广发化工公司变换工艺流程见图 1。

图 1

广发化工公司变换工艺流程

为降低蒸汽消耗，同时结合原料煤气的组成特点，广发化工公司CO变换工段采用低水气比3段宽温耐硫变换流程。合成气先经分离器分离出部分微小颗粒粉尘及少量的冷凝液，再进入过滤器过滤除去粉尘及其他有害毒物后分为3股：第1股约占总气量的42%~45%(体积分数，下同)，经与第1变换炉出口气体换热后进入第1变换炉，入口水气比为0.26~0.27；第2股约占总气量的30%~35%，与第1变换炉出口变换气混合，经淬冷器补水后进入第2变换炉，入口水气比为0.29~0.31；第3股约占总气量的20%~25%，与第2变换炉出口45%~50%的变换气混合，经淬冷器补水后进入第3变换炉，入口水气比为0.25~0.30。第2变换炉出口设1条副线，使50%~55%的变换气绕过第3变换炉而直接与第3变换炉出口的变换气混合。同时，设1条副线绕过3台变换炉，该副线正常情况下不投用。变换炉段间采用中压锅炉给水和中压饱和蒸汽来调节变换气的温度和水气比。

广发化工公司变换工段第1变换炉装填QCS-05型耐硫变换催化剂20 m³，第2变换炉装填QCS-04型耐硫变换催化剂40 m³，第3变换炉装填QCS-04型耐硫变换催化剂43 m³。

催化剂硫化采用H₂配CS₂一次通过法进行硫化。硫化时，保证第1变换炉入口气体中φ(H₂)＞5%以上即可，既能保证硫化的进行，也能尽量减少H₂的浪费。硫化时系统压力为0.25 MPa。

硫化前，先对系统用N₂进行置换，置换合格后开始对变换炉内催化剂进行升温。当催化剂床层温度升至110~120 ℃时，恒温6 h以释放催化剂内的吸附水，然后继续升温。当第1变换炉催化剂床层各点温度均达到200~220 ℃时，恒温6 h左右，配入H₂并进行检测分析。当检测到第1变换炉入口气体中φ(H₂)达到5%时，加入CS₂进行硫化。硫化初期，控制CS₂的加入量在20 L/h左右，观察催化剂床层温升情况，控制变换炉入口气体温度，调节CS₂的加入量。当第1变换炉床层温度升至250 ℃左右时进行恒温，待检测到其出口气体中有H₂S穿透后，继续恒温3 h，期间第1变换炉出口气体中H₂S含量应逐步增大。恒温结束后，再次提高第1变换炉入口气体温度，当第1变换炉催化剂床层温度达到350 ℃左右后，检测到其出口气体中有H₂S穿透，维持恒温3 h，期间第1变换炉出口H₂S的浓度应逐步增大。当第1变换炉出口气体中H₂S质量浓度达到15 000 mg/m³以上，表明第1变换炉催化剂硫化结束。

因广发化工公司采用串联硫化，第1变换炉硫化结束后需对第2变换炉进行升温，故第1变换炉最后催化剂床层温度提升至390 ℃，其出口气体中H₂S质量浓度达33 000 mg/m³(标态)。

第1变换炉催化剂升温硫化曲线见图 2。

图 2

第1变换炉催化剂升温硫化曲线

催化剂硫化结束后，用氮气置换降温，因后系统原因，于2014年3月1日进行导气。导气时，先将来自气化工段的合成气全部送入第1变换炉，待第1变换炉平稳后，再通过第2变换炉和第3变换炉。由于壳牌粉煤气化工艺所生产的合成气中φ(CO)＞60%，所以在导气过程中超温现象比较严重，温度最高超过600 ℃，此时应加大进气量，通过提高空速将热量迅速带出；然后系统提压至正常生产压力，导气工作结束，系统进入正常生产。由于广发化工公司甲醇项目为新建装置，工艺条件经常波动，开、停车较为频繁，所以直至2014年5月变换装置才趋于稳定，并实现满负荷生产。