甲醇车间合成工段题库(3.19)

合成工段岗位练兵题库

合成岗位(适用于合成总控与合成现场人员)

1.合成工段的主要任务是什么？

答：合成工段是将低温甲醇洗工段来的含H2、CO、CO2的原料气（5.3MPa、40℃）,在一定压力（5.3 MPa）、温度（220~260℃）、铜基触媒作用下，合成粗甲醇，并利用其反应热副产2.5 MPa蒸汽。 2.合成甲醇的主要反应式及影响因素？

答：（1）CO+2H2 ←→CH3OH+Q

（2）CO2+3H2 ←→CH3OH+H2O+Q

影响因素：操作温度、操作压力、催化剂性能、空速、原料气的氢碳比。 3.合成反应的特点：

答：（1）体积缩小的反应；（2）放热反应；（3）可逆反应；（4）气、固相催化反应；（5）伴有多种副反应发生。 4.合成工段的主要控制点有那些？

答：（1）合成塔进出口温度 （2）汽包液位 （3）汽包压力 （4）分离器出口温度 （5）分离器液位 （6）系统压力 （7）原料气的氢碳比 （8）膨胀槽的压力 （9）弛放气压力 （10）合成塔触媒层温度。 5.甲醇循环气压缩机的作用是什么？

答：合成塔内是体积缩小的反应，加上甲醇的冷凝分离和系统阻力，反应后的压力要下降。为了保证系统压力稳定不变，除了补充新鲜气外，还要利用甲醇循环气压缩机将反应后剩余的气体加压，然后送往合成塔循环利用，以提高气体总转化率。

6.空速的定义及空速对甲醇合成的影响？

答：空速：单位时间内，单位体积催化剂所通过的气体流量。提高空速，单程转化率下降，减缓了催化反应，有利于保护触媒和提高产量。但提高空速，循环段能耗增加，如果空速过高，反应温度下降明显，有时温度难以维持，产量下降。

7.压力对甲醇生产的影响是什么？压力的选择原则是什么？

答：甲醇反应是分子数减少的反应，增加压力对正反应有利。如果压力升高，

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组分的分压提高，因此触媒的生产强度也随之提高。

对于合成塔的操作，压力的控制是根据触媒不同时期，不同的催化活性，做适当的调整。当催化剂使用初期，活性好，操作压力可较低；催化剂使用后期，活性降低，往往采用较高的操作压力，以保持一定的生产强度。总之，操作压力的选用需视催化剂活性、气体组成、反应器热平衡、系统能量消耗等方面的具体情况而定。

8.温度对甲醇生产的影响是什么？温度的选择原则是什么？

答：用来调节甲醇合成反应过程的工艺参数中，温度对反应混合物的平衡和速率都有很大的影响，由于H2与CO反应生成甲醇和H2与CO2生成甲醇的反应，均为可逆放热反应。对于可逆放热反应而言，升高温度，虽然可使反应速率常数增大，但平衡常数的数值降低。当反应混合物的组成一定而改变温度时，反应速率受着这两种相互矛盾的因素影响，因此这就需要一个最佳的操作温度。

所谓最佳温度就是：对于一定的反应混合物组成，具有最大反应速率时的温度。研究表明：最佳温度值与组成有关，在同一初始组成情况下则与反应速率有关。当甲醇含量较低时，由于平衡的影响相对很小，最佳温度就高，随着反应的进行，甲醇含量升高，平衡影响增大，最佳温度就低，即先高后低。

实现最佳温度，还要考虑到触媒的活性和寿命。触媒使用初期，活性较好，反应温度可低些，触媒使用后期，温度要适当提高。对铜基触媒而言，其初期，使用温度在220～240℃，中期在250℃左右，后期使用温度可提高到260～270℃。 9.循环气中的惰性气体有哪些成分？对合成甲醇有哪些影响？

答：惰性气体有：CH4、N2、Ar。

惰性气体组分在合成反应中不参与反应，但影响着反应速率。惰性气体含量太高，降低反应速率，生产单位产量的动力消耗增加；维持低惰性气体含量，则放空量增大，有效气体损失多。一般来说，适宜的惰性气含量，要根据具体情况而定，而且也是调节工况的手段之一，触媒使用初期，活性高则可允许较高的惰性气含量；触媒使用后期，一般维持在较低的惰性气含量。目标若是高产则惰性气含量可较低，目标若是低耗，则可维持较高的惰性气含量。 10. 合成甲醇的原料气中含有少量的CO2对合成甲醇有什么影响？

答：有利的影响：（1）CO2本身也能参加合成反应，CO2的存在，在一定程度上抑

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制了二甲醚的生成。（2）它阻止CO转化成CO2，这个反应在H2O存在时会发生。（3）有利于调节温度，防止超温，保护铜基触媒的活性，延长其使用寿命。（4）能防止催化剂结碳。

不利的影响：（1）与CO合成甲醇相比，每生成1㎏甲醇多耗0.7m3的H2。(2)粗甲醇中的含水量增加，甲醇浓度降低，导致蒸汽消耗升高。

11.新鲜气氢碳比组成是根据什么来确定的？目的是什么？指标为多少？

答：A：是根据整个合成系统的物料平衡来决定的。

B：为了满足物质反应的要求，以维持系统的稳定生产。 C：（ H2- CO2）/（CO+CO2）=2.15。

12.气体为什么要循环利用？

答：由于平衡和速率的限制。合成塔的单程转化率不高，特别是低压下操作的情况，因此有效气体需在分离出产物后再循环利用，以提高气体的转化率。 13.吹除气为什么设置在分离器后？其目的是什么？

答：因为分离器出口气体是参加反应后所剩的余气，且甲醇大部分被分离出来，惰性气体在此时的浓度是最高的，所以在此设置吹除气比较经济，而且利于系统的稳定操作。

14.甲醇分离器液位为什么是一个重要工艺指标？指标为多少？

答：如果分离器液位过高，会使液体随气体带入循环气压缩机，严重时产生液击，损坏压缩机，而且入塔气中甲醇含量增高，恶化了合成塔内的反应，加剧了副反应的生成；液位过低，容易发生窜气事故，高压气窜入低压设备系统，造成爆炸事故,所以分离器液位要求控制在：30~50％。 15.汽包排污有几种形式，其作用是什么？ 答：有连续排污和间断排污。

作用：（1）调节水质，提高传热效率。（2）微调汽包温度。 16.如何增加空速？

答：（1）关小循环气压缩机回路阀。（2）增加新鲜气量。（3）减小弛放气量（提高系统压力）.

17.甲醇装置有哪些易爆，易中毒物质？

答：易燃易爆物质：H2、CO、CH4、CH3OH、CH3OCH3。

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易中毒物质有：CO、CH3OH。

18.甲醇膨胀槽的作用是什么？

答：（1）减压。

（2）闪蒸，使溶解在甲醇液中的气体释放出来。 19.合成塔温度为什么能够借助于汽包压力来控制？

答：合成塔内壳程的锅炉水吸收管程内合成甲醇的反应热后变成一定温度的沸腾水，沸腾水上升进入汽包后在汽包内上部形成与沸腾水温相对应的饱和蒸汽，它所显示的压力即为汽包压力。合成塔内的反应热就是靠沸腾水不断上升产生外送蒸汽而带走热量，床层温度才得以保持稳定，所以床层温度直接受沸腾水温的影响，它随着沸腾水温的改变而改变。在汽包内对于一定温度的沸腾水来说，就会有与之相对应一定压力的饱和蒸汽压，而且两者相互影响，—一对应。当沸腾水的温度上升（或下降）后，与之对应的沸腾水的压力也会相应地跟着上升（或下降） 既而也影响到床层温度的上升（或下降）。 因此，调节汽包压力，就能相对应地调节催化剂床层温度。一般是汽包压力每改变0.1MPa，床层温度也相对应改变1.5℃。

20.我厂使用的触媒（Cat）型号和组成是什么 ？

答：我厂使用的触媒型号为： C 307铜基触媒。

组成：CuO≥50％、ZnO≥25％、Al2O3≥4%此外尚含有少量石墨和水。 21.影响Cat使用寿命的因素有哪些？

答：（1）催化剂中毒（2）热老化（3）催化剂的强度（4）开停车频繁（5）工艺指标执行不严，操作不当，造成温度、压力急剧上升或下降。 22.能使Cat中毒的物质有哪些？在操作中如何延长 Cat使用寿命？ 答：毒性物质有：Cl、S、胺类，Fe及油类（引起结炭，堵塞活性表面）

操作中延长Cat使用寿命方法有：

（1）Cat装填时，严格按方案进行，严防架桥现象。 （2）Cat升温还原过程中。首先保证还原气中 S≤0.1PPm，

其次严格按升温还原方案进行，切记提温，提氢不可同时进行。要做到彻底还原，使其充分发挥催化作用。

（3）由于Cat在使用初期活性较高，随着时间增加，活性逐渐下降，因此，Cat

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操作温度应随时间不同而由低到高。

（4）操作过程中应避免温度急剧上升或下降，严禁超温。 23.说出硫（S）、氯（Cl）、油对Cat的危害？

答：硫（S）、氯（Cl）与Cat中的Cu作用生成无活性的物质：Cu＋ S＝CuS；

Cu＋2 Cl＝CuCl2，油受热分解析碳．堵塞催化剂活性中心，使活性下降。 24.说出Cat使用的基本程序： 答：（1）合成回路吹扫清理； （2）Cat的装填； （3）Cat升温还原；

（4）Cat投用初期温度220℃，中期240℃，末期260℃，循环量逐渐增大； （5）降温钝化； （6）卸出更换。

25.Cat的两大特点是什么？

答：（1）本身不参加反应，而反应前后其物理、化学性质不变； （2） 改变了反应历程，加快反应速度。

26.Cat升温还原前，合成塔水系统阀门如何设定操作？

答：（1）打开汽包放空阀；

（2）汽包压力调节阀各阀门都关闭；

（3）汽包上水调节阀的前后切断、旁路、倒淋阀都关闭；

（4）汽包及合成塔壳侧排污关闭； （5）用脱盐水管线，向汽包加脱盐水； （6）关死入喷射器的蒸汽阀。

27.Cat升温还原前汽包里为什么加冷水？

答：保护Cat活性的重要一点就是在升温过程中防止有剧烈温升，否则就会影响其机械性能，缩短使用寿命，加入冷水主要是使其升温均匀，防止Cat被损坏。

28.Cat还原过程“三”原则是什么？

答：（1）三低：低温出水、低氢还原、还原后有一个低负荷生产期；

（2）三稳：提温稳、补H2稳、出水稳；

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（5）新鲜气温度大于50℃或带液，联系处理而半小时无效。 （6）本工段正逢工艺波动，多块仪表有故障，无法工作。 （7）其它工段需停车。 59.一般事故时如何停车处理？

答：（1）报告调度。

（2）现场人员做好停车准备。

（3）通知循环气压缩机岗位，关死新鲜气大阀。 （4）分离器液位排至低限，关切断阀。 （5）视复工时间长短，决定是否放空和N2置换。

（6）注意汽包压力及合成塔出口温度，及时打开喷射器，保持出口温度≥210℃。

60.正常短期停车步骤：

答：由于设备需要抢修或前后工段的需要，预计停车时间不超过12小时作短期停车：

接到调度指令和前后工段联系后 （1）关死新鲜气大阀。

（2）关吹除气后切断，合成系统保压。

（3）逐步减循环量，直至反应不再进行，减量至最后停车关闭进口切断阀。 （4）分离器液位排净后，关切断阀。 （5）关汽包连续排污阀。

（6）系统保压，同时开喷射器，保持合成塔出口温度≥210℃。 61.正常短期停车和一般事故停车后的开车步骤：

答：停车时间≤12小时，且合成回路保温保压。

（1）先后气压缩机做好开车准备，塔后卸压至2MPa，关吹除气。 （2）启动循环气压缩机，用较小循环量打循环，及时调整蒸汽喷咀的蒸汽

量维持合成塔出口温度≥210℃，同时打开汽包连续排污 l-2扣。 （3）当塔出口温度在210－230℃时可增加循环量。

（4）稍开新鲜气大阀，向合成系统送新鲜气，送气过程要平稳，不可太快。 （5）加新鲜气过程中，随时注意合成塔出口温度，通过调整蒸汽喷射器喷

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咀及汽包排污，维持出口温度在210-230℃，汽包液位维持在50%。

（6）一旦发现出口温度低于210℃，应停止加入新鲜气，改新鲜气放空，减

少循环量，调整喷咀重新升温后再加量。

（7）系统压力达到4.0MPa时，开吹除气保持入塔气成份的稳定，系统压力

继续慢慢上升，接近5.0MPa时，用吹除量调整系统压力不再增加。 （8）逐渐增大循环量，出现降温趋势时，停止加大循环量，新鲜气量要逐

渐增加，不可太快，直至出口温度回升。 （9）交替加量，间隙稳定，最后直至加满。 （10）分离器液位给定3 0％投自调。 （11）蒸汽压力达到指标后，并入管网。 （12）逐渐调整各指标，进入正常运行状态。 62.在什么情况下紧急停车？紧急停车步骤是什么？

答：（一）凡遇到下列情况均做紧急停车处理： （1）管道破裂，设备焊缝有裂纹，人孔泄漏。 （2）仪表根部管断，排污倒淋破裂。 （3）循环气压缩机跳车。

（4）仪表空气停，停电，汽包上水突然中断，液位降至低限。 （5）确认总硫超标太多。 （二）停车步骤： （1）电话通知调度。 （2）切断新鲜气。 （3）停循环气压缩机。

（4）分离器，膨胀槽液位至低限时关现场前切断阀。

（5）同时，打开吹除气卸压，当系统压力≤0.3MPa时，开N2切断阀，通入合格N2进行系统置换。

（6）分析CO＋H2 <0.5％后，系统用N2保压0.5MPa。 63.合成系统长期停车步骤：

答：（1）停送新鲜气，循环气压缩机照常运行，使循环气中的CO、CO2继续反应，其含量不断降低，直到系统中仅含氢和惰性气。

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（2）减少循环气量，降低系统压力，用喷射器保持床层温度降速控制在50℃/h以下。

（3）通N2吹扫系统，使氢含量低于1％。

（4）停止循环，使整个系统用N2维持正压0.5 MPa。 64．水压低报警如何处理？

（1）由于发生冻害造成水压低，首先通知班长联系调度和仪表人员处理。保证不跳车情况下，进行解冻，和恢复。

(2)系统水压低，联系调度及时提高系统水压。

(3)由于振动造成信号不稳定，及时联系仪表人员处理。 65.如何检查水冷器运行情况？

（1）每小时巡检听水冷器运行声音是否异常。

（2）每班次，将水冷器壳程放空开一次，查看是否有煤气泄漏。 （3）定期安排化验循环水质量是否含有甲醇。 （4）控制室人员注意合成塔压力变化是否异常。 66.甲醇合成与精馏的流程图上的物料代号有哪些？ 答： 代号 PG PL VT IG CW CWR DW FW BD BF 名 称 工艺气体 工艺液体 放空气体 惰性气体 循环水上水 循环水回水 脱盐水 新鲜水 排污 锅炉水 代号 NG IA LS MS HS SC MG ML HNC 氮气 仪表空气 低压蒸汽 中压蒸汽 高压蒸汽 蒸汽冷凝液 甲醇气体 甲醇液体 碱液 名 称 67.写出甲醇合成的调节阀的位号和作用？

答：LV5102 调节控制汽包液位，汽包液位与C5101A/B联锁；

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LV5103 调节控制甲醇分离器液位； LV5104 调节控制水洗塔液位； LV5105 调节控制甲醇膨胀槽液位； PV5104 调节控制汽包压力； PV5105 调节控制甲醇分离器压力； PV5107 调节控制甲醇膨胀槽压力； FV5104 调节控制甲醇分离器驰放气流量。 HV5101 手动控制合成系统的压力。 HV5103 新鲜气手动切断阀。 HV5104 循环气手动切断阀。 68.设备类型及代号：

答：C 压缩机、风机 L 起重机、运输机 E 换热器

W 称重设备 P 泵 M 其它机械（定型） R 反应器 X 其它设备（非定型） T塔 V 槽、罐 69.甲醇的质量标准

外观：无色透明液体； 沸程：64—66℃时馏出量为≥98%； 酸值：mgKOH/g≤0.05 出馏点：≥64℃ 70.设备位号： R 51 01 A 1 2 3 4

说明：1、设备类型代号；2、主项编号；3、同类设备中的设备顺序号；4、相同的设备尾号。

71.往复式压缩机与离心式压缩机相比，各有什么优缺点？

答：往复式压缩机对压缩气体介质要求比离心式压缩机要求低。单位打气量小、易损部件多，占地面积大，维修工作量大。

透平机适用于打气量大，压差小，气体质量好的场合，运动平稳，无脉动，效率高，维修少，无需备车。可采用的驱动方式多，设备投资比较大。

相对密度：0.791—0.793

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72.往复式压缩机实际压缩循环分哪几个过程？

答： 往复式压缩机实际压缩循环分为：吸气、压缩、排气、膨胀四个基本过程

73.循环气压缩机缓冲罐的作用是什么？ 答：①减少压缩过程中产生的气流脉动。

②改善气阀工作条件，延长气阀使用寿命。 ③降低噪音，改善工作条件。 74.循环气压缩机运动机构润滑流程简述？

答：运动机构曲轴、连杆、十字头采用稀油强制润滑。机身油池中的润滑油经油泵吸入并压出，送至油冷却器，经过滤后送至各运动部件，润滑后流回机身油池循环使用。 75.润滑油的作用主要有那些？

答：①控制摩擦，减少磨损。

②冷却降温，降低各运动部件的摩擦内能。 ③密封隔离。 ④阻尼振动。

76.压缩比的含义是什么？

答：我们所说的压缩比就是指压缩机排出气体压力与进气压力之比，所以也称压力比或压比。

压缩比越大，离心式压缩机所需的级数就越多，其功耗就越大。 77.循环油压力突然下降的原因有那些？

答：①油池内油位过低。

②油过滤器严重堵塞，压差过高。 ③油路堵塞。

④油泵的工作能力下降，或停止。 ⑤油泵的进出口阀门阀头脱落。 ⑥油泵的安全阀突然失灵。 ⑦油路发生大量泄漏。

⑧油冷却器内漏或冷却效果差。

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