变换单元测试试题库.docx

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一、填空题

1、一氧化碳变换是半水煤气借助于催化剂的作用，在一定温度下，与（水蒸气）反应，生成二氧化碳和氢的工艺过程；

2、引起反硫化反应的主要因素有（汽气比过大）（硫化氢浓度过低）（反应温度过高）等；

3、低温变换炉内装填的是（B303Q）型钴钼系列耐硫催化剂；

4、催化剂的活性组分为（氧化钼）、（氧化钴），以（氧化铝）为载体；

5、硫化过程中的调节手段主要有：

（电炉功率），（CS2加入量），（硫化气量）；

6、采用全低变技术主要应加强对（催化剂）的保护和（变换气脱硫）；

7、全低变控制时应做到（尽量低汽气比）（控制适宜的热点温度）；

8、变换率是指（已变换的）CO气体量与（变换前）气体中的CO气量之比；

9、汽气比是指（入变换炉）水蒸汽与干煤气的体积比；

10、空速是指单位时间内通过单位体积的（催化剂）的气体标准体积数；

11、凡能改变（反应速度），而本身的（组成与质量）在反应前后保持不变的物质称为催化剂；

12、热点温度是指在反应过程中催化剂层（温度最高的）那一点的温度；

13、全低变的汽气比一般控制在（0.3-0.4）；

14、变换炉进口氧含量要求是（小于等于0.5%）；

15、提高反应温度可以（加快）反应速度；

16、降低反应温度可以（有利于）变换反应向（生成物）方向移动；

17、全低变催化剂对入炉气体（硫化物）的含量有要求；

18、绝对湿度是指气体中所含水的量；

19、一氧化碳变换反应是一个（等容反应），提高压力不能提高反应速度。

20、写出变换反应式（CO＋H2O=CO2+H2+Q）

21、根据化学平衡移动原理，（降低）温度可使变换反应平衡向右移动。

22、变换反应开始阶段，一般控制较高的温度，为了加快（变换反应），而在反映的后阶段，为了获得较高的变换率，往往通过（降低反应）温度来实现。

23、煤气中的（硫化氢）.（二氧化碳）溶于蒸汽冷凝液中呈酸性，对变换系统的设备腐蚀严重，而且操作压力（越高），腐蚀越严重。

24、催化剂升温还原时，120℃恒温是为了蒸发催化剂内部的（水分），200℃恒温是为了消除（轴向）温差，使床层温度均匀一致。

25、变换压力升高后，气体中（CO2）和（H2）的分压增加，加剧了对设备的腐蚀。

26、CO在空气中的最大允许浓度（30mg）。

27、1MPa约等于（10）kgf/cm2。

28、中变触媒氧化降温结束的标志是（通入大量的空气后）炉温不再上升，变换炉出口氧含量20%）。

29、触媒升温时，先（送气），后（开电炉），停电炉时先（停电），后（停气）。

30、低变触媒发生反硫化的原因（低变炉进口温度高.气体含硫化氢含低.汽气比高）。

31、低变触媒升温硫化时常用的硫化剂是（CS2）。

32、一氧化碳变换反应是（可逆放热）反应。

反应前后（气体体积）不变；

33、水泵结构主要由（泵壳）（叶轮）（泵体）组成，

二、判断题

1、运转设备的运动件常需要润滑，其目的为了润滑和冷却；（√）

2、密度是金属材料的机械性能；（×）

3、一氧化碳在空气中的爆炸下限浓度12.5％（V）；（√）

4、24V是安全电压；（√）

5、操作人员“三懂”的内容是懂生产原理、懂工艺流程、懂设备结构；（√）

6、离心泵电流超标的原因是吸入管路漏气；（×）

7、催化剂可以改变变换反应的速度；（√）

8、离心泵轴承温度高的原因可能是转速高引起的，（×）

9、氨的分子式为NH3（√）

10、气开式薄膜调节阀，当压缩空气中断时应打开；（×）

11、泵的吸液高度是有极限的，而且与当地大气压和液体的密度有关；（√）

12、根据亨利定律，当气液处于平衡时，可吸收组份在液相中的浓度与其在气相中的平衡分压成正比；（√）

13、压力测量仪表常用的有单管压力计、U型管压力计、弹簧管压力表、压力变送器；（√）

14、影响化学平衡的因素有主要是温度；（×）

15、离心泵启动前出口阀应处于全关位置；（√）

16、系统使用除氧水的目的是防止管道设备腐蚀；（√）

17、离心泵的主要性能参数有转速、流量、扬程、功率和效率；（√）

18、常见的换热器主要有管壳式、浸侵式、板式、热管式；（√）

19、变换系统设置水解器的目的是吸收残余的硫化物；（×）

20、B303Q全低变催化剂对半水煤气中的硫化物含量没有上限要求。

（×）

21、变换工段就是把半水煤气中的一氧化碳同水蒸气反应生成二氧化碳和氢气（√）

22、中变催化剂在使用前以Fe3O4存在，必须把它生成Fe2O3才具有活性（×）

23、判断主热交漏的方法是分析气体成分并进行比较；（√）

24、变换半水煤气由压缩机3段出口来，经变脱后回压缩机4段入口（×）

25、低变催化剂在使用前需将MoO3和CoO转化为MoS2和CoS才具有活性（√）

26、CO变换反应是不可逆吸热反应（×）

27、温度对变换反应的速度影响不大（×）

28、提高变换压力，分子间的有效碰撞次数增加，可以加快变换反应速度，提高催化剂的生产能力（√）

29、空气呼吸器比氧气呼吸器使用范围广的原因是因为空气容易的（√）

30、工业三废：

废气、废渣、废水（√）

31、中低压截止阀必须水平安装，并且首轮向上

三、问答题  

1、变换气中一氧化碳含量增高的原因

（1）操作温度突然升高或降低，温度波动大而频繁。

（2）空间速度过大，超负荷生产。

（3）由于蒸汽压力和系统压力波动，蒸汽加入量过小。

（4）催化剂中毒、失活、衰老、结皮、破碎粉化，气体偏流。

（5）水带入催化剂层，床层温度大幅度下降。

（6）设备发生故障。

常见故障是热交换器列管腐蚀穿孔，半水煤气漏入变换气中。

（7）操作不当。

如加量过急过大，未及时调节蒸汽加入量；系统压力和蒸汽压力波动时未及时调节蒸汽加入量；当催化剂床层温度下跌时，大幅度减少蒸汽量，使床层汽气比过小等。

2、变换气中一氧化碳含量增高的处理方法

（1）催化剂床层温度应严格控制在正常操作温度范围内，密切注意催化剂床层温度的变化、气体成分、压力等。

一旦发现温度变化及时调节，床层温度波动的幅度每小时应小于10℃。

（2）禁止超负荷生产。

（3）蒸汽加入量要适中，根据操作温度、压力、气量等条件及时调节蒸汽加入量。

（4）当催化剂活性降低时，中变催化剂在其活性温度范围内可适当提高操作温度，低变催化剂可再硫化，如有必要应更换催化剂。

3、影响催化剂床层温度的主要因素

在实际生产中，影响催化剂床层温度的因素很多，主要有：

（1）生产负荷变动。

如半水煤气流量变动或半水煤气中一氧化碳含量变化。

（2）蒸汽压力变化，系统压力变化。

（3）半水煤气中氧含量高，使床层温度急剧上升。

（4）入炉汽气比变化。

4、调节催化剂床层温度的主要方法有哪些

（1）调节付线流量；

（2）调节增湿塔喷水量；

（3）调节蒸汽加入量；

（4）调节电炉功率。

5、正常生产中如何正确使用和维护耐硫低变催化剂？

（1）控制好催化剂床层温度。

（2）控制适当的汽气比和硫化氢含量。

（3）严格控制进入催化剂床层工艺气体中的氧含量，不能超过0.5％。

（4）严禁水带入变换炉，增湿塔用水要符合设计要求；

（5）加减气量时要缓慢，防止炉温波动大。

6、煤气中O2含量超标时应如何操作？

当煤气中O2含量大于0.5%小于0.8%时，应及时开启煤气副线阀，降低变换炉进口温度，同时关闭一段加蒸汽阀，减少变换反应热并减负荷生产，保证触媒层温度。

如温度继续上升，并且O2含量达1.0%，关闭系统进出口阀切气放空同时通知调度，待O2含量合格后重新开车。

7、钴钼系低变催化剂在使用前为什么要硫化？

钴钼系耐硫低变催化剂的主要活性组分为氧化钼，以氧化钴为促进剂，以氧化铝为载体。

钴钼氧化物活性远远小于其硫化物，因此，使用前需将MoO3和CoO转化为硫化物才具有活性。

8、低变催化剂用什么做硫化剂？

写出硫化反应方程式

硫化时一般以CS2为硫化剂，其反应方程式为：

9、耐硫低变催化剂失活的现象是什么？

在正常生产条件下，进入低变炉的气体成分，流量都没有改变，但低变出口气体CO含量升高，要维持指标正常，需提高低变床层温度，或加大蒸汽用量。

这些现象表明低变催化剂活性降低，称之为失活。

10、耐硫低变催化剂失活的原因是什么？

（1）低变催化剂长期处于高温操作，载体γ-AL2O3转变成a-AL2O3晶相发生变化，比表面减少，活性降低。

（2）水进入低变炉，催化剂的可溶组分流失，活性下降。

（3）空气进入低变炉。

（4）发生反硫化反应。

（5）催化剂硫化不完全或硫化时温度猛涨超过500℃，引起活性组分烧结，钼升华，载体活性组分发生物理化学变化。

（6）催化剂结疤结块，气体偏流。

（7）油污带入低变催化剂床层。

（8）催化剂质量差。

11、催化剂升温还原为什么设恒温阶段？

催化剂升温还原硫化时都要有恒温阶段。

120℃时恒温是为了蒸发催化剂中的水分，防止因温度升高水分急剧蒸发而使催化剂颗粒破碎。

以后的恒温是为了缩小床层各点温差，保持升温速度均衡，整炉催化剂都能硫化完全，使催化剂具有最好的活性。

12、催化剂升温还原的恒温阶段如何操作？

恒温应按催化剂升温还原（硫化）曲线进行，恒温前减慢升温速度，恒温时逐渐加大空速，用电加热器调节，维持升温气体在恒温时的温度。

低变硫化时，CS2加入量维持不变，逐渐拉平床层各点的温度。

13、催化剂的空间速度对变换反应有什么影响？

空间速度简称“空速”，是指单位时间内通过单位体积的催化剂的气体标准体积数。

单位为m3（标）／[m3（催化剂）·h]或简写成h-1。

空间速度的大小，既决定催化剂的生产能力又关系到变换率的高低。

空速过小，反应热少，催化剂床层温度降低，变换率下降；空速过大，气体与催化剂接触时间短，来不及反应就离开了催化剂床层，变换率也下降。

空速与催化剂的型号有关，不同型号的催化剂确定不同的空速。

低变催化剂空速一般控制在1000～2000h-1，催化剂空速的大小还与催化剂的活性有关。

催化剂活性好，反应速度快，可以采用较大的空速；催化剂活性差，反应速度慢，必须降低空速。

14、变换炉蒸汽加入量与什么有关？

蒸汽加入量与变换率、催化剂性能、催化剂床层反应温度等因素有关。

变换率降低，变换气中CO含量升高时，应适当增加蒸汽加入量。

催化剂活性温度低时，操作温度低，蒸汽加入量要减少。

气体中硫化氢含量高时，可相应增加蒸汽加入量。

当负荷、系统压力、蒸汽压力、增湿温度、半水煤气中氧、一氧化碳含量变化时会引起床层温度变化，应相应地调节蒸汽加入量，以稳定床层温度。

生产中，调节水蒸气的加入量是控制变换炉温度的最主要操作手段，减少蒸汽用量对降低消耗指标和节能有着重要意义。

因此，在保证变换率合格的条件下，尽量少用蒸汽，多用副线调节床层温度，以节省蒸汽用量。

15、降低变换的蒸汽消耗有哪些措施？

（1）采用低温高活性催化剂，降低入变换炉湿半水煤气汽气比。

实验证明达到同一变换率，反应温度越高，所需的蒸汽比越高。

所以采用低温高活性催化剂可降低入炉汽气比，节省蒸汽。

（2）搞好变换炉段间温度调节和热量回收，合理利用热量。

变换反应是放热反应，在反应过程中需不断将热量移出，

（3）设置合理的工艺流程，采用高效换热设备；

（4）加强设备和管道的保温，减少热损。

16、催化剂床层温度下降的原因？

⑴负荷降低，如半水煤气量减少或半水煤气中一氧化碳含量减少，而冷激煤气量和蒸汽加入量没有减少；

⑵蒸汽带水，半水煤气带水，使催化剂床层温度突然下降；

⑶饱和热水塔循环热水水质差，水中无机盐随半水煤气带入催化剂床层，沉积于催化剂颗粒表面，会逐渐降低催化剂活性；

⑷催化剂失活衰老；

⑸高变炉段间喷水量过大；

⑹操作不当。

17、催化剂床层温度下降如何处理？

⑴调整副线流量；

⑵适当减少蒸汽加入量；

⑶防止蒸汽带水；

⑷排净气水分离器中的积水；

⑸减少增湿塔喷水量；

⑹控制适当的生产负荷，必要时投入电炉提高温度；

⑺可适当提高操作温度，低变催化剂可再硫化，必要时更换催化剂；

18、变换主热交换器腐蚀的原因是什么？

半水煤气的进口一端温度较低，气体中含有硫化氢、二氧化碳等酸性气体和氧、水蒸气、雾状水等，水和酸性介质产生电化学腐蚀，使列管很快被腐蚀穿孔，而距半水煤气进口端较远的部位，由于气体已被加热，温度逐渐提高，其中的水分被蒸发，因而腐蚀减轻。

这种腐蚀也称为露点腐蚀。

19、怎样预防主热交的露点腐蚀？

（1）热力管道和设备保温要好，防止水蒸气冷凝；

（2）变换工段设置蒸汽过热器或采用过热蒸汽变换；减少饱和蒸汽中夹带的水滴，可以大大减轻电化学腐蚀；

（3）改变热交换器的结构或采用耐腐蚀材料。

20、催化剂层温度猛升的原因是什么？

⑴进催化剂床层半水煤气氧含量升高；

⑵负荷突然猛增，调节不及时，如加量过急或半水煤气中一氧化碳突然增高，而蒸汽加入量未及时调节；

⑶蒸汽压力下降，或煤气系统超压，蒸汽加入量减少甚至加不进去；

⑷增湿塔喷水量减少甚至喷不进水；

⑸操作不当，如调温副线关小或关闭等。

21、催化剂温度猛升的处理方法？

⑴适当开启调温副线阀；

⑵适当开大蒸汽阀，增加蒸汽加入量。

但低变催化剂要严格控制蒸汽加入量，防止反硫化反应的发生；

⑶如氧含量高，采用以上方法仍难以控制炉温，可减量生产甚至紧急停车，同时通知造气等有关工段。

迅速查明原因，把半水煤气中氧含量降至正常指标；

⑷如是煤气系统超压或蒸汽压力过低，应降低系统压力至正常压力，或通知合成工段或锅炉工段，把蒸汽压力迅速恢复正常。

⑸查明喷水系统故障，调整适当的喷水量。

四、计算题

1、已知半水煤气中CO含量28%，变换气中CO含量1.5，请计算变换率；

解：

变换率=（0.28-0.015）/（0.28*（1+0.015））*100=93.24%

2、已知半水煤气流量为45000Nm3/h、CO含量28%，变换率93%，请计算干变换气流量；

解：

干变换气流量=45000*（1+0.28*0.93）=56718Nm3/h

3、已知半水煤气流量64000Nm3/h，采用三段全低变工艺。

按上段空速3300h-1、中段空速2800h-1、下段空速1800h-1设计，请计算各段催化剂装填量及平均空速是多少？

解：

上段催化剂装填量=64000/3300=19.39m3

中段催化剂装填量=64000/2800=22.86m3

下段催化剂装填量=64000/1800=35.56m3

平均空速=64000/（19.39+22.86+35.56）=822.52h-1

4、已知变换炉进口半水煤气流量45000Nm3/h、蒸汽流量6500kg/h,请计算变换炉进口汽气比是多少？

解：

（6500/18）*22.4/45000*100%=0.18

5、已知变换气流量56718Nm3/h，其中CO含量2.5%。

每班可生产多少93%的粗甲醇？

（不考虑CO2量，CO转化率95%，甲醇CO理论单耗700Nm3/t）

解：

变换气中CO总量=56718*0.025=1417.95Nm3/h

可生产粗甲醇=（1417.95*8*0.95/700）/0.93=16.55吨/班

6、已知某冷却器进出口冷却水温度差6℃、流量300m3/h，如果将冷却水温差提高到10℃，请计算冷却水流量减少到多少？

（冷却水的比热容按1kcol/kg.℃）

解：

根据题意下列等式成立

300*6=Q*10

Q=300*6/10=180m3/h