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云南石化120万Nm3/h催化裂化烟气脱硫项目

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2017“东华科技——陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

云南石化

120万Nm3/h催化裂化烟气脱硫项目

项目摘要

团队名称：兰州理工大学鸿成团队

指导老师：王东亮、朱照琪、张栋强、李宁、杨勇

团队成员：史嘉桢、史娟利、张俊彦、朱文祥、罗正刚

完成时间：2017年8月

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章项目简介 3

原料及产品确定方案 3

第二章工艺设计 4

1、节能设计 5

2、设备设计 5

第三章清洁生产 5

第四章厂区选择与布置 6

1、厂址选择 6

2、厂区布置 7

3、三维布置 8

第五章安全环境分析 8

1、环境评价 8

2、安全评价 9

第六章经济效益分析 9

第七章项目总结 11

第一章项目简介

本项目为云南石化设计一套含硫废气处理并资源化利用的分厂，并将厂址建于云南省草铺镇安宁工业园区。

云南石化位于云南省安宁市草铺镇安宁工业园区，公司主要负责中国石油云南炼油项目建设和运行，从事炼油、石油化工、化工产品生产、储运、销售、石油化工技术开发、技术转让及技术服务；提供生产经营所需的附属公用工程服务。设计原油加工能力为1300万吨/年，因而产生了大量的含硫废气，对环境造成了严重污染。

本项目为云南石化设计一套处理量为120万Nm3/h的催化裂化烟气处理并资源化利用装置，采用Labsorb工艺，使最终净化气二氧化硫的排放浓度为19mg/Nm3，远小于国家排放标准50mg/Nm3，达到了深度脱硫的要求。采用SRS技术制取硫磺，因而实现了SO2的处理和硫资源化利用的目的。

本团队在工艺设计中，兼顾经济效益和清洁生产，重视与母厂的公用工程集成，思路明确，亮点突出，其主要体现在如下几个方面：

1、高效填料的使用，吸收塔脱硫率达到98.4%；吸收剂循环使用，降低了富集成本。

2、SRS技术在传统的克劳斯技术的基础上除去热反应阶段，从而简化了硫资源化的流程；尾气中含有的硫化氢通入双脱装置，实现了尾气的集成处理。

3、在SRS工段中，使用闪蒸罐将水蒸气分离出来，进而增加了下一级反应物的分压，从而提高二氧化硫的转化率。

4、采用能量集成技术，节约14%的能耗。

原料及产品确定方案

本项目是120m3/h催化裂化烟气处理并制取硫磺的项目。将催化裂化处理后烟气中的二氧化硫与双脱装置中的硫化氢合并处理，利用SRS技术产出硫磺。

表1原料气组成

质量分

数/%

H2O

SO2

O2

CO2

N2

H2S

催化裂化处理后装置

9.8

0.7

5.5

14.6

69.3

——

双脱装置

1.7

——

——

21.3

——

77.0

经过方案比选，我们最终确定产品方案如下表所示：

表2产品方案

产品名称

硫磺

液态SO2

技术要求

GB/T2449

GB/T3637-2001

规格

99.99%（质量分数）

99.97%（质量分数）

级别

优等品

优等品

产量

10万吨

4万吨

单价

960

2000

第二章工艺设计

本项目分为二氧化硫富集和SRS两个工段，其具体的技术路线BFD图如下所示：

图1Labsorb-SRS工艺流程图

来自总厂催化裂化装置的烟气经吸收塔与吸收剂充分接触吸收SO2形成吸收液，烟气中的其他气体经吸收塔塔顶排出，吸收塔塔低排出富吸收液；吸收塔釜回流泵输送富吸收液与来自蒸气发生器的水蒸气经解析塔解吸出含有大部分SO2和H2O的气体混合物，同时产生含有少量SO2的解吸液；解吸液经一级闪蒸罐近一步解吸出SO2和H2O的气体混合物，同时产生贫吸收液；贫吸收液驰放少量后与新鲜吸收剂混合经循环泵输送至吸收塔，一级闪蒸罐近一步解吸出的气体混合物经二级闪蒸罐得到含量较多的SO2水汽；再将解析塔解吸的气体混合物与二级闪蒸罐得到的气体混合物混合并送入SRS工段。

来自吸收工段富集的SO2与来自双脱装置的H2S充分混合预热压缩后通过三级克劳斯，反应产生的硫磺送入硫磺罐，混合气经多级闪蒸罐分离出产物水，SRS尾气通至双脱装置，近一步的净化。

1、节能设计

在本项目中，涉及公用工程量较多。为了充分利用能量，本项目通过使用AspenEnergyAnalyzer软件，根据夹点设计法，结合实际情况，进行流股匹配，设计出了一种最优的冷热流股匹配方案。

经过一系列的优化，最终得到最优的换热网络，如下图所示：

图2本项目的换热网络

优化后的换热网络所需换热器数目为20台，数目减少且结构更为精简，所需热公用工程为49452.72KW，