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云南石化120萬Nm3/h催化裂化煙氣脫硫項目2017“東華科技陜鼓杯”第十一屆全國大學生化工設(shè)計競賽云南石化120萬Nm3/h催化裂化煙氣脫硫項目創(chuàng)新說明書團隊名稱： 蘭州理工大學鴻成團隊 指導(dǎo)老師： 王東亮、朱照琪、張棟強、李寧、楊勇 團隊成員： 史嘉楨、史娟利、張俊彥、朱文祥、羅正剛完成時間： 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，已達到排放標準的其他氣體經(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，同時產(chǎn)生含有少量SO2的解吸液；解吸液經(jīng)一級閃蒸罐V0101近一步解吸出SO2和H2O的氣體混合物，同時產(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，一級閃蒸罐V0101近一步解吸出的氣體混合物經(jīng)二級閃蒸罐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指標質(zhì)量百分數(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)量分數(shù)成分massSO20.67CO214.61H2O9.87N269.34O25.51我們團隊在表1.2-1所示的組分下進行Aspen模擬，模擬結(jié)果如表1.2-2所示 表1.2-2 對CO2的選擇性指標亞硫酸鈉工藝Labsorb工藝對CO2的吸收質(zhì)量百分數(shù)74.40.001由上表可見，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，labsorb工藝在解吸時需要最少量的蒸氣。1.4二級閃蒸高效分離水和SO2表1.3-2 解吸SO2的效率指標質(zhì)量百分數(shù)兩級閃蒸的解率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工藝吸收過程屬于化學吸收，本項目吸收塔采用三塔并聯(lián)的方式，吸收塔中發(fā)生化學反應(yīng)，進而將催化裂化煙氣中的SO2分離出來。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克勞斯尾氣難以達到排放標準，處理煙氣的EDV法投資較高，屬于拋棄法，我們團隊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。超級克勞斯工藝：圖2.1-2 超級克勞斯流程簡圖含有H2S的酸性氣經(jīng)燃燒爐與空氣混合發(fā)生反應(yīng)，同時產(chǎn)生硫磺蒸氣，過程氣經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量、冷凝器進一步取熱析出液態(tài)硫磺，被冷凝的過程氣通過一級和二級轉(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轉(zhuǎn)化器的過程氣氧化為單質(zhì)硫，單質(zhì)硫通入硫磺罐收集，同時產(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)吸收劑吸收后達到國家排放標準，排入大氣。表2.1-1 硫回收工藝比較超級克勞斯克勞斯+SCOTSRS總硫回收率%9999.5排放濃度mg/Nm3150-250100-200相對投資120-150180-240100運行費用較低較高較低工藝特點流程簡單操作簡單投資適中流程復(fù)雜操作復(fù)雜投資高流程簡單操作簡單投資低克勞斯+SCOT工藝與超級克勞斯工藝的設(shè)計目標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，勢必使硫回收的流程越復(fù)雜、投資越高。SRS工藝不僅對分別含SO2和H2S的酸性氣進行富集，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程的能耗。2.2資源化利用技術(shù)圖2.2-1 SRS優(yōu)勢 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)來自SO2富集工段的物料經(jīng)壓縮機將壓力上升至0.142MPa后，經(jīng)換熱器E0201升溫至240， 再與來自雙脫裝置的H2S混合進入催化反應(yīng)器R0201，來自R0201的過程氣經(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)生的過程氣再經(jīng)E0207降溫后經(jīng)閃蒸罐V0204分離出過程氣中的水蒸氣，閃蒸后的過程氣再經(jīng)加熱器E0208預(yù)熱至240后順次在二、三級克勞斯反應(yīng)器中發(fā)生催化反應(yīng)，過程氣分別在二、三級反應(yīng)器出口冷卻到125進行閃蒸分離出硫磺；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。每級催化反應(yīng)器后分別添加兩級閃蒸罐，一級閃蒸罐實現(xiàn)了液硫的回收，二級閃蒸罐實現(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，同時也使催化反應(yīng)器的體積變小，減少項目的設(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富集工段整個流程中設(shè)置了三個中間換熱器，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，進而減少了公用工程的消耗，減少動力消耗費用。3741萬元優(yōu)化后操作費優(yōu)化前操作費節(jié)省28%2696萬元圖3-3 優(yōu)化結(jié)果第四章 工藝間的聯(lián)用本項目是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，吸收塔脫硫率達到98.4%；吸收劑循環(huán)使用，降低了富集成本。