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云南石化120萬(wàn)Nm3/h催化裂化煙氣脫硫項(xiàng)目2017“東華科技陜鼓杯”第十一屆全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽云南石化120萬(wàn)Nm3/h催化裂化煙氣脫硫項(xiàng)目創(chuàng)新說(shuō)明書(shū)團(tuán)隊(duì)名稱： 蘭州理工大學(xué)鴻成團(tuán)隊(duì) 指導(dǎo)老師： 王東亮、朱照琪、張棟強(qiáng)、李寧、楊勇 團(tuán)隊(duì)成員： 史嘉楨、史娟利、張俊彥、朱文祥、羅正剛完成時(shí)間： 2017年8月 目錄第一章 Labsorb工藝創(chuàng)新31.1深度脫硫技術(shù)31.2碳排放減少41.3解吸需要的能量最小41.4二級(jí)閃蒸高效分離水和SO251.5反應(yīng)分離集成技術(shù)5第二章 SRS工藝的創(chuàng)新22.1高效的反應(yīng)技術(shù)22.2資源化利用技術(shù)42.3分離技術(shù)4第三章 換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化創(chuàng)新6第四章 工藝間的聯(lián)用7第五章 總結(jié)7第一章 Labsorb工藝創(chuàng)新圖1-1 SO2富集工藝流程來(lái)自總廠催化裂化裝置的煙氣經(jīng)吸收塔T0101與吸收劑充分接觸吸收SO2形成吸收液，已達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的其他氣體經(jīng)吸收塔塔頂排出，吸收塔塔低排出富吸收液；吸收塔釜回流泵P0102輸送富吸收液與來(lái)自蒸氣發(fā)生器的水蒸氣經(jīng)解析塔T0102解吸出含有大部分SO2和H2O的氣體混合物，同時(shí)產(chǎn)生含有少量SO2的解吸液；解吸液經(jīng)一級(jí)閃蒸罐V0101近一步解吸出SO2和H2O的氣體混合物，同時(shí)產(chǎn)生貧吸收液；貧吸收液馳放少量后與新鮮吸收劑混合經(jīng)循環(huán)泵P0103輸送至吸收塔，一級(jí)閃蒸罐V0101近一步解吸出的氣體混合物經(jīng)二級(jí)閃蒸罐V0102得到含量較多的SO2水汽；再將解析塔解吸的氣體混合物與二級(jí)閃蒸罐得到的氣體混合物混合并送入SRS工段。1.1深度脫硫技術(shù) 表1.1-1指標(biāo)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)吸收塔的吸收率98.2富集工段總解析率85.2富集SO2工段的總脫硫率83.21.2碳排放減少表1.2-1 催化裂化煙氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)成分massSO20.67CO214.61H2O9.87N269.34O25.51我們團(tuán)隊(duì)在表1.2-1所示的組分下進(jìn)行Aspen模擬，模擬結(jié)果如表1.2-2所示 表1.2-2 對(duì)CO2的選擇性指標(biāo)亞硫酸鈉工藝Labsorb工藝對(duì)CO2的吸收質(zhì)量百分?jǐn)?shù)74.40.001由上表可見(jiàn)，Labsorb工藝基本上不吸收CO2，給下一工段輸送少量的CO2，因此，SRS尾氣中的尾氣碳排放減少。1.3解吸需要的能量最小 表1.3-1富集SO2的耗能情況檸檬酸工藝亞硫酸鈉工藝Labsorb工藝解吸1t的SO2所需蒸氣量（t）20786可見(jiàn)，labsorb工藝在解吸時(shí)需要最少量的蒸氣。1.4二級(jí)閃蒸高效分離水和SO2表1.3-2 解吸SO2的效率指標(biāo)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)兩級(jí)閃蒸的解率74.4解析塔的解吸率10.3富集工段總解析率85.21.5反應(yīng)分離集成技術(shù)反應(yīng)分離集成技術(shù)體現(xiàn)在Labsorb工藝吸收過(guò)程屬于化學(xué)吸收，本項(xiàng)目吸收塔采用三塔并聯(lián)的方式，吸收塔中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而將催化裂化煙氣中的SO2分離出來(lái)。吸收： 解析：第二章 SRS工藝的創(chuàng)新2.1高效的反應(yīng)技術(shù)研究思路：圖2.1-1 方法比較處理酸性氣的超級(jí)克勞斯尾氣難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，處理煙氣的EDV法投資較高，屬于拋棄法，我們團(tuán)隊(duì)繼承先輩們的研究結(jié)果合理的提出合并處理酸性氣和煙氣的SRS工藝。超級(jí)克勞斯工藝：圖2.1-2 超級(jí)克勞斯流程簡(jiǎn)圖含有H2S的酸性氣經(jīng)燃燒爐與空氣混合發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)產(chǎn)生硫磺蒸氣，過(guò)程氣經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量、冷凝器進(jìn)一步取熱析出液態(tài)硫磺，被冷凝的過(guò)程氣通過(guò)一級(jí)和二級(jí)轉(zhuǎn)化器反應(yīng)和冷凝器冷凝產(chǎn)生液態(tài)硫磺，選擇性氧化器將上級(jí)轉(zhuǎn)化器的過(guò)程氣氧化為單質(zhì)硫，單質(zhì)硫通入硫磺罐收集，同時(shí)產(chǎn)生的尾氣通入尾氣處理裝置。SRS工藝流程：圖2.1-3 SRS工藝流程SRS工藝是在超級(jí)克勞斯的基礎(chǔ)上除去了熱反應(yīng)工段，保留了催化反應(yīng)階段；含SO2的酸性氣和含H2S的酸性氣均經(jīng)富集工段后通入催化反應(yīng)器反應(yīng)。SRS尾氣經(jīng)吸收劑吸收后達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，排入大氣。表2.1-1 硫回收工藝比較超級(jí)克勞斯克勞斯+SCOTSRS總硫回收率%9999.5排放濃度mg/Nm3150-250100-200相對(duì)投資120-150180-240100運(yùn)行費(fèi)用較低較高較低工藝特點(diǎn)流程簡(jiǎn)單操作簡(jiǎn)單投資適中流程復(fù)雜操作復(fù)雜投資高流程簡(jiǎn)單操作簡(jiǎn)單投資低克勞斯+SCOT工藝與超級(jí)克勞斯工藝的設(shè)計(jì)目標(biāo)都是提高總硫回收率和降低尾氣的排放濃度，但是，隨著總硫回收率的提高和尾氣排放濃度的降低，勢(shì)必使硫回收的流程越復(fù)雜、投資越高。SRS工藝不僅對(duì)分別含SO2和H2S的酸性氣進(jìn)行富集，提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，還減少了焚燒爐，大大減少了硫回收過(guò)程的能耗。2.2資源化利用技術(shù)圖2.2-1 SRS優(yōu)勢(shì) SRS工藝不僅處理了酸性氣體中的H2S，還處理了煙氣中的SO2氣體，最終通過(guò)催化反應(yīng)制得硫磺，使得硫資源綜合利用，環(huán)保友好。2.3分離技術(shù)圖2.3-1 分離技術(shù)來(lái)自SO2富集工段的物料經(jīng)壓縮機(jī)將壓力上升至0.142MPa后，經(jīng)換熱器E0201升溫至240， 再與來(lái)自雙脫裝置的H2S混合進(jìn)入催化反應(yīng)器R0201，來(lái)自R0201的過(guò)程氣經(jīng)冷凝器E0205和E0206冷卻至150后送入閃蒸罐V0203回收硫磺，閃蒸罐產(chǎn)生的過(guò)程氣再經(jīng)E0207降溫后經(jīng)閃蒸罐V0204分離出過(guò)程氣中的水蒸氣，閃蒸后的過(guò)程氣再經(jīng)加熱器E0208預(yù)熱至240后順次在二、三級(jí)克勞斯反應(yīng)器中發(fā)生催化反應(yīng)，過(guò)程氣分別在二、三級(jí)反應(yīng)器出口冷卻到125進(jìn)行閃蒸分離出硫磺；含有一定H2S的克勞斯尾氣在條件0.125MPa，57下經(jīng)閃蒸罐0206分離出水后送至雙脫裝置。每級(jí)催化反應(yīng)器后分別添加兩級(jí)閃蒸罐，一級(jí)閃蒸罐實(shí)現(xiàn)了液硫的回收，二級(jí)閃蒸罐實(shí)現(xiàn)了催化反應(yīng)產(chǎn)物水的馳放，提高了其他催化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，同時(shí)也使催化反應(yīng)器的體積變小，減少項(xiàng)目的設(shè)備投資。第三章 換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化創(chuàng)新總流程：圖3-1 工藝流程總圖帶有中間換熱器的流程：圖3-2 SO2富集工段整個(gè)流程中設(shè)置了三個(gè)中間換熱器，合理的利用了催化反應(yīng)放出的熱量，合理的利用了貧吸收劑的預(yù)熱，進(jìn)而減少了公用工程的消耗，減少動(dòng)力消耗費(fèi)用。3741萬(wàn)元優(yōu)化后操作費(fèi)優(yōu)化前操作費(fèi)節(jié)省28%2696萬(wàn)元圖3-3 優(yōu)化結(jié)果第四章 工藝間的聯(lián)用本項(xiàng)目是Labsorb-SRS工藝的聯(lián)用，其中Labsorb工藝富集二氧化硫，SRS工藝資源化利用SO2和H2S，各取其優(yōu)，實(shí)現(xiàn)了硫資源的最大富集化，二氧化硫的最大轉(zhuǎn)化率，SRS尾氣由雙脫裝置吸收。第五章 總結(jié)1、高效填料的使用，吸收塔脫硫率達(dá)到98.4%；吸收劑循環(huán)使用，降低了富集成本。