4-创新性说明书

扬子石化2000万Nm3/a酸性废气处理项目扬子石化2000万Nm3/a酸性废气处理项目创新性说明书团队名称：点化蔚蓝指导老师：汪广恒 郭晓滨 李建伟 潘晶莹 周探伟团队人员：宋长磊 李 成 吕冠忱 张小芳 段玉娥2目录第一章生产技术创新11.1工艺方案和产品的创新11.2工艺技术创新21.2.1 MDEA两级吸收再生21.2.2低温甲醇两级吸收尾气21.3节能减排3第二章过程节能技术创新42.1热集成技术4第一章生产技术创新1.1工艺方案和产品的创新目前炼油尾气硫化氢主要用于生产硫磺，来净化环境，增加公司效益。但硫的回收率不高，回收硫的质量也不高,国内70多套克劳斯法硫回收装置中只有17套满足国家尾气排放标准，也有一些厂家直接用硫化氢制硫酸，硫酸价格持续低迷,企业的经济效益得不到保证。本项目的创新点是将硫化氢生产成为甲硫醇，这在石化领域的尾气处理方面是一大亮点。甲硫醇是重要的有机中间体,主要用于食品饲料添加剂、农药、医药等领域,其合成工艺路线有多种,甲醇一硫化氢法是合成路线之一,比较适合工业化连续生产,国内主要采用硫脲和硫酸二甲醋反应得到甲基异硫脲硫酸盐,经过碱性水解而得,生产厂家主要有天津化工厂、上海化学试剂厂、河北制药厂、丹东制药厂、河南新乡溶剂厂、宁阳农药厂等近10家企业,目前总生产能力约3万点,产量不超过10000t/a。甲硫醇最主要的用途是用于合成重要的饲料添加剂蛋氨酸,目前国内蛋氨酸严重供不应求。故甲硫醇的市场前景非常好，且其价格较高，经济效益好。本项目选择将扬子石化炼油产生的酸性气体进行脱硫提纯处理并予以资源化利用，而专门设计的一套废气处理装置。拟对酸性气体中的硫化氢进行提纯，脱硫剂为MDEA水溶液，得到高纯度硫化氢做为生产原料，辅助原料为工业园区提供的甲醇进行5万吨/年甲硫醇的生产。在目前炼油行业酸性废气的吹上是一重大突破，过程中硫的利用率较高，得到的产品甲硫醇与硫磺相比，经济效益较高，一方面实现了硫的资源化利用，另一方面，由于本项目使用的辅助原料为甲醇，甲醇目前的市场处于过饱和状态，本项目可以缓解目前甲醇产能过剩的局面。与目前国内的几家甲硫醇厂家相比，本项目生产的甲硫醇成本较低，因为利用的废气中的硫，在市场上更具有竞争力，本项目的产品纯度可达到99.4%，产品纯度在目前市场上液颇具竞争力，本分厂可为母厂提供较高的经济效益和市场竞争力，实现了目前废气处理的重大突破。本工艺的应用使尾气处理方法呈多元化，提高企业的竞争力。1.2工艺技术创新1.2.1 MDEA两级吸收再生本项目对酸性废气的提纯处理采用MDEA法，甲基二乙醇胺(MDEA)是一种叔胺，虽然它和H2S的反应能力稍差，但在H2S和CO2共存时，对H2S有良好的选择性。因而自80年代以来在气体脱硫工业上应用日益广泛，成为当前最受重视的一种醇胺。选择性胺法的特点是溶液的H2S负荷高，可取得优于MEA法的节能降耗效益;现有装置改为选择性胺液后可提高处理能力，获得高纯度硫化氢。本设计使用甲基二乙醇胺(MDEA)溶液两级脱硫，传统工艺大多采用MDEA一级脱硫，本项目采用两级吸收再生法，两级吸收降低了能耗，提高了脱硫效果，两级吸收再生的流程如下：1.2.2低温甲醇两级吸收尾气在上图中T0201和T0202分别为一、二级尾气吸收塔，尾气吸收采用两级低温甲醇吸收，此技术只需要使用1/3的甲醇量，节约了甲醇的使用量，从原料成本和输送的能耗上进行了改进和优化。1.3节能减排炼油行业是世界主要的CO2，排放源头之一，其排放总量约占全球总排放量的4(质量分数，下同)，每年接近10亿t。我国是世界上仅次于美国的第二炼油大国，且随着炼油规模的不断扩大，高品质油品需求的增长以及轻质原油供应的紧缺，我国炼油厂CO2排放量增长迅猛，2013年CO2总排放量达到1.36亿t。2009年我国政府已公开承诺，到2020年我国单位国内生产总值CO，排放要比2005年下降4045。在倡导低碳的今天，高能耗、高排放的炼油行业，已成为我国节能减排的重点。炼油厂的酸性废气主要成分是硫化氢和二氧化碳，脱硫后的尾气中二氧化碳的成分可达98%以上，本项目中将二氧化碳经过后续的分离生产成为食品级二氧化碳，使得CO2得到资源化利用，达到节能减排的要求。第二章过程节能技术创新2.1热集成技术本项目工艺由硫化氢分离提纯工段、甲硫醇合成工段、甲硫醇分离纯化工段等三个工段组成。流程中冷热物流均比较多，潜在的热量可供回收，通过对换热网络的设计和优化，可以尽可能地实现流程内部热量的集成和最大化利用，以减少公用工程的消耗，降低能耗。为此，我们运用 Aspen Energy Analyzer V9 软件来进行换热网络的设计，并且寻找可能节能的措施，以最大限度的降低成本。详细网络的设计优化见初步设计说明书附录三：能量回收的换热网络设计。甲醇硫化氢气相反应是放热过程，过程中会产生大量的反应热，由于原料甲醇需要进行预热和蒸发，所以本项目设计采用反应后的产物作为甲醇预热、甲醇蒸发器和原料混合气的热源，一方面，节约了热公用工程的用量；另一方面，产品混合物在过程中被冷却，减少了冷却水的用量。本工艺优先使高温的产物作为甲醇蒸发器的热源