任务一 认识一氧化碳变换工艺流程及设备

新疆应用职业技术学院在线开放课程建设项目无机化工生产技术院校及系部：新疆应用职业技术学院主讲人：门春艳厚德·笃行·博学·强技职

称：讲师自治区第二批优质高等职业院校建设项目学校目录CONTENTS新疆应用职业技术学院在线开放课程建设项目XINJIANGYINYONGZHIYEJISHUXUEYUANZAIXIANKAIFANGKECHENGJIANSHEXIANGMU模块一合成氨生产技术模块二化学肥料生产技术模块三硫酸与硝酸生产技术模块三纯碱与烧碱生产技术新疆应用职业技术学院在线开放课程建设项目XINJIANGYINYONGZHIYEJISHUXUEYUANZAIXIANKAIFANGKECHENGJIANSHEXIANGMU一氧化碳变换工段项目三知识点1变换的基本原理

知识点2选择变换催化剂

知识点3变换工艺流程

知识点4一氧化碳变换典型设备任务一：认识一氧化碳变换工艺流程及设备4

能够对变换工艺流程进行组织，对变换工艺条件进行初步优化；能够掌握变换岗位操作控制要点与变换过程节能降耗的基本措施；能力目标能理解原料气变换的重要意义与基本原理；能够掌握耐硫变换催化剂的硫化原理与反流化方法；知识目标

培养爱岗敬业、团结协作、吃苦耐劳、大国工匠精神；

培养安全生产、环境保护、三废治理意识，经济意识；

培养分析问题和解决问题的能力；素质目标教学目标一变换的基本原理5

CO变换的目的？甲醇工艺用于调整氢气和一氧化碳比例。合成氨工艺用于制氢大部分有机硫转换为无机硫一6

变换反应的物理化学基础CO+H2O→CO2+H2影响变换反应平衡的因素变换的基本原理温度蒸汽量副反应压力CO2

一7

变换的基本原理按反应温度分类按反应温度分类催化剂中温变换低温变换耐硫低变催化剂铁铬系铜锌系钴钼系1、中温变换催化剂B中温变换催化剂按组成可分为铁铬系和钴钼类两大类。铁铬类催化剂活性高，机械强度好，耐热性能好，能耐少量硫化物，使用寿命长，成本低，在工业生产中广泛使用。

二一氧化碳变换催化剂7

A二一氧化碳变换催化剂9

1、中温变换催化剂铁铬系催化剂主要成分是三氧化二铁，对一氧化碳变换反应无催化作用，需还原成四氧化三铁后才有活性。3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO23Fe2O3+H2

2Fe3O4+H2O△H=-50.945kJ/mol二一氧化碳变换催化剂10

还原后的催化剂遇空气则迅速燃烧，失去活性。铁铬系催化剂是一种棕褐色圆柱体或片状固体颗粒，在空气中易受潮，使活性下降。硫、氯、硼、磷、砷的化合物及油类物质，都能使催化剂暂时或永久性中毒，各类铁铬催化剂都有一定的活性温度和使用条件。1、中温变换催化剂二11

一氧化碳变换催化剂组成和性能：氧化铜为主体（15%～32%），还含有氧化锌、氧化铝等。催化剂的还原与氧化：氧化铜对变换反应无催化活性，使用前要用氢或一氧化碳还原成具有活性的单质铜。CuO+H2

Cu

+H2OCuO+COCu

+CO22、低温变换催化剂二12

一氧化碳变换催化剂CuO+H2

Cu

+H2OCuO+COCu

+CO2△H=-86.526kJ/mol△H=-127.49kJ/mol在还原过程中，催化剂中的氧化锌、氧化铝、氧化铬不会被还原。氧化铜的还原是强烈的放热反应，且低变催化剂对热比较敏感，因此必须严格控制还原条件，将床层温度控制在230℃以下。2、低温变换催化剂二13

一氧化碳变换催化剂由于Fe-Cr系中（高）变催化剂的活性温度高，抗硫性能差，Cu-Zn系低变催化剂低温活性虽然好，但活性温度范围窄，而对硫又十分敏感。Co-Mo，Ni-Mo等，载体多为氧化铝，特点：有很好的低温活性；有突出的耐硫和抗毒性；强度高；可再硫化（失活性复活）。P783、宽温耐硫变换催化剂三一氧化碳变换工艺流程14

在工业上，工艺流程如何安排？三一氧化碳变换工艺流程15

四一氧化碳变换典型设备16

四一氧化碳变换典型设备17

变换炉：变换炉属于高压填充式设备，在变换炉内，一氧化碳与水蒸汽进行变换反应。变换炉的结构为使工艺气均匀进触媒床层，减少气流对催化剂床层的冲击，在顶部工艺气进口处设有分布板。在上层催化剂床层的上表面装有￠25、200mm厚的瓷球，瓷球与催化剂之间有一层8目的金属丝网。上层催化剂的下表面从下至上依次为8目、5目的金属丝网，和格珊，对上层催化剂床层起支撑作用。下层催化剂的上表面装填物与上层催化剂床层相同，在下层催化剂的下表面自上而下装有8目金属丝网，5目金属丝网，￠19mm的瓷球层，在底部工艺气出口设有集气器。变换炉内水平装有热电偶导管，其中安装的热电偶是用于检测床层温度情况。四一氧化碳变换典型设备18

四一氧化碳变换典型设备19

中压蒸汽发生器（E1503）变换反应是一放热反应，在正常生产条件下，除可利用自身的反应热维持生产过程的正常进行外，还有部分余热可以回收利用。E1503的作用是为了回收第一变换炉R1501出来的变换气的余热，以产生4.2MPaG的高压饱和蒸汽。E1503是BKU式换热器。E1503的设计数据如下：设计压力MPaG6.7(管)4.6(壳)操作压力MPaG5.94(管)4.0(壳)设计温度℃400(管)280(壳)操作温度℃351/270(管)225/251.8(管)换热面积m2646换热管￠×T×L×n￠25×2×6000×660材质管SS壳CS五课后作业20

1、粗煤气变换的目的？2、目前常用的变换催化剂有哪些？

各有什么特点？03变换工艺流程02选择变换催化剂01变换的基本原理新疆应用职业技术学院在线开放课程建设项目XINJIANG