43、当合成塔催化剂温度为255℃时,合成汽包的压力为 ( B ) A、2.5Mpa; B、3.9Mpa ; C、5.5Mpa. 44、我公司罐区泵房有几台带机械密封的离心泵。 (A ) A、4台; B、6台 ; C、11台。
45、合成工序有几个取样点 (B ) A、7个; B、8个 ; C、9个。
46、我公司的甲醇合成塔每个塔上设置几个测温点。 (A )
A、3组 12个测温点 B、3组 6个测温点 C、2组 12个测温点 47、PV15550是 (B ) A、预塔冷凝器放空调节阀 B、加压塔不凝器调节阀 C、常压塔不凝器调节阀
48、精馏工序停车时,下面正确做法是: ( A) A、先停产品采出,后停蒸汽。 B、先停蒸汽,后停产品采出。 C、产品采出和蒸汽同时进行。 49、火车装车泵的流量参数是 (C )
A、300Nm3/h; B、350Nm3/h ; C、400Nm3/h . 50、汽车装车泵的流量参数是
A、90Nm3/h; B、110Nm3/h ; C、150Nm3/h . (B )
三、计算题
1、一表压指示150Kpa,当地大气压为100 Kpa,若用一绝压表去测量应指示多少? 解: P绝=P表+P大=150+100=250 Kpa。
2、一液位计的测量范围为0~1000mm,现测得液位为445 mm,则用量程范围的百分数表示为多少?
解:445÷(1000-0)×100%=44.5%。
3、以MK-121合成催化剂为例,若催化剂质量组成为CuO55%,物理水含量为5%,假设催化剂中的AL2O3 ZnO不进行还原反应,计算1吨催化剂升温还原过程的理论出水量。 解: CuO + H2===== Cu + H2O 80 18 550 x
则还原反应生成的化学水为: 80:550=18:x 得 x=123.75kg.
1吨MK-121合成催化剂中尚有5%的物理水,即50 kg。 所以1吨催化剂升温还原过程的理论出水量为:123.75+50=173.75 kg。 4、若合成工序正常生产时两塔催化剂装填量和过气量均等,设合成气量为100万Nm3/h, 合成催化剂总装填量为90 m3 时,则塔内空速是多大?
-1
解:空速v=1000000÷90=11111h.
5、设合成气组成中H2为68%; CO 为27%; CO2为3%; 则合成气的氢碳比是多少? 解:合成气的氢碳比为:(H2- CO2 )/( CO+ CO2)=(68- 3)/(27+3)=2.16
6、设入塔合成气组成中H2为70%; CO 为10%; CO2为3%;N2为16%;出塔气组成中H2为72%; CO 为5%;CO2为4%;N2为21%;则合成气中CO的单程转化率是多少?
解:合成气中CO的单程转化率为 : CO%=(1-出CO×入N2/入CO×出N2)×100% =(1-0.05×0.16/0.1×0.21)×100% =62%
7、氢回收装置的原料气为16500Nm3/h,其中H2含量为72.64;渗透气为12384 Nm3/h,其中
H2含量为87.85,求氢气的回收率。
解:氢气的回收率为:12384×87.85/16500×72.64=96.6% 8、假设精甲醇计量槽的内径为11584 mm, 甲醇的密度按791 kg/m3算,则在直筒段每1米高甲醇是多少吨?
解、罐的底面积是(11.584/2)2×3.14=105.3384 m2
则1米高的液位甲醇的重量是105.3384×1×0.791=83.3吨。
9、若30%的氢氧化钠溶液的密度 是1.33kg/L,500kg纯固体氢氧化钠配加多少公斤水可配为30%的氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液约占体积多少立方米?
解:由溶液的浓度意义有 : 500/(500+x)=30% 则X=1116kg水;
氢氧化钠溶液约占体积为:(500+1116)÷1.33=1225L=1.225 m310、若生产中去合成的新鲜气量为138000 Nm3/h,其中惰性气体含量为2%,若合成驰放气中的惰性气体含量为20%,则驰放气量为多少?
解:由合成系统惰性气体平衡可知:驰放气量Q=138000×2%÷20%=13800 Nm3/h. 四、问答题
1、 甲醇合成工段的主要任务是什么? 2、 合成甲醇反应的特点是什么? 3、 影响甲醇反应的因素有哪些? 4、 甲醇催化反应过程有几个步骤?
5、 在实际操作中为什么尽可能将热点温度维持低些? 6、 如何控制合成塔的温度?
7、 合成塔催化剂层温度上涨的原因? 8、 对甲醇合成催化剂的要求是什么? 9、 甲醇合成催化剂为什么要还原?
10、 控制合成水冷后的气体温度有何意义? 11、 影响分离器分离效率的因素有哪些? 12、为什么设置汽包液位低低联锁?
13、为什么长期停车时对汽包进行湿法或干法保护? 14、影响气体在膜中渗透能力的因素有哪些? 15、阀门在管道和设备上的作用是什么?
16铜基催化剂还原后为什么要有一个较低负荷的运行阶段? 17、合成工序锅炉给水突然中断应如何处理? 18、精甲醇精馏的目的是什么? 19、什么叫液泛?如何处理? 20、粗甲醇加碱的作用是什么?
21、预精馏塔加萃取水对精馏操作起到什么作用? 22、精甲醇产品中有哪些常见的质量问题? 23、精馏岗位突然断电应如何处理? 24、叙述精馏工序的短期停车程序。 25、离心泵抽空有什么害处?、
26、为什么在泵的出口管线上装单向阀? 27、离心泵的扬程和流量与什么有关?
28、甲醇储罐顶部安装阻火器的作用原理是什么? 29、什么是填料塔?有何优缺点?
30、加压精馏的目的是什么?何谓双效法精馏?
1、答:甲醇合成工段是在一定温度、压力和催化剂的作用下将氢气、一氧化碳和二氧化碳混合气在合成塔内成为甲醇,反应后的气体经冷却、冷凝分离出产品粗甲醇,未反应的气体和净化来的新鲜气经升压去回合成塔继续进行甲醇的合成反应。甲醇合成产生的反应热用于副产蒸汽。
2、答:可逆反应;放热反应;体积缩小的反应;需要触媒才能进行的气-固相反应。
3、答:温度;压力;有效气体成份及惰性气体含量;空速;催化剂。 4、答:甲醇合成反应是一个气固相催化反应的过程,共分五步: 一氧化碳和氢气扩散到催化剂表面; 一氧化碳和氢气被催化剂表面吸附;
一氧化碳和氢气在催化剂表面进行化学反应; 甲醇在催化剂表面脱附; 甲醇扩散到气相中去。
其中第三步进行的较慢,整个反应过程取决于该步的进行速度,因此,影响反应的各个因素应控制在最适合反应进行的条件下。 5、答:(1)热点温度低,对甲醇反应的平衡有利; (2)可以延长催化剂的使用寿命;
(3)高温容易破坏金属的机械性能和加速化学腐蚀。
由反应理论可以知道,催化剂理想的温度分布是先高后低,即热点位置应在催化剂上部。
6、答:合成塔的温度主要是通过调节汽包蒸汽压力来控制的;另一途径可增减空速配合进行合成塔的温度控制。 7、答:(1)循环气量减少会使塔温上升;
(2)气体组分变化,如新鲜气中惰性气体含量下降会使反应加速、塔温上涨; (3)仪表失灵引起的温度上涨假象。
(4)合成气包上水量突然减少或外送蒸汽量突然故障减少。
8、答:低温活性好;热抗毒性好;机械强度高,阻力小;原料易得,价格便宜。 9、答:铜基催化剂是氧化态,而氧化态的催化剂是没有活性的,须把其中的氧还原出来才具有活性。
10、答:合成水冷后的气体温度控制过高,会影响气体中甲醇和水蒸汽的冷凝效果,合成气中未被冷凝分离的甲醇含量相应增加,这部分甲醇不仅增加了压缩机的动力消耗,而且在合成塔内会抑制甲醇合成反应。但是,合成水冷后的气体温度也没有必要控制过低,当气体温度降至一定程度以下,其甲醇的冷凝效果增加并不明显,所以一味追求过低的水冷温度很不经济。 11、答:(1)温度,一定要在临界温度以下较低值; (2)压力,压力越高越有利于冷凝分离; (3)分离器的构造好坏,内件结构是否合理; (4)适当的气体流速; (5)分离器液位的高低。
12、答:汽包液位太低会对合成催化剂的使用寿命造成极大危害,严重时会烧毁催化剂乃至合成塔内件,所以设置汽包液位低低联锁,使净煤气入压缩机进口分离器管线上调节阀联锁关闭。 13、答:为防止氧气进入设备及其系统造成腐蚀,故用氮气保护或加药满水保护。
14、答:各种气体的渗透系数主要决定于它们自身的性质,如分子大小(直径大小)、分子极性的高低等,另外还与渗透温度和压差有关。
15、答:在化工装置中,使用不同种类的阀门,可起到控制流体的压力、流量、流向,也可起到截断或沟通管路、引出支路、降压、汽水分离等作用。
16、答:因为我们的合成塔直径较大,铜基催化剂的理想还原应该是从上到下分层进行的,但无论催化剂装填过程还是催化剂的还原收缩过程都会造成催化剂轴、径向微小的不均匀,为避免以后生产时平面温差过大,催化剂投入正常前还原更彻底,以保持催化剂的高活性、高生产强度和长使用寿命等优势,所以铜基催化剂还原后还要求有一个运行阶段(一周左右)。 17、答:如果供水中断且汽包液位LICAHL15401在报警线以上,应先和调度联系,及时切断净化来的新鲜气,并查找原因,看能否马上恢复供水,同时密切注意汽包液位的变化,如果已出现报警,还不能恢复供水,应立即停压缩机,用阀门PV15421按小于0.1Mpa/min的速率放空至3.5 Mpa后,合成系统按要求保温保压,必要时系统充氮气置换。
18、答:甲醇合成时由于受催化剂选择性及操作条件等的影响,在产生甲醇反应的同时,还伴随着一系列幅反应,其产品主要由甲醇及水、有机杂质等组成的混合溶液,称为粗甲醇。精馏的目的就是通过精馏的方法,除去粗甲醇中的水分和有机杂质,根据不同的要求,制得不同纯度的精甲醇。
19、答:塔内上升蒸汽速度过大,超过了最大允许速度并增大到某一数值,液体被气体阻挡不能向下流动,越积越多,甚至可从塔顶溢出,此现象称为液泛。 出现液泛现象时,应停止或减少进料量,减蒸汽,降釜温,停止塔顶采出,进行加大回流操作,使涌到塔顶或上层的难挥发组分慢慢流回到塔底或塔下的正常位置。
20、答:主要是中和粗甲醇中的有机酸,保证成品的酸值合格,同时促进甲醇溶液中微量有机胺的分解。另外还起到防止酸对设备腐蚀的作用。
21、答:答:预精馏塔加萃取水是稳定、提高精甲醇产品水溶性和稳定性的一项重要操作手段。生产实践中,当精甲醇稳定性达不到质量指标时,加大萃取水量,增大粗甲醇组分的相对挥发度,可以起到提高精甲醇稳定性的作用;当精甲醇加水浑浊时,加大萃取水量,加水浑浊现象会明显好转直至不再浑浊。 22、答:(1)水溶性:精甲醇产品加水后出现浑浊现象。
(2)稳定性:用配置好的高锰酸钾做氧化值试验,未达到指标规定时间即变色。 (3)水分:精甲醇产品中水分超标。
(4)色度:精甲醇产品与蒸馏水对比呈微锈色,这主要是设备未清洗干净所致。 23、答:按紧急停车处理:立即停止向再沸器加蒸汽;切断各泵电源,操作泵置于停车状态;停止甲醇采出和塔底液排放;同时汇报调度、班长做好与各关联岗位的协调处理和恢复开车的准备工作。 24、答:(1)合理减少蒸汽负荷;停止碱液泵。 (2)关闭粗甲醇预热器E15501的蒸汽冷凝液入口阀,打开LC15506管线上的阀门。 (3)停止向预精馏塔进料:如果是从中间罐区进料,应停P15701泵;如果是从合成工序进料,应打开阀门FV15507,并打开T15701A或T15701B的进料阀,同时关闭ML15402管线上的切断阀。
(4)关闭阀门LV15503,并停P15501泵,使预精馏塔进入全回流状态。 (5)关闭阀门LV15504和LV15505,使加压精馏塔进入全回流状态。
(6)关闭阀门LV15506和LV15507,并停P15502泵,使常压精馏塔进入全回流状
态。
(7)关闭阀门LV15508、FV15505和LV15509,并停P15507泵,使回收塔进入全回流状态。 25、答:离心泵抽空会引起泵体发热,易造成泄漏,容易引起各部分零件的损坏。 26、答:是为了防止泵因某种原因出口阀没关闭,液体倒流,引起转子反转,造成转子上的螺母等零件的松动、脱落。
27、答:离心泵的扬程和流量与泵的叶轮结构尺寸有关,直径大,扬程高,宽度大,流量大;与转速有关,流量与转速成正比关系,扬程与转速的平方成正比关系;另外,泵的扬程与叶轮数有关,离心泵的扬程与比重无关。
28、答:为防止有外部火源引起起火,甲醇储罐顶部要安装阻火器,一般使用多层金属网的阻火器,其作用是,当罐顶火源自呼吸阀窜入通过阻火器时,金属丝网会迅速吸收燃烧气体的热量,使火焰熄灭,防止火焰进入罐内。
29、答:填料塔在塔内装有一定高度的填料,属于汽液连续接触的设备。 优点:流体流动阻力小,结构简单,造价低,安装方便。 缺点:容易污染和堵塞。
30、答:精馏过程的热能耗较大,且热能利用率很低,为有效利用能源,节约低位能蒸汽和冷却用水,我公司采用3+1甲醇精馏流程。其中有两个主精馏塔,采用加压精馏塔,其顶部气相甲醇液化温度远高于常压塔塔釜液体的沸点将其冷凝潜热作为常压精馏塔再沸器的热源。这一精馏过程称为双效法。