中化泉州石化年处理7.1万吨硫化氢项目3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
中化泉州石化年处理7.1万吨硫化氢项目
创新性说明书
设计单位
厦门大学化学化工学院
设计团队
厦至南强
成员姓名
喻聪杨睿婕郭森鸿安珂廖泽凤
指导教师
郑艳梅汤培平黄加乐
2017年7月20日
中化泉州石化年处理7.1万吨硫化氢项目
创新性说明书
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目录
TOC\o1-3\h\z\u1原料方案创新 1
2清洁生产技术创新 1
2.1深度脱硫技术 1
2.2脱除硫的资源化利用技术 1
2.3碳排放减少 2
3反应技术及分离技术创新 2
3.1高效反应新工艺 2
3.2高效分离新工艺 2
3.3反应分离集成技术 3
4过程节能技术创新 3
4.1换热网络集成优化 3
5新型过程设备应用技术创新 4
5.1反应器结构创新 4
5.2分离设备结构创新 错误!未定义书签。
5.3输送设备结构创新 错误!未定义书签。
5.4换热设备结构创新 错误!未定义书签。
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1原料方案创新
本项目采用总厂含硫化氢废气为原料。对于总厂来说，建造硫化氢分厂，一方面可达到环保要求，减少环境污染，又创造了一定的经济收益，另一方面可以在一定程度上改善总厂的产品结构，提高抗击市场风险的能力。
当总厂硫化氢原料供给不足时，可由临近的泉港石化工业园区的福建联合石化公司提供硫化氢废气原料。或者当国际硫磺价格较低时，可用进口国外硫磺当作原料。从而达到稳定生产、控制成本的目的。
2清洁生产技术创新
2.1深度脱硫技术
克劳斯硫磺回收工艺中，传统克劳斯工艺反应器体积大，释放的反应热无法回收利用，且成产能力小，这种方法没有实现大规模的工业化。故我们选用具有回收热量、流程简单，适用范围广泛等特点的超级克劳斯工艺。
由于硫磺回收反应为可逆反应，受到化学平衡和操作条件的约束，即使采用三级甚至四级转化器，硫磺的实际回收率最大也只能达到98%左右，尾气中SO2的排放量不能达到环保标准要求。因此，在超级克劳斯工艺后面加上尾气处理工艺，不仅可以提高硫磺回收率，还可以净化尾气。
尾气处理技术采用既能保证总硫回收率达到环保要求，又能降低投资百分比及操作费用的还原吸收法的改进工艺SSR尾气处理工艺。
2.2脱除硫的资源化利用技术
由于硫磺价格较低，考虑到整体经济效益，本项目在尾气处理后面创新性的添加硫磺制酸工段，更大限度的提高硫的资源化利用程度。在综合考虑到转化率、能耗、环保等问题，选用接触法制硫酸。
2.3碳排放减少
本项目通过优化换热网络，利用已有热源，提高能效，进而通过减小能耗实现削CO2排放。
3反应技术及分离技术创新
3.1高效反应新工艺
在浓度低于98.3%的硫酸液面是水蒸气和少量硫酸蒸汽存在，在吸收含气体混合物的同时，气体是与水蒸气相互作用生成硫酸蒸汽。硫酸蒸汽生成后，气相硫酸蒸汽分压便大于酸液面上硫酸蒸汽压力，此时硫酸蒸汽会被硫酸吸收。由于水蒸气的作用，故气体中水蒸气含量就会减少，使气相中水蒸气分压比酸液面上的水蒸气分压低。因此，酸液中的水分不断向气体中蒸发。当水的蒸发速度大于硫酸蒸汽的吸收速度时，气相中硫酸含量便不断增多，直至超过其饱和含量于是产生硫酸蒸汽过饱和现象。如饱和度超过临界值，则硫酸蒸汽将会凝结成酸雾。硫酸浓度越低，淋洒酸温越高，则由于其中的水蒸气越多，生成的酸雾就越多。
本项目硫磺制酸工艺采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。既能保证当酸温升高到临界值时，水的蒸发速度不会大到使水蒸气和气相中三氧化硫全部结合成酸雾，终止吸收过程。，也不会使液面上同时存在硫酸蒸汽和三氧化硫蒸汽，造成三氧化硫吸收不完全，随尾气排出，与空气中大气混合形成酸雾的现象。
本项目采用的高温吸收工艺还可以避免吸收过程中酸雾的产生。高温吸收工艺是用提高表面温度的办法是塔底酸液面上的硫酸蒸汽压力与进塔气体中的硫酸蒸汽分压接近，从而是气体中的硫酸蒸汽能减慢的在酸液表面进行冷凝，避免在塔底因硫酸蒸汽过饱和度过大，产生冷凝而形成酸雾。
3.2高效分离新工艺
尾气处理工段中的再生工段来的MDEA贫胺溶液经泵升压后，从尾气吸收塔顶部进入，与冷却降温后的尾气逆流接触，MDEA溶液选择性的吸收尾气中的H2S气体。吸收了H2S的MDEA富液进入下游的再生工段。自尾气吸收塔塔顶出来的净化尾气，总硫含量达到环保要求，直接进入尾气焚烧炉。在高温燃烧过程中，净化后尾气中残留的硫化物燃烧生成SO2，H2燃烧生成H2O，烃类物质燃烧生成和CO2，焚烧后的高温烟气经热量回收后，烟气温度降低，由排气筒排入大气。
3.3反应分离集成技术
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