سؤالات مربوط به تبدیل گاز خشک به هیدروژن
Thread Content
سؤالات آزمون مربوط به فرآیند تولید هیدروژن از گاز خشک ۱. راههای جلوگیری از تجمع کربن بر روی کاتالیستها چیست؟ پاسخ: (۱) استفاده از کاتالیزوری با فعالیت خوب، پایدار و قابلیت مقاومت در برابر تشکیل رسوبات خوب. (۲) بهبود کیفیت پر کردن کاتالیزور. (۳) کار کاهش فعالیت کاتالیزور را به خوبی انجام داد و فعالیت کاتالیزور را افزایش داد. (۴) تا حد امکان از کار در ارتفاعات و با سرعت بالا خودداری کنید. (۵) کنترل دقیق ورود مواد خام، جهت جلوگیری از ورود هیدروکربنهای با مولکولهای بزرگ به کوره تبدیل. (۶) هنگام عملیات، باید اطمینان حاصل کرد که کاتالیست تبدیل در بخش ورودی در حالت کاهش باشد. (۷) حذف دقیق مواد مضر از مواد خام. (۸) در طول فرآیند، همواره نسبت مناسبی بین آب و کربن حفظ شود و در عین حال از نوسانات شدید جلوگیری گردد. (۹) دمای محفظه کوره را بهطور دقیق کنترل کرد و در عین حال از نوسانات شدید جلوگیری نمود. (۱۰) بهبود کیفیت بخار بیشدما، جهت جلوگیری از تشکیل نمک در کاتالیست. (۱۱) از توقف و راهاندازی مکرر جلوگیری کنید. ۲. در حین عملکرد، چگونه میتوان از تشکیل کربن جلوگیری کرد؟ پاسخ: (۱) هنگام عملیات، باید اطمینان حاصل کرد که کاتالیست تبدیلکننده در بخش ورودی در حالت کاهش قرار دارد. (۲) در طول فرآیند، همواره نسبت مناسبی بین آب و کربن حفظ شود و در عین حال از نوسانات شدید جلوگیری گردد. (۳) دمای محفظه کوره را بهطور دقیق کنترل کرد و در عین حال از نوسانات شدید جلوگیری نمود. (۴) بهبود کیفیت بخار بیشدما، جهت جلوگیری از تشکیل نمک در کاتالیست. (۵) تا حد امکان از کار در ارتفاعات و با سرعت زیاد خودداری کنید. (۶) کنترل دقیق ورود مواد خام، جهت جلوگیری از ورود هیدروکربنهای با مولکولهای بزرگ به کوره تبدیل، و حذف دقیق مواد مضر موجود در مواد خام. ۳. سرعت جریان هوا چه تأثیری بر واکنش تبدیل دارد؟ پاسخ: نرخ تبدیل هیدروکربنها با افزایش سرعت عبور گاز کاهش مییابد؛ زیرا هرچه سرعت عبور بیشتر باشد، زمان ماندن گاز ورودی روی کاتالیست کوتاهتر میشود و واکنش تبدیل نیز ناقصتر خواهد بود. سرعت هوا مناسب باید بر اساس دمای فرآیند تبدیل، درصد تبدیل CH4، ترکیب گاز ورودی و فعالیت کاتالیزور انتخاب شود. (یعنی هرچه سرعت جریان هوا بالاتر باشد، عمق تبدیل کاهش مییابد) ۴. نقاطی در لولههای کوره که مواد تبدیلکننده به راحتی در آنجا کربنزایی میکنند، کدامند؟ دلیل؟ پاسخ: محل: معمولاً در ناحیهای در فاصله ۳۰٪ تا ۴۰٪ از طول لوله کوره تبدیل، یعنی حدود ۳ تا ۴ متر پایینتر از ورودی کوره تبدیل. دلیل: دمایی که در آن فرآیند تبدیل هیدروکربنهای گازی به راحتی منجر به تشکیل رسوبات میشود، بالاتر از ۶۵۰ درجه سانتیگراد است؛ در فرآیند تبدیل روغنهای سبک نیز، دمایی که باعث تشکیل رسوبات میشود، بالاتر از ۶۳۰ درجه سانتیگراد است. در ناحیه دمایی ۶۳۰ تا ۶۷۵ درجه سانتیگراد، حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد از لولههای کوره قرار دارند. وقتی کاتالیستهای کمفعال در این محدوده دمایی وجود داشته باشند، هنوز مقدار زیادی هیدروکربن تبدیل نشده است؛ در نتیجه، رسوبات به راحتی تجزیه شده و متان تولید میشود. تجزیه متان نیز منجر به تشکیل رسوبات بیشتر میگردد. ۵ دلایل، علائم و روشهای مقابله با قطع موقت گاز خام؟ پاسخ: دلایل: (۱) خرابی دستگاه تأمین گاز خشک و از بین رفتن منبع گاز ورودی. (۲) خرابی کمپرسور؛ ناتوانی در افزایش فشار گاز خام تا سیستم پیشپردازش گاز خام. (۳) شیر تنظیم خط بازگشت کمپرسور در حالت کاملاً باز قرار دارد. پدیده: (۱) شاخص جریان ورودی کمپرسور صفر است و فشار ورودی و خروجی کاهش یافته است. (۲) جریان خروجی کمپرسور صفر نشان داده میشود، فشار خروجی کاهش یافته و فشار ورودی افزایش مییابد. (۳) دمای خروجی کوره گرمایشی و دماهای ورودی و خروجی کوره تبدیل افزایش مییابد. (۴) جریان ورودی کوره تبدیل، میزان تولید هیدروژن و کاهش فشار سیستم. مراحل اقدام: (۱) با تجهیزات مربوطه تماس بگیرید تا تأمین گاز خشک در اسرع وقت برقرار شود. (۲) در صورت خرابی کمپرسور، فوراً دستگاه یدکی را فعال کنید. (۳) در صورت خرابی شیر تنظیم، فشار ورودی را از طریق مسیر فرعی کنترل کرده و شیر تنظیم را قطع کنید تا تیم ابزاردقیق آن را بررسی کند. (۴) در زمان قطع گاز خام، دمای کوره گرمایشی و کوره تبدیل را بهطور مناسب کاهش دهید تا از فراتر رفتن دما جلوگیری شود. ۶. دلایل، علائم و روشهای رفع اختلال در تأمین بخار به کوره تبدیل؟ پاسخ: دلایل: (۱) فعال شدن سوپاپ ایمنی مخزن بخار، خرابی سوپاپ کنترل دمای بخار بیشدما. (۲) عمل اشتباهی باعث بسته شدن شیر توزیع بخار شد. (۳) لولهکشی سیستم بخار تولیدی دچار پارگی شد و مقدار زیادی بخار نشت کرد. (۴) خرابی شیر اتصال، جریان بخار را قطع میکند. پدیده: (۱) کاهش جریان بخار ورودی به کوره تبدیل. (۲) فشار، سطح مایع، آب ورودی و میزان تولید بخار در سیستم دیگ بخار نوسانات شدیدی دارد. (۳) کاهش فشار در ورودی کوره تبدیل و سیستم. (۴) دمای ورودی کوره تبدیل افزایش مییابد، دمای محفظه کوره و لولههای آن نیز بالا میرود و میزان متان در خروجی کوره تبدیل افزایش مییابد. (۵) حجم گاز متوسط و میزان تولید هیدروژن کاهش مییابد. رفع مشکل: (۱) اگر قطع موقت تأمین بخار به دلیل باز شدن سوپاپ ایمنی مخزن بخار باشد، کاتالیست تبدیلکننده تحت تأثیر چندانی قرار نمیگیرد؛ کافی است بار تولید کاهش یابد، نسبت بالای آب به کربن حفظ شود، سوپاپ ایمنی خاموش شده و فشار دوباره تنظیم گردد. (۲) در صورتی که شیر کنترل دمای بخار بیشدما، به دلیل خرابی، بسته شود و منجر به قطع تأمین بخار به کوره تبدیل شود، باید فوراً به محل رفت، خط فرعی را باز کرد تا تأمین بخار از سر گرفته شود؛ همچنین باید ورود مواد خام متوقف گردد تا عملیات حذف کربن از کاتالیست انجام شود. پس از اتمام این عملیات، فرآیند کاهش کربن انجام شده و سپس کوره دوباره به فعالیت عادی خود بازمیگردد. (۳) در صورت نشت گسترده بخار به دلیل پاره شدن لولههای بخار تولیدی، عملیات را متوقف کرده و آن را به عنوان یک وضعیت اضطراری در نظر بگیرید. (۴) در صورتی که قطع تأمین بخار به دلیل خرابی شیرهای ارتباطی باشد، باید طبق روشهای زیر عمل کرد: الف. سطح و فشار مایع در مخزن بخار را تحت کنترل نگه داشت، ورودی کوره تبدیل را قطع کرده و دمای کوره تبدیل را کاهش داد. ب. تغذیه دستگاه را متوقف کرده و تأمین هیدروژن به بیرون را متوقف نمایید. ج. فوراً به محل رفته و منبع باد ذخیره را فعال کنید یا دریچه اتصال را به صورت دستی باز نمایید تا تأمین بخار برای کوره تبدیل دوباره برقرار شود. د. دمای کوره تبدیل را کنترل کنید، سیستم را با نیتروژن فشرده جایگزین نمایید، یک چرخه در سیستم تبدیل متغیر ایجاد کنید و کاتالیست تبدیل را برای حذف کربن استفاده نمایید. هـ. پس از پایان فرآیند حذف کربن، تأمین بخار متوقف شده و نیتروژن برای چرخش استفاده میشود؛ همچنین دریچههای قفلکننده مربوط به تأمین بخار نیز به درستی کنترل میگردند. و. تبدیل و بازتنظیم گاز و هیدروژن برای کاهش. ۷. دلایل، علائم و روشهای رفع رسوبات در محفزها چیست؟ پاسخ: دلایل: الف. کیفیت پر کردن کاتالیزور خوب نیست یا ردوکس شدن آن کافی نیست. ب. هیدرولیز کاتالیزور منجر به خرد شدن آن میشود؛ این امر باعث انسداد لولههای کوره و در نتیجه قرمز شدن آنها میگردد. همچنین، فشار بیشتری بر سایر لولههای کوره وارد میشود که منجر به تجمع کربن در آنها میگردد. ج. مسمومیت و غیرفعال شدن کاتالیزور، منجر به تشکیل رسوبات میشود. د. تنظیم نامناسب فوهه کوره تبدیل، منجر به سوختن ناهموار و خاموش شدن لولههای کوره میشود. هـ. قطع تأمین بخار در کوره تبدیل، نسبت آب به کربن بیش از حد کم یا تغذیه پالسی. و. عملکرد کاتالیزور کاهش یافته و به پایان عمر خود رسیده است. گ. میزان ترکیبات هیدروکربنهای سنگین در مواد ورودی بالا است. پدیده: الف. ظهور لکهها یا رنگ قرمز روی لوله کوره. ب. کاهش فشار در لولههای بخارگر. ج. میزان متان در خروجی کوره تبدیل افزایش مییابد. راهحل: الف، هنگامی که تجمع رسوبات در کاتالیست تبدیلکننده شدید نیست، میتوان با کاهش بار و استفاده از مواد خام سبکتر، در شرایط نسبت بالای آب به کربن، فعالیت را برای مدتی ادامه داد. اگر اثر مشهودی نبود، جریان ورودی قطع شده و چرخه هیدروژن در حین تبدیل ایجاد میشود تا کربن در محیط کاهشدهنده بازسازی گردد. ب. هنگامی که رسوبات زیادی در کاتالیست تبدیلکننده ایجاد شود، باید از روش اکسیداسیون-احیا برای تصفیه آن استفاده کرد: (۱) جریان ورودی متوقف شده و یک چرخه تغییرات فشار در سیستم ایجاد میشود؛ فشار سیستم به ۱-۱.۸ مگاپاسکال کاهش مییابد و میزان بخار ورودی نیز به ۳۰٪-۵۰٪ از حد معمول کاهش مییابد. سیستم به مدت ۱۲ ساعت کار میکند؛ در صورتی که میزان دیاکسید کربن در خروجی کوره تبدیلکننده بالا باشد، از نیتروژن برای جایگزینی آن استفاده میشود. (۲) هنگامی که میزان دیاکسید کربن در ورودی و خروجی کوره تبدیل ثابت باقی میماند، آمونیا مایع به سیستم اضافه شده تا فرآیند کاهش انجام شود و دمای ورودی و خروجی کوره تبدیل، کمی بالاتر از مقادیر عادی نگه داشته میشود. (۳) پس از آنکه تحلیل نشان داد کاتالیزور دیگر هیدروژن مصرف نمیکند، فرآیند کاهش را به مدت ۸-۱۲ ساعت ادامه دهید. (۴) هنگامی که رسوبات کاتالیزور به حدی شدید میشود و باعث انسداد لولههای کوره میگردد، لازم است تولید متوقف شده و کاتالیزور تعویض گردد. ۸. دلایل و روشهای مقابله با جوش شدن همزمان نوشابهها؟ پاسخ: دلیل: الف. تفاوت دمای آب در کوره از محدوده مجاز فراتر رفته است. ب. کیفیت آب مناسب نیست. ج. سطح آب بیش از حد است. د. بار تولیدی بیش از حد است. هـ. عدم تخلیه آلایندهها به مدت طولانی. رفع مشکل: الف. در صورت بروز پدیده آببرداری توسط بخار، دمای ورودی کوره تبدیل را بهطور مناسب افزایش داد تا از هیدرولیز کاتالیست جلوگیری شود. ب. تقویت تخلیه آلایندهها از سطح و کف مخزن بخار، جهت جایگزینی آب مخزن بخار. ج. کاهش بار تولید و تقویت تخلیه آب از لولههای بخار. د. تقویت تحلیل کیفیت آب و شناسایی علل اصلی ناکافی بودن کیفیت آب. هـ. پس از ناپدید شدن پدیده جوشش همزمان آب و گاز و دریافت کیفیت مناسب برای آب کوره، میزان تخلیه زبالهها را به حالت عادی درمیآورند. ۹. راهکارهایی برای افزایش عمر کاتالیست چه هستند؟ پاسخ: (۱) در طول دوره راهاندازی تبدیل، حتماً باید از وجود هیدروکربنها در گاز چرخشی جلوگیری شود. قبل از چرخه، جابجایی کامل باید انجام شود و محتوای هیدروکربنها در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد نمونهبرداری و تحلیل گردد؛ چرخه کمپرسور نیز باید به طور عادی کار کند. ج. در حین شروع فرآیند و ورود مواد، فشار سیستم را کنترل کنید تا از ورود ناگهانی مواد جلوگیری شود. د. در دوره افزایش دما برای شروع کار، باید سرعت افزایش دما را کنترل کرد. (۳) هنگام توقف، باید قبل از اینکه دمای ورودی کوره به ۴۵۰ درجه سانتیگراد برسد، جریان بخار قطع شود. (۴) کار کاهش فعالیت کاتالیزور را به خوبی انجام داد تا فعالیت کاتالیزور افزایش یابد. (۵) تا حد امکان از کار در ارتفاعات و با سرعت زیاد خودداری کنید. (۶) بهبود کیفیت پر کردن کاتالیزور. (۷) کنترل دقیق ورود مواد خام، جهت جلوگیری از ورود هیدروکربنهای با مولکولهای بزرگ به کوره تبدیل، و حذف دقیق مواد مضر موجود در مواد خام. (۸) نسبت مناسب هیدروژن و کربن در مقابل کوره، راه مهمی برای حفاظت از کاتالیست است. ۱۰. ذغالگیری و ذغالزدایی چیست؟ پاسخ: رسوب کربن: در واکنش تبدیل بخارات مواد هیدروکربنی، ابتدا پیوندهای C-C شکسته میشوند و این فرآیند با دهیدروژناسیون و هیدروژناسیون بیشتر همراه است؛ در نتیجه هیدروکربنهایی با شماره کربن کمتر و هیدروژن تولید میشوند. در عین حال، کربن نیز تولید میگردد؛ این همان رسوب کربن است. حذف کربن: واکنش کربن با بخار آب منجر به تولید CO و H2 میشود؛ این همان حذف کربن است. ۱۱. چگونه رسوبات را تشخیص دهیم؟ پاسخ: (۱) به طور معمول، روی لولههای فر، پدیدههایی مانند لکهدار شدن یا قرمز شدن لولهها دیده میشود. (۲) کاهش فشار در لولههای بخار. (۳) میزان متان در خروجی کوره تبدیل افزایش یافته و هیچ هیدروکربن دیگری شناسایی نشده است. ۱۲. کاهش ناکافی کاتالیزور تبدیل یا اکسید شدن آن در حین استفاده چه خطراتی به همراه دارد و چگونه میتوان از آن جلوگیری کرد؟ پاسخ: خطرات: الف. تجمع کربن روی کاتالیزور منجر به ایجاد لکهها و رنگ قرمز روی لولههای کوره میشود. در موارد شدید، لولههای کوره مسدود میشوند و پدیده «لوله سفید» رخ میدهد که بر عمر لولههای کوره تأثیر منفی میگذارد. ب. نرخ تبدیل کاتالیزور کاهش مییابد و مقدار هیدروژن تولید شده کمتر میشود. پیشگیری: الف. هنگام شروع کار، باید فرآیند کاهش واکنشپذیری کاتالیزور انجام شود تا کاتالیزور به طور کامل کاهش یابد. ب. نسبت مناسب هیدروژن و کربن در مقابل کوره، راه مهمی برای حفظ فعالیت کاتالیزور است. ۱۳. چگونه نرخ تبدیل را افزایش دهیم؟ پاسخ: الف. کاهش فشار عملیاتی، ب. افزایش دمای واکنش، ج. افزایش نسبت آب به کربن، د. کاهش سرعت جریان گاز، هـ. افزایش دمای ورودی کوره. ۱۴. نکات مهم در کاهش فعالیت کاتالیست چیست؟ پاسخ: الف. در طول فرآیند کاهش، دمای ورودی لایه کاتالیزور و دمای خروجی کوره باید تا حد امکان افزایش یابد تا کاهش کامل کاتالیزور تسهیل شود. دمای ورودی کوره تبدیل در محدوده ۴۹۰-۵۲۰ درجه سانتیگراد و دمای خروجی ۸۰۰ درجه سانتیگراد است؛ فشار سیستم نیز بین ۰.۸ تا ۱.۰ مگاپاسکال کنترل میشود. ب. برای تسریع فرآیند کاهش، میتوان میزان چرخش سیستم را افزایش داد تا میزان هیدروژن نیز بالاتر شود؛ در نتیجه، نسبت H2O/H2 بین ۳ تا ۷.۵ حفظ خواهد شد. ج. زمان کاهش، از لحظهای شروع میشود که دمای خروجی کوره به ۸۰۰ درجه سانتیگراد برسد و میزان H2 در گاز چرخشی بیش از ۷۰٪ باشد؛ این زمان بین ۸ تا ۱۲ ساعت است. د. هنگام کاهش فشار سیستم، باید آمونیاک مایع اضافه شود. ۱۵. شرایط راهاندازی تأمین بخار چیست؟ پاسخ: الف. کیفیت بخار مناسب باشد، فشار آن ۰.۳-۰.۵ مگاپاسکال بالاتر از ورودی کوره تبدیل باشد، و آب اضافی در مقابل شیر تأمین بخار خارج شده باشد. ب. فشار سیستم بین ۰.۸ تا ۱.۰ مگاپاسکال کنترل میشود. ج. فشاربندی برای ریختن آمونیا مایع از پیش انجام شده است. د. دمای ورودی کوره تبدیل: ۴۲۰-۴۵۰ درجه سانتیگراد، دمای خروجی: بالاتر از ۴۵۰ درجه سانتیگراد، کمترین دمای لایه راکتور تغییر فاز متوسط: بالاتر از ۲۰۰ درجه سانتیگراد. ۱۶. دلایل میزان بالای متان در خروجی کوره تبدیل و روشهای کنترل آن؟ پاسخ: دلایل: ① دمای کوره پایین است. ② سرعت جریان هوا به طور ناگهانی افزایش یافته است. ③ فعالیت کاتالیزور پس از مسموم شدن کاهش یافته است. ④ تغییر در مواد خام، یعنی افزایش مقدار الکانهای حاوی کربن بالا. ⑤ تنظیمات دستگاه به طور ناگهانی اختلال پیدا کرده و منجر به کاهش نسبت H2O/C شده است. روشهای مدیریت: ① تنظیم دمای کوره برای حفظ ثبات میزان تولید. ② بررسی بخش گازگیری مواد خام جهت اطمینان از کارایی فرآیند گازگیری. ③ کاهش یا قطع ورودی مواد، همچنین استفاده از بخار برای حذف کربن و گوگرد. ④ افزایش نسبت آب به کربن، و کنترل دقیق نسبت H2O/C. ۱۷. لوازم ایمنی دیگ بخار چه هستند؟ پاسخ: دستگاه فشارسنج، سطحسنج، شیر ایمنی، صفحه منفجرشونده، شیر بخار-آب، شیر تخلیه آلایندهها. ۱۸. فرمول محاسبه درصد تبدیل متان را بنویسید؟ پاسخ: نرخ تبدیل CO%+CO2% =──────── CO%+CO2%+CH4% ۱۹. اصل کارکرد سپر آتش چیست؟ پاسخ: اکثر سیستمهای مهار آتش از چندین لایه تور فلزی تشکیل شدهاند. هنگامی که شعله وارد این سیستمها میشود، به دلیل انتقال سریع حرارت توسط تورهای فلزی، شعله از طریق این تورها تقسیم شده و حرارت آن کاهش یافته تا در نهایت خاموش شود؛ بدین ترتیب هدف مهار آتش محقق میشود. ۲۰. دلایل افزایش بیش از حد دمای لولههای روتور پمپ باد چیست؟ پاسخ: الف. جعبه لنگر شدیداً لرزش میکند. ب. کیفیت روغن روانکننده خوب نیست و فاسد شده است. ج. سطح روغن روانکننده خیلی پایین یا خیلی بالا است. محور d با لولههای رولینگ هممرکز نیست. هـ. آسیب به لولاهای رولینگ. ۲۱. نکات کلیدی برای عملکرد صحیح کوره تبدیل چیست؟ پاسخ: ⑴ میزان ورودی و دمای ورودی باید پایدار باشد ; ⑵دمای محفظه کوره را کنترل کرده و دمای خروجی را ثابت نگه دارید ; ⑶ضریب هوای اضافی a باید مناسب باشد ; ⑷مشاهده اصلی وضعیت شعله در محفظه بخاری ; ⑸دمای دودخالصسازی را کنترل کنید ; ⑹تغییرات کاهش فشار در لولههای بخار را زیر نظر داشته باشید. ۲۲. روشهای مختلف نگهداری از دیگهای بخار پس از توقف چه هستند؟ پاسخ: ۱) روش نگهداری مرطوب ; ⑵روش نگهداری با نیتروژن ; ⑶روش نگهداری خشک. ۲۳. شرایط توقف اضطراری کوره چیست؟ پاسخ: ⑴ دیگ بخار دچار کمبود شدید آب شده است و پس از انجام اقدامات لازم، سطح مایع در مخزن بخار همچنان به حد پایین خود کاهش یافته است ; ⑵وقتی سطح آب در دیگ به سرعت کاهش مییابد و با وجود تزریق مداوم آب و اقدامات دیگر، سطح آب همچنان افزایش نمییابد ; ⑶در صورت خرابی شیر تأمین آب بویلر یا خرابی جدی سیستم تأمین آب که امکان تعمیر سریع آن وجود ندارد ; ⑷تجهیزات ایمنی مانند سطحسنج، شیر ایمنی، فشارسنج و غیره؛ در صورتی که یکی از آنها به طور کامل از کار بیفتد ; ⑸هنگام نشت یا آسیب شدید اجزای تحت فشار دیگ. ۲۴. عوامل مؤثر بر دمای تبدیل در دماهای متوسط چه هستند؟ پاسخ: ⑴ تأثیرات عملیات کوره تبدیل ; ⑵تأثیر جوش شدن کاتالیزور ; ⑶فعالیت کاتالیزور ; ⑷نشت درونی اختلاطکن ; ⑸اختلال در دستگاه اندازهگیری. ۲۵. در حین عملیات، چگونه میتوان لولههای کوره تبدیل را محافظت کرد؟ پاسخ: ۱) جلوگیری از دمای بیش از حد در داخل لوله کوره ; ⑵جلوگیری از پارگی لولههای بخار به دلیل سرمازدگی یا گرمایش ناگهانی، انبساط ناهموار، خستگی حرارتی، وجود آب در بخار و تبخیر ; ⑶تضمین کیفیت بخار، جهت جلوگیری از انسداد لولههای بخار به دلیل تشکیل نمک و منجر شدن به سوختن خشک ; ⑷بازرسی بخشهای مختلف لولههای کوره تبدیل را تقویت کنید. ۲۶. روش اصلی کنترل دمای کوره تبدیل چیست؟ پاسخ ; ⑴کاهش دمای کل محفظه کوره ; ⑵تنظیم فرکانس موتور خنککننده یا میزان باز بودن دریچههای دودکش ; ⑶تنظیم فرکانس پمپ باد ; ⑷تنظیم میزان باز بودن شیر فوهه کوره تبدیل ; ⑸کیفیت احتراق شعله را میتوان با تنظیم میزان باز بودن دریچههای هوای اولیه و ثانویه، کنترل کرد ; ⑹پس از بررسی وضعیت سوختن کوره در هر بار، پنجره نظارت باید بسته شود تا از ورود هوا جلوگیری شده و راندمان کوره کاهش نیابد. ۲۷. کاتالیزور چگونه بازیابی میشود؟ پاسخ: ⑴ ایجاد چرخه تبدیل N در حالت تبدیل؛ فشار سیستم ۱.۰ مگاپاسکال، و مقدار چرخه برای حفظ ثبات، ۴۰۰۰ نیوتنمتر بر ساعت است. ⑵بر اساس وضعیت توقف، زمان مناسبی برای ورود به راکتور متوسط انتخاب شود. ⑶دمای ورودی کوره تبدیل ۴۵۰ درجه سانتیگراد و دمای خروجی آن ۷۵۰ درجه سانتیگراد است؛ کمترین دمای لایههای موجود در کوره بیشتر از ۲۰۰ درجه سانتیگراد است. فشار مخزن بخار ۲.۰ مگاپاسکال است. پس از اینکه نمونهبرداری از بخار و آب و تحلیل آنها نتایج مطلوبی داشته باشد و عملیات تخلیه آب انجام شود، ۵ تا ۶ تن بخار در ساعت به سیستم اضافه میشود؛ همچنین آمونیاک مایع نیز برای فرآیند کاهش اکسیداسیون استفاده میشود ; ⑷هر نیم ساعت، خلوص H در گاز چرخشی نمونهبرداری و تحلیل میشود؛ هنگامی که خلوص بالاتر از ۷۰٪ باشد، فرآیند کاهش آن آغاز میشود. این فرآیند ۸ تا ۱۲ ساعت طول میکشد و در طول آن، بسته به نتایج تحلیل نمونهها، آمونیاک لازم اضافه میشود. ۲۸. شرایط استفاده از عوامل تبدیلکننده چیست؟ پاسخ: Z417: موقعیت: در بخش بالایی کوره تبدیل قرار دارد ; دمای استفاده: دمای ورودی فرآیند تبدیل ۴۵۰ تا ۶۵۰ درجه سانتیگراد، نسبت آب به کربن: ۳.۵ تا ۵.۳ ; سرعت هوا: ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ h، Z418: موقعیت: بخش پایینی کوره تبدیل ; دمای استفاده: ۶۰۰ تا ۹۵۰ درجه سانتیگراد، ; نسبت آب به کربن: ۳.۵ تا ۵.۳ ; سرعت هوا ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ ساعت. ۲۹. چگونه میتوان در فرآیند تولید، از عوامل تبدیلکننده محافظت کرد؟ پاسخ: ⑴ تا حد امکان از کارکردن در ارتفاعات زیاد و با سرعت بالا خودداری کنید ; ⑵کنترل دقیق مواد اولیه برای جلوگیری از ورود هیدروکربنهای با مولکولهای بزرگ به کوره تبدیل ; ⑶اطمینان حاصل کنید که کاتالیست در ناحیه ورودی تبدیل، در حالت کاهش باشد ; ⑷حذف دقیق مواد سمی از هیدروکربنهای خام ; ⑸در طول فرآیند، همواره باید نسبت کافی آب به کربن حفظ شود تا از نوسانات شدید در این نسبت جلوگیری گردد ; ⑹دمای محفظه کوره تبدیل را بهطور دقیق کنترل کنید تا از نوسانات شدید جلوگیری شود ; ⑺بهبود کیفیت بخار بیشحرارتی، جلوگیری از تشکیل نمک در کاتالیست ; ⑻تضمین میشود که دمای ورودی تبدیل، حداقل ۴۸۰ باشد℃ ; ⑼در صورت مشاهده کربنزایش خفیف یا مسمومیت، باید هرچه زودتر اقدام کرد ; ⑽تضمین کیفیت و فعالیت کاتالیزور، و جلوگیری از توقفها و راهاندازیهای مکرر. ۳۰. شرایط عملیاتی اصلی کاتالیزورهای متوسطه چیست؟ پاسخ: فشار عملیاتی: ۰.۵-۸.۰ مگاپاسکال ; دمای واکنش: ۳۴۰-۴۶۰℃ ; سرعت هوا: ۱۰۰۰-۳۰۰۰ ساعت ; در هنگام بازیابی، افزایش دما بیشتر از ۳۰ نخواهد بود℃ ; در فرآیند بازگرداندن، نسبت آب به هیدروژن بین ۳ تا ۷.۵ کنترل میشود. ۳۱. روشهای اصلی کنترل دمای کوره تبدیل چیست؟ پاسخ: ۱) کاهش دمای کل محفظه کوره ; ⑵تنظیم فرکانس موتور خنککننده یا میزان باز بودن دریچههای دودکش ; ⑶تنظیم فرکانس پمپ باد ; ⑷تنظیم میزان باز بودن شیر فوهه کوره تبدیل ; ⑸کیفیت احتراق شعله را میتوان با تنظیم میزان باز بودن دریچههای هوای اولیه و ثانویه، کنترل کرد ; ⑹پس از بررسی وضعیت سوختن کوره در هر بار، پنجره نظارت باید بسته شود تا از ورود هوا جلوگیری شده و راندمان کوره کاهش نیابد. ۳۲. پدیده دمای بالای راکتور متوسط، علل و راهحلها؟ پاسخ: پدیده: دمای ورودی راکتور متوسط شماره (۱) بسیار بالا است ; ⑵دمای لایه راکتور ورودی و خروجی در سطح بسیار بالایی قرار دارد ; ⑶میزان تبخیر در مخزن بخار کم است. دلیل: ⑴ خرابی شیر کنترل دما در ورودی راکتور ; ⑵میزان بالای محتوای CO در خروجی، باعث واکنش شدید تبدیل و افزایش بیش از حد دما میشود ; رفع مشکل: ⑴ فوراً دمای ورودی راکتور را کاهش دهید؛ در صورت خرابی شیر کنترل دمای ورودی، عملیات را به صورت دستی انجام داده و با بخش ابزاردقیق تماس گرفته تا شیر تنظیمی تعمیر شود ; ⑵اگر امکان کاهش دمای ورودی وجود نداشت، باید فوراً بار تولید کاهش یافت و با استفاده از نیتروژن با فشار بالا، دما کاهش داده شود؛ پس از رسیدن دما به محدوده طبیعی، تولید دوباره به حالت عادی برمیگردد ; ⑶اگر دمای راکتور به طور چشمگیری افزایش یابد، کاتالیست آسیب میبیند و تجهیزات برای توقف اضطراری متوقف میشوند ; ⑷اگر سوزن شیر کنترل دمای ورودی آسیب ببیند، به دلیل عدم وجود خط فرعی، مجبور به توقف فعالیت برای تعمیر هستیم ; ⑸اگر دلیل آن میزان بالای محتوای CO در خروجی تبدیل یا بار تولیدی بیش از حد باشد، تنها راه، کاهش دمای خروجی تبدیل یا بار تولیدی است. ۳۳. مراحل توقف عادی فرآیند تبدیل شغل و نکات مهم چیست؟ پاسخ: ⑴ پس از پایان فرآیند هیدروژنزدایی با هیدروژن داغ، تولید هیدروژن به حداقل میزان خواهد رسید؛ میزان گاز ورودی ۵-۶ تن در ساعت خواهد بود. سیستمهای PSA و گازهای ناشی از فرآیند جداسازی حذف خواهند شد و میزان گاز ورودی برای حفظ دمای مناسب کوره، برای ادامه فرآیند تولید، تنظیم خواهد شد. ⑵بهتدریج یک چرخه متغیر در فرآیند تبدیل ایجاد شود؛ پس از رسیدن به وضعیت پایدار، ورودی مورد نیاز برای تبدیل قطع گردد. سپس یک چرخه جداگانه برای حذف گوگرد ایجاد میشود تا فشار نسبت به فشار مورد نیاز برای تبدیل، ۰٫۳ تا ۰٫۵ مگاپاسکال کمتر باشد. توجه: فشار کنترلی شعلهافکن تغییر متوسط، برای جلوگیری از ورود پالسی. ⑶پس از ۱ ساعت، هنگامی که میزان CH در گاز خروجی کمتر از ۰٫۵٪ شود، فرآیند تبدیل در راکتور مربوطه متوقف شده و دمای آن کاهش مییابد؛ میزان گاز وارد شده ۵ تن در ساعت است و سرعت کاهش دما بیشتر از ۵۰ درجه سانتیگراد در ساعت نخواهد بود. همچنین، فشار به آرامی کاهش داده شده و میزان چرخش مایع نیز تحت کنترل قرار میگیرد. ⑷هنگامی که دمای ورودی تبدیل به ۳۸۰ درجه سانتیگراد میرسد، جریان گاز قطع شده و نیتروژن از ورودی فشاردهنده وارد میشود؛ هنگامی که دمای محفظه کوره به ۲۵۰ درجه سانتیگراد میرسد، آتش خاموش شده و فرآیند خنکسازی ادامه مییابد. ⑸سیستم خنثیسازی گوگرد برای مدتی چرخهکاری را متوقف کرده، حرارت آن را حفظ میکند و از فانوس تخلیه برای برقراری اختلاف فشار با سیستم تبدیل استفاده مینماید. ⑹بر اساس مدت زمان توقف، تصمیم گرفته میشود که آیا پمپهای چرخشی و فشاری متوقف شوند یا خیر؛ پس از قطع جریان بخار، فشار مخزن بخار به آرامی کاهش داده میشود. در صورت عدم رعایت استانداردها، سیستم با فشار ۱.۰ مگاپاسکال قطع میشود؛ همچنین بسته به شرایط، پمپهای تأمین آب بویلر، پمپهای پایه برج استخراج بخار، سیستمهای خنککننده هوایی و فنها نیز متوقف میشوند. ۳۴. چگونه تشخیص دهیم که مشکل ناشی از مسمومیت با ماده تبدیلکننده است یا تجمع کربن؟ پاسخ: مسمومیت: مسمومیت کاتالیزور معمولاً با ظهور لولههای قرمز از بخش بالایی کوره تبدیل شروع میشود و به تمام لولهها سرایت میکند؛ این پدیدهای فراگیر است و مختص یک لوله خاص در کوره نیست ; کاهش فعالیت کاتالیزور منجر به افزایش میزان متان در خروجی میشود؛ در موارد شدید، هیدروکربنهای آروماتیک به داخل لایه کاتالیزور نفوذ کرده و حتی رسوبات تشکیل میدهند. همچنین دمای کوره افزایش یافته و تفاوت فشار در خروجی کوره نیز بالا میرود. رسوب کربن: رسوب کربن در کاتالیزور فقط باعث ایجاد الگوهای رنگی و لولههای قرمز یا دارای لکههای گرمایی در برخی از لولهها میشود و موضوعی همگانی نیست ; میزان متان و آروماتیکها در خروجی کوره افزایش یافته و نسبت آنها به طور قابل توجهی بالا رفته است؛ همچنین تفاوت فشار در ورودی و خروجی کوره نیز به طور قابل توجهی افزایش یافته است. ۳۵. دلایل ایجاد لکههای گرمایی، نواحی گرم و لولههای گرم در لولههای بخاری چیست؟ پاسخ: دلایل: ⑴ کیفیت پر کردن کاتالیزور خوب نیست؛ وجود شکافها و اتصالات نامناسب، همچنین توزیع ناعادلانه در لولههای کوره باعث تجمع کربن میشود ; ⑵کاتالیست در حین کار یا هنگام بارگذاری، به دلیل شکسته شدن یا سقوط از ارتفاع، خرد میشود و باعث انسداد لولههای کوره و سوختن بدون اکسیژن و قرمز شدن آنها میگردد ; ⑶تجمع کربن در کاتالیزور در طول فعالیت طولانیمدت یا در اثر حوادث، هیدرولیز ; ⑷کاهش ناکافی توسط مواد شیمیایی، منجر به واکنشهای تجزیه حرارتی بیشتر هیدروکربنها در سطح آن میشود؛ در حالی که واکنشهای مربوط به از بین رفتن کربن کمتر رخ میدهد. این امر باعث تجمع کربن بر روی کاتالیست میشود ; ⑸تنظیم نامناسب شعلههای کوره تبدیل، منجر به سوختن ناهموار یا خاموش شدن لولههای کوره میشود؛ این امر باعث گرمای بیش از حد در نواحی خاص و تشکیل زغال میگردد. همچنین، عملکرد برخی از کاتالیستها کاهش یافته و آنها به پایان عمر خود رسیدهاند. ۳۶. دلایل و علائم خاموش شدن کوره تبدیل؟ پاسخ: دلیل: ⑴ خرابی شیر حفاظتی سوخت که باعث بسته شدن آن شده است ; ⑵دستگاه به صورت زنجیرهای خاموش میشود، شیر حفاظتی سوخت بسته میگردد ; ⑶توقف سیستم برای تصفیه هوا و برق ابزارهای اندازهگیری، منجر به بسته شدن شیر تنظیم سوخت میشود ; ⑷قطع سوخت یا خرابی PSA منجر به قطع گاز دیآدسیون میشود ; ⑸فیلتر ضدآتش به شدت مسدود شده و سوخت نمیتواند از آن عبور کند. ⑹ تغییرات در ترکیب سوخت باعث افزایش ناگهانی فشار منفی در محفظه کوره میشود و در نتیجه شعله کوره بلافاصله خاموش میگردد. پدیده: ⑴ کاهش سریع دمای محفظه کوره، کاهش دمای ورودی و خروجی کوره ; ⑵صدای احتراق در کوره تبدیلکننده از بین رفت، فشار منفی داخل کوره افزایش یافت، فضای داخل کوره تاریک شد و شعله قابل مشاهده نبود ; ⑶جریان سوخت وارد کوره صفر است. ۳۷. مراحل بازسازی کاتالیست تبدیلکننده پس از مسمومیت؟ پاسخ: ۱. هنگام مسمومیت خفیف کاتالیست تبدیل: میتوان بار تولید را کاهش داد، مواد خام تمیز را جایگزین کرد و برای مدتی با نسبت بالای آب به کربن فعالیت کرد؛ اگر دمای بخش بالای لولههای کوره کاهش یابد، رنگ قرمز لولهها از بین برود و میزان متان در خروجی تبدیل به تدریج کاهش یابد، این امر نشاندهنده موثر بودن روش است. اگر عملکرد خوب نبود، میتوان منبع مواد اولیه را قطع کرد و آن را برای مدتی در فضای کاهشدهنده اکسیژن به کار برد تا به منظور بازسازی استفاده شود.۲. در صورت مسمومیت شدید کاتالیزور:
۱. جریان مواد اولیه را قطع کرده، چرخه اکسیژن در سیستم تبدیل را ایجاد کنید؛ فشار سیستم تبدیل باید بین ۰.۵ تا ۱.۰ MPa باشد. میزان گاز مورد استفاده نیز باید در حد ۲۰٪ تا ۳۰٪ از حد عادی باقی بماند. دمای لایه کاتالیزور نیز باید کمی کمتر از دمای عملیاتی عادی باشد؛ این وضعیت را به مدت ۸ ساعت حفظ کنید.
۲. هیدروژن را در ورودی فشاردهنده اضافه کنید تا نسبت آب به هیدروژن به حدود ۳ برسد؛ این وضعیت را به مدت ۴ ساعت حفظ کنید. در صورتی که میزان H₂S در گاز چرخشی بالا باشد، هیدروژن بیشتری اضافه کنید تا آن را جایگزین کنید. ③هنگامی که میزان H₂S در خروجی تبدیلشده کمتر از ۰٫۲ پیپیام شود، تزریق هیدروژن متوقف میشود و سپس نیتروژن اضافه میگردد تا جایگزینی کامل صورت گیرد؛ در محیط اکسیداتیو نیز، ذغالهای تجمعیافته در منافذ ریز کاتالیست کاملاً سوزانده میشوند ; ④پس از تحلیل، هنگامی که میزان CO در ورودی و خروجی فرآیند یکسان باشد، هیدروژن به ورودی فشاردهنده اضافه میشود تا نسبت آب به هیدروژن به حدود ۳ برسد و سپس دوباره گوگرد آزاد میشود. میزان گوگرد در خروجی فرآیند نیز به طور مداوم تحلیل میشود؛ در صورت بالا بودن آن، از هیدروژن برای جایگزینی استفاده میشود. هنگامی که میزان H₂S در خروجی فرآیند کمتر از ۰.۱ پیپیام شود، این شرایط برای مدت ۴ ساعت حفظ میشود و سپس فرآیند آزادسازی گوگرد به پایان میرسد ; ⑤کاتالیزور را بر اساس ترتیب عادی شروع کار، به مدت ۸ تا ۱۲ ساعت کاهش دهید. ۳۸. مراحل شروع عادی فعالیت در پست تبدیل و نکات مهم چیست؟ پاسخ: ⑴ ایجاد چرخه تبدیل N در حالت تبدیل، روشن کردن و افزایش دما؛ سرعت افزایش دما نباید بیشتر از ۵۰ درجه سانتیگراد در ساعت باشد، و فشار سیستم باید در حدود ۱.۰ مگاپاسکال حفظ شود ; ⑵بر اساس وضعیت توقف، زمان مناسبی برای ورود به راکتور متوسط انتخاب شود. اگر در زمان توقف کوتاهمدت، دمای لایه بستر بالاتر از ۳۰۰ درجه سانتیگراد شود، هنگام رسیدن دما به ۳۲۰ درجه، آن را ادغام میکنند؛ اما در صورت توقف طولانیمدت، دما همراه با فرآیند تبدیل افزایش مییابد. توجه: هنگام ادغام، باید آهسته عمل کرد تا نوسانات بزرگی ایجاد نشود. ⑶هنگامی که دمای ورودی کوره تبدیل ۴۵۰ درجه سانتیگراد، دمای خروجی ۷۵۰ درجه سانتیگراد، کمترین دمای لایه تبدیل متوسط بالاتر از ۲۰۰ درجه سانتیگراد، فشار مخزن بخار ۲.۰ MPa باشد، نمونهبرداری از بخار و آب و تحلیل آنها مطلوب باشد و عملیات تخلیه آب انجام شده باشد، ۵ تا ۶ تن بخار در ساعت اضافه میشود و آمونیاک مایع برای ردوکس شدن به کار میرود. زمانشماری از زمانی آغاز میشود که خلوص بالاتر از ۷۰٪ باشد؛ فرآیند کاهش اکسیداسیون ۸ تا ۱۲ ساعت طول میکشد و در طول این فرآیند، فشار مخزن به آرامی تا ۳.۰ MPa افزایش مییابد. توجه: در فرآیند بازگرداندن، مقدار چرخشی را بر روی ۴۰۰۰ Nm∙h کنترل کنید تا سرعت مناسب هیدروژن نسبت به هوا و نسبت آب به هیدروژن حفظ شود ; ⑷پس از پایان فرآیند کاهش، پس از آنکه نمونهبرداری و تحلیل گاز خالی از گوگرد نتایج مطلوبی داشت، فشار مربوط به حذف گوگرد به آرامی افزایش مییابد. هنگامی که فشار بیشتر از فشار تبدیل شود، شیرهای تنظیم جریان ورودی و شیرهای مربوط به بخشهای بالا و پایین باز میشوند. بر اساس الزامات فشار و دمای ورودی موتور چرخشی، عملکرد آن متوقف میشود و فشار سیستم توسط سیستم تخلیه گاز کنترل میگردد. پس از استقرار وضعیت، فشار سیستم به آرامی تا مقدار عادی عملیاتی افزایش مییابد. توجه: فشار را با تغییر میزان شعله کنترل کنید، نسبت آب به کربن را پایدار نگه دارید، از ورودیهای پالسی جلوگیری کنید؛ هنگام افزایش فشار، مراقب باشید نسبت آب به کربن خیلی کم نشود ; ⑸به سمت شیر تنظیمکننده PSA و شیرهای بالا و پایین و PSA حرکت کنید ; توجه: پیش از ترکیب، باید نمونهبرداری و تحلیل گازهای موجود در آن انجام شود ; ⑹پس از عادی شدن PSA، گاز جداسازی را وارد کوره میکنند؛ سیستم آب تصفیه نیز فعال میشود. سطح مایع در مخازن بخار و سایر مخازن تحت کنترل قرار میگیرد و تمام پارامترها به مقادیر عملیاتی طبیعی تنظیم میشوند. ۳۹. شرایط کاهشدهنده تبدیلکننده چیست؟ ⑴فشارسنج چرخشی بهخوبی کار میکند و چرخه نیتروژن سیستم تبدیل در حال ایجاد است؛ فشار سیستم حدود ۱.۰ MPa است ; ⑵ترانسفورماتور متوسط به سیستم متصل شده است و دمای لایه پایینی ترانسفورماتور متوسط، بیش از ۲۰ درجه سانتیگراد بالاتر از نقطه رطوبت بخار است ; ⑶دمای ورودی تبدیل ۴۵۰ درجه سانتیگراد، خروجی ۷۵۰℃ ; ⑷سطح مایع در مخزن بخار در حد طبیعی است، فشار مخزن بخار ۲.۰ MPa بوده و نتایج تحلیل آب مخزن بخار و آب بخار نیز مطلوب است ; ⑸آمونیا مایع تأمین شده و فشار مخزن آمونیا مایع ۰٫۳ تا ۰٫۵ مگاپاسکال بالاتر از فشار سیستم است؛ ⑹ تخلیه آب اضافی در مقابل شیر تزریق بخار به پایان رسیده است ; ۴۰. عوامل مؤثر بر بازدهی هیدروژن چیست؟ پاسخ: ۱)، ویژگیهای مواد اولیه؛ یعنی هرچه نسبت H/C بالاتر باشد، بازدهی هیدروژن نیز بیشتر خواهد بود ; ⑵تغییر پارامترهای عملیاتی PSA ; هرچه پارامتر بزرگتر باشد، بازدهی بالاتر میشود ; ⑶مقدار تنظیمشده فشار جذب تغییر کرد ; ⑷تحلیل تغییرات مقدار تنظیمشده فشار ; ⑸تغییرات در الزامات خلوص محصول؛ هرچه خلوص بالاتر باشد، بازدهی کمتر خواهد بود ; ⑹محاسبه یا تحلیل خطا ; ⑺تغییرات در فعالیت عوامل تبدیلکننده و عوامل تغییردهنده متوسط ; ⑻، وضعیت نشت لولهکشیهای فرآیندی. ۴۱. الزامات ورودی برای تبدیل؟ پاسخ: میزان گوگرد