天津石化废气脱硫装置项目0-摘要.doc
中北大学天津石化1×104Nm3/h废气脱硫装置项目·摘要
知行NUC队
知行NUC队中北大学团队成员：亓天夏智文刘东李林洪张娇娇指导老师：李同川程原王艳红马忠平杨朝明摘要废气脱硫装置项目天津石化
知行NUC队
中北大学
团队成员：亓天夏智文刘东李林洪张娇娇
指导老师：李同川程原王艳红马忠平杨朝明
摘要
废气脱硫装置项目
天津石化1.0×104Nm3/h
2017“东华科技—陕鼓杯”第十一届全国大学生化工设计竞赛
知行NUC队
PAGE7
中北大学天津石化1×104m3/h废气脱硫装置项目·摘要
知行NUC队PAGE1
1.项目简介
天津石化位于天津市滨海新区，东临渤海油田，南靠大港油田，炼油能力可达1550万吨/年，每月进口高硫原油100万吨，因而产生了大量的含硫废气，对环境造成了严重的污染。
本设计的目标是为天津石化设计一座1.4×104/h废气脱硫装置，采用超级克劳斯+SSR工艺，酸性气燃烧工段采用富氧技术，其SO2浓度为6.36mg/m3，小于35mg/m3，达到了深度脱硫的标准，硫磺产量为8.5万吨/年。
2.工艺介绍
2.1原料及产品规格
2.1.1废气组成
表2-1含硫废气组成一览表
质量分数/%
H2S
COS
NH3
CH4
H2O
CO2
酸性水汽提装置
89.4
-
1.7
-
7.1
1.8
溶剂再生装置
82.1
0.78
-
0.31
13
3.6
2.1.2产品规格
主要产品:
状态
液体硫磺
纯度 w%
?99.9
硫化氢含量 ppmwt
≤10
铁 w%
≤0.003
灰份 w%
≤0.03
有机物 w%
≤0.03
水 w%
≤0.1
酸度(H2SO4) w%
≤0.003
砷 w%
≤0.001
机械杂质
无
颜色（固体）
亮黄色
副产品：
中压蒸汽：4.4MPa;低压蒸汽:1.2MPa。
2.2工艺介绍
本项目分为硫磺回收和尾气处理两个车间，酸性气燃烧工段、克劳斯反应工段、尾气处理工段和液硫脱气四个工段，工艺流程图如下。
图2-1工艺流程图
3.设备与控制
3.1设备选型
我们对本工艺的的非标设备燃烧炉、塔、反应器和废热锅炉进行设计。本项目对反应器进行自主设计，选择性氧化反应器是固定床列管式反应器，符合本工艺反应的特点和要求，设计合理详细。另外对泵、压缩机和储罐等设备也进行设备选型。
3.2控制系统
我们设计的控制系统主要由DCS集散型控制系统组成，主要用信息反馈来控制泄压阀的开启、加热蒸汽流量、冷却水回水量、各种旁路与阀门流量。以及显示各压力容器和管路的压力、温度、液位。
4.节能减耗
4.1热集成能量回用
本项目工艺中需要加热或冷却的物流很多，公用工程需求量巨大。作为能量消耗较多的化工产业，能量的回收利用十分关键，会直接影响到企业的经济效益。我们利用AspenEnergyAnalyzerV8.6对工艺过程进行了换热网络的优化设计，已达到回收能量节能降耗的目的。总组合曲线图如下所示。
4.2热泵精馏技术
热泵精馏技术充分利用了温差小、跨夹点传热的精馏塔，通过改变蒸汽温位使原本不能换热的流股有换热的可能，从而提高了可回收能量的比率，实现了较大程度的节能。
表4-1普通精馏与热泵精馏能耗对比
项目
冷凝器负荷（kW）
再沸器负荷（kW）
普通精馏
1674.14
1982.69
热泵精馏
51.90
0
电热能转化：1224.16
总节能效果
65.10%
图4-1普通精馏与热泵精馏能耗比
5.清洁生产
本项目废气处理得到液体硫磺，生产过程过程中三废少，处理便捷。排放的SO2量达到深度脱硫标准，废渣主要为催化剂，循环利用后可将其送往厂家回收。工业垃圾和生活垃圾委托环卫部门及时清运、作卫生填埋等无害化处置。并且，选用低噪音设备，做好隔声、消声、吸声措施。另外，在厂区进行绿化，改善生态平衡。采用HAZOP危险性和可操作分析，快速有效识别危险，并提出相应措施。
6.厂区选址与布局
6.1厂区选址
项目选址在中国南港工业园区。目前，园区正按照“一区多园”的模式和循环经济的发展理念，建设完善的基础化工、精细化工、橡塑加工各功能区和食品园，进一步加强园区绿化景观建设。本项目所在厂址交通便利，便于物品运输。
6.2厂区布置
厂区长170m，宽235m，总占地面积39950m2,主要包括辅助生产区、生产区、储罐区和厂前区。厂区非生产储运区均设有绿