年脱除硫化氢3千吨及年产甲硫醇3千吨项目5-创新性说明.doc

年脱除硫化氢3千吨及年产甲硫醇3千吨项目

创新性说明

OMG团队

“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

年脱除硫化氢3千吨

及年产3千吨甲硫醇项目

创新性说明

设计单位

郑州大学化工与能源学院

设计团队

OMG团队

成员姓名

赵成浩杜承哲江重阳窦培原于熙

指导教师

白净高健侯翠红

2017年7月19日

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目录

TOC\o1-3\h\u46981.工艺方案创新 1

167231.1酸性废气脱硫剂的选择 1

23471.2甲醇的高附加值利用及多功能利用 2

165251.3甲硫醇存储工艺的改进 2

15581.4两级甲醇洗涤 3

269112.产品方案的创新 4

2583.新型催化剂的使用 6

88494.节能降耗技术创新 7

157904.1脱硫剂的贫富液换热 7

314074.2高品位热量的利用及其他节能措施 8

121784.3热集成 9

185385.过程设备的创新 10

96786.HAZOP分析 11

1.工艺方案创新

1.1酸性废气脱硫剂的选择

本项目以MDEA为脱硫剂进行脱硫，由于其具有硫容量大，对酸性气吸收选择性好的优点。该溶剂使用浓度可高达50%，大大地减少了循环量，同时在高气液比或高液液比下均可以较好地吸收。MDEA的再生解吸热又比其他醇胺类（例如一乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇等）小，从而降低了再生耗热。在降低了操作成本的同时通过加热解吸出高纯度的硫化氢用于后续工段。

MDEA溶液具有良好的稳定性，不易降解，对碳钢没有腐蚀性。其本身的蒸汽分压较低，挥发性也很小，在吸收过程中对非极性气体H2，N2的溶解度比较低。MDEA脱硫工艺在吸收硫化氢的的同时也会吸收一部分二氧化碳，由于MDEA是一种叔胺，二氧化碳只有与水生成碳酸氢盐后才与胺进行酸碱反应，方程式如下:

CO2+H2O+R2NCH3===R2NHCH4++HCO3—

另一方面因质子传递，硫化氢与MDEA进行的反应几乎是受气膜控制的瞬时化学反应，方程式如下:

H2S+R2NCH3===R2NHCH4++HS-

比较上述反应：二氧化碳和水需要缓慢的中间过程才能达到反应条件，因而与MDEA吸收H2S反应相比，速率上的巨大差别构成选择性吸收的基础，即MDEA在二氧化碳存在下对硫化氢吸收具有较高的选择性。况且主厂催化裂化装置产生的酸性废气中二氧化碳的含量很低，故可以在解吸后生产高纯度的硫化氢作为后续反应的反应物。

1.2甲醇的高附加值利用及多功能利用

本工艺将甲醇与硫化氢催化合成生成甲硫醇，将硫资源回收利用，进行高附加值利用（目前甲硫醇市场价格12000元/t）。与此同时利用甲醇进行硫化氢洗涤，以及甲硫醇、甲硫醚的洗涤，不仅实现了甲醇的高附加值利用，还实现了甲醇的多功能化利用，缓解了目前甲醇产能过剩的尴尬境地，对甲醇的市场调解起到一定积极的作用。

1.3甲硫醇存储工艺的改进

针对甲硫醇的特性和传统储存方法存在的呼吸损耗、污染环境、易发生火灾爆炸的缺点，本厂对储存工艺进行了改进，提出了密闭储存方法，从储存、装卸、温度控制、储罐设计、设备选型、防火防爆等方面引进了密闭储存新工艺。实现密闭操作后，可以减少甲硫醇在储存过程中的损耗以及对周围环境的污染。

图1-1密闭储存甲硫醇工艺流程示意

密闭储存工艺的特点：

（1）实现密闭操作后，甲硫醇损耗大大减少，95%的甲硫醇气体能回到储罐或油槽中，减轻了对周围环境的污染。

（2）设有氮封系统，有利于建立甲硫醇系统的压力平衡，以便顺利实现甲硫醇的装卸船（车）作业。同时，有利于安全操作，降低甲硫醇气体的排放量。

（3）采用制冷系统，可有效控制甲硫醇的储存温度（保证在0℃左右），满足汽车长距离运输的要求，减少了甲硫醇的挥发，使用户满意。

（4）采用储罐外循环制冷工艺，有利于冷却设施的维护、检修，保证了甲硫醇的储存质量。

1.4两级甲醇洗涤

在本项目的产品预分离工段，产品气中的甲硫醇和硫化氢是采用同一甲醇物流进行洗涤。新鲜的洗涤甲醇先用于洗涤排放物流，用以吸收残余气流中的硫化氢，使得排放至燃烧炉中的硫化氢燃烧后符合国家排放标准；而后带有硫化氢的甲醇吸收液再次洗涤残余气流，用以主要吸收甲硫醇和甲硫醚。

经过AspenPlus软件模拟，预先负载有硫化氢的洗涤甲醇对甲硫醇的吸收没有负作用，从而省去补加甲醇的用量，可以说二级洗涤实现了甲醇资源的合理利用以及节约利用。