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2017年“东华科技-陕鼓杯”第十一届全国大学生化工设计竞赛

云天化合成氨装置废气深度脱硫资源化利用项目

项目摘要

团队名称：碣石观沧海团队

团队成员：叶阳曾伟邵青楠崔怡洲王奥诚

指导老师：黄星亮邓春孟祥海杜巍徐建

2017年8月

云天化合成氨装置废气深度脱硫资源化利用项目

目录

一、项目简介1

二、原料与产品介绍2

三、工艺介绍3

四、工艺与节能创新5

五、换热网络7

六、设备设计8

七、自动控制11

八、厂址选择与车间布置12

九、清洁生产14

十、安全生产15

十一、经济分析16

十二、项目总结17

碣石观沧海团队

云天化合成氨装置废气深度脱硫资源化利用项目

本项目针对位于云南省的云天化集团天安化工50万吨/年合成氨装置含硫化

氢废气进行深度脱硫及资源化利用，项目避开了传统硫化氢回收制硫磺、硫酸等

产品附加值低、投资大的工艺，采用硫化氢-甲醇法生产附加值高、市场需求增长

迅速的甲硫醇与二甲硫醚，同时充分利用废气中的二氧化碳资源，生产食品级二

氧化碳，减少了碳排放的同时也增加了经济效益。

项目秉持环境友好的理念，将未反应利用的微量硫化氢通过赤泥粗脱硫以及

氧化锌精脱硫固定，实现了硫化物的超低排放，体现了本项目对污染减排及环境

保护的重视。本团队在工艺设计中，兼顾安全、环保与效益，思路明确，亮点突

出，主要体现在如下几个方面：

（1）以合成氨装置含硫化氢、二氧化碳废气为原料，通过MDEA-SF（N-甲

基二乙醇胺-环丁砜）选择性吸收工艺分离，生产高附加值的甲硫醇、二甲硫醚和

食品级二氧化碳；

（2）采用制铝废渣赤泥粗脱硫，以废治废，再经氧化锌精脱硫后实现了废气

中硫化物的近零排放；

（3）工艺流程实现了MDEA-SF、HS、CHOH三种物料的循环，提高了原

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子利用率，并采用萃取精馏、双效精馏、反应气二级冷凝与汽提塔双股进料等节

能技术降低能耗；

（4）项目设计了列管式固定床反应器以充分控温与取热，填料塔耦合文氏棒

吸收段以提高脱硫效率，采用了新型塔板以提高操作弹性，新型板翅式空冷器、

高通量再沸器强化传热，新型耐腐蚀屏蔽泵节能降噪；

（5）项目设置了GPS+RFID无线监测系统、分级报警系统、备用预防管道、

自动停车系统，采用了耐硫化氢腐蚀钢材、新型捕消剂及捕消器等措施，确保生

产过程安全可靠。

碣石观沧海团队1/17

项目摘要

原料简介

云南天安化工合成氨装置采用硫含量在3～4wt%的高硫煤作为原料，其产

生的酸性废气来自于两部分：（1）低温甲醇洗单元含HS废气，该气体温度

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32.0℃，压力2.2atm，流量为2432.67mh，其中硫化氢摩尔分数为35.14%，

羰基硫摩尔分数为0.14%；（2）变换闪蒸气，该气体温度40.0℃，压力2.2atm，

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流量为215.28mh，其中硫化氢摩尔分数为1.00%。两部分废气的组成见表2