富丽达30万吨每年含硫废气资源化利用项目3-创新性说明.doc

富丽达30万吨/年含硫废气资源化利用项目

福州大学至诚学院Theone团队

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2017年“

2017年“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

创新性说明

创新性说明

张丹阳刘思琦程金星丛皓王亦寒福州大学至诚学院zc＿TheOne团队

张丹阳刘思琦程金星丛皓王亦寒

福州大学至诚学院zc＿TheOne团队

2017年“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

富丽达30万吨/年

含硫废气资源化利用项目

创新性说明

团队名称：zc_TheOne

指导老师：罗祖云、吕燕根、韩淑萃、邱挺

团队成员：张丹阳、程金星、丛皓、刘思琦、王亦寒

完成时间：2017年7月

目录

TOC\o1-3\h\u29634第一章原料方案及其体系创新 1

87651.1原料方案 1

203231.2产品结构方案创新 1

18907第二章清洁生产技术创新 3

45162.1碳分子筛催化剂的应用 3

76572.2三废资源化处理 3

293572.3碳排放的减少 4

23123第三章反应技术及分离技术创新 6

147193.1硫化氢提纯工艺 6

168543.2变压吸附（PSA） 6

16048第四章过程集成及节能技术创新 8

262044.1节能技术 8

69054.1.1蒸汽透平 8

210784.1.2低温甲醇洗循环吸附技术 9

238894.1.3中间再沸精馏 10

222964.1.4二级复叠制冷循环 11

204274.2过程集成方案 12

207454.2.1能量集成 12

294364.2.2水集成 13

9483第五章新型过程设备应用技术创新 14

277365.1新型塔板的运用 14

200865.2新型可连续空载磁力泵 14

201595.3换热器设备结构创新 15

11752第六章过程控制技术创新 20

134586.1复杂体系控制方案设计 20

101296.1.1AspenDynamics动态模拟 20

80136.1.2增加温度控制的动态模拟设计 23

217326.2SIS安全仪表系统的设计 25

PAGE2福州大学至诚学院Theone团队

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第一章原料方案及其体系创新

1.1原料方案

本项目是为富丽达集团控股有限公司粘胶纤维分厂新建一个30万吨含硫废气资源化利用项目，主要原料来自富丽达集团粘胶纤维分厂所排出的含硫废气。经过对原料方案的性能经济指标对比和总厂粘胶纤维目前生产能力，本项目采用含硫废气中的主要废气硫化氢作为主产品原料，既能充分利用总厂所排出的污染废气的硫化氢资源，又能为总厂带来客观的经济效益。

本工艺流程实现了硫化氢的资源化利用，增长了原厂生产的产业链，符合可持续发展战略，为国内化工行业开启了一条节能环保、高效创收的新方法途径。

1.2产品结构方案创新

本项目的产品结构为2200吨/年四氢噻吩，23.7万吨/年工业高纯度氮气，7.7万吨/年工业高纯度氧气。产品多样，可以根据市场波动调节产品结构，增强了抗风险能力。此外，在原料预处理中将CS2通过TA试剂分离出之后返回原厂继续作为粘胶纤维生产原料。及为原厂提供了原料，提高了经济效益。又减少了原厂相应的含硫废气排放。

本项目针对原厂废气源中硫化氢含量进行分析，并选择制作精细化工产品四氢噻吩。该产品国内市场广泛，附加值较高。可以更为有效的利用现有资源，放大经济效益，生产过程中利用变压吸附所制得的高纯度氮气与氧气，作为化工生产原料及工业用气。在工厂所在的杭州市临江工业园区，具有极大的市场需求。从而能满足经济利润，资源利用，节能环保最大化。

表1-1产品结构方案

产品名称

产量（万吨/年）

利用去向

四氢噻吩

0.22

去往各大城市天然气作为附臭剂，及下游厂家作为有机合成中间体

氮气

23.7

去往合成氨产业作为原料

氧气

7.7

去往化工产业，冶炼工业作为辅助原料气体

二硫化碳

0.18

返回总厂作为生产原料

本项目的产品结构多样，实现充分资源化；同时产品体系与总厂乃至园区集成，形成有效融合体系，即从粘胶纤维生产到下游精细产业链的一体化。

第二章清洁生产技术创新

2.1碳分子筛催化剂的应用

变压吸附反应选择具有沸石微孔结构的碳催化剂，主要成分为\t/item/_blank元素碳，外观为黑色柱状固体。因含有大量直径为4埃的微孔，该微孔对\t/item/_blank氧分