甲醇装置操作工(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：彭德厚 编著

出版社：化学工业出版社

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

甲醇装置操作工试读：

前言

本书具有以下特点。

一、本书首先考虑满足甲醇装置各生产岗位对不同等级技术工人培训的要求，其次也考虑作为甲醇装置工程技术人员的参考资料；不仅要满足在岗的工程技术人员和操作工人对甲醇生产理论和技术的需求，而且也考虑了在校的化工专业的学生学习的要求。所以该书具有一定的理论要求，又有较强的可操作性，适用性较广。

二、本书具有自己的鲜明特色，每一章开头都列出了本章的知识目标、能力目标、学习重点和难点；教材可满足不同学历层次和不同技术等级的工人集中培训和平时自学的要求；教材内容由浅入深、层层递进、逐步提高，既有一定深度的理论分析与探讨，又有具体的操作方法与步骤；既可以系统地学习，也可以根据需要从中选学。

三、本书编著过程中，虽然以气态烃生产甲醇为主线，但也考虑到以其他原料合成甲醇的生产技术。如原料气净化技术，不仅考虑催化加氢干法脱硫技术，也介绍了广泛应用的湿法脱硫技术；甲醇合成技术，不仅详细介绍Lurgi水冷式合成塔技术，而且也介绍了I.C.I.冷激多段合成技术，同时还介绍了联醇法合成甲醇的冷管式换热技术；粗甲醇分离技术，虽然重点介绍了双塔常压精馏技术，但对双效三塔加压精馏技术也进行了详细的讨论。对原料气的净化、合成甲醇、粗甲醇的精馏分离、变压吸附等操作技术所涉及的理论问题都进行了深入的分析与探讨，并注重理论联系实际，强调理论与技术并重，特别关注分析问题和解决问题的能力的培养。

全书的主要内容有：第1章生产合成气；第2章甲醇合成；第3章粗甲醇精馏；第4章变压吸附；第5章联醇生产装置。

笔者在编著过程中，得到了相关工厂领导和工程技术人员的有力帮助，化学工业出版社的编辑也给予了编写方面的详细指导，书中的大部分插图由扬州环境与资源职业技术学院彭飞老师绘制，对以上提供帮助的人员、书中所列参考资料的作者和其他提供相关信息的人员，以及在编著过程中提供方便的徐州工业职业技术学院，在此一并致以感谢！

笔者虽然在国家大中型化工企业工作数年，具有工程开发、设计、施工、开停车的工作经验，但由于水平有限，书中的疏漏之处在所难免，敬请广大读者批评指正。彭德厚2013年2月于徐州

第1章 生产合成气

1.了解天然气蒸汽转化制合成气和煤制合成气的净化方法及理论基础；了解各种湿法和干法脱硫的优缺点；了解加氢催化剂和脱硫剂的性能。

2.理解镍-钼催化加氢法脱硫原理和过程；理解氧化锌脱硫原理和过程；理解天然气蒸汽转化制合成气的原理、热力学和动力学；看懂并熟悉天然气蒸汽转化工段工艺流程图PFD（识图）；熟悉天然气蒸汽转化工段各主要设备的结构特性和在工艺过程中所起的主要作用。

3.掌握催化加氢脱硫和天然气蒸汽转化的工艺影响因素；掌握催化剂使用技术；掌握正常开停车技术、事故停车技术。

4.掌握物料衡算和热量衡算方法与步骤。【能力目标】

1.能够针对不同的原料气确定不同的净化方案。

2.能够正确地使用加氢催化剂和脱硫剂。

3.能够掌握天然气蒸汽转化制合成气过程的正常开停车技术。

4.能够具有判断和分析一般事故发生的原因和处理一般事故的能力。

5.能够对所在工段进行简单的物料衡算和热量衡算，确定物料消耗和能量消耗。【重点与难点】

1.镍-钼催化加氢法脱硫原理和过程。

2.氧化锌脱硫原理和过程。

3.天然气蒸汽转化制合成气的原理、热力学和动力学。

4.读懂天然气蒸汽转化工段工艺流程图PFD（识图）。

5.天然气蒸汽转化工段各主要设备的结构特性和在工艺过程中所起的主要作用。

6.催化剂和脱硫剂使用技术、装置的正常开停车技术。

7.物料衡算和热量衡算。

1.1 原料气脱硫净化

1.1.1 合成甲醇原料气

1.1.1.1 原料气

天然气、石脑油、重油、煤以及煤加工产品（焦炭、焦炉煤气）、乙炔尾气等均可作为生产甲醇所需合成气的原料。

选择何种原料作为生产甲醇的合成气原料，主要是根据生产技术来源是否可靠，原料的开采和运输是否方便、充足，经济是否合理，安全与环保是否满足要求，并结合国情、省情、市情或地区情况，同时应考虑是否符合国家的产业或能源政策。

目前我国主要以煤和天然气或重油作为生产甲醇合成气的主要原料，山西、陕西、内蒙古以及山东等省、自治区主要是以煤为原料生产甲醇合成气，而中石化、中海油则是以天然气、轻质油或重质油为原料生产甲醇合成气。根据我国实际情况，天然气是主要的清洁能源，西气东输的一期和二期工程均是为了解决我国的能源问题，改善能源结构，减轻环境污染。一般来说不是天然气或原油的产地不要考虑以天然气或重油为原料合成甲醇，更不要考虑轻质油作为合成甲醇的原料。因为在目前国内油品消耗越来越大，石油资源越来越紧张，50%以上的原油靠进口的情况下，石油经常、减压蒸馏所得到的轻质油主要用于生产汽油、煤油、柴油和不能通过其他原料得到的化工产品，而不用于生产在目前技术条件下可通过其他起始原料得到的化工产品。

由于原料气的来源不同，它所含的毒物或杂质的量或性质也不同，其净化方式也不同。使用煤、重油或渣油等固体或液体作为生产甲醇合成气的原料，其合成气的净化过程是在制气之后，因为用煤或重油、渣油作为原料的制气过程是一个无催化过程，也就是说该过程不需要催化剂，而且在制气后气体的净化比在制气前固体或液体的净化来得方便、容易；而选用天然气、石脑油等气体或轻质油作为生产甲醇合成气的原料时，一般是采用催化蒸汽转化过程的气固相反应，其原料气的净化是在制气之前，因为催化蒸汽转化制合成气过程需要在催化剂存在的情况下完成。在制气过程中，天然气或轻质油中的硫化物易于使催化剂中毒，所以必须将其脱除以达到催化剂对进料组成的要求。其余的杂质如水分、盐分等也应事先脱除，否则易于造成催化剂的结构粉化或设备与管道的腐蚀，影响催化剂或装置的使用寿命。

一般地，以天然气为合成气的原料时界外来的天然气先经脱水、脱盐后一分为二：一部分作为合成气的原料天然气送去脱硫；另一部分作为燃料的天然气无需脱硫直接送去蒸汽转化炉或辅助锅炉作为燃料使用。当然对于不使用天然气作为燃料的界外来天然气应当全部作为合成气的原料使用，即全部经脱盐、脱水后送去脱硫。

1.1.1.2 原料天然气中杂质的危害性

如上所述，利用天然气蒸汽转化生产合成气，天然气进入转化装置前必须进行脱水、脱盐、脱硫等处理后才能进行天然气的蒸汽转化，否则，天然气中的盐分、水分和硫化物的存在对其生产过程存在着严重的危害，其主要危害有以下两点。

（1）毒害催化剂，使催化剂中毒、失活。

天然气蒸汽转化过程和甲醇合成过程所使用的催化剂都能与硫化物反应生成不具备活性的金属硫化物覆盖在催化剂的表面上，减少催化剂的活性中心，从而使催化剂活性下降；有的易于使其强度降低，严重地影响催化剂的使用寿命。另外，在联醇法生产甲醇的过程中，盐分、水分和硫化物同样对合成氨的催化剂有毒害作用。

（2）腐蚀设备。

含有硫化氢的气体在有水分存在的情况下，硫化氢溶于水形成氢硫酸，能与金属设备、管道生成相应的金属硫化物，如硫化亚铁，从而造成设备的严重腐蚀。其腐蚀程度随气体中硫化氢的分压增高而加剧。同时，腐蚀产物硫化亚铁在水中与氧可进一步反应生成硫酸或多硫酸，而多硫酸是造成不锈钢设备焊缝腐蚀应力集中而产生局部腐蚀破裂的重要因素（一般地，设备的腐蚀首先是焊缝处腐蚀，即先发生的是局部腐蚀）。

所以使用天然气作为合成甲醇原料时，脱硫必须在蒸汽转化之前进行，即在生产合成气之前，也就是说在天然气进入装置区经脱盐、脱水后就要进行脱硫；而若以重油或固体燃料煤作为合成甲醇原料制气时，脱硫一般是在制气之后进行的，因为一方面制气过程本身是不需要使用催化剂的，脱硫过程的好坏并不影响制气过程；另一方面气体脱硫比固体脱硫易于进行，而且脱硫较为彻底与干净。

进入装置的天然气中的硫化物主要是以有机硫化物，如COS、CS、RSH、硫醚、噻吩等和无机硫化物，如HS的形式存在。脱硫22过程有的是直接脱除有机硫化物，但大多数是先将有机硫化物转变成无机硫化物，而后再脱除无机硫化物。有的不单纯是脱除硫化物而且还要回收硫，变废为宝、变害为利。

脱盐、脱水必须在天然气脱硫之前进行。因为脱硫是使用干法脱硫的催化剂，如不先脱盐、脱水，则会使脱硫催化剂受潮粉化，使催化剂无法正常使用，缩短催化剂的使用寿命。所以原料天然气进入装置后首先脱盐和脱水，然后才是催化加氢脱硫。

1.1.2 原料气的脱硫技术

脱硫技术按照脱硫剂的物理状态分为干法脱硫技术和湿法脱硫技术。

干法脱硫技术是原料气通过装有固体脱硫剂的床层或通过固体催化加氢转化的方法脱除硫化物的技术。该法的特点是原料气净化度高，但由于脱硫剂的硫容量小，所以一般适用于原料气的精细脱硫，而不适用于脱除大量的硫化物，像天然气、炼厂气、乙炔气、石脑油作为合成甲醇的起始原料，采用蒸汽催化转化生产合成气的脱硫可以采用干法脱硫；还有像由烟煤或白煤、焦炭制备的半水煤气可以先经过湿法脱硫、变换后再进行二次干法脱硫达到合成氨或合成甲醇的工艺要求。在变换前采用湿法脱硫也叫做粗脱，变换后的二次脱硫也称为精脱。

湿法脱硫技术分为物理吸收法、化学吸收法和物理化学吸收法，是用液体脱硫剂吸收气体中的硫化物，该法的特点是气体净化度不高，但硫容量较大，而且有的湿法又能回收硫黄，降低生产成本，减轻环境负担，所以一般适用于气体含硫量高而对净化度要求不高的粗脱硫场合，如以煤、重油等为原料生产的半水煤气的脱硫。

干、湿法脱硫情况见表1-1和表1-2。表1-1 干法脱硫表1-2 湿法脱硫

1.1.2.1 干法脱硫技术

活性炭的吸附作用是由其物质结构决定的。活性炭属于无定形碳的一种，按孔径大小分为微孔（孔半径在1～10nm）、中孔（孔半径在10～200nm）和大孔（孔半径在200～1000nm）。吸附时大孔提供被吸附物质分子进入吸附部位的通道，是支配吸附速度的因素。中孔在许多情况下与大孔相同，在特殊情况下起吸附作用。活性炭的吸附作用大部分是在微孔中进行的，微孔是吸附量的支配因素。活性炭的吸附作用使原料气中的硫化物（如HS）被吸附到其内部而使浓度降2低，但针对有机硫时，吸附噻吩最有效，而对CS和COS较差。总之，2活性炭对硫化物的吸附量很小，吸附不是活性炭脱硫的主要方式。

活性炭表面上的催化氧化反应是使HS、部分有机硫和O在活性22炭表面活性基团的催化作用下反应生成元素硫，也就是所说的单质硫，随后单质硫被活性炭吸附。为了使反应过程在一般温度下具有足够的反应速度，在待净化的气体中加入一些氨气，它可以使活性炭表面始终保持必要的碱度，以提高反应速度（为非催化反应的400倍）、脱硫效率和硫容量。该反应是活性炭脱除HS的主要方式，发2生的反应有：

活性炭作为催化转化的催化剂是以活性炭为载体，浸渍在铁、铜、镍、钴等盐类后，经干燥而成。表面上的催化转化反应实际上是在铁、铜、镍、钴等过渡金属为活性组分的催化剂作用下，有机硫分别被水蒸气和氨转化为HS的反应。2

主要转化反应：-6

活性炭吸附法可使原料气中的硫含量≤1×10，脱除效率不是太高。

活性炭的再生是指当活性炭使用一定时间后，空隙中聚集了硫及硫的含氧酸盐而失去了脱硫能力，需要将其从活性炭中除去，以恢复活性炭的脱硫性能。优质的活性炭可再生循环使用20～30次。

活性炭再生的方法主要有两种，一是用加热的氨气或净化后的高温天然气通入活性炭脱硫槽，从活性炭脱硫槽再生出来的硫在120～150℃变为液态硫放出，氨气可再循环使用。二是用过热蒸汽通入活性炭脱硫槽，把再生出来的硫经冷凝后与水分离。

在相应压力下，对应于露点下的蒸汽称之为饱和蒸汽；假如该蒸汽的温度高于其露点，则称之为过热蒸汽。在工业生产中，饱和蒸汽用途并不是很大，而用途很大的恰恰是过热蒸汽。（2）氧化锌法 脱硫原理：氧化锌是一种高效接触型干法脱硫剂，既可单独作用，也可以与湿法联合使用，但该法主要是脱除无机硫化物。当原料气与氧化锌接触时主要发生以下反应：

以上氧化锌法脱硫的反应中，式（1-7）是主反应，也就是说氧化锌脱硫主要是脱除无机硫，对于有机硫脱除效率并不太高。在H2存在的情况下，也可以脱除二硫化碳和硫氧化碳。在一般的烃类转化流程中，常将氧化锌法与钴-钼或镍-钼催化加氢转化法联合起来使用，即先用钴-钼或镍-钼催化加氢将原料气中的有机硫转化成无机硫，然后再用氧化锌接触法将原料气中的无机硫脱掉，其硫含量可以降到-60.1×10以下。单独使用氧化锌脱硫远不如先钴-钼或镍-钼催化加氢，后氧化锌的联合脱硫效率高，因为单独使用氧化锌脱硫对有机硫的脱除效果并不太好。催化加氢脱硫和氧化锌脱硫的操作温度均在350～400℃。因为氧化锌脱硫剂脱硫后无法再生使用，所以为了保证脱硫过程的连续性，使用氧化锌脱硫必须采用双罐、串联、交替的脱硫操作过程。

综上所述，活性炭吸附法和钴-钼或镍-钼-氧化锌法等两种干法脱硫只适应于含硫量较低的原料气，而其中钴-钼或镍-钼-氧化锌法脱除效率较高，活性炭脱硫效率并不太高，所以对于以天然气为原料制合成气的脱硫以钴-钼或镍-钼+氧化锌脱硫的方法为主。对于含硫量较高的原料气，应采用下面介绍的湿法脱硫。

1.1.2.2 湿法脱硫技术

湿法脱硫按其吸收和再生的性质分物理吸收法、化学吸收法和物理化学吸收法。

常用的物理吸收法有水洗法和甲醇法。甲醇法又分为低温甲醇洗涤法和常温甲醇洗涤法。（1）低温甲醇洗涤法（Rectisol法）低温甲醇洗涤法是由德国鲁奇公司和林德公司联合开发的湿法物理吸收法，该法是利用CO、2HS、有机硫化物和不饱和烃等气体在高压、低温条件下易溶于甲醇，2形成吸收富液；但当压力降低、温度升高时，被吸收的酸性气体又能从甲醇溶液中析出，使吸收富液得以再生成为贫液，恢复其吸收能力的一种物理吸收-解吸脱硫法。该法首先是经过低温甲醇液吸收原料气中酸性气体，从而使原料气得到净化；然后再经解吸使其吸收剂得到再生利用。

该法在实际生产过程中，脱硫塔内分上下两部分实现HS、CO22和有机硫化物的脱除，并进行两次再生，也称两段脱硫脱碳法，上部分共三段，下部分一段，总共四段。上部分主要用于脱除CO，下部2分主要用于脱除硫化物。低温甲醇洗涤法的操作温度就单脱除硫化物来说一般控制在-10～40℃之间。

某厂合成氨的原料气采用低温甲醇洗涤过程脱除其中的酸性气体。经一氧化碳变换后的变换气进入吸收塔的底段，经过甲醇洗涤后，-6原料气中的HS、COS的浓度可以脱至0.1×10以下。脱除硫化物后2的原料气通过升气管上升到吸收塔的上部分。由于CO比HS、COS22等硫化物在甲醇溶液中的溶解度小得多，而原料气中的CO的浓度比2HS、COS等硫化物浓度又大得多，因此上部分吸收剂甲醇的流量要2比下部分大得多。但为了减少因吸收放热而造成温升过大，提高甲醇的吸收能力，减小甲醇吸收剂的流量，因此在吸收塔的设计上采取分段冷却的方法。如甲醇溶液进入上塔顶段吸收二氧化碳后温度由-62.6℃上升到-21.0℃，经段间冷却由-21.0℃下降到-42.8℃后进入第二段，温度又由-42.8℃上升到-14.4℃，经第二段间冷却，温度又由-14.4℃下降到-42.8℃后进入第三段，经第三段吸收温度由-42.8℃上升到-8.64℃后出上塔。出上塔的甲醇流量只有50%流入下塔，其余部分引出经换热和制冷到-32.95℃，经减压到1.65MPa进入无硫闪蒸罐进行富液再生。由塔上部分入塔下部分的甲醇溶液温度为-8.64℃，经吸收出底塔的甲醇富液温度为-7.77℃，经冷却和制冷温度达到-32.95℃，然后经减压至1.65MPa进入含硫闪蒸罐进行富液的再生。两股经过再生的富液成贫液，可以循环使用。

低温甲醇洗可一次性地脱除酸性气体，使其达到工艺要求，简化了工艺过程，但是由于低温操作，冷量消耗大，能量消耗高，低温材质要求高，需要大量的低温设备、低温管道、阀门、管件，需要大量地冷保温，所以投资费用高，操作费用也高。因此在低温甲醇洗的基础上，鲁奇公司开发了常温甲醇洗涤法。（2）常温甲醇洗涤法 常温甲醇法是由德国鲁奇（Lurgi）公司于1968年开发的，1973年实现工业化。该法是一个物理溶解和化学吸收相结合的方法，在酸性气体分压较高的情况下，以物理吸收的扩散过程为主；在酸性气体分压较低的情况下，以吸收后的化学反应为主。脱硫液组成由60%甲醇、38%二乙醇胺和2%水并配以少量的缓蚀剂构成低沸点洗涤液。在加压和常温情况下酸性气体在甲醇溶液中有较高的溶解度，二乙醇胺又可与溶解的HS、CO和COS等酸性气体组22分发生化学反应，这就增强了溶液的脱硫能力。常温甲醇洗涤法实际上是一种物理-化学吸收法。该法特别适用于一次脱除硫化物和中低浓度的一氧化碳和二氧化碳。经过常温甲醇洗涤，硫化物的浓度可降-6-6到0.1×10以下，二氧化碳可以降到5×10左右。该法吸收能力大、净化度高、运行费用低，适用于重油部分氧化制备合成气的净化过程。我国齐鲁石化第二化肥厂进口了一套该法的装置，用于渣油部分氧化制合成气的净化。原化工部化肥工业研究所对常温甲醇洗涤剂进行了若干次的改进，并对半水煤气一次脱硫过程进行了模拟试验，并取得了满意的效果。常温甲醇洗涤法目前主要用于粗脱过程。

低温甲醇洗和常温甲醇洗都只是脱除酸性硫化物或碳化物，本身并不具备回收硫化物或碳化物的功能。如脱除硫化氢时需要回收硫黄就要单独建回收装置，所以对于高含硫的合成气需要回收硫黄时工艺过程较长，装置的投资费用就要相应地增加、生产成本就要上升。所以对于高含硫的合成气的净化一般建议采用以下的湿法氧化法脱硫技术。（3）改良ADA法 常用的化学吸收法有中和法和氧化法。中和法常用的碱性吸收剂有碳酸钠溶液、氨水和各种烷基醇胺溶液；氧化法主要有氨水液相催化法、改良的ADA法以及目前中小型合成氨厂普遍采用的栲胶法。氧化法首先是利用碱性溶液吸收硫化氢，然后借溶液中的载氧体的催化作用把被吸收的硫化氢转化为元素硫，使溶液得以再生，如改良ADA法、栲胶法和氨水催化法等均属于氧化法。

改良ADA法（亦称蒽醌二磺酸钠法）是化学氧化吸收法。该法起初是在稀碱液中添加ADA（2，6-蒽醌二磺酸钠和2，7-蒽醌二磺酸钠）作为载体。但ADA法反应时间较长，所需反应设备容积较大，硫容量较低，副反应也较多，所以应用范围受到了很大的限制。后来，在ADA的稀碱溶液中添加0.12%～0.28%的偏钒酸钠（NaVO）作为催3化剂及适量的酒石酸钾钠（NaKCHO）作络合剂，称之为改良448ADA法并取得了良好效果，后来该法开始得到广泛推广和使用。-6

改良ADA法可使出口无机硫含量低于20×10。此法虽然脱硫效率不如干法或甲醇洗涤法，但该法可以副产硫黄，所以对含硫量较高并需要回收硫黄的原料气特别适应。但该法并不能脱除有机硫化物，这是它的缺点。所以在联醇法生产甲醇工艺过程中，需要进行两次脱硫，即一次脱硫→变换→二次脱硫。一次脱硫一是脱除占原料气中总硫含量90%～95%的无机硫化物（HS），二是保护变换所使用的催2化剂；对于合成甲醇来说，变换的主要目的是调整H/C，同时也有部分的有机硫化物转换成无机硫化物；二次脱硫一般是采用JTL系列的精脱工艺技术，即水解催化串脱硫剂脱硫技术，将残余的有机和无机硫化物脱除达到要求。

ADA法反应过程如下。

① 在脱硫塔中反应如下。

用稀的纯碱液在吸收塔中吸收硫化氢生成硫氢化钠：

硫氢化钠与偏钒酸钠反应生成焦性偏钒酸钠和元素硫：

氧化态的ADA反复氧化焦性偏钒酸钠，本身变成还原态。

② ADA在再生塔中被氧化 还原态的ADA被空气中的氧氧化，恢复氧化态：

稀碱液的pH值应保持在8.5～9.2之间，ADA的含量与偏钒酸钠的

[1]当量比为2左右。

改良ADA法可用于常压和加压条件下的煤气、焦炉煤气及天然气等工业原料气的脱硫。该法具有工艺技术成熟、吸收溶液性能稳定、能选择性脱除HS、净化度高、对设备腐蚀作用较小等优点。国内改2良ADA法脱硫遇到的问题主要是析出的硫黄容易堵塞脱硫塔填料。

注：当量比是表示元素或化合物相互作用的质量比的数值。元素的当量，是该元素与8个质量单位的氧或1.008个质量单位的氢相化合（或从化合物中置换出这些质量单位的氧或氢）的质量单位（用旧原子量）。例如40.08个质量单位的钙和16个质量单位的氧化合成56.08个质量单位的氧化钙，在氧化钙中，钙的当量是40.08×8/16=20.04。按照物质的类型不同，它们的当量可以按照下列公式求出。

元素或单质的当量=元素的相对原子质量/元素的化合价

例如：钙的当量=40.08/2=20.04。元素的当量往往称化合量（combining weight）。

酸的当量=酸的相对分子质量/酸分子中所含可被置换的氢原子数

例如：硫酸HSO的当量=98.08/2=49.04。24

碱的当量=碱的相对分子质量/碱分子中所含的氢氧基数

例如：氢氧化钠NaOH的当量=40.01/1=40.01。

盐的当量=盐的相对分子质量/（盐分子中的金属原子数×金属的化合价）

例如：硫酸铝Al（SO）当量=342.14/（2×3）243=342.14/6=57.02

氧化剂的当量=氧化剂的相对分子质量/氧化剂分子在反应中得到的电子数

例如：高锰酸钾在酸性溶液中（得到5个电子）的当量=158.03/5=31.61

还原剂的当量=还原剂的相对分子质量/还原剂分子在反应中失去的电子数

例如：亚硫酸钠（失去2个电子）的当量=126.05/2=63.03

氧化剂和还原剂的当量，往往总称为氧化还原当量（redox equivalent）。一种物质在不同的反应中，可以有不同的当量。例如铁在2价铁化合物中的当量是55.847/2=27.93，在3价铁化合物中的当量是55.847/3=18.62。又如铬酸钾KCrO作为氧化剂时，当量是24194.20/3=64.73；但作为盐时，当量是194.20/2=97.10。物质相互作用时的质量，同它们的当量成正比。知道了物质的当量，可以算出它们在反应中的质量比值。任何发生反应的两种或多种物质的当量数一定相等。（4）栲胶脱硫法 虽然栲胶脱硫法早在1960年日本就进行了研究，并用单宁及其盐类从气体中脱除HS并同时回收硫黄的实验室实2验，但一直未有突破工业化技术。我国广西化工研究所、百色栲胶厂、广西林业科学研究所等单位合作于1977年8月完成栲胶法脱硫小试验后直接在都安氮肥厂、柳州化肥厂和上林氮肥厂进行了工业化生产试验，并于1978年7月通过自治区技术鉴定。根据鉴定会的建议，由原化工部有关部门委托北京化工试验厂补做了中间试验并于1979年9月通过了中间试验鉴定，并实现了工业化生产。

① 基本原理 栲胶及其水溶液的性质：栲胶是由植物的皮，如栲树、落叶松等的水萃取液熬制而成。栲胶的主要成分是单宁，单宁是化学结构十分复杂的化合物组成的混合物。随着来源的不同，如采用叶、根、皮等，单宁的组分也不一样，大体上可分为水解型和缩合型两种，它们都是由多羟基芳族化合物组成。虽然单宁各组分的分子结构相当悬殊，但它们都是具有酚式结构的多羟基化合物，有的还含有醌式结构，这就是栲胶能用于脱硫过程的主要原因。栲胶可以无限制地溶于水中。虽然随着栲胶浓度的提高可以发现沉淀的形成，若再加入栲胶仍能继续溶解而使溶液逐渐变为浓稠状的浆，最后成为糊状，放置时间长变为坚硬的固体。温度升高，溶解度增大。栲胶水溶液在空气中易被氧化。单宁中较活泼的羟基易被空气中的氧氧化生成醌态结构物。单宁的吸氧能力因溶液的pH值和温度的升高而大大加强，pH值大于9时，单宁的氧化特别显著。铁盐和铜盐能提高单宁的吸氧能力，而草酸盐能使单宁的吸氧能力下降。单宁能与多种金属离子，如钒、铬、铝等，形成水溶性络合物。在碱性溶液中，单宁能与铜、铁反应并在材料表面上形成单宁酸盐的薄膜，从而具有防腐作用。栲胶水溶液特别是高浓度的栲胶水溶液是典型的胶体溶液。在水中单宁物质分子中众多的羟基能形成典型的氢键，使单宁分子互相缔合成大分子群分散在水中，这种大分子群称为胶核。由于胶核的吸附作用或因表面粒子的电离作用使其表面带有负电荷。紧靠胶核有一层不动的水膜，其间存在着一部分正电荷，该水膜称为吸附层。吸附层外面还有一层带有正电的不流动的水层，称为扩散层。胶核加吸附层称胶粒，带负电。胶粒加扩散层叫胶胞，呈电中性。胶胞分散在水中形成栲胶的胶体溶液。栲胶组分中含有相当数量的表面活性物质，导致溶液表面张力下降使溶液发泡性增强。当栲胶水溶液中含有NaVO、3NaHCO等弱酸性盐时易生成沉淀。3

② 反应过程 反应过程如同式（1-10）～式（1-13）ADA过程一样，只不过将ADA换成了栲胶TQ。

③ 胶液预处理 栲胶法脱硫与ADA相比较，原料来源丰富，价格便宜，脱硫效率都能达到要求，都能回收元素硫。其不足之处，栲胶水溶液是典型的胶体溶液，使用前必须预处理，即其碱性溶液加热、加空气搅拌，只有经过以上处理栲胶碱性溶液才能泵入系统使用。若预处理不充分或不彻底，如只加热不充氧，或只充氧不加热，都会形成胶体，这样会给整个脱硫系统带来灾难性困难。由于栲胶液中含有大量的胶体，影响吸收脱硫的效率，悬浮硫升高，产生大量的泡沫，使总碱度下降，同时会产生钒泥沉淀，影响溶液再生，使脱硫过程无法进行。但总体与ADA法相比较优点略大于不足，而且栲胶本身具有络合作用，不像ADA法那样额外加入络合剂。该法目前仍然是以煤，特别是烟煤为原料生产半水煤气粗脱硫（一次脱硫）的主要方法。

栲胶液预处理条件如下。

栲胶浓度：10～30g/L；

碱度（NaCO）：10～25g/L；23

氧化温度：70～90℃。

空气量以溶液不翻出制备容器外为准。

判断溶液预处理是否达到要求，可用检测溶液消光值的方法，以稳定在0.45左右为终点。

④ 栲胶脱硫的工艺特点 栲胶法具有改良ADA法的几乎所有优点：

a.栲胶既是氧化剂又是钒的络合剂，脱硫剂组成比改良ADA法简单；

b.我国栲胶资源丰富、价廉易得；

c.栲胶法脱硫没有硫黄堵塔问题；

d.栲胶需要一个繁杂的预处理过程才能添加到系统中去，否则会造成溶液发泡而使生产无法正常进行，因而脱硫装置运行费用比改良ADA法高。近年来研制出新产品P型和V型栲胶可以直接加入系统，降低了运行费用。

⑤ 影响栲胶溶液脱硫效果的因素

a.pH值与温度的影响 根据胶体溶液双电层结构的性质，当溶液的pH值升高时，氢离子浓度降低，吸附层中的正离子进入扩散层，促使胶粒子解离，溶液的胶体性变小，表面活性物质变为非表面活性物质，溶液的胶体性变弱以致消失。氧化过程单宁酚态结构变为醌态结构使溶液具有活性。从溶液的pH值与吸氧量的关系可以看出，随着pH值的升高，溶液的吸氧量大大增加，当pH＞12之后更加显著，故采用高pH值的溶液预处理时可以缩短预处理时间，降低预处理费用。NaOH与NaCO相比较能够提供更高的pH值的溶液，所以用23NaOH预处理比用NaCO好。栲胶溶液的黏度、胶粒分散度均受温23度的影响。温度升高，胶粒的水化作用降低，粒子运动加快，有利于粒子的扩散而加速栲胶溶解。栲胶溶液的吸氧速度也因温度的上升而加速。

b.总碱度的影响力 溶液的总碱度与其硫容量呈直线关系，提高总碱度是提高溶液硫容量的有效手段。当处理低硫原料气时，可采用0.4mol/L；处理高硫原料气时，可采用0.8～1.0mol/L的总碱度。NaCO浓度、NaHCO与NaCO的摩尔比、溶液的pH值等参数对脱23323硫过程的影响与改良ADA法相同。

c.NaVO含量 NaVO含量决定于脱硫液的操作硫容量，即富液中33-的-的HS浓度符合化学计量关系，其理论浓度与液相HS物质的量的浓度相等。配制溶液时常常过量，过量系数1.3～1.5。

d.栲胶浓度 栲胶作为氧载体。栲胶浓度与溶液中钒含量存在着化学反应计量的关系。从络合作用考虑，要求栲胶浓度与钒浓度之间保持一定的比例；从栲胶对碳钢表面的缓蚀作用考虑，则要求溶液中保持一定的栲胶含量。从两个方面考虑其栲胶浓度要求是不同的。由于栲胶的化合物分子在脱硫过程参与化学反应的活性中心数及活性中心的部位至今尚不明了，氧化还原动力学的研究还很不够，目前无法从反应方程式计算所需的栲胶浓度。中间试验发现：栲胶与钒的络合比，以质量浓度之比为1.74时最好。小试发现，当栲胶的络合能力已显不足时，其氧化能力仍可满足要求。这就说明满足络合作用和氧化作用所需的栲胶量是不同的。作为络合剂，所需的栲胶浓度大。根据实践经验，适宜的胶钒比为1.1～1.3。

⑥ 栲胶脱硫工艺指标

总碱度：24.0～29.0g/L 溶液硫含量：0.1g/L3

其中，NaCO：3.81～8.46g/L 液气比：11～15L/m23

NaHCO：25g/L 入塔气体温度：30～40℃3

栲胶：1.8～2.0g/L 液体温度高于气体温度：3～5℃

NaVO：0.8～1.5g/L 再生液温度：35～40℃3

溶液温度：30～40℃ 熔硫釜加热温度：130～150℃

pH：8.5～9.2 半水煤气脱硫前：HS约占2g/L2

悬浮硫：0～0.5g/L 脱硫后：HS约占0.1g/L23

进塔HS：5g/m 喷射再生槽内溶液停留时间：5～10min2332

出塔HS：≤0.05g/m 喷射再生槽内吹风强度：70～120m/（m·2h）

悬浮S：≤0.5g/L 喷嘴速度：15～20m/s

NaSO：0～10g/L 喷嘴前压力：≥0.32MPa223（5）氨水催化法 该法过去主要用于中小型合成氨厂的脱硫技术。一般采用8～22滴度（1滴度=1/20mol/L氨浓度），并加有0.2～0.3g/L的对苯二酚促进剂，脱硫和再生过程如下：

对苯二酚为还原剂，在碱性溶液中被空气中的氧气氧化成对苯醌。

Ar（OH）+[O]=Ar[O]+HO222

硫氢化铵在对苯醌的作用下氧化为单体硫：

NHHS+Ar[O]=NHOH+S+Ar（OH）4242

总的氧化反应按下式进行：

由于对苯醌的氧化电位较高（0.699V），故其浓度不能太高，否则易发生硫的过度氧化反应：

2NHHS+2O=（NH）SO+HO4242232

氨水催化法有氨损失大、硫容量低（0.15g HS/L）的缺点，只2适用于粗脱过程，当使用烟煤作为起始原料时，还应增加循环量。

目前合成甲醇，以煤或重油、渣油为原料的常用脱硫技术是湿法脱硫+干法脱硫技术；以气态烃或轻质油为原料的脱硫技术以催化加氢+氧化锌脱硫技术为主。

1.1.3 影响脱硫的因素

催化加氢+氧化锌脱硫技术是目前普遍采用的脱除天然气或其他气态烃类中硫化物常用的技术，下面对其影响因素进行详细的讨论。

1.1.3.1 加氢催化剂的选择

界外来的原料天然气经分离水、盐分后进入脱硫装置，脱除水、盐分的方法是采用气液分离罐。气液分离罐是一个高径比较大的底部带锥形封头、内设有一垂直、不与上下封头相连的隔板所构成的一简单的圆桶形设备。

脱水后的天然气就可以直接进行催化加氢，加氢的目的是在催化剂的作用下将有机硫化物转化成无机硫化物，其反应如下：

加氢反应的催化剂主要选择还原态的金属，如Ni、Co、Mo等过渡金属作为主要活性组分，这主要是因为加氢反应是放热反应，从热力学上考虑温度低对反应有利，所以从动力学上应选择活性温度低（低温是一个相对的概念，但必须在催化剂的活性温度范围内）的催化剂以满足催化反应在热力学上的要求。常用的加氢催化剂有钴-钼系和镍-钼系两类。有关加氢催化剂的使用方法和注意事项见1.3催化剂。

1.1.3.2 加氢反应温度

加氢反应是一个放热反应，在热力学上降低温度是有利的，升高温度是不利的，也就是说升高温度，有机硫的平衡转化率下降，不利于脱除有机硫化物。虽然从热力学上考虑降低温度有利于有机硫的转化，也就是说反应达到平衡时其转化率是提高的，但是从动力学角度考虑，温度低，加氢催化剂的活性低，反应速度放慢，达到平衡时所需要的时间相应地延长，温度越低速度越慢，速度越慢达到平衡的时间就越长，其结果也同样不利于脱除硫化物。所以反应温度既要考虑热力学上的平衡转化率，又要考虑动力学上的反应速度，即在满足脱硫效率的基础上重点是考虑催化剂在单位时间内的脱硫能力。目前工艺上普遍选择在350～430℃范围内，催化加氢脱硫的反应温度正常是稳定在380℃。在催化剂投用初期温度可以低些，随着催化剂使用时间的延长，催化剂活性降低，可以逐渐提高反应温度以弥补因催化剂活性降低而造成的有机硫脱除效率下降的不利因素，但最终不能超过其最高使用温度。低于温度下限，催化剂的活性甚低，无脱硫性能；高于温度上限，催化剂易于烧结，其结构被破坏，同样不具备活性，甚至发生危险。所以加氢反应温度的控制对脱硫效果的好坏是至关重要的。

1.1.3.3 加氢反应压力

加氢反应是一个反应前后虽有体积变化但变化不大的反应（因为有机硫的含量甚低，可以认为反应体积不变），所以压力的变化在热力学上几乎没有什么影响。但从动力学角度考虑，适当地提高反应压力相当于提高了反应物浓度，浓度的增加均可以增加反应速度。因为提高反应速度的方法有三种：一是使用催化剂；二是提高反应温度；三是提高反应压力，即反应物的浓度。除了零级反应外，压力的变化（浓度的变化）对其都有不同的影响，但对于纯液相反应来说压力影响甚微。

反应级数实际上是反应物浓度的变化对反应速率的影响的大小，反应级数越大，反应物浓度的变化对反应速率的影响就越大。反应速率r一般表达式：

式中，浓度的指数a，b就是反应的级数。零级反应时，不论浓度如何变化，其数值均不变化；非零级反应时，浓度的变化均影响反应速率。a，b均为大于零的数值，可以是整数，也可是非整数，可以相等，也可以不相等。相等时说明两个反应物浓度的变化对反应速率的影响是相同的；不相等时，说明两个反应物的浓度变化对反应速率的影响是不相同的，数值大的影响大，数值小的影响小。反应速率方程式是在一定的催化剂基础上研究得出的，也就是说不同的化学反应使用不同的催化剂，则动力学方程式不同，即使对于同一化学反应，在使用不同催化剂时，其动力学方程式也不同。

所以，从动力学上考虑，提高反应压力可以提高其脱硫反应速率，相应增加加氢反应器脱除有机硫化物的生产能力。增加压力虽然生产能力提高，但是另一方面对设备强度的要求较高，设备的投资费用增加。因此综合考虑，来自界外加氢气体的压力应控制在2.5～3.1MPa，原料天然气压力应控制在2.7～3.0MPa，正常压力控制在2.8MPa，脱硫后的原料气的压力控制在2.2～2.6MPa，正常值控制在2.5MPa。

1.1.3.4 加氢催化剂用量

加氢催化剂用量应根据催化剂空时活性和催化剂的寿命来确定。催化剂的空时活性是指单位体积催化剂在单位时间内将有机硫化物转化成无机硫化物的能力。催化剂的寿命是指催化剂从投入使用到经过多次再生后也恢复不到催化剂的性能指标要求而必须进行更换的整个使用时间周期。某合成甲醇装置的加氢反应器装填催化剂的量为320.0m，装填高度为3250mm，各不同加氢装置的催化剂装填量就是根据催化剂空时活性和寿命来确定的。有关催化剂的性能如上所述，除本书介绍的外还请务必参阅商家提供的加氢催化剂使用手册。

催化剂体积V（用量）的计算方法：已知通过加氢催化剂床层的c天然气体积流量为V，其有机硫化物的浓度为y，经加氢脱硫后的有g1机硫化物的浓度为y，催化剂的空时活性为G［kg有机硫化物/23（mCat·h）］，有机硫化物的平均分子量为M-，则所需催化剂的体积V为：c

计算得到的催化剂体积V，再根据加氢反应器的高径比，首先假c定反应器的直径为D，则催化剂装填的高度H为：

计算出的高度H应首先满足催化剂空速的要求，即停留时间的要求，同时又要符合假设的高径比。所以在催化剂体积一定的情况下，催化剂床层直径和高度是一个逐渐调整的过程，以满足工艺的需求。

当然也可以预估床层高度H，再计算床层直径，然后进行逐一调整得到正确的H/D。

这是一个工艺计算问题，读者如果有兴趣，可以根据已知条件进行相关的计算。

1.1.3.5 脱硫剂的选择和用量

脱硫剂的选择应根据工艺要求和操作方便的原则进行选用。干法脱硫工艺是先将有机硫转化成无机硫，然后再将无机硫脱除，使其达-6到脱硫后的原料天然气中所含的总硫含量小于 0.1×10。由于以天然气为原料合成甲醇装置自身有来自变压吸附PSA的3.0MPa、50℃的富氢气体，因此选择固相催化加氢脱除有机硫的方法是比较合适的，如上所述加氢催化剂选用Ni-Mo固体催化剂。因此与之相配套的脱除无机硫化物（主要是HS）应选用固体脱硫剂。与加氢相适应的固体2脱硫剂有活性炭、氧化铁和氧化锌，但根据天然气蒸汽转化催化剂对-6原料天然气中硫含量的低于0.1×10的要求，氧化锌是较为合适的，而且固体氧化锌脱硫剂在脱除无机硫化物的同时也能脱除残余的有机硫化物。当加氢后的原料天然气与氧化锌接触时发生如下反应：

脱硫剂的用量应根据脱硫剂的脱硫能力和脱硫剂的寿命周期来确定。某厂是采用一个加氢反应器之后串联两个相同规格的脱硫反应器，3每个脱硫反应器氧化锌装填量均为25m，装填高度均为4050mm。

1.1.4 脱硫工艺过程

参见图1-1天然气脱硫装置工艺流程图PFD。一般所使用的天然-6-6气的总含硫量平均为12×10（以HS计），其中大约有2×10（以2HS计）的有机硫化物是以COS和RSH的形式存在。界外来的22.9MPa，常温下的原料天然气经气-液分离罐F-01005分离水、盐分及杂质后一分为二：一部分作为原料天然气，首先进行脱硫，然后才能进入蒸汽转化装置；另一部分无需经过脱硫直接在总管上接一支管引去转化炉作为燃料供蒸汽转化加热使用。天然气经设备F-01005脱除水、盐分及杂质后用于脱硫的原料天然气与来自变压吸附系统PSA的3.0MPa、50℃的富氢气体混合，混合后的气体混合物在加氢器前的预热器E-01004中与440℃的高温转化气进行热交换后被预热到[2]350℃，预热到350℃后的气体混合物进入加氢反应器R-01001。3

某加氢反应器R-01001中装填高约3250mm的20.0 mNi-Mo催化剂，从加氢前的预热器E-01004出来的天然气混合物进入反应器-6R-01001，经加氢催化剂催化转化，有机硫化物（2×10）几乎都转变成无机硫化物（主要是以HS的形式存在，无机硫化物总量12×2-610），这样含有无机硫化物的天然气进入两个串联的氧化锌脱硫槽R-01002A/B，在脱硫槽内发生式（1-7）～式（1-9）的脱硫反应。图1-1 天然气脱硫装置工艺过程图F-01 001—高压蒸汽汽包；E-01 003—废热锅炉；F-01 005—天然气分离罐；E-01 004—天然气预热器；PU-01 001—加硫单元；E-01 005—高压锅炉给水转化气预热器；R-01 002 A/B—脱硫反应器；R-0 100 1—加氢反应器；E-0 300 6—精馏塔气体再沸器（30 0单元）；E-03 002—预塔气体再沸器（30 0单元）；E-0 100 8—最终冷却器；F-01 004—最终分离器

从脱硫槽内出来的经过净化的天然气含硫量应该能满足蒸汽转化-6对硫含量小于0.1×10的工艺要求。如前所述，两脱硫槽为串联运行，当第一个脱硫槽内的氧化锌脱硫失效时，第一脱硫槽就会发生硫的穿透现象。所谓穿透即进入脱硫槽的原料气中含硫量与流出脱硫槽的原料气中的含硫量变化不大或几乎没有什么变化，说明氧化锌在脱硫过程中的反应几乎停止。由于两脱硫槽是串联运行，所以第二脱硫槽仍能保证出口含硫量在正常值以下，这样就防止了穿透现象的发生。此时应更换第一个脱硫槽的脱硫剂——氧化锌，第二个脱硫槽仍正常运转。在更换第一个脱硫槽的脱硫剂——氧化锌时，原料气切换入第二个脱硫槽脱硫后直接流出进入下一个蒸汽转化工段，这种操作方式只是在更换脱硫剂过程中所采取的临时措施。当第一个脱硫槽脱硫剂更换完成后，将第二个脱硫槽临时流出进入下一个工段的原料气改成进入第一个脱硫槽，经由第一个脱硫槽脱硫后再流出进入下一个蒸汽转化工段。当第二脱硫槽脱硫剂的脱硫反应停止时，又会发生先前第一脱硫槽硫的穿透现象，此时第一脱硫槽仍能保证出口含硫量正常。第二脱硫槽更换脱硫剂的方法同第一脱硫槽更换脱硫剂的方法相同。这样两串联脱硫槽不仅能保证整个脱硫过程连续正常运转，而且能使脱硫效果完全达到工艺要求。

也就是说，两个串联的脱硫槽中的任何一个脱硫槽都能单独完成脱硫任务，但如果单独用一个脱硫槽是不能完成连续脱硫任务的，所以必须双槽串联操作。串联操作的目的就是为了既能保证脱硫效果，又能保证连续操作。

1.1.5 原料气净化

1.1.5.1 开车前的准备工作

参见图1-1天然气脱硫装置工艺过程图。（1）准备工作 准备工作即是满足开车的基础条件，它主要包括：设备、管线、阀门和仪表的检查，清洗，试压和试漏，干燥等项工作。

① 试压和试漏应按水压和气压的试验方法进行。水压试验是将水注满容器后，再用泵逐步增压到试验压力，检验容器的强度和致密性。实际上水压试验是用带压力的水进行致密性试验而不是对设备的强度进行试验。设备强度试验一般是在设备制造厂制造设备之前对设备所使用的板材进行模拟试验，将其试验结果用于所制造的设备。在化工厂进行水压试验时将装在容器最高处的排气阀打开，灌水将气体排尽后有水溢出时再关闭。注意：水一定是低进高出！开动试压泵使水压慢慢上升，达到规定的试验压力后，关闭泵出口的直通阀保持压力30min，在此期间容器上方的压力表读数应该保持不变。然后降至工作压力并保持足够长的时间，对所有的焊缝和连接部位进行检查。在试验过程中，应保持容器观察表面的干燥，即用干抹布将其表面擦拭干净，如发现焊缝有水滴出现，表明焊缝有渗漏（渗漏量大时，压力表读数下降；但渗漏微量时，不易观察到压力表的变化），应作好标记，卸除压力后修补，千万不能带压修补。修补好后重新试验，直到合格为止。

注意：试压泵必须采用往复泵而不能采用工艺上的离心泵！

气压试验只有在设备无法用液压试验时才考虑。一般容器的试压首先考虑的是液压试验，液压试验首先应考虑水压试压。因为液体试验可压缩性小，液压试验相对于气压试验是安全的，即使容器爆破，也没有巨大的声响或碎片，不会伤人。而气体压缩性很大，所以气体试验危险性较大，在用气体试验时必须做好安全措施。该措施经试验单位技术总负责人批准，并经单位安全部门现场检查监督。试验时若发现有不正常现象，应立即停止试验，待查明原因采取相应措施后，方能继续进行试验。

不宜进行液压试验的容器有：内衬耐火材料不易烘干的容器，生产时已装有催化剂、干燥剂不允许有微量残液的反应器壳体或列管，盛放和输送与水易发生爆炸性反应的物料的设备与管道等。

气压试验所用的气体应为干燥洁净的空气、氮气或其他惰性气体，所谓惰性气体即不影响或不参与该过程反应的气体，而不是真正意义上的化学惰性。对于碳素钢或低合金钢制容器，试验气体温度不低于15℃，其他钢种的容器按图样规定进行。

气压试验时，压力应缓慢上升，当升至规定压力的10%时，且不满0.05MPa时，保持压力5min，对容器的全部焊缝和连接部位进行初步检查，检查的方法是在焊缝或法兰连接处抹上肥皂水或洗衣粉水，无气泡出现方为合格。合格后再继续升压到试验压力的50%，对其进行全面的检查，保压10min，无泄漏后方可继续升压。其后按每次为试验压力的10%的级差升压，逐级升到试验压力，保持压力10min，最后将压力降至为设计压力。在实际工作中，气体容器或小型的液体容器设计压力就是操作压力，或者略高于操作压力。操作压力应为容器内液面上方的气相空间的压力，而设计压力应考虑为容器内所能承受的最大工作压力，在设计压力下至少保持30min，进行全面检查，无渗漏为合格。若有渗漏，经泄压返修后重新试验，直至试验合格为止，试验时间不累积。

气压试验的试验压力规定的比液压试验压力低些。

② 检查 检查的目的主要包括：检查设备、管线、仪表、阀门、法兰，以及公用工程，如水、电、气（汽）等是否满足开车的要求；现场检查应根据审核过的带控制点的施工工艺流程图、设备平立面布置图和管道图纸或按比例缩小的装置模型逐一进行核对，无论是管道或阀门还是仪表不得有多余的或遗漏的，阀门操作要灵活，仪表显示要灵敏、准确。

当然对于一些中小型化工厂，有可能由于采用的工艺技术不完全成熟或本身技术力量薄弱，造成边建边改，装置建成以后与原有的图纸有很大的变动，这种情况对于检查工作带来了很大的麻烦，检查时必须由技术负责人带队执行。

③ 清洗 清洗的目的主要是：清洗设备内部，清除粘附在设备内表面的灰尘、油污、杂质，以防在操作过程中堵塞管道和设备，有的甚至破坏催化剂和干燥剂，进而影响操作。

④ 干燥 干燥的目的主要是：脱除设备和管道内部的水分，以防催化剂或干燥剂在潮湿的条件下发生溶胀现象进而遭到破坏。

具体步骤如下：

a.容器和加氢反应器与脱硫槽必须干燥；

b.各容器和反应器及管线必须机械清除铁锈和其他杂质；

c.所有容器、设备和管线必须进行水压或气压试验；

d.所有容器、设备和管线在封闭前必须进行检查；

e.必须有可用仪表空气；

f.必须有可用的氮气；

g.必须有可用的电源；

h.必须有可用的工程用水和消防用水；

i.必须有相应的安全措施和设施，如防尘口罩、手套、防护眼镜等，必须按催化剂装填要求配备好，以保护操作者的身体健康，防止受到不应有的伤害。特别在催化剂装填过程中，应严格遵守重金属粉尘工作指导书中指导的原则。（2）催化剂和填料的装填前的准备工作 催化剂是一种特殊商品，它和其他化工商品相比较不是简单地按照操作规程就能生产出合格的催化剂产品。它的复杂性表现在：同一个人在不同的时间内按照相同的操作规程生产出的催化剂的性能有可能不同；不同的人在同一时间内生产出的催化剂性能有可能不同。所以催化剂在装入反应装置前要仔细抽检。首先要观察产品的外包装，有无破损现象，破损是催化剂受潮和活性组分流失的主要因素；其次要看清楚产品的标识是否与所要求的催化剂相符，这是催化剂产品交验的重要一环；再者要详细阅读产品使用说明书，对于正确地使用和充分地发挥催化剂性能相当重要。对于反应设备，要仔细检查催化剂支承装置。装填前对催化剂要进行筛分，将细小的颗粒筛除，以保证待装填的催化剂颗粒均匀，避免床层各处的催化剂松紧度不同，从而造成流体流动的阻力损失不同，以保证充分发挥催化剂的催化效能，延长催化剂的使用周期。

催化加氢脱硫催化剂的具体使用方法见“1.3催化剂”。

1.1.5.2 脱硫岗位的开车

若以蒸汽转化装置为本单元的核心装置，则加氢与脱硫岗位就是本单元工艺过程的原料预处理装置，所以脱硫岗位的开车过程应与天然气蒸汽转化岗位合为一体，不能单独开停车。

脱硫岗位的开车见“

1.2 各种原料制合成气

1.2.1 各种原料生产合成气的原理

1.2.1.1 烃类蒸汽转化制合成气的原理

此处所指的烃类物质主要包括天然气、油田伴生气、炼厂气等气态物质和石脑油等轻质油，以天然气为代表性烃类。

原料天然气经脱硫后，在催化剂作用下经水蒸气转化生成含氢和一氧化碳的合成气，该合成气作为合成甲醇的原料气。

在水蒸气转化过程中，天然气中各种链状烷烃发生下列反应，通式：

式中，n≠1。

从式（1-22）可以看出：各种气态烃类物质首先经蒸汽转化生成甲烷，然后甲烷再按式（1-23）和式（1-24）与水蒸气发生反应生成一氧化碳、二氧化碳和氢气：

在甲烷蒸汽转化的同时，可能有析炭等副反应的发生：

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

下载完整电子书