变换触媒升温硫化方案120810

变换工段触媒升温硫化方案PAGEQ/CQNH03(SC)J0259-2012变换工段触媒升温硫化方案2012-08-10生产运行部变换工段触媒升温硫化方案编制：马小东、蒋保林审核：肖瑞兵审定：袁社路批准：张栓存目录TOC\o"1-4"\u1目的 12编写依据 13催化剂硫化要求 14催化剂升温硫化概述 14.1硫化的目的和原理 14.2升温硫化方法 24.3 升温硫化流程 25硫化前提条件和准备工作 25.1前提条件 25.2阀门、盲板状态确认 35.3汽提单元投用 55.4废锅建立液位 65.4 脱盐水加热器、水冷器投用 66催化剂升温硫化 66.1催化剂升温 66.2催化剂硫化 86.3硫化操作注意事项 97硫化过程突发事件的处理措施 107.1工艺水煤气突然中断 107.2系统过氧 107.3锅炉水故障 117.4循环水、脱盐水故障 117.5硫化变换炉超温 118HSE分析及措施 118.1人的不安全因素 118.2设备不安全因素 128.3介质不安全因素 12PAGE121目的为规范变换催化剂升温硫化操作，保证催化剂硫化过程中设备及人身安全，为变换工序全面导气开车做前提准备。2编写依据2.1东华设计院变换工艺PID2.2催化剂厂家硫化说明书2.3《长青能化净化装置操作规程》3催化剂硫化要求3.1试车前由开车领导小组牵头下达工作指令，负责方案审批。3.2装置管理人员负责试车条件确认，负责试车人员培训与方案交底，组织本装置运行人员实施方案，负责开车资料收集、记录回收、问题汇总。3.3装置技术主管对试车期间安全、消防、健康、环保负责，协调相关安全、消防等部门审批手续；保证试车期间安全物资、消防器材的供给，对安全、消防、健康、环保监督。3.4机动部负责安排保运人员消缺作业，保证试车期间物资的协调，组织制定试车期间设备出现的本质故障、安全隐患解决方案。3.5保证装置24小时有人值班，监督催化剂硫化过程。4催化剂升温硫化概述4.1硫化的目的和原理钴-钼系宽温耐硫变换催化剂硫化前，其主要活性成分Co和Mo均以氧化物形式存在，活性很低，当转化为金属硫化物时才具有高的变换活性，硫化过程主反应为：MoO3+2H2S+H2==MoS2+3H2O+48.15KJ/mol（1）CoO+H2S==CoS+H2O+13.40KJ/mol（2）硫化反应是放热反应，所以须控制床层温度。若温度过高，则易发生如下还原反应而使触媒的活性降低。：CoO+H2==Co+H2O（3）使用工艺气硫化时，硫化过程中可能发生下述反应：CO+H2O==CO2+H2+41.4KJ/mol（4）CO+3H2==CH4+H2O+206.2KJ/mol（5）为了使产生的热量尽可能的少，在硫化过程中应尽可能地抑制这两个反应，特别是反应（5）。通常触媒转化成硫化态后，对反应（4）是有利的，但触媒为氧化态时，并在较高压力下对反应（5）是有利的，所以应通过控制压力来限制此反应。4.2升温硫化方法变换工序设置了一台过热蒸汽加热的氮气加热器E-2112，来实现原始开车催化剂升温硫化，以及日常变换开车前催化剂升温。装置停车后再开车时，通过E-2112加热低压氮气，将变换炉床层缓慢升高到270～300℃，使其具备变换反应的接气开车条件。催化剂硫化前，先经过120℃低温脱水和220℃高温恒温阶段，然后逐渐向低压氮气中配入气化送来的工艺水煤气，用用含硫2000～6000ppm的粗煤气在220—420℃下对变换催化剂进行硫化，直至变换炉进出口硫含量分析相等，催化剂硫化完毕。升温硫化流程4.3.1气路流程气化来工艺水煤气→V-2101→E-2101管程→E-2103壳程管网低压氮气→HV-2107E-2112管程→R-2101→E-2103管程→E-2104管程→E-2105管程→V-2103→E-2106管程→V-2104→E-2107管程→V-2105→E-2108管程→C-2101→PV-2116→至火炬4.3.2水路流程催化剂升温硫化过程中，催化剂将脱出物理水和化学水，硫化时还会产生反应水，工艺水煤气还会产生工艺冷凝液，这三种水最终都进入变换汽提单元进行处理。另外，汽提单元要稳定运行，还需要从C-2101补充适量中压锅炉给水。5硫化前提条件和准备工作5.1前提条件催化剂升温过程中，将脱除约10%催化剂重量的物理水，用低压氮气混合工艺水煤气硫化，则必须提前投用废锅和汽提单元。与正常接气开车不同的是硫化在0.45MPa（G）压力下进行。硫化后如气化运行稳定，则直接过渡到系统升压开车。5.1.1外部条件公用介质中压氮气、低压氮气、仪表空气、9.81MPa蒸汽、2.5MPa蒸汽、1.0MPa蒸汽、0.5MPa蒸汽、循环水、脱盐水、BW、BW2、BW3高、中、低压锅炉给水到界区阀和相关设备前，参数（温度、压力）正常。10KV、400V电力供应正常。环保要求事故火炬投用，湿酸性气火炬投用；汽提塔废水有去处，热电装置及气化装置渣水工序有接受硫化废水的能力。上游装置状态气化装置气化炉已稳定运行4小时（硫化要求，升温在气化准备点火前12小时开始）。5.1.2内部条件变换系统气密合格，完成氮气置换并处于保压状态。P-2101A/B完成高压（6.0MPa）下水循环、性能观察。变换汽提单元完成水、蒸汽联运。变换四个废锅煮锅完成。仪表车间完成CO在线分析仪的标定，完成系统连锁逻辑测试。工艺、仪表伴热具备投用条件。5.2阀门、盲板状态确认5.2.1气路确认PV-2101投自动，设定值1.5MPa。XV-2101阀关闭，阀后盲板通；HV-2108阀为关，阀后盲板通。确认E-2101旁路阀打开。确认TV-2103阀关闭；E-2103壳程进口阀打开。确认变换炉前闸阀及旁路阀关闭；确认变换炉后盲板导通。确认E-2103爆破片前后手阀开，均压阀关闭。确认开工气去E-2112管线上盲板导通，闸阀关；确认开工气从E-2112回R-2101管线上盲板导通，闸阀开；确认R-2101前充压、压温中压氮管线盲板导通，手动阀组关闭。确认R-2101低压保护氮管线盲板倒盲，手动阀组关闭；确认AV-2101组分调节阀及旁路阀关闭，调节阀前后手阀打开；确认PV-2116调节阀前后手阀开，旁路阀关闭，调节阀投自动，PY-2116设定在0.45MPa；确认出界区HV-2101遥控阀关闭，均压阀关闭，盲板导通。确认C-2101到V-2108充压阀关闭，PV-2121调节阀前后手阀开，旁路阀关闭，PY-2121投自动，设定压力在0.35MPa。确认PV-2118A调节阀、前后手阀、旁路阀关闭，PV-2118B调节阀前后手阀开，旁路阀关闭，调节阀投自动，PY-2118B设定在0.25MPa。确认安全阀PSV-2110、PSV-2111、PSV-2105AB前后CSO手阀打开，旁路阀关闭。5.2.2水路确认确认C-2101锅炉水流量调节阀FV-2112及旁路阀关闭，调节阀前后手阀打开。确认V-2101液位调节阀LV-2101、遥控阀HV-2102关闭，前后手阀开。确认V-2102液位调节阀LV-2111和旁路阀关闭，调节阀前后手阀开。确认V-2103液位调节阀LV-2113和旁路阀关闭，调节阀前后手阀开。确认V-2104液位调节阀LV-2115和旁路阀关闭，调节阀前后手阀开。确认V-2105液位调节阀LV-2117和旁路阀关闭，调节阀前后手阀开。确认C-2101液位调节阀LV-2119和旁路阀关闭，调节阀前后手阀开。确认E-2109壳程进出口管线阀门打开。确认C-2102液位调节阀LV-2121和旁路阀关闭，调节阀前后手阀开。确认V-2107液位调节阀LV-2126和旁路阀关闭，调节阀前后手阀开。确认V-2108液位调节阀LV-2123调节阀、旁路阀、前后手阀关闭。5.3汽提单元投用5.3.1形成压力差打开变换入口DN100低压置换氮阀门，打开AV-2101阀，将变换主系统充压至0.45MPa，变换出口压力调节阀PV-2116控制器PY-2116投自动，设定在0.45MPa。适当打开C-2101至V-2108充压阀，V-2108顶部闪蒸气压力调节阀PV-2121的控制器PY-2121设定在0.35MPa。汽提单元压力调节放火炬阀PV-2118B的控制器PICA-2118投自动，设定在0.25MPa。5.3.2C-2101建立液位打开FV-2112向C-2101提供高压锅炉给水，塔低液位调节阀LV-2119投自动，LY-2119设定为50%。继续从C-2101补充高压锅炉给水，当C-2102液位控达80%时，关闭FV-2112。5.3.3C-2102汽提联运打开低温冷凝液泵P-2102A/B进口阀，关闭P-2102A/B泵出口阀及均压阀，打开P-2102A泵回流阀开度到30-50%。现场启动P-2102A泵，泵运行平稳电流在90—100A则回流量较为适宜。通知调度变换将给气化装置渣水处理工段送低温冷凝液，将给热电装置送含氨废水。DCS上全开C-2102液位调节阀LV-2121，缓慢开大P-2102A泵出口阀，以泵电流IA-2116A不超160A为宜（对此时出口阀阀杆作标记）。同时将LV-2121阀投自动，设定LICA-2121为50%。打开汽提蒸汽流量调节阀FV-2114后手阀、前后导淋阀和阀后管线低点导淋，缓慢打开旁路阀及前手阀暖管、排污，至管线导淋阀有大量汽排出后关闭导淋阀旁路阀，开FV-2114阀控制进塔蒸汽量为500Kg/h，运行半小时后根据塔顶温度TI-2122增减汽提蒸汽量。根据情况打开V-2107至C-2202塔闪蒸汽阀，接收V-2106闪蒸汽进行汽提。还可接受气化渣水工段闪蒸气参与汽提，回收工艺冷凝水。通过开大关小汽提塔冷凝器E-2110循环水出口蝶阀，控制冷凝后尾气温度TI-2123为65—75℃，将V-2107液位调节阀投自动，LICA-2126设定为50%，向热电装置送含氨废水。5.4废锅建立液位开FV-2101锅炉给水流量调节阀及其前后手阀，管线及废锅壳程适当排污后，给水煤气废锅E-2101建立液位到60%，液位控制器LICA-2103投单回路自动控制。打开E-2101顶部压力调节阀PV-2110A/B前后手阀，缓慢开调节阀到10%。蒸汽管线缓慢暖管投用，防止水击。依次给2.5MPa废锅E-2103、1.0MPa废锅E-2104、0.5MPa废锅E-2106建立液位至60%，将液位控制投单回路自动控制，废锅顶部蒸汽压力调节阀开10%。磷酸盐加药装置配好药。脱盐水加热器、水冷器投用根据升温硫化联动试车情况，逐个投用E-2111、E-2110、E-2107循环水，先全开循环水进口蝶阀，打开壳体导淋排气后打开循环水出口蝶阀到50%开度，运行后根据工艺介质冷却情况再开大或关小循环水出口阀。投用循环水时，也要打开P-2101A/B、P-2102A/B机封或轴承冷却用循环水进出口阀，并投用机封冲洗水（脱盐水或高压锅炉给水）。升温硫化过程中，根据情况及时投用E-2107脱盐水。6催化剂升温硫化6.1催化剂升温6.1.1升温速率表和升温曲线序号阶段压力（Mpa）温度范围（℃）速率℃/h时间（h）累计时间备注1升温0.45常温～1302542恒温130～1500812脱物理水3升温130～220204164恒温2200424恒温时适当减小升温氮气量常温至120℃，逐步提高变换炉入口氮气温度，预热速率为25℃／h。此过程约需4小时。保持床层入口温度TI-2115（TI-2103）为130-150℃，恒温至床层穿透，温度达120℃，大约需要时间8小时左右。120℃～220℃，升温速率25℃／h，此过程约需4小时。保持床层温度220℃，恒温4小时。6.1.2升温操作开HV2107开工气补氮阀，使FI-2105达4000Nm3/h。开E-2112高压蒸汽冷凝液疏水阀组ST-2101A/B前管线导淋，开TV-2115到2%开度，暖E-2112及其前后管线，并及时投用TV-2124减温阀，TIC-2124投自动，设定为310℃。疏水阀前导淋排污后，有大量蒸汽冒出即关闭导淋阀，投用ST-2101A疏水阀、开前后手阀。根据催化剂厂家提供的升温曲线，调整TIC-2115设定值，并逐渐增加氮气流量FI-2105到18000Nm3/h左右。催化剂升温过程中，约有10%的物理水脱出，注意变换水分离器液位，初期水较脏，在调节阀前导淋排污至水中无锈垢，再投用液位调节阀。升温气温度高达220℃，要注意废锅液位、压力，根据情况给废锅补充锅炉水，及时投用E-2107脱盐水和E-2108循环水。6.2催化剂硫化6.2.1硫化前的再确认（1）气化工序运行稳定4个小时以上。（2）催化剂床层温度200～220℃，处于升温末期，否则重新升温。（3）变换各废锅、除盐水加热器、水冷器投用正常。（4）汽提单元投运正常，维持主工艺气流程（0.45MPa）、V-2108（0.35MPa）和汽提单元（0.25MPa）的必要压力差。6.2.2硫化速率表和硫化曲线阶段床层温度（℃）执行时间（h）累计备注低温穿透区220~3001030分析出口H2S含量（1~2次/h）硫化主期300~400838强制硫化期400~450240降温期350545如接着升压开车，则不需要硫化曲线（参考）6.2.3催化剂硫化步骤采用粗煤气直接硫化，为了满足硫化时粗煤气中H2S含量的要求，可视情况在磨煤工序加入硫磺，以保证粗煤气中硫含量达2000～6000ppm。硫化时变换炉进口温度按硫化曲线控制，即阶段性稳定炉温，采用低压氮气混合工艺水煤气硫化，300℃低温穿透前控制床层温升不超过50℃。硫化期间，前13个小时每半小时分析一次进出变换炉气体的CO、H2S和H2、CO2含量，以后每小时分析一次。确认开工加热器运行正常，升温氮气量FI-2105在15000Nm3/h以上，床层温度到220℃左右，维持变换系统压力为0.45MPa（G）。气化开车正常稳定运行后，将入界区放空阀PIC-2101投自动，设定为1.2MPa，变换入口取样分析氧含量及硫含量。缓慢打开入界区切断阀XV-2101的旁路阀HV-2108，当工艺水煤气量FI-2106达4000Nm3/h时暂停开阀，观察变换炉床层最高温度30分钟，要求不得超过250℃。V-2101、V-2102适当排污后，关E-2101管程旁路阀，E-2101投用。控制变换炉进口开工气温度TIC-2115每小时升高5℃，但提温后20分钟内不增加工艺煤气量；同样，增加煤气量后20分钟内不提高变换炉入口温度。为适当缩短硫化时间，在床层最高温升不超过50℃情况下，逐渐增大开工气量到5000Nm3/h、6000Nm3/h，甚至到10000Nm3/h以上，并适当减少氮气量，应保持FI-2106和FI-2105总量不大幅波动。按照硫化曲线7-8小时后，变换炉进口温度达250—260℃，控制变换炉出口温度在300℃，在此温度下继续硫化5个小时，完成床层低温硫穿透。此时分析变换炉进、出口气体成分中硫含量基本相同。维持变换炉进口温度260℃（最高不超过280℃）情况下，逐渐增加工艺水煤气量，减少氮气量直至全部退出低压氮，控制床层最高点温度上升率为10℃/h，超温时可重新加入氮气。因变换反应，8—10小时后床层最高温度可达400-420℃，在此温度下继续强制硫化3个小时。分析变换炉进、出口气体成分，硫含量基本相同则硫化结束。6.3硫化操作注意事项6.3.1硫化初期及时对V-2101、V-2102就地排污至水色较清后，才能将各分离器液位控制阀投自动。6.3.2为有利于催化剂床层温度控制，催化剂硫化应在较低压力下进行，硫化初期系统压力控制在0.45MPa。6.3.3硫化过程中，提高变换炉进口温度与进炉工艺水煤气量应交替进行，使床层温升不超过50℃（300℃低温穿透前）且最高热点温度小于450℃。6.3.4升温、硫化期间必须认真做好记录（1次/小时），升温记录曲线、操作记录、分析数据妥善保存。6.3.5在逐渐增加工艺水煤气量，减少氮气量的过程中，要及时调节开工加热器E2112蒸汽用量，以确保进入变换炉气体温度在正常范围内。6.3.6硫化过程中，严格监视各废锅液位和压力，尤其是E-2101/2104/2105，及时并网。6.3.7随着硫化中工艺水煤气量的增加，会产生大量的工艺冷凝液，V-2101、V-2102及V-2108可能因压差小、排液不及时产生满液现象，此时可依次降低汽提单元和V-2108操作压力，必要时现场接临时管线排液。7硫化过程突发事件的处理措施7.1工艺水煤气突然中断由于硫化过程中氮气存在于系统中，因此当工艺水煤气突然停止供应时，现场关闭开工气至E-2112管线阀，中控关闭HV-2108，调节HV-2107开度，加大氮气量，同时调节开工加热器E-2112的蒸汽量，控制变换炉入口温度，保持床层温度，等待气化送气。7.2系统过氧通知气化紧急关闭HV-1345，确认过氧气体到达区域，对过氧区域进行隔离。如氧气已到变换炉，则：关闭入口HV-2108及XV-2101阀，开HV-2107至100%，用低压氮气将进炉含氧水煤气反应热带出。然后打开AV-2101阀，使DN350的开工低压氮走近路，逆流程经FT-2106、E-2103、AV-2101越过变换炉，将含氧水煤气从PV-2116顶入火炬。再等XV-2101阀前压力PIC-2101低于0.3MPa时，可打开HV-2108、XV-2101及PV-2101，关闭AV-2101，对E-2101、V-2101设备管线进行置换，置换合格后关闭XV-2101和HV-2108。从气化送氮气，对进变换界区前管线进行置换，置换气从PV-2101放火炬。7.3锅炉水故障硫化过程中锅炉水故障必须快速联系调度室，通知调度进行协调，若锅炉水能较快恢复，则关闭HV-2108阀，减少HV-2107阀门开度将氮气量FI-2106降低到3000NM3/h，并适当提高各废锅蒸汽压力调节阀设定值，对变换炉进行小气量循环保温，变换系统保压，同时严密监控E-2101及E-2104、E-2105、E-2106废锅液位，使锅炉水恢复后能马上恢复硫化。锅炉水中断时间较长，则按停车处理，中控切断工艺水煤气进口阀HV-2108和XV-2101，切断HV-2107氮气供应，关闭TV-2115阀切断高压蒸汽供应，现场关闭热开工气到R-2101大闸阀，变换炉保温保压，等待锅炉水