1.44亿立方米炼厂气深度脱硫联产7000吨甲硫醇项目1-1 中文摘要.docVIP

2017年“东华科技-陕鼓杯”

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第十一届全国大学生化工设计竞赛

镇海炼化1.44亿立方米/年炼厂气深度脱硫联产7000吨/年甲硫醇项目中文摘要

三峡大学热血无赖队

中石化镇海炼化分公司1.44亿立方米/年炼厂气深度脱硫联产7000吨/年甲硫醇项目中文摘要设计团队：三峡大学热血无赖队

中石化镇海炼化分公司

1.44亿立方米/年炼厂气深度脱硫联产7000吨/年甲硫醇项目

中文摘要

设计团队：三峡大学热血无赖队

团队成员：孙佳静蹇湘鄂王慧敏付晨朱权

指导老师：罗华军范於菟周海峰罗来明

1.44亿立方米/年炼厂气深度脱硫

联产7000吨/年甲硫醇项目

中文摘要

设计团队：三峡大学热血无赖队

团队成员：孙佳静蹇湘鄂王慧敏付晨朱权

指导老师：罗华军范於菟周海峰罗来明

2017年7月

三峡大学热血无赖队PAGE2

摘要

项目简介

本项目是为中石化镇海炼化设计一套炼厂气深度脱硫并予以资源化利用的分厂。要求先利用总厂提供的炼厂气，经过预处理后用MDEA溶液选择性吸收脱硫，解吸后经处理得到的硫化氢与外购的甲醇反应制取产品甲硫醇，并考虑MDEA贫液循环组份的综合利用。本项目采取可行的工艺方案达到更高的脱硫效率及更优的硫化氢利用效果，尽可能减少系统对环境的不利影响，并对排出的污染物提出合理的治理方案。本设计拟建1.44亿立方米/年炼厂气深度脱硫联产7000吨/年甲硫醇项目，建于浙江省宁波石化经济技术开发园区。

产品简介

甲硫醇又名硫氢甲烷、甲烷硫醇，是一种重要的有机中间体，在合成材料、饲料、农药和医药等方面具有广泛的应用。由甲硫醇和丙烯醛反应合成的蛋氨酸在饲料工业、医药工业、保健业及食品业有广泛的用途。在农药方面，甲硫醇用作生产丙虫磷的中间体，也可用于生产除草剂西草净和杀虫剂灭多威等。除此以外，甲硫醇还可用作合成防紫外线辐射剂的中间体，用作橡胶工业中的硫化剂以及煤气、天然气、石油液化气使用中的除臭剂。据机构预测，未来几年全球蛋氨酸需求将保持6%的增速，到2018年，全球需求将达到130万吨。因此，生产甲硫醇具有良好的发展前景，为高附加值产品。

工艺设计

本项目经过产品选择和工艺方案论证，选用MDEA选择性脱除炼厂气中硫化氢并生产甲硫醇。工艺流程可分为如下两个工段：

3.1炼厂气深度脱硫工段

图3-1炼厂气深度脱硫工段AspenPlus模拟

本项目将超重力技术运用到MDEA脱硫工艺中。来自总厂的炼厂气，主要含有氮气、二氧化碳、硫化氢、甲烷及乙烯，经预处理后由底部气体入口进入一级吸收塔，来自罐区处理后的MDEA吸收剂由顶部的液体入口进入一级吸收塔中。炼厂气与MDEA吸收剂错流接触，最后经一级吸收脱硫处理的炼厂气由顶部气体出口进入二级吸收塔，深度脱硫后硫化氢含量0.03mg/m3。

MDEA富液由底部液体出口送入换热器，经预热后，进入解吸塔，解吸得到的硫化氢气体从塔顶进入下一车间反应，塔底MDEA贫液进入混合器再回收循环使用。

3.2甲硫醇反应与分离精制工段

图3-2甲硫醇制备与分离精制AspenPlus模拟

由深度脱硫工段得到的硫化氢混合气进入二氧化碳膜分离装置，分离出的大量二氧化碳进行提纯处理后作为副产品。提纯后的硫化氢混合气与甲醇溶液经换热器预热后进入甲硫醇反应器，合成甲硫醇。产物经三级冷凝后，进入闪蒸罐，在塔顶分离含有大量氮气的混合气。甲硫醇混合液经冷凝器冷凝后进入二级闪蒸罐，闪蒸出未除尽的二氧化碳、少量乙烯和甲烷。提纯的甲硫醇液体经换热器预热后，进入甲硫醇精馏塔，由塔顶得到纯度为98.0%的甲硫醇，作为产品送至储运区冷冻储存。塔底废水将其回收送入污水处理系统。

节能设计

4.1热泵精馏

在产品甲硫醇的精制工艺中用热泵精馏取代常规精馏，实现节能降耗，具体流程图如下所示：

图4-1闭式热泵精馏流程图

4.2换热网络设计

通过用AspenEnergyAnalyzer软件，然后根据夹点设计法，结合本厂设备布置的实际情况，在满足设计目标公用工程和设备费用最小的情况下，设计出最优的冷热流股匹配方案，最终得到了如图4-3所示的热集成方案。

图4-2优化前换热网络图

图4-3优化后换热网络图（加热泵）

进行热集成后，全流程公用工程耗量下降明显，达到了较好的节能效果，热集成前后冷热公用工程对比情况如下表所示。

表4-1热集成前后冷热公用工程对比

项目

冷公用工程（KW）

热公用工程（KW）

换热单元数

总换热面积（m2）

总费用

（cost/s）

优化前

0.556

0.643

7

74.58

2.994e-3

优化后

（加热泵）

0.547

0

10

120

7.422