新疆應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院在線開放課程建設(shè)項(xiàng)目無機(jī)化工生產(chǎn)技術(shù)院校及系部：新疆應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院主講人：門春艷厚德·篤行·博學(xué)·強(qiáng)技職

稱：講師自治區(qū)第二批優(yōu)質(zhì)高等職業(yè)院校建設(shè)項(xiàng)目學(xué)校目錄CONTENTS新疆應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院在線開放課程建設(shè)項(xiàng)目XINJIANGYINYONGZHIYEJISHUXUEYUANZAIXIANKAIFANGKECHENGJIANSHEXIANGMU模塊一合成氨生產(chǎn)技術(shù)模塊二化學(xué)肥料生產(chǎn)技術(shù)模塊三硫酸與硝酸生產(chǎn)技術(shù)模塊三純堿與燒堿生產(chǎn)技術(shù)新疆應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院在線開放課程建設(shè)項(xiàng)目XINJIANGYINYONGZHIYEJISHUXUEYUANZAIXIANKAIFANGKECHENGJIANSHEXIANGMU一氧化碳變換工段項(xiàng)目三知識(shí)點(diǎn)1變換的基本原理

知識(shí)點(diǎn)2選擇變換催化劑

知識(shí)點(diǎn)3變換工藝流程

知識(shí)點(diǎn)4一氧化碳變換典型設(shè)備任務(wù)一：認(rèn)識(shí)一氧化碳變換工藝流程及設(shè)備4

能夠?qū)ψ儞Q工藝流程進(jìn)行組織，對(duì)變換工藝條件進(jìn)行初步優(yōu)化；能夠掌握變換崗位操作控制要點(diǎn)與變換過程節(jié)能降耗的基本措施；能力目標(biāo)能理解原料氣變換的重要意義與基本原理；能夠掌握耐硫變換催化劑的硫化原理與反流化方法；知識(shí)目標(biāo)

培養(yǎng)愛崗敬業(yè)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、吃苦耐勞、大國(guó)工匠精神；

培養(yǎng)安全生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、三廢治理意識(shí)，經(jīng)濟(jì)意識(shí)；

培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力；素質(zhì)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)一變換的基本原理5

CO變換的目的？甲醇工藝用于調(diào)整氫氣和一氧化碳比例。合成氨工藝用于制氫大部分有機(jī)硫轉(zhuǎn)換為無機(jī)硫一6

變換反應(yīng)的物理化學(xué)基礎(chǔ)CO+H2O→CO2+H2影響變換反應(yīng)平衡的因素變換的基本原理溫度蒸汽量副反應(yīng)壓力CO2

一7

變換的基本原理按反應(yīng)溫度分類按反應(yīng)溫度分類催化劑中溫變換低溫變換耐硫低變催化劑鐵鉻系銅鋅系鈷鉬系1、中溫變換催化劑B中溫變換催化劑按組成可分為鐵鉻系和鈷鉬類兩大類。鐵鉻類催化劑活性高，機(jī)械強(qiáng)度好，耐熱性能好，能耐少量硫化物，使用壽命長(zhǎng)，成本低，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用。

二一氧化碳變換催化劑7

A二一氧化碳變換催化劑9

1、中溫變換催化劑鐵鉻系催化劑主要成分是三氧化二鐵，對(duì)一氧化碳變換反應(yīng)無催化作用，需還原成四氧化三鐵后才有活性。3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO23Fe2O3+H2

2Fe3O4+H2O△H=-50.945kJ/mol二一氧化碳變換催化劑10

還原后的催化劑遇空氣則迅速燃燒，失去活性。鐵鉻系催化劑是一種棕褐色圓柱體或片狀固體顆粒，在空氣中易受潮，使活性下降。硫、氯、硼、磷、砷的化合物及油類物質(zhì)，都能使催化劑暫時(shí)或永久性中毒，各類鐵鉻催化劑都有一定的活性溫度和使用條件。1、中溫變換催化劑二11

一氧化碳變換催化劑組成和性能：氧化銅為主體（15%～32%），還含有氧化鋅、氧化鋁等。催化劑的還原與氧化：氧化銅對(duì)變換反應(yīng)無催化活性，使用前要用氫或一氧化碳還原成具有活性的單質(zhì)銅。CuO+H2

Cu

+H2OCuO+COCu

+CO22、低溫變換催化劑二12

一氧化碳變換催化劑CuO+H2

Cu

+H2OCuO+COCu

+CO2△H=-86.526kJ/mol△H=-127.49kJ/mol在還原過程中，催化劑中的氧化鋅、氧化鋁、氧化鉻不會(huì)被還原。氧化銅的還原是強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)，且低變催化劑對(duì)熱比較敏感，因此必須嚴(yán)格控制還原條件，將床層溫度控制在230℃以下。2、低溫變換催化劑二13

一氧化碳變換催化劑由于Fe-Cr系中（高）變催化劑的活性溫度高，抗硫性能差，Cu-Zn系低變催化劑低溫活性雖然好，但活性溫度范圍窄，而對(duì)硫又十分敏感。Co-Mo，Ni-Mo等，載體多為氧化鋁，特點(diǎn)：有很好的低溫活性；有突出的耐硫和抗毒性；強(qiáng)度高；可再硫化（失活性復(fù)活）。P783、寬溫耐硫變換催化劑三一氧化碳變換工藝流程14

在工業(yè)上，工藝流程如何安排？三一氧化碳變換工藝流程15

四一氧化碳變換典型設(shè)備16

四一氧化碳變換典型設(shè)備17

變換爐：變換爐屬于高壓填充式設(shè)備，在變換爐內(nèi)，一氧化碳與水蒸汽進(jìn)行變換反應(yīng)。變換爐的結(jié)構(gòu)為使工藝氣均勻進(jìn)觸媒床層，減少氣流對(duì)催化劑床層的沖擊，在頂部工藝氣進(jìn)口處設(shè)有分布板。在上層催化劑床層的上表面裝有￠25、200mm厚的瓷球，瓷球與催化劑之間有一層8目的金屬絲網(wǎng)。上層催化劑的下表面從下至上依次為8目、5目的金屬絲網(wǎng)，和格珊，對(duì)上層催化劑床層起支撐作用。下層催化劑的上表面裝填物與上層催化劑床層相同，在下層催化劑的下表面自上而下裝有8目金屬絲網(wǎng)，5目金屬絲網(wǎng)，￠19mm的瓷球?qū)樱诘撞抗に嚉獬隹谠O(shè)有集氣器。變換爐內(nèi)水平裝有熱電偶導(dǎo)管，其中安裝的熱電偶是用于檢測(cè)床層溫度情況。四一氧化碳變換典型設(shè)備18

四一氧化碳變換典型設(shè)備19

中壓蒸汽發(fā)生器（E1503）變換反應(yīng)是一放熱反應(yīng)，在正常生產(chǎn)條件下，除可利用自身的反應(yīng)熱維持生產(chǎn)過程的正常進(jìn)行外，還有部分余熱可以回收利用。E1503的作用是為了回收第一變換爐R1501出來的變換氣的余熱，以產(chǎn)生4.2MPaG的高壓飽和蒸汽。E1503是BKU式換熱器。E1503的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下：設(shè)計(jì)壓力MPaG6.7(管)4.6(殼)操作壓力MPaG5.94(管)4.0(殼)設(shè)計(jì)溫度℃400(管)280(殼)操作溫度℃351/270(管)225/251.8(管)換熱面積m2646換熱管￠×T×L×n￠25×2×6000×660材質(zhì)管SS殼CS五課后作業(yè)20

1、粗煤氣變換的目的？2、目前常用的變換催化劑有哪些？

各有什么特點(diǎn)？03變換工藝流程02選擇變換催化劑01變換的基本原理新疆應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院在線開放課程建設(shè)項(xiàng)目XINJIANG