转化高级.docx
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转化高级
一、填空题
1我厂甲醇装置包括哪些工段：
、,、,、答：
压缩；转化；合成；精馏：
空分：
水处理：
空氮
2一般要求加热炉的炉墙外壁温度应。
答：
不超过80℃
3按甲醇生产工艺，合成甲醇的方法有、、，我装置用合成甲醇。
答：
高压法；中压法；低压法；低压法
4脱硫的方法可分为和，氧化锌脱硫为。
答：
湿法脱硫；干法脱硫；干法脱硫
5本厂原料气中总硫分析采用的方法有法。
答：
气相色谱；
6以天然气生成甲醇原料气,常用的生产方法有和，其中应用最为广泛。
答：
蒸汽转化法；部分氧化法；蒸汽转化法
7转化炉管是用方法制造的。
答：
离心浇注
8二段炉有那些水夹套，作用是
答：
炉体水夹套，烧嘴水夹套，保护设备，延长设备使用寿命
9转化催化剂析碳后，炉出口甲烷含量会，造成合成气中升高，影响合成反应速度。
答：
升高；惰性气体含量
10适当调节二氧化碳的加入量，可以增加产量，提高收率，但二氧化碳增加量过多，会导致合成系统循环量，反应温度，粗甲醇中水含量，产品酸度。
答：
甲醇；升高；下降；增加；升高
11惰性球的主要成份为，并可分为、等几种等级。
答：
Al2O3；高铝；普铝
12催化剂中毒分为和，S2-，Cl-将导致转化催化剂，合成催化剂。
答：
暂时性中毒；永久性中毒；暂时性中毒；永久性中毒
13甲醇作为化工原料，主要用于生产，约占甲醇用量的30～40%。
答：
甲醛
14新装置建成投产，必须认真进行开车准备与试车，分以下几个步骤进行系统检查、、、、、置换、催化剂还原、投产。
答：
吹扫；单机试运；气密试验；催化剂装填；
15维持装置的正常平稳运行，各工序应主要控制好以下参数：
转化工序：
、、、、。
压缩工序：
维持压缩机各参数在正常的工艺操作指标要求范围内。
合成工序：
、、。
精馏工序：
、、。
答：
炉膛负压；炉出口温度；水碳比；新鲜气H/C比；系统压力；合成塔温度；合成系统压力；循环气量；预塔顶不凝气排放；各塔温度压力；液位；注碱量。
16催化剂的四项基本使用性能是指催化剂的、、、抗金属污染性能。
答：
活性；选择性；稳定性；
17锅炉给水系统的主要任务：
保证连续安全可靠地供给各用户、。
答：
给水品质达到规定指标
18催化剂能够加快反应速度，主要是因为催化剂与反应物生成稳定的中间物，改变了，降低了或增大了表观频率因子。
答：
反应途径；表观活化能
二选择题
1转化触媒结碳后，蒸汽除碳时，炉出口温度应控制在℃以上。
A760B810C830D780
答：
B
2甲烷与水蒸汽在转化催化剂上发生如下反应
CH4+H2O=CO+3H2
（1）CO+H2O=CO2+H2
（2）
反应的平衡常数的表达式为。
AKP1=（PCO·PH23）/（PCH4·PH2O）KP2=（PCO2·PH23）/（PCO·PH2O）
BKP1=（PCH4·PH2O）/（PCO·PH23）KP2=（PCO·PH2O）/（PCO2·PH2）CKP1=（PCO·3PH23）/（PCH4·PH2O）KP2=（PCO2·PH2）/（PCO·PH2O）DKP1=（PCO·3PH2）/（PCH4·PH2O）KP2=（PCO2·PH2）/（PCO·PH2O）
答：
A
3做为控制转化催化剂表面生成碳黑的重要指标。
A转化炉入口温度B脱硫后原料气中硫含量
C水碳比D转化炉出口温度
答：
C
4物料代号LS表示。
A低压蒸汽B中压蒸汽C高压蒸汽D饱和蒸汽
答：
A
5转化炉炉内壁衬里的主要作用是。
A提高炉温B提高热效率
C加固炉体D降低炉外壁温度
答：
D
6ZnO脱硫槽的脱硫剂的装填高度为m.
A4B5C6D7
答：
C
7天然气中含量最高。
A甲烷B乙烷C丙烷D丁烷
答:
A
8一氧化碳在车间空气中最高容许浓度为mg/m3.
A10B20C30D50
答:
C
9在同一温度下，甲烷的平衡转化率随压力增高而。
A增大B降低C不变D不能确定
答：
B
10转化管底部共有测温点.
A2B3C4D5
答:
A
11转化炉出口温度升高，则炉管热强度。
A不变B减小C增大D不能确定
答：
C
12当炉管的弯曲度大于炉管直径的倍时，应于以报废。
A1.0B1.5C2.0D2.5
答：
C
13在条件允许的情况下，炉烟囱都尽可能的高，目的是。
A降低排烟温度B降低炉膛负压
C降低烟气氧含量D提高炉膛负压
答：
B
14新设备或大修后的设备管线进行吹扫目的是。
A除去在按装检修过程中留在设备管线内的杂物
B进行强度试验C进行气密试验D熟悉流程
答：
A
15转化炉发生二次燃烧的处理中不正确的是。
A开大风门B开大蝶阀开度C降低炉膛负压D提高炉膛负压
答：
D
16转化炉的“平衡温距”越小，说明催化剂。
A活性越好B活性越低C强度高D强度低
答：
A
17甲烷蒸汽转化管式炉的“平衡温距”约为℃。
A10-15B15-20C25-30D30-35
答：
A
18为了减少出口气体中的甲烷含量，在加压的同时采取的措施是。
A提高水碳比和降低温度C提高水碳比和提高温度
B降低水碳比和降低温度D降低水碳比和提高温度
答：
C
19E201有上升管,下降管.
A4,4B4,5C8，6D6,6
答:
C
20甲醇装置使用的催化剂共有类。
A2B3C4D5
答：
C
21实际工作中燃料的发热值均按低发热值计算，因为。
A实际燃烧中，燃料不能完全燃烧
B燃料燃烧所发生的热量不能完全被介质吸收
C燃料在燃烧过程中所产生的水属蒸汽状态，水蒸汽的潜热没有释放出来
D燃料在燃烧过程中与外界发生热交换。
答：
C
22转化炉有个防爆门。
A3B4C5D6
答：
B
三、判断题
1提高锅炉给水的上水温度，对提高产汽量是有利的，但提高给水温度不是无限制的，为了设备的安全，一般要求锅炉给水的水温低于锅炉系统中饱和水沸点20～30℃的状态下运行最好.（√）
2转化管内若不装转化催化剂，甲烷富气和水蒸汽就不会发生反应。
（×）
3优化操作，可以提高产品收率，降低能源消耗，使效益达到最佳化。
（√）
4燃料燃烧所产生的热量总是大于炉子的有效热负荷。
（√）
5硫容与脱硫温度有关，提高温度可显著地提高硫容。
（√）
6天然气是无毒的所以泄漏点没事。
（×）
7转化炉出口甲烷含量的高低，新鲜气，循环气比、循环量，合成塔出口温度，合面催化剂的活性及废水中的含量等因素，决定了甲醇收率的高低。
（√）
8从转化炉炉管表面及床层压差，可以判断转化催化剂结碳和粉碎情况。
（√）
9提高转化炉入口温度能提高甲烷转化率，在相同的甲烷转化率下，提高进口温度，可相应降低炉管管壁温度，这对于提高转化率，保护炉管都有好处。
（√）
10水碳比增加会造成水蒸汽耗量增大，当水碳比＞8时，会出现触媒氧化的副反应，影响触媒活性。
（√）
11低负荷生产时，水碳比可以适当提高，保证转化炉不超温，但水碳比不能超过6操作。
（×）
12对流段炉墙浇筑完毕要在环境温度10-20℃下自然养护72小时以上.（√）
13转化路对流段的作用是回收烟气热量，提高炉子的热效率。
（√）
14我车间使用的转化炉是管式方箱炉。
（√）
15转化工序沸锅水夹套的作用是降温。
（×）
16脱硫槽温度是由脱硫冷旁路控制的。
（√）
17隔热保温材料陶瓷纤维最高使用温度为1650℃。
（√）
18一般把含钙盐、镁盐较多的水叫硬水。
（√）
19氧化锌脱硫剂脱除无机硫和有机硫的脱硫原理是一样的。
（×）
20经脱硫、硫氯后的原料气，带盐，对转化催化剂的活性无影响。
（×）
21在转化催化剂中的Al2O3既是载体，也起助催化剂的作用。
（√）
22脱盐水电导率越高，说明其中杂质的离子较多，影响蒸汽品）
23转化催化剂的载体能耐高温而且有很高的机械强度。
（√）
24转化催化剂中镍含量提高催化剂的活性也就提高。
（√）
四名词解释
1闪蒸：
答：
进料以某种方式被加热至部分汽化，经过减压设施，在一个容器和空间内，于一定温度和压力下，汽、液两相迅速分离，得到相应的汽相和液相产物，此过程即称为闪蒸。
2保温：
答：
为减少设备，管道及其附件向周围环境散热，在其外表采取的增设保温层的措施。
3触媒的生产能力：
答：
指触媒使用全过程中（由还原结束到更换），每吨触媒所生产的产品量。
4热值：
答：
是单位质量或单位体积的可燃物质完全燃烧后，放出的全部热量。
5集合管：
答：
是指用于收集从多管程来的流体或将流体分配到并流的多管程中去的管子。
6.助催化剂
答：
有一些物质若单独使用对于某种反应并没有催化作用，但却能使催化剂的活性显著增强，这种物质叫做助催化剂
五问答题
1烟囱冒黑烟的原因是什么?
答：
（1）炉管或对流段原料预热盘管烧穿；
（2）仪表失灵，燃料气控制阀全开，燃料量太大；
（3）燃料气组份变重；
（4）烟道挡板、火咀风门、蝶阀开度不合适，缺氧燃烧不完全。
2影响转化炉出口温度的因素有哪些?
答：
（1）原料气负荷的变化；
（2）燃料气压力，流量的变化；
（3）燃料气组成的变化；
（4）工艺用蒸汽压力流量的变化；
（5）系统压力的变化；
（6）加氧原料气温度的变化。
3铁锰脱硫剂自然升温还原怎样进行，应注意些什么？
答：
（1）还原以N2为载体，压力0.1~0.5MPa,空速500~1000-h；
（2）以20~25ºC/h升到120ºC恒温4~8小时，放出吸附水，使床层各点温差小于30ºC；
（3）以25~30ºC/h的升温速度升到250ºC，恒温2~4小时，放出物理水，并加入少量天然气（NG）试还原；
（4）以30~40ºC/h升至350ºC，恒温1~2小时，放出化学水，加大天然气量；
（5）自然升温还原结束时，出口天然气含硫量<0.1ppm。
分析进出口CO相等，温度不再上升；
注意：
（1）温度在270~350ºC方可加入天然气；
（2）还原温度不可大于450ºC；
（3）注意温度不可飞升。
4铁锰脱硫剂自然升温中出现的温度飞升是什么原因造成？
答：
（1）在试加天然气时将天然气气量加量过大，导致CO与脱硫剂反应过于猛烈，放热过多，温度飞升；
（2）天然气提量过程中将天然气流量提高太快，导致温度飞升；
（3）升温速度过快，反应强，放热多，温度飞升；
（4）温度升到170度时，铁锰催化剂放出活性氧，温度越高，放出的活性氧越多，氧会与高烷烃发生强烈的放热反应，导致温度飞升。
5温度与水碳比对转化出口气体成分的影响有那些？
答：
（1）①CH4+H2OCO+3H2—206.3kJ/mol
②CH4+2H2OCO2+4H2—165.3kJ/mol
③CH4+CO22CO+2H2—247.3kJ/mol
提高温度有利于转化反应，可降低残余CH4含量，但受转化管材质的影响，转化管壁温度<900度。
（2）水碳比：
水与天然气中的总碳之比，根据反应式，可以看出：
第①式、②式是两分子的CH4与三分子的水反应，理论上，水碳比只需要>1.5可进行该反应，但考虑天然气与水蒸气充分混和，防止局部水碳比不足，造成触媒伤害，因此，水碳比要求>2.5，增加水碳比对反应有利。
各工业上普遍将水碳比提升到>2.8，水碳比低，将造成碳的生成，造成转化率降低，若以水碳比计算在>2.9的情况下，就能充分满足生产。
6转化设置炉膛负压的目的是什么，超过炉膛负压的整定值有什么危害？
答：
目的：
我厂的转化炉是顶烧式，烧嘴的火焰向下燃烧，将燃烧空气强制性自动吸入转化炉，使转化管受热均匀，正常运行
炉膛负压高：
（1）将转化炉温带至后段，后段温度过高而转化出口温度低，使盘管超温，同时浪费燃料气；
（2）损坏炉体，对墙体有强吸力作用；
（3）烧嘴脱火，造成炉温不稳定；
（4）引风机功率大，可能引起跳车。
炉膛负压低：
空气进入量比稳定值少，会造成燃烧不完全，使之带入对流段造成二次燃烧，并且炉内有红火现象，炉膛温度下降，转化效率降低，严重时会引起炉体震动，有爆炸危险。
7转化出口气体成分的调节与哪些方面的因素有关？
答：
（1）温度①CH4+H2OCO+3H2—206.3kJ/mol
②CH4+2H2OCO2+4H2—165.3kJ/mol
③CH4+CO22CO+2H2—247.3kJ/mol
由此可见，温度越高，有利于反应，可以降低残余甲烷的含量，但温度高，会影响转化管的使用寿命；
（2）H2O/C：
提高水碳比从化学平衡角度讲，有利于CH4转化，而且可抑制催化剂的结碳；
（3）CO2的补入量：
可有效地提高转化率，降低残余甲烷的含量，同时增加有效气体CO、CO2的百分含量；
（4）空速和压力：
空速越大，转化率越低；压力越大，有利于CH4转化，但考虑设计原因，压力一般小于2.0MPa;
（5）气体成分的控制：
根据运行状况，补入CO2，转化出口残余甲烷含量小于3.2%，CO和CO2的百分含量之差，应大于6.2%，转化率应大于90%，CO2和CO的比值，应控制在0.5-0.8最佳。
8本工厂转化蒸汽升温在蒸汽不足的情况下，我们采取什么方法弥补，它的升温状况是怎样进行的？
答：
本厂在蒸汽升温时，当N2循环升温TI228/229达到260度时，确定蒸汽温度可达到漏点温度以上，即可进行蒸汽升温，在蒸汽不足时，可采取N2和蒸汽同时补入的方法进行，可提高转化炉温；N2循环升温继续维持，随着转化炉出口温度的上升E201和对流段盘管的产汽量增加，在TI228/229达到600度以上时，蒸汽可基本满足转化炉升温的需要，N2循环可退出，停止N2循环后，控制转化放空量，保证TI228/229稳定，放空改在VG212和PIC224
9控制转化出口温度的实际意义是什么？
答：
（1）可控制转化成分，控制出口残余甲烷的含量；
（2）可监控转化炉东西两侧温度的均匀，防止超温，延长转化管寿命；
（3）转化出口温度在正常操作的指标内适当提高出口温度可以增加E201的产汽量。
10中断工艺天然气对转化系统有什么危害，转化应该怎样处理？
答：
中断原因：
天压机跳车
当天压机跳车，在5分钟内备用机无法启动时，转化处理方案：
（1）关小PIC210、FIC205，切断绝大部分燃料气，辅烧点燃；
（2）开ZnO后的放空，将西北局卸压；
（3）J201关至15-20%，降负压；
（4）关XV202，改放空到PIC224和VG212；
（5）关XV203，停CO2，停C303；
（6）关天蒸混合处天然气大阀；
（7）C302开回路，合成保压循环；
（8）刚中断天然气时，FIC203开至最大，将蒸汽最大量地通过转化管，将管内热量带出并氧化，后由于蒸汽量不足，逐渐减小MS量。
当FIC202中断时，改走旁路；
若因西北局外界压力不足，可做紧急停车处理并及时汇报；
若使用驰放气燃烧时，NG中断直接切除。
11中断脱盐水对转化系统有什么危害，转化应该怎样处理？
12断电对转化系统有什么危害，转化应该怎样处理？
13转化系统生产指标有哪些，定这些指标的依据是什么？
答：
（1）H2O/C生产中控制在3.0~3.4，过高，成本增加，转化能力减弱，过低，易结碳；
（2）S含量要求脱硫后硫含量小于0.1PPm，硫含量超标，会造成触媒中毒；
（3）脱硫温度正常下为320~400度，在此温度下活性最好，温度过高，会烧坏触媒；
（4）各点温度主要是炉膛温度，上部因离烧嘴最近，温度高些，随着反应逐渐减小，温度过高会影响转化管寿命，控制炉膛温度可有效控制残余甲烷含量；
（5）转化气成分氢碳比控制在2.05-2.15，此氢碳比下，合成反应最好，产量高；
（6）残余甲烷含量小余3.2%，可控制气体成份、转化反应的好坏；
（7）转化管压差压差过大表示触媒粉碎或积碳严重，阻力增大；
（8）锅炉水的质量；PH:
9~11;PO43-5~15mg/l等；
14转化触媒还原过程中应注意哪些方面的问题？
（1）升温中应在无CO存在的条件下，因温度在120度时镍和CO反应生成羰基镍，羰基镍为低沸点液体，其蒸汽具有很高的毒性，温度在180度时分解，造成触媒损坏并在系统中沉积出氮气；
（2）升温速度在材质允许下，在50度/H以内，保持足够的气量，使转化管壁和触媒订层温度均匀，前后段温差不至于过大，升温介质可循环使用；
（3）在升温过程中最好保持系统0.5-0.7MPa的压力这样有助于减小前后段温差；
（4）在蒸汽升温时，防止在触媒上生成冷凝水，要求蒸汽温度大于触媒露点温度以上，蒸汽质量、含盐量<0.5PPm，升温至600-650度时，引入天然气，还原触媒，要求硫含量<0.1ppm；
（5）水碳比应控制得高些，防止结碳，蒸汽传热效果好，还可使各点温度均匀；
（6）还原温度一般维持在正常操作范围内，不得高于设计出口温度的25度；
（7）开始还原的气体切勿与氧化性气体接触。
15影响转化触媒活性有哪些方面，造成转化管红管的原因有哪些？
答：
影响活性因素：
（1）、触活媒性表面积；
（2）、原料气中S含量；
（3）、进出口温差大造成触煤媒粉碎；
（4）、触媒中N2含量；
（5）、蒸气带水触摸冷凝粉碎；
（6）、触媒结C,结盐活性减；
（7）、系统卸压太快，老成触爆媒米化反应；
转化管红管的因素：
1、在触媒装填时装填不好，触架媒桥，受热又匀，红管；
2、触媒氧化，造成不吸热，转化管红管；
3、触媒结C,结盐.触活媒性面积小，堵塞触媒孔隙，阻力增大；
4、触媒中毒，活性下降，反应减弱，吸热量减少，红管；
5、温差大，触媒粉碎，阻力增大；
6、蒸气带水，使触媒粉碎；
16TI-216温度上升，炉膛中上侧温度下降是何原因造成？
、
（1）、负压过高，T带至对流段，造成炉膛中上侧T低，TI-216T上升，烧嘴可能脱火；
（2）、负压过低，空气吸入量少，燃烧不完全，上部T低，到对流段后造成二次燃烧，TI-216温度上升；
（3）燃料气过多，燃烧不完全，导致后燃；
（4）刮大风时也会导致
17过剩空气系数对转化炉操作有何影响？
答：
过剩空气系数表示了入炉的实际空气量。
其值大，说明入炉的实际空气量多，可以使燃料燃烧完全，但过大，会使烟气携带的热量增多，降低转化炉的热效率。
过剩空气系数过小，燃料燃烧的需氧不足，导致燃烧不完全，产生一氧化碳，反而引起燃料耗量增加，所以控制适当的过剩空气系数值，对转化炉的燃料消耗和热效率至关重要，一般控制在1.05~1.15的范围。
18紧急停车时，怎样确保转化催化剂不析碳？
答：
在紧急停车的情况下确保催化剂不析碳，应按以下步骤停车：
⑴．首先切断原料气，同时熄灭烧嘴，脱硫系统卸压放空。
⑵．减工艺蒸汽量至原负荷的50%左右，降压。
⑶．按不同催化剂要求分别用蒸汽或氮气进行系统吹扫降温。
如果条件允许，在切断原料气的同时，引入氢气进行还原气氛保护，防止催化剂氧化，再次开车时可以不进行还原操作，从而缩短再次开车所需的时间。
19原料气突然中断如何防止转化催化剂床层被高温钝化（氧化）？
答：
原料气突然中断，其蒸汽转化吸热反应停止，所以反应床层温度会较大幅度的升高。
为了防止催化剂床层严重超温，一旦发生原料气中断，应以最快的速度熄灭烧嘴，继续通入蒸汽。
为了保护催化剂不被钝化，同时切入还原性气体，在还原气氛下循环，保护催化剂。
如没有还原性气体切入，再进料之前，催化剂需要重新还原。
20转化炉管入口压力增大的原因有哪些？
答⑴．催化剂析碳。
⑵．催化剂结盐。
⑶．催化剂粉碎。
⑷．炉管出口筛板堵塞。
⑸．转化炉负荷太高。
21锅炉给水中断应如何处理？
答：
①立即开备用泵，或联系大量补充脱盐水。
②如果备用泵开不起来或脱盐水补充不上来，可按转化炉紧急停车处理。
③关闭气包所有间排和连排。
④最大限度减少气包蒸发产汽量。
6、计算题
1.已知转化进口天然气7000m3/h，总碳1.05，出口CH43%、CO12%、CO210%求转化出口干气量。
2用100YⅡ-60型离心泵将某流体从贮罐抽出送换热器，问它会不会发生汽蚀，已知：
流体密度ρ=905kg/m3，饱和蒸汽压力0.8m液柱，吸入管阻力降Hw=1.1m油柱，泵的几何安装高度为Hg=4m，罐内压力P0=0.1MPa，△hr=4.8m
解：
判断离心泵不发生汽蚀的条件是：
△ha＞△hr
△ha=P0/ρg=0.1×106/（905×9.81）=11.05（m）油柱
Hg=4m，Hw=1.1m代入得
△ha=11.05-0.8-4-1.1=5.5（m）
因为△ha＞△hr，故泵不会发生汽蚀。
3有一换热器经保温后，其外壳温度由120℃降到50℃，设环境温度为20℃，给传热系数ａT=8+0.05Tw，（式中ａT为给热系数kcal/m2·h·℃，Tw外表面温度℃）问保温前后单位面积热损失各是多少?
保温后热损失是原来的多少?
解：
保温前：
ａT=（8+0.05×120）×4.187=58.62kJ/m2·h·℃
单位面积的热损失：
q1=ａT1（120-20）=58.62×100=5862kJ/m2·h·℃
保温后
ａT2=（8+0.05×50）×4.187=43.96kJ/m2·h
保温后的热损失是原来的1318.8/5862×100%=22.5%
答：
保温前单位面积热损失为5862kJ/m2/·h·℃；保温后为1318.8kJ/m2·h·℃；保温后热损失是原来的22.5%。
4某泵因生产变化，拟将备用叶轮外径切削后安装使用，已知泵原排出量Q1=200m3/h,叶轮直径D1=250,现要求泵排量减少12%,试通过计算叶轮应切削百分之几才能满足生产需要.
解:
已知原泵Q1=200m3/h,D1=250
叶轮切削后的泵Q2=200（1-12%）=176（m3/h）
根据切割定律:
Q2/Q1=D2/D1
则切割后的叶轮直径D2
D2=Q2/Q1×D1=176/200×250=220（mm）
切削量=（D1-D2）/D1×100%=（250-220）/250×100%=12%
答:
叶轮切削12%即可满足需要。
565Y-60A离心泵在设计工况下,抽水时流量为6.25l/s,扬程为49m,效率为49%,试问轴功率为多少kw?
应选多大功率的电动机?
（5kw、7.5kw、10kw）
解：
根据题意：
Q=6.25l/s=0.00625m3/s
由公式N轴功率=N有效/η=ρgHQ/1000η
=1000×9.8×49×0.00625/1000×0.49=6.125（kw
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