混合气分离掉油水，分别进入B60601预热炉底部四个大火咀与J60601空气鼓风机送来的空气经分布器出口助燃，给B60601预热炉内焦炉气、蒸汽、空气预热，烟气由烟道出口蝶阀控制排入大气层。

3.3预热炉助燃空气：经J60601空气鼓风机提压至8KPa，经空气预热器预热后送至预热炉四个大火咀中的空气分布器助燃。

3.4水汽流程：锅炉给水是来自除氧站除氧的水，送至C60604锅炉给水预热器〈壳程〉，出口温度110℃，送至C60601废热锅炉汽包<另一路送至合成气包）与转化气换热产生蒸汽，经调节阀调节供转化炉用，多产部分送至蒸汽外管。

3.5转化炉联锁系统说明：系统蒸汽压力低联锁 <2.6 Mpa入工段氧气压力低联锁 <2.25 Mpa焦炉气压力低联锁 <2.20 Mpa废热锅炉汽包液位低联锁 <200毫M氧气焦炉气流量比值高联锁 <0.205当上数五个联锁有一个发出联锁信号时，联锁系统都会动作：切断入转化炉的氧气，打开氧气放空阀：切断焦炉气压缩机出口的焦炉气打开焦炉气放空阀。

同时送给合成气压缩机停车信号。

3.6空气压力低联锁在预热炉入口管线上设置压力低联锁，当空气鼓风机出现故障而使空气供应停止时会造成熄火，此时燃料气管线上的会关闭，切断燃料气以保障安全。

四、原始开车步骤<检修后的开车）4.1系统吹除与试压查漏4.1.1吹除a.吹除流程：空气→预热炉→转化炉→转化废热锅炉→焦炉气预热器→焦炉气初预热器→锅炉给水预热器→脱盐水预热器→采暖水预热器→水冷器→汽夜分离器→转化气加热器→氧化锌脱硫槽→过滤器→放空ｂ.吹除方法用空气<Ｐ=0.6-0.8 Mpa）进行逐段吹除，逐段放空，吹至无杂物，无触媒粉，再缓慢往后串。

必要时可卸开设备前阀门或法兰进行吹除，以防杂质堵塞阀门或设备。

4.1.2试压查漏试压流程同吹除流程。

在吹除结束后将各放空关闭。

试压时分0.5 Mpa、1.0 Mpa、1.5 Mpa、2.0 Mpa进行，若发现漏点应及时处理直至2.0 Mpa查漏合格为止。

4.1.3具体吹除见吹扫方案：甲醇转化及其系统吹扫方案A系统吹扫应具备的条件a、由安装单位、监理、管理公司会同有关人员碰头,进行试车交底工作及试车方案学习。

b、甲醇车间、施工单位有关人员必须熟悉吹扫方案,吹除过程中必须有专人负责指挥、拆卸、安装,并做吹除质量把关。

c、准备好吹除所需的记录纸和记录本。

d、吹除前必须关闭所有仪表管道的根部阀、取样阀、各管道、设备上的仪表开孔均安装、封闭。

e、所有管道、设备都己施工完毕,塔类设备人孔、卸料孔封好,各管道阀门均连接好,确保流程畅通。

f、准备好遮挡管口用的薄铁皮、支撑法兰用的斜铁块。

g、准备好应急灯、防尘口罩等h、与调度联系,保证进系统的氮气、空气等供应正常。

i、对系统所有阀门清理、加油、检查开关是否灵活,能否关死,并关闭系统所有阀门。

j、系统吹扫时组织专人对吹除管线各部位<尤其是焊缝出）用木棰进行敲打，以便使管道内焊渣等杂物清除干净。

B本系统吹扫的目的管道的吹扫的目的是:除去设备管道安装时遗留于系统内部的铁屑、铁锈、焊渣、沙石与油垢等杂物及施工过程中遗物以确保日后化工原料投料安全运行。

C吹扫方法a焦炉气系统进口—>转化炉管线的吹除：吹除流程：PG60604-350——进口切断阀；——蒸汽自调阀进口放空管——MS-60602-200——预热炉——M S-60604-250——M S-60603-125——O X-60602-300——转化炉——P G-60606-500——预热炉——C60602(焦炉气预热器>——PG-60604-400。

吹除点为：系统进口阀前、MS-60603-125末端止逆阀前、焦炉气预热器d口法兰处，系统进口阀后。

b、转化气管道吹扫吹除点：焦炉气预热器A口法兰处、系统近路阀后、焦炉气初预热器C口处、C60604<锅炉给水预热器）进口法兰处、PG60620-240管线末端阀门法兰处、最终水冷器进口法兰处、气液分离器进口法兰处、氧化锌脱硫槽进口法兰处、PG-60616-350末端两切断阀前。

c、蒸汽管线的吹扫：<四）吹扫要求a、吹扫分段进行,合格一段后切气,连接好吹打口,再进行下一段的吹扫。

b、严格按吹除方案、逐个标明吹除口位置进行,并作好吹除记录。

c、吹除压力0.5－0.8Mpa。

d、管道吹扫前,不应安装孔板、法兰连接的调节阀、重要阀门、节流阀、安全阀、仪表等,对于焊接的上述阀门和仪表,应采取流经旁路或卸掉阀头及阀座加保护套等保护措施。

e、吹扫的顺序应按主管、支管依次进行,吹扫冲洗出的脏物,不得进入己合格的管道。

f、吹扫时应设置禁区。

g、冲洗管道应使用洁净水,冲洗时应采用最大流量,流速不得低于15m/s。

h、水冲洗应连续进行,以排出口的水色和透明度等与入口水目测一致为合格。

i、水冲洗管道合格后暂不运行,应将水排尽,并应及时吹干！D系统吹除步骤第一阶段:焦炉气系统进口—>转化炉管线的吹除；第二阶段:转化气管道貌岸然吹扫；第三阶段:蒸汽管线的吹扫；第四阶段：氮气管道，水管道<循环水、脱盐水），仪表管道，按吹扫流程顺序依次吹扫。

E吹除、清洗合格标准a、用抹有黄油的薄铁皮放于吹除口,待压力达到吹扫压力时,进行吹除,反复三次后卸压检查,以薄铁皮上黄油的干净程度来判断吹除是否干净。

如黄油干净无杂质,说明吹除合格。

b、水冲洗应连续进行,以排出口的水色透明度与入口水目测一致为合格。

4.2转化炉烘炉新砌筑的炉筒炉墙，高铝轻质耐火材料再施工中都使用了一定量的水，同时材料内部结构的固有结晶水，如不首先除去这些水分，则在运行时因水分受高温蒸发，迅速膨胀，可产生的气体超过墙体空隙及浇注料的微孔体积，导致较大的压力和钢结构膨胀不均产生的不均产生的较大应力，造成浇注墙体成块状脱落，严重者会造成炸裂。

因此，炉筒、炉墙在投用前的烘炉是至关重要的，它直接决定了甲醇各个炉体的安全运行和使用寿命。

4.2.1烘炉前应具备的条件：a安装、炉墙浇注完毕。

b烘炉所需的热工仪表、电器仪表、照明电源、各温度测点、校测完毕，并能随时投入使用。

c炉筒内全部清理完毕，并经全面检查、验收合格。

d通讯设备齐全，消防水能随时投入使用。

e烘炉所需的各种巡检人员，分工明确，责任落实。

f配备必要的烧伤烫伤药品。

g烘炉方案已向工作人员交底。

4.2.2准备工作a准备好抄表用的表格。

b所有人孔、检查孔在煤气点燃后根据实际情况关闭。

c打开对空排气门。

4.2.3具体步骤见烘炉方案：转化炉烘炉方案a窑体所有浇注料施工的部位烘烤时升温速度均应严格按要求的升温曲线进行升温，实际烘烤速度可根据施工体的厚度、加水量等因素作适当调整。

b尽可能避免用火焰直接对着浇注料长时间烘烤，以防止局步剥落。

在局部施工较厚或形状复杂处，应采用烘炉机进行烘烤。

c如果整个炉体的温度不能按照下述烘炉曲线同步进行，应根据不同部位分步进行，确保各个部位最快只能按下述升温曲线进行升温。

d烘炉制度见下表所示：4.3系统氮气置换因整个系统为空气，为避免开车时可燃气与空气接触形成爆炸性气体，必须用99.9%以上的氮气对整个系统进行置换，使氧气≤0.5，避免发生事故。