Конверсия монооксида углерода проводится по двухступенчатой схеме:
1-ая ступень – на среднетемпературном катализаторе;
2-ая ступень – на низкотемпературном катализаторе.
Конвертированная ПГС после котла-утилизатора II ступени поз.112 с температурой (330¸380)°С по Т112 и давлением не более 3,2 МПа (32 кгс/см2) по Р113 поступает на стадию конверсии монооксида углерода 1-й ступени.
На входе 1-й ступени монооксида углерода установлена задвижка с электроприводом HCV105. После нее установлены два предохранительных клапана. Соотношение (пар : газ) во входящей ПГС должно быть не менее 0,58.
Конвертор монооксида углерода 1-й ступени поз.114 радиального типа.
ПГС подается в нижнюю часть поз.114, проходит через зазор между стенками и катализаторной коробкой, защищая стенки аппарата от перегрева. Далее ПГС проходит слой катализатора от стенок аппарата к центру и выходит через центральную перфорированную трубу на выход из аппарата.
Конструктивно аппарат поз.114 может состоять из двух или одной корзины с катализатором.
На железохромовом катализаторе происходит конверсия монооксида углерода с водяным паром по реакции:
СО + Н2О ® СО2 + Н2 + 41,06 кДж (9,8 ккал)
Остаточная доля монооксида углерода на выходе из конвертора поз.114 составляет не более 4 % об. по Аn114.
В результате экзотермической реакции температура выходящей ПГС из поз.114 повышается и не должна превышать 450°С по Т114.
Температура в слоях среднетемпературного катализатора контролируется по:
- Т114В (В1¸В3; Н1¸Н3) – верхняя корзина;
- Т114Н (В1¸В3; Н1¸Н3) – нижняя корзина.
Сопротивление конвертора поз.114 контролируется по dPI-141 и не должно превышать 50 кПа (0,5 кгс/см2).
На железохромовом катализаторе помимо реакции конверсии монооксида углерода при вышеуказанных условиях возможно образование незначительного количества аммиака. В трубопровод входа конвертированной ПГС перед конвертором поз.114 предусмотрена подача:
П40 – для поддержания соотношения (пар : газ);
П7 – для окисления катализатора или поддержания его в горячем резерве;
воздуха (через съемный участок) – для окисления катализатора;
азота (через съемный участок) – для охлаждения катализатора, сохранения его при длительных остановках и продувки аппарата.
После конвертора поз.114 ПГС поступает в трубную часть котла-утилизатора поз.115, где за счет утилизации тепла получается пар с избыточным давлением 10,55 МПа (105,5 кгс/см2), при этом ПГС охлаждается до температуры (330¸340)°С. Давление ПГС после котла-утилизатора поз.115 контролируется по Р114 и должно быть не более 3,0 МПа (30 кгс/см2). После котла-утилизатора поз.115 имеется линия сброса газа на факельную установку через задвижку с электроприводом HCV113, используемую во время пуска и остановки цеха.
Далее ПГС проходит по межтрубному пространству подогревателя НАВС поз.116, где охлаждается до температуры (200¸240)°С по Т117, отдавая тепло НАВС, идущей по трубному пространству из отделения очистки газа от диоксида углерода на метанирование и поступает в конвертор монооксида углерода 2-й ступени поз.117.
Температура ПГС перед конвертором поз.117 регулируется перепуском части газа по байпасной линии мимо котла-утилизатора поз.115 через заслонку TCV117 и изменением температуры НАВС, идущей на метанирование, перепуском части газа по байпасной линии мимо подогревателя поз.116 через заслонку TCV116.
Конвертор монооксида углерода II ступени поз.117 состоит из двух корзин, расположенных в отдельных корпусах и работающих параллельно. Подача ПГС в корзины производится сверху, выход ПГС – снизу. Имеется возможность регулирования расхода ПГС на корзины с помощью заслонок с ручными приводами ВFV-3/1,2.
При прохождении ПГС сверху вниз через слои низкотемпературного катализатора (в зависимости от марки содержащего медь, цинк, хром на алюминиевом носителе) происходит более глубокая конверсия монооксида углерода с водяным паром до остаточного содержания монооксида углерода не более 0,65 % об. по Аn117.
Сернистые соединения и соединения хлора являются ядами для низкотемпературного катализатора. Допустимая массовая концентрация сернистых соединений в ПГС перед конвертором поз.117 должна составлять не более 0,2 мг/м3 (в пересчете на серу), соединений хлора не более 0,01 мг/м3 (в пересчете на хлор).
Температура в слоях катализатора конвертора поз.117 контролируется по:
- Т117В (В1¸В3); (Н1¸Н3) для верхней корзины;
- Т117Н (В1¸В3); (Н1¸Н3) для нижней корзины.
Не допускается повышение этих температур более 260°С.
В период начальной эксплуатации свежего низкотемпературного катализатора температуру ПГС на входе необходимо поддерживать по возможности более низкой, но не менее 200°С во избежание конденсации влаги. По мере старения катализатора и ухудшении степени конверсии монооксида углерода температуру входящей ПГС постепенно повышают до 240°С, не допуская повышения выходящего из корзин газа более 260°С по Т117В, Т117Н.
Сопротивление верхней и нижней катализаторных корзин контролируется по dPI-142, dPI-143 и должно быть не более 50 кПа (0,5 кгс/см2).
Схемой предусмотрена возможность отключения конвертора поз.117 и подачи ПГС по байпасной линии мимо конвертора поз.117 в стадию МДЭАО. Это осуществляется с помощью задвижек с электроприводами HCV108.1 и HCV108.2, установленными соответственно на линиях входа ПГС в поз.117 и на байпасной линии и задвижкой с ручным приводом на выходе ПГС из конвертора поз.117. Байпасной линией пользуются в период пуска, при нарушениях технологического режима на I стадии конверсии монооксида углерода.
Для разогрева и восстановления свежего низкотемпературного катализатора, а также для разогрева охлажденного восстановленного катализатора предусмотрена система циркуляционного азота.
Имеется возможность разогрева охлажденного восстановленного катализатора НАВС после подогревателя поз.116.
В линию входа ПГС в конвертор поз.117 предусмотрен подвод через съемные участки:
- П7 – для пассивации катализатора;
- воздуха – для окисления катализатора;
- азота – для сохранения катализатора и продувки аппарата.
На выходных трубопроводах конверторов поз.114, 117 предусмотрены сбросы ПГС на местные «свечи» арматурами с ручными приводами.
