石油化工园区含硫废气综合治理及资源化项目4-创新性说明书.docx

2017“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

宁波经济技术开发区—石油化工园区

含硫废气综合治理及资源化项目

创新性说明书

上海电力学院

一碗炸酱面-SPN团队

成员：王思宇杜舒华陈永泰郭波魏小琴

指导老师：朱晟郭文瑶辛志玲徐群杰

宁波经济技术开发区—石油化工园区含硫废气综合治理及资源化项目—创新性说明书

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目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章资源化利用技术创新 1

1.1原料资源化创新 1

1.2产品结构方案创新 1

1.3生产过程资源化创新 2

第二章深度脱硫技术创新 4

2.1火电厂烟气深度脱硫技术创新 4

2.2炼厂酸性废气深度脱硫技术创新 4

2.3深度脱硫吸收剂创新 5

第三章反应和分离技术创新 6

3.1反应技术创新 6

3.2分离技术创新 6

3.3反应—分离集成技术创新 8

第四章过程节能技术创新 10

4.1双效精馏技术 10

4.2热泵精馏技术 11

4.3换热网络集成技术 11

第五章新型过程设备应用技术创新 13

5.1卧式水冷反应器 13

5.2高性能浮阀塔盘 14

5.3锥形双螺杆压缩机 16

5.4管壳式换热器强化传热与自清洁技术 17

第六章环境保护创新 19

第七章控制创新 21

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第一章资源化利用技术创新

1.1原料资源化创新

本项目为宁波经济技术开发区—石油化工园区含硫废气综合治理及资源化项目，主要原料为园区内的火电厂排放的含二氧化硫烟气和炼化厂排放的含硫化氢酸性废气，可同时处理多种不同的含硫气源，实现园区含硫废气的综合治理。宁波经济技术开发区石油化工区，建有镇海电厂、北仑电厂等大型火力发电厂，其中镇海电厂总装机容量1050MW，北仑电厂总装机容量5000MW，每年产生大量含二氧化硫烟气；同时建有镇海炼化、埃索中油等大型石化公司，其中，镇海炼化拥有2300万吨/年原油加工能力，100万吨/年乙烯生产能力和200万吨/年的芳烃生产能力，每年产生大量含硫化氢酸性废气。由于各大企业自身就建有废气脱硫装置，因而折合每年含二氧化硫烟气排放量约80万吨，含硫化氢酸性废气排放量约0.72万吨，完全可以满足本项目的原料需求。

通过本项目的建设，实现了对整个地区的生态环境保护，加速了我国含硫废气资源化利用的升级与转型，符合可持续发展战略，从原料来源做到真正意义上的资源化。

表1.1主要原材料、辅助材料和燃料来源表

项目

名称

数量

来源

运输方式

备注

原料

二氧化硫

4.54×108Nm3/a

火电厂烟道气

管道

自镇海电厂、北仑电厂

硫化氢

4.68×106Nm3/a

炼厂酸性废气

管道

自镇海炼化、埃索中油

辅助材料

MDEA

2.4t/a

外购

汽运

自南京复优化工贸易有限公司

氢气

3.20×107Nm3/a

园区内厂家提供

管道

自林德气体(宁波)有限公司

甲醇

15708.32t/a

园区内厂家提供

汽运

宁波市镇海鸿鑫化工有限公司

燃料

干气

1.23×106Nm3/a

总厂提供

管道

-

1.2产品结构方案创新

本项目产品结构为主产2.2万吨甲硫醇/年，副产234.4吨二甲醚/年和349.2吨甲硫醚/年，产品结构的多元化有利于我们在应对市场情况的变化时及时作出调整，降低市场风险。此外，园区内包括镇海科瑞生物工程有限公司、希杰海德(宁波)生物科技有限公司和宁波海德氨基酸工业有限公司等蛋氨酸制造企业以及宁波中化化学品有限公司和宁波三江益农化学有限公司等农药生产企业，需要大量甲硫醇主产品作为原料，二甲醚和甲硫醚副产品也均可销售至园区内相关企业。因此，本项目产品均可直接出售至园区下游产业，实现就地消费。本项目原料资源化及产品特色集成方案如图1.1所示。

图1.1本项目园区系统集成图

1.3生产过程资源化创新

在工艺选择上，我们注重生产过程资源化，力求原料的最大利用率，充分利用含硫废气本身的成分进行工业化应用。在工艺流程模拟中，我们采用了“六大循环”(如图1.2所示)，将三股吸收剂、硫化氢、甲醇、和甲醇—甲硫醚恒沸物进行回收循环利用，物料循环利用能大大提高过程的连续性，减少开停车次数和操作费用，增强生产能力。同时通过工艺路线优化，得到了物料的最大利用率。项目产生的碳排放可送往总厂碳捕集装置，减少了温室气体的排放。各主要循环物料硫化氢、甲醇、MDEA的质量损失率都在0.1%以下，做到了生产过程资源化。

图1.2AspenPlus全流程模拟

第二章深度脱硫技术创新

2.1火电厂烟气深度脱硫技术创新