CO+H2O（汽）
CO2+H2＋41.19kJ/mol
COS+H2O（汽）
H2S+CO2+Q
2.回收热量，产生蒸汽。
3.处理冷凝液（气提）。
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（三）合成氨变换的目标
项目 温度℃ 压力Mpa 总气量Nm3/h CO ％ H2 ％ CO2 ％ H2S ％
水煤气 239.7 6.3
100958
45.3 35.3 18.5 0.26
在保证一定变换率的前提下，催化剂活性好， 反应速度快，可以采用较大的空速，充分发挥设 备的生产能力。如果催化剂活性差，反应速度慢， 可以适当降低空速。
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2.压力 压力对变换反应平衡没有影响，增加压力可提高反应速 度。因此，变换的压力由气化和后系统决定。 (1)压力对低温甲醇洗的影响 由于低温甲醇洗物理吸收，压力高有利于对H2S、 CO2的吸收，能耗低，综合吸收效果好！ (2)对甲醇系统的影响 甲醇合成压力在5.0MPa左右，净化气直接可以进入甲 醇合成塔，循环气可以通过循环机增压后进入合成塔， 减少了投资，减低了消耗。
应热，起到降低床层温度的作用。
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(4)如何调节水气比
提高水气比：在饱和状态下，提高气体的温度。
和度。
在不饱和状态下，保温好，提高饱
降低水气比：降低气体的温度，使水蒸汽冷却。
例如：在甲醇变换时，由于气化气体成分中水
汽比高，超过变换的需要，在流程设计时，变换 炉前设计了水煤气废锅来降低水汽比，通过控制 废锅产生蒸汽的压力来调节水气比，使之满足变 换工艺要求。
洗的冷量平衡，少加液氮提供冷量。 作为液氮洗的处理气体，CO在整个流程中可以控制即
通过控制变换工艺使CO含量降低至0.4％，可以有效的减 少液氮洗去燃料气管网的CO气量！
哪一种更经济！ 液氮洗冷量： ▪ ①高压氮气产生J-T效应而获得了液氮洗工序所需的绝大
部分冷量。 ▪ ②从空分装置引入的液氮向液氮洗工序提供补充冷量。 ▪ ③燃料气和回收氢气的冷量回收。
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液氮洗工艺流程简图
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二.变换工艺原理
（一）CO变换反应
本系统采用中串低变换工艺流程，变换触煤采用耐硫宽
温C0—M0系变换催化剂，反应式如下：
CO+H2O（汽）
CO2+H2＋41.19kJ/mol
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（二）影响变换反应的因素
1.温度 由于变换反应为放热反应，从反应平衡上看应该是温
度越低越有利于反应的进行，但温度低了反应速度也降低 了，达到同样的反应深度就需要较长的反应时间，这就增 加了催化剂的装填量，提高了成本。
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在正常操作时，要保证压力稳定，防止催化剂颗粒受 压不均匀出现破碎，增大阻力，影响变换效果。加压变换 与常压相比，有以下优点：
① 可以加快反应速度和提高催化剂的生产能力，从而 可采用较大的空间速度，提高生产强度；
②设备体积小，布置紧凑，投资较少； ③湿变换气中水蒸汽的冷凝温度高，有利于热能的回收 利用。 车间定期对同气量下的变换炉出入口压差进行测量来判 断催化剂床层的阻力即催化剂破碎粉化程度！
同时，由于受温度的控制，出口一氧化碳的含量受到限 制。即为什么合成氨变换需要设置两个变换炉，在不同的 温度下操作。
中变炉的热点温度《450－460℃，低变炉的热点温度 在250－260℃。
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100Βιβλιοθήκη 平 衡90变 80
换 70
率 60
% 50
200 300 400 500 600 700 800
温度℃
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（五）手段 1.氨变换：
全部变换工艺：指将全部水煤气引入一氧化碳变换工
段进行处理；
气化 ( 45.7％)
中变炉（ 4％） 低变炉（1％）
甲醇洗
甲醇驰放气
2.甲醇变换:
部分变换工艺：指将一部分水煤气引入变换工段进行 一氧化碳变换处理；
气化 ( 45.7％)
中变炉（6％）
（20％）
甲醇洗
副线
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(1)甲醇变换CO含量的确定 水煤气经净化处理制得的新鲜气满足甲醇生产的需要，
即气体成份为：(H2-CO2)/(CO+CO2) =2.05~2.15。 由于新鲜气中大约有2.8％的CO2,故出变换的工艺气
中H2/CO>2.05。通过物料衡算，脱碳后气体中CO的含量在 28－30％范围内可以满足甲醇生产需要；同时，在甲醇合 成催化剂使用的不同阶段对气体成分要求会有所变化，通 过调整CO变换率和配气量来实现。 (2)甲醇变换气量的分配
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4.空速
4.1空速：单位时间，通过单位催化剂体积的气 体数称为空间速度，简称空速，单位:Nm3/m3·h, 简记：h－1；
4.2空速的影响：
空速过大，停留时间短，反应不完全，变换 出口超标，同时大空速很易将床层温度拉垮；空 速过低，停留时间长，床层热量不能及时移出， 易造成床层超温，烧坏催化剂。
变换后 40 6
152325（6542）
1 56 41.8 0.18
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（四）甲醇变换的目标
项目 温度℃ 压力Mpa 总气量Nm3/h CO ％ H2 ％ CO2 ％ H2S ％
水煤气 242.7 6.3
142218.5
45.33 35.5 18.5 0.26
变换后 40 6
172237 19.97 46.6 32.7 0.21
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3.水汽比 （1）定义：是指水蒸汽与水煤气中干基
工艺气的体积比。 (2)计算方法：水蒸汽/工艺气 或
在饱和状态下：P水/(P总－P水）； (3) 作用：水汽比增加能够提高变换反
应的平衡变换率，加快反应速度。 从反应方程式来看，提高水气比即增
加水的含量有利于CO 的转化。 同时，一定的水气比可以带走大量的反
一氧化碳的变换工艺
兖矿新疆能化有限公司煤化工项目筹建处 2009年2月
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▪ 总论 ▪ 变换工艺原理 ▪ 流程简介 ▪ 耐硫变换催化剂 ▪ 反应器 ▪ 事故分析
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一.总论
（一）变换工装置在全厂的位置
气化
甲醇合成 氨变换 甲醇洗 液氮洗 氨合成
甲醇变换
3
4
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（二）变换部分的功能
1.反应：本系统采用中串低变换工艺流程，变换触煤采用耐 硫宽温Co—M0系变换催化剂，反应式如下：
实现出变换的CO含量在20％左右，水煤气需要做以下 分配：
甲醇变换气总气量为：142218.5Nm3/h； 配气量：61012Nm3/h; 经变换炉气量：81140Nm3/h； CO转化率：81.7%。 气量分配有可能带来的问题：变换固体颗粒带入低温 甲醇洗系统！
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(3)合成氨变换CO的确定？ 液氮洗冷量回收的一部分，1％的CO含量可以维持液氮