3 创新性说明书

深度脱硫年产9万吨二硫化碳项目-创新性说明书 硫然而生目录第1章 有机胺法对燃煤烟气的脱硫1第2章 原料利用方案创新22.1 硫磺循环22.2 脱水塔的设计2第3章 清洁生产33.1 克劳斯工艺33.2 甲烷法生产二硫化碳33.3 二硫化碳精制塔4第4章 尾气循环吸收54.1 克劳斯尾气循环54.2 硫化氢精制尾气循环5第5章 节能创新65.1换热网路的优化65.2 废热回收节能6第6章 环境评价与HAZOP安全分析创新76.1 环境风险评价创新76.2 HAZOP安全分析7深度脱硫年产9万吨二硫化碳项目-创新性说明书 硫然而生第1章 有机胺法对燃煤烟气的脱硫有机胺法以有机胺作为吸收液，烟道气首先进入水洗除尘塔，在塔内除尘降温后进入吸收塔，在吸收塔内与脱硫溶剂逆流接触脱除SO2，净化后的烟道气符合环保标准，送回烟道或者直接放空。吸收SO2后的富液经加压后进溶液换热器换热后进入塔，在塔内被蒸汽汽提，并经再沸器加热为热贫液。热贫液经换热后进贫液泵加压，再经贫液冷却器冷却后进入吸收塔，循环吸收SO2。脱硫效率可达到99.9，工艺先进、经济性好、可实现SO2的资源化利用。当粉尘从烟气相转移到液相并得不到有效治理，则可能导致吸收塔填料层的堵塞，因此采用过滤装置对胺液进行部分处理，防止粉尘的积累；另外，由于有机胺吸收液在循环吸收过程中不可避免会发生歧化和降解，产生的热稳定性盐将影响胺液的吸收性能，加大胺液耗量，因此，通过离子交换装置对部分胺液进行净化，去除其中的热稳定性盐，有机胺对燃煤烟气的脱硫模拟如图1-1，图1-1 有机胺法对燃煤烟气脱硫同时本项目也对炼油厂液化气脱硫，将电厂产生的二氧化硫和炼油厂产生的硫化氢反应，最后转化为附加值高的二硫化碳产品，解决了电厂使用有机胺法副产硫酸耗资大，产品附加值低的问题。第2章 原料利用方案创新2.1 硫磺循环本工艺将二硫化碳精制工段分离出的硫磺，循环到甲烷法反应，继续生产二硫化碳，可以提高硫磺的利用率，模拟硫磺循环流程如图2-1，图2-1硫磺循环2.2 脱水塔的设计用有机胺法对电厂燃煤烟气深度脱硫，最后产生的二氧化硫中含有较多的水分，如果直接进行下一步克劳斯反应，那么较多水蒸气无疑会增大反应器的体积，所以设计脱水塔将二氧化硫与水蒸气分离，使较纯的二氧化硫进行下一步反应，脱水塔设计如图2-2，图2-2 脱水塔的设计第3章 清洁生产3.1 克劳斯工艺本项目利用有机胺法对齐鲁石化炼油厂的液化石油气和辛店电厂的燃煤废气进行深度脱硫，将炼油厂有机胺法解析工段产生的H2S和电厂有机胺法解析工段产生的SO2，直接送入克劳斯反应器进行反应，通过三级反应和三级冷凝得到硫磺，将含有SO2和H2S的废气循环到电厂的脱硫塔中，进行循环脱硫，减少含硫废气的排放。此工艺的改进一方面利用SO2和H2S的直接反应，减少了原克劳斯的燃烧炉高温氧化工段，同时也不需要严格控制SO2和H2S的进料流量问题；另一方面省去了超级克劳斯和超优克劳斯工艺当中的选择性氧化反应器和加氢催化还原反应器，减少了设备的使用，节约了成本，具体流程如图3-1。图3-1 克劳斯工艺3.2 甲烷法生产二硫化碳以天然气和硫为原料生产CS2，已工业化的生产工艺普遍采用三种技术，即FMC技术、Stauffer技术和PPG技术；此外还有法国布洛吉公司以丙烯为原料的技术，但是由于以丙烯为原料不如天然气优越，很少采用；二硫化碳的生产工艺还有间歇焦炭法，但是由于生产工艺“高污染、高环境风险”的特点，已经被淘汰。工信部网站17日消息，为促进二硫化碳行业节能减排、淘汰落后和结构调整，引导行业健康发展，工信部制定了二硫化碳行业准入条件，对产业布局、规模、工艺、装备、质量、能源消耗等多方面提出要求。根据准入条件，新建、改扩建二硫化碳生产装置单套规模不得低于2万吨/年，总规模不应低于5万吨/年，两年内淘汰以焦炭为原料的间歇焦炭法二硫化碳生产装置，具体流程如图3-2。图3-2 甲烷法生产二硫化碳3.3 二硫化碳精制塔本项目将甲烷和硫磺的反应不凝气直接通入精制塔中分离二者得到纯度较高二硫化碳，解决了以往二硫化碳与硫化氢的分离需要石脑油作吸收剂，利用填料塔分离二者，设备复杂，耗资较大的问题，如图3-3。图3-3 二硫化碳的精制第4章 尾气循环吸收4.1 克劳斯尾气循环本项目克劳斯工艺中硫化氢与二氧化硫在固定床反应器中进行反应，虽然硫化氢的转化率达到99.99%，但尾气中含有少量的二氧化硫，将其引入电厂吸收塔中进行脱硫，防止其污染空气，省去了尾气处理设备的投资，如图4-1所示。图4-1 克劳斯尾气循环4.2 硫化氢精制尾气循环本项目硫化氢精制后尾气含有少量的硫化氢和其他烃类物质，由于硫化氢的危害性较大，不能直接排放，可以将其引入炼油厂吸收塔中进行脱硫，一方面省去了尾气处理设备的投资，防止其污染空气，如图4-2所示。图4-2 硫化氢尾气循环第5章 节能创新5.1换热网路的优化使用Aspen Energy Analyzer 能量分析器对全流程进行热集成网络分析，结果表明全流程能进行比较合理的能量匹配利用，经过对热网络的改造，最终得到了如下图5-1所示的热集成方案。图5-1 全流程热集成示意图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下表5-1所示。表5-1 热集成前后冷热公用工程对比项目热公用工程（kJ/h）冷公用工程（kJ/h）匹配前2.4271094.2109匹配后11092.9109总节能百分率58.3%31%5.2 废热回收节能采用废热回收技术，采用废热锅炉对克劳斯一级反应器和克劳斯二级反应器的热量进行了回收，来产生低压蒸汽，热量回收情况如表5-2所示：表5-2 热量回收一览表序号名称热量（kJ/h）1反应器R0401移热2.5201072反应器R0402移热1.727107总计4.274107第6章 环境评价与HAZOP安全分析创新6.1 环境风险评价创新本项目风险评价利用risk system软件，重点对丙烷、丙烯、乙苯、二硫化碳储罐区进行气液泄漏量计算、闪蒸量计算、蒸发量计算、灾爆炸事故模型预测、沸腾液体扩散蒸汽爆炸模型预测、丙烯泄漏事故模型预测。根据本次风险影响预测结果可知，在设定的最大可信事故情况下，得到罐区爆炸及扩散的致死浓度范围，本项目将对此范围内的人群做好事故状态下的应急防护措施，制订事故应急预案，并做好应急知识的培训及演练，事故发生后应立即启动相应的应急预案，以使风险事故的影响后果降到最低。通过对risk system软件的使用，可以快速而准确的对丙烷、丙烯、乙苯和二硫化碳储罐进行危险事故源分析，从而确定其死亡半径，五分钟或十分钟物质的泄漏量等参数，来指导于生产与环境保护。具体分析过程见risk system源文件与其相对应的risk system分析文档。6.2 HAZOP安全分析对于重大危险源的的分析，我们使用了HAZOP安全分析的方法。HAZOP安全分析能够预期分析、发现问题，将危险消灭在最初阶段是人们最想得到的结果。这就是安全评价所要解决的主要问题。危险与可操作性分析方法以其分析全面、系统、细致等突出优势成为目前危险性分析领域最盛行的分析方法之一。识别设计、操作程序和设备中的潜在危险，将项目中的危险尽可能消灭在项目实施的早期阶段，节省投资。HAZOP分析组应