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甲烷化床层进出口温差升高，原因有哪些？

题目

甲烷化床层进出口温差升高，原因有哪些？

参考答案和解析
正确答案: （1）变换系统出故障引起甲烷化入口气中CO含量增加。
（2）脱碳系统操作不当，引起CO2含量超标。
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相似问题和答案

第1题：

甲烷化炉床层温度暴涨的原因有哪些？如何进行判断？处理不及时的危害？


正确答案: 原因：
1、低变炉出口CO含量超标。
2、脱碳塔出口CO2超标。
3、N2过氧。
4、净化III脱碳气经FV459倒流至甲烷化。
5、E302内漏。
判断：
1、系统负荷增加，联系分析室做低变炉CO及脱碳塔CO2指标分析，判断是否超标。
2、如果甲烷化炉炉温暴涨，并且上升速度快，可判定N2过氧。
3、如果向净化III配氢，FI459流量瞬间回零，接着流量增大，联系净化III控制室，询问配氢压力是否高于PI457。
4、以上程序检查无误，可考虑E302设备内漏。
处理：
1、如系系统负荷增加，造成进入甲烷化炉的CO和CO2含量增大引起炉温上涨，可以及时调节甲烷化炉入口温度，稳定好变换操作，根据负荷及时调整FV451循环量，将CO和CO2控制在指标范围内。若生产负荷增加过猛，炉温剧烈上升时，应减小负荷，情况严重时按紧急停车处理。
2、如系N2过氧，立即通知调度甲烷化及后系统切气，停配氢，根据过氧情况决定能否用脱碳气降甲烷化炉温；必要时可将甲烷化压力卸尽用0.4或1Mpa蒸汽给N2甲烷化炉降温。注意，置换时管道一定要彻底，防止二次带氧入炉。
3、如果是甲醇脱碳气压力高于PV457压力，气体倒流入甲烷化炉，切配氢，并用氮气降温。
4、如系设备内漏，通知分析室加强甲烷化炉入口气体成分分析，根据情况决定是否停车检修设备。
处理不及时的危害：
处理不及时会造成甲烷化炉炉温暴涨，烧毁催化剂，严重时甚至造成设备爆炸的恶性事故，造成系统停车。
应知应会部分：
1、甲烷化反应是强烈的放热反应，若原料气中CO和CO2含量增高，易造成催化剂超温事故，同时使进入合成氨系统的甲烷含量增加。对于配套甲烷化消除CO和CO2的，要求CO+CO2含量＜0.7%，即低变炉出口CO0.4%和脱碳塔出口CO20.3%之和。因为在绝热条件下，原料气中有0.1%的CO转换为甲烷，原料气温度升高7.4℃，0.1%的CO2转换为甲烷，原料气温度升高6℃，0.1%的O2反应原料气温度升高16.5℃。
2、甲烷化炉操作温度一般控制在270-350℃之间为宜，温度过高，对化学平衡不利，容易产生析碳反应，使催化剂超温，活性降低；温度过低，则反应速度过慢。在炉温低于180℃时，催化剂容易产生羰基镍，
N.i+4CO=Ni（CO）4
羰基镍不仅对催化剂有害，而且对人体的毒害非常大，因此催化剂降温至180℃时停止使用含有CO的工艺气，改用氮气。

第2题：

请简述引起催化剂床层径向温差的原因和后果。


正确答案: 催化剂床层入口分配器设计不好，催化剂装填不均匀，催化剂部分床层塌陷，床层支撑结构损坏等情况下，将直接引发催化剂床层径向温差。反应器入口分配不均、积垢、床层顶部结盖，催化剂经过长期运转，装置紧急停工后重新投运，有大的工艺条件变动（如进料量、循环气量等大幅变化）等情况下，催化剂床层也有可能出现径向温差。径向温差的大小反映了反应物流在催化剂床层分布均匀性的好坏。一旦出现催化剂床层较大的径向温差，其对催化剂的影响几乎与轴向温升相同，对产品质量、选择性方面所造成的影响则远远大于轴向温升。

第3题：

甲烷化反应器床层超温的主要原因有哪些?


参考答案：①溶液净化系统操作不当，粗氢中二氧化碳含量超标;②变换系统操作不当，低变气中一氧化碳含量超标;③工艺气体压力波动大;④粗氢换热器内漏，使粗氢中二氧化碳和一氧化碳含量超标;⑤低变、吸收塔副线阀内漏，原料气发生窜漏。

第4题：

甲烷化床层上发生的反应有（）、（）、（）


正确答案: CO+3H2=CH4+H2O；CO2+4H2=CH4+2H2O；2H2+O2=2H2O。

第5题：

引起甲烷化床层进出口温差升高的原因是（）、（）。


正确答案:变换系统出口CO含量超标、脱碳系统出问题，出口CO2含量超标。

第6题：

对硫磺制酸装置而言，当进气浓度一定时，催化剂床层进出口温差越大，则该层SO2转化率（）。

  • A、越大
  • B、越小
  • C、不变
  • D、变化难以判断

正确答案:A

第7题：

甲烷化床层中要防止生成羰基镍的原因是（）、（）。


正确答案:羰基镍是剧毒物质、防止催化剂活性成分损失

第8题：

不能引起甲烷化反应器床层温升高的选项是（）。

  • A、乙烯含量高
  • B、乙烯含量低
  • C、一氧化碳含量高
  • D、反应起始温度高

正确答案:B

第9题：

床层厚度变化的原因有哪些？


正确答案:①给料性质的变化，当粒度组成发生变化时，溢流床层和底流床层的厚度的比值随之波动；②排料系统的变化，当排料的连续性差时会引起床层厚度比例的失调。

第10题：

为什么甲烷化床层中要防止生成羰基镍？


正确答案: （1）羰基镍为剧毒物质
（2）会造成催化剂活性组分镍的损失

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