年产3万吨黄磷脱硫工艺设计项目7.创新点概述.docVIP

创新点概述上海赛科100万吨/年对二甲苯清洁生产项目

创新点概述

上海赛科100万吨/年对二甲苯清洁生产项目

留来硫去队

2017年“陕鼓杯”

第十三届化工设计大赛

年产3万吨黄磷工厂尾气处理

及资源化利用项目

创新点概述

参赛学校：武汉工程大学

参赛队伍：留来硫去

参赛队员：罗凡姣王默朱文秀李沛然周洪山

指导老师：金放杨犁张林锋喻发全

目录TOC\o1-3\h\u

19981目录 3

5172第一章工艺路线的改进和创新 1

228811.1碱洗塔工艺设计 1

258881.2MDEA湿法吸收脱硫设计 2

2429第二章换热网路的优化 3

31051第三章反应器设计 5

143703.1催化剂介绍 5

157583.2优势介绍 5

148513.3反应器选型 6

1907第四章危险性分析与可操作性研究 7

1769第五章环境评价 7

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第一章工艺路线的改进和创新

1.1碱洗塔工艺设计

石灰石—石膏湿法尾气脱硫工艺是目前世界上治理工业尾气脱硫工艺中应用最广泛的一种脱硫技术。目前，其工艺技术完善、运行稳定、脱硫效率高、单塔出力大，脱硫剂—石灰石地理分布广，价格低廉，特别适合工业规模的应用。石灰石—石膏湿法尾气脱硫工艺流程图如图1-1所示。

从锅炉引风机后烟道引出的尾气，通过增压风机升压，换热器（GGH）降温后，进入吸收塔，在吸收塔内与雾状石灰石浆液逆流接触，将尾气脱硫净化，再进入净烟道送入下一工段。脱硫剂石灰石粉则由磨石粉厂破碎磨细成粉状，通过制浆系统制成一定浓度的石灰石浆液，运行时根据FGD处理的尾气量和H2S的浓度，由循环泵不断地把新鲜浆液补充到吸收塔内。当塔内石膏浆液达到一定浓度后由外排泵排出，经一级旋流、二级真空皮带脱水后，得到含水率低于10%的石膏，装车外运。由于湿法脱硫的特点，有多种因素影响到吸收洗涤塔的长期可靠运行。

图1-1碱洗工段流程示意图

1.2MDEA湿法吸收脱硫设计

图1-2湿法吸收流程图

醇胺法工艺的基本流程主要有吸收、闪蒸、换热和再生四部分组成。

含酸性组分的天然气经入口分离器除去液固杂质后进入吸收塔底部，由下而上与醇胺溶液逆流接触，脱出其中的酸性组分。达到要求的净化器离开吸收塔顶部，井出口分离器除去携带的醇胺液滴后出装置。

吸收了酸气的醇胺溶液（通常称为富液）由吸收塔底部流出后降至一定压力进入闪蒸罐，是富液中溶解和夹带的烃类闪蒸出来，闪蒸汽可用作装置的燃料气。闪蒸后的富液经过滤器进入贫/富液换热器，与已完成再生的热醇胺（简称贫液）换热而被加热，然后进入在低压下操作的再生塔顶部。

在再生塔中富液首先在塔顶闪蒸处部分酸性组分，然后自上而下流动与在重沸器中加热气化的气体（主要为水蒸气）接粗，将溶液中其余的酸性组分进一步汽提出来。因此，出再生塔的溶液为贫液，只含有少量未汽提出的残余酸性气体。离开重沸器的热贫液经贫/富液换热器回收热量后，再经过溶液冷却器的进一步冷却至冷却至适当温度，然后由溶液循环泵送至吸收塔顶部，完成溶液循环。

离开再生塔顶部的酸性组分和水蒸气进入冷却器，以冷凝分出大部分水蒸气，冷凝液作为回流返回再生塔顶部，以回收被酸性气流带出的醇胺蒸汽，酸气送至硫磺回收装置或其他气体处理设施进一步处理。

第二章换热网路的优化

运用夹点技术结合AspenEnergyAnalyzer软件进行相关设计，取得了良好的结果，总费用降低了59.96%。冷热工程消耗量分别降低了41.06%、40.03%，实现了降低能耗的目标。

图2-1反应工段换热网络

（1）车间一，能量的充分利用主要体现在用反应出的物流预热原料上。利用出口物流的高温去预热、蒸发、过热原料，有效的节省了能量的消耗，降低了生产成本。

（2）出口物流分流，预热水蒸汽。这样可以避免反应出口物流流量过大而导致换热器面积过大或者需要多个换热器并联等。

（3）物流交错换热，可以避免穿越夹点的能量交换，同时也可以减少一次的换热量，减少由于换热量以及物流流量过大而引起的换热面积过大。

（4）其他物流就直接用公用工程处理。这样可以减少换热器个数，降低设备投资。

换热车间一按照换热网络设计方案修改得到的部分热集成图如图2-2所示，图中绿色线框为实现工艺物流换热的换热器，Aspenplus模拟结果显示完全可以实现。

图2-2反应工段换热网络

进行冷热流股匹配后，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表2-1所示。通过集成优化