金马能源焦炉煤气深度脱硫回收硫磺联产20万吨甲醇项目2- 初步设计说明书.doc

2017年第十一届

全国大学生化工设计竞赛

金马能源焦炉煤气深度脱硫回收硫磺联产

20万吨/年甲醇项目

河南大学Estrella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

焦炉煤气深度脱硫回收硫磺

联产20万吨/年甲醇项目

初步设计说明书

团队名称：河南大学Estrella团队

指导老师：郭泉辉、李庆华、李谦、陈威、杨浩

团队成员：向星、许晓坤、王宵、张正钦、彭琳珊

完成时间：2017年7月

目录

TOC\o1-3\h\z\u第1章 总论 1

项目概述 1

主办单位基本情况 1

项目背景 1

投资的目的、意义和必要性 2

编制依据 3

研究结论和主要技术经济指标 3

研究结论 3

主要技术经济指标 4

第2章 总图布置 6

总平面布置原则 6

总图设计采用的标准规范 6

总图布局 7

总图布置基本任务 7

工厂布置设计内容 7

工程布置基本原则 8

厂区结构 8

概述 8

生活和管理区 9

生产辅助区 9

生产区 10

储运区 11

布局说明 11

防护 11

总图主要技术经济指标 12

第3章 车间管道布置 13

设计参考标准 13

车间布置要求 14

系统车间布置 14

厂房的整体布置 14

厂房的平面布置 14

设备布置 16

管道布置 17

概述 17

设计依据 18

管道敷设原则 18

泵的管道布置 18

换热器的管道布置 19

塔的管道布置 19

管廊的管道布置 20

其他管道布置 20

管道设计 20

安全措施 21

第4章 产品方案及生产规模 21

概述 21

建设规模和依据 21

建设规模比选 22

产品质量及技术规格 23

第5章 工艺设计方案 24

项目概述 24

工艺流程的选择 25

脱硫工艺的选择 25

高温煤气脱硫剂的选择 27

常见的烟气脱硫工艺 30

硫磺回收工艺的选择 38

甲醇合成工艺的选择 40

项目总工艺路线的确定 42

工艺流程简述 46

深度脱硫工段 46

脱硫剂再生工段 47

克劳斯法回收硫磺工段 47

甲醇合成工段 48

变压吸附工段 49

甲醇精馏工段 49

基于ASPENPLUSTM的全流程模拟 50

概述 50

模拟目标 51

物性方法选择 51

全流程模拟图 51

深度脱硫工段的模拟 52

脱硫剂再生工段的模拟 53

克劳斯法回收硫磺工段的模拟 55

甲醇合成工段的模拟 56

变压吸附工段的模拟 57

甲醇精馏工段的模拟 59

重要塔设备的模拟结果 60

产品结果 61

流程优化 62

预精馏塔的优化 62

高压塔的优化 64

低压塔的优化 66

三塔三效精馏 67

第6章 物料衡算与能量衡算 69

概述 69

物料衡算 69

物料衡算的基本原则 69

物料衡算任务 70

系统物料衡算 70

能量衡算 70

基本原理 70

能量衡算任务 71

能量衡算任务 71

第7章 设备选型与典型设备设计 71

设计标准与依据 71

总述 72

过程设备的类别 72

过程设备设计的要求 73

过程设备设计与选型的主要内容 73

塔设备设计 73

塔设备设计基本要求 73

厂区各塔类型的选择 74

板式塔的具体选择 75

预精馏塔的设计与校核 76

高压塔强度校核 81

低压塔设计 85

反应器设计 89

脱硫反应器选型 89

换热器设计 99

概述 99

换热器选型 99

换热器设计 100

储罐设计 105

氢气储罐 105

泵选型 106

P01泵的选型 106

其他泵的选型 109

压缩机选型 109

压缩机概述 109

压缩机的选型 110

C01选型计算过程 110

压缩机的选型结果 110

其他泵的选型 111

第8章 自动控制及仪表 111

概述 111

控制系统的选择 111

总线系统 112

控制方案的选择 112

通讯网络 113