化工畢業(yè)設(shè)計實習報告--年產(chǎn)3萬噸硫磺車間工藝設(shè)計

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 實 習 與 設(shè) 計（報 告）</p><p>　　實習地點：__________________________________</p><p>　　實習名稱：__________________________________</p><p>　　指導(dǎo)教師__________________________</p>

2、<p>　　輔導(dǎo)教師__________________________</p><p>　　學生姓名__________________________</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.概述6</b></p><p><b>　　

3、1.1設(shè)計任務(wù)6</b></p><p>　　1.2 企業(yè)介紹6</p><p>　　1.2.1 齊魯石化簡介6</p><p>　　1.2.2 車間簡介7</p><p>　　1.2.3 酸氣來源8</p><p><b>　　1.3產(chǎn)品說明9</b></p>

4、<p>　　1.3.1硫磺的物化性質(zhì)9</p><p>　　1.3.2產(chǎn)品質(zhì)量標準9</p><p>　　1.4 工藝流程簡述與生產(chǎn)原理10</p><p>　　1.4.1工藝流程簡述10</p><p>　　1.4.2生產(chǎn)原理11</p><p>　　1.5 操作規(guī)程14</p>

5、<p>　　1.5.1 制硫燃燒爐操作規(guī)程14</p><p>　　1.5.2制硫反應(yīng)器操作規(guī)程18</p><p>　　1.6流程模擬軟件介紹21</p><p>　　1.6.1 ChemCAD簡介21</p><p>　　1.6.1ASPEN PLUS簡介23</p><p>　　2. 工藝

6、計算及設(shè)備選型25</p><p>　　2.1 物料衡算25</p><p>　　2.1.1年產(chǎn)3萬噸硫磺回收裝置25</p><p>　　2.1.2尾氣處理裝置：29</p><p>　　2.1.3吸收解析系統(tǒng)的物料衡算30</p><p>　　2.1.4 吸收塔設(shè)計31</p><p

7、>　　2.2 轉(zhuǎn)化爐熱量衡算32</p><p>　　2.3 設(shè)備計算及選型34</p><p>　　2.3.1泵的選取(泵301的選取)34</p><p>　　2.3.2換熱器的選型：（廢熱鍋爐L202選型）34</p><p>　　2.3.3加氫反應(yīng)器的設(shè)計35</p><p>　　3. 非工藝部

8、分37</p><p>　　3.1安全生產(chǎn)37</p><p>　　3.1.1車間常見的毒物性質(zhì)37</p><p>　　3.1.2安全技術(shù)37</p><p>　　3.1.3安全管理39</p><p>　　3.2環(huán)境保護39</p><p>　　3.2.1環(huán)保的基礎(chǔ)知識40&l

9、t;/p><p>　　3.2.2環(huán)境管理40</p><p>　　4.設(shè)備一覽表42</p><p>　　4.1設(shè)備概況一覽42</p><p>　　4.2主要設(shè)備一覽42</p><p>　　實習建議與感想44</p><p><b>　　參考文獻45</b>&l

10、t;/p><p>　　附圖.....................................................46</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　硫磺是一種重要的化工原料,在炸藥、鋼鐵酸洗、醫(yī)藥食品工業(yè)、安全剝離、水處理、橡膠、電解工業(yè)、催化劑、顏料、化學品、硫磺混凝土、醇類、黏合劑、農(nóng)藥等化

11、學工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　中國石化集團齊魯石化公司勝利煉油廠是全國頗具規(guī)模的煉油企業(yè)之一，于1966年4月動工建設(shè)，1967年10月投入生產(chǎn)，現(xiàn)已成為加工能力10500kt/a，占地面積587公頃的現(xiàn)代化石油加工企業(yè)。該廠擁有生產(chǎn)裝置和輔助生產(chǎn)裝置60余套，擁有相應(yīng)配套的科學研究、開發(fā)設(shè)計、計算機應(yīng)用、環(huán)境保護等設(shè)施，是全國最具影響力的含硫原油加工以及瀝青、硫磺生產(chǎn)和加氫工藝技術(shù)應(yīng)用基地之一，生

12、產(chǎn)的39種石油產(chǎn)品暢銷全國27個省市，部分產(chǎn)品已進入國際市場。</p><p>　　本設(shè)計是3萬噸硫磺回收裝置，因為勝利煉油廠南生產(chǎn)區(qū)加工的為含硫量較高的勝利原油。在油品和石油氣脫硫工藝中，放出大量的含硫化氫的酸性氣體（約1000立方米/小時），其中硫化氫（H2S）氣體占60～75%（體積），此種氣體若排放或燒掉，不僅造成能源浪費而且還會污染環(huán)境。因此本著變廢為寶，改善環(huán)境，造福人類的目的，需要對酸性氣體進行尾氣

13、處理，并生成產(chǎn)品硫磺。本設(shè)計參考了煉油廠第二硫磺車間的設(shè)計，同時對車間的生產(chǎn)提出了一些合理化建議，可以為企業(yè)生產(chǎn)提供先進的生產(chǎn)工藝，推進企業(yè)自身的技術(shù)改造。</p><p>　　酸性氣脫硫工作在煉油廠是必須的，殼牌公司Caroline天然氣加工廠克勞斯裝置的脫硫率可達到98%甚至更高，我國的同類工作同世界先進水平仍有差距，因此國內(nèi)企業(yè)應(yīng)參照先進的生產(chǎn)工藝推動我國企業(yè)自身的技術(shù)改造。</p><

14、p>　　本設(shè)計，除了設(shè)計說明書，還敘述了生產(chǎn)的工藝流程、物料衡算、部分環(huán)節(jié)的熱量衡算以及設(shè)備的選型，此外，還附加了裝置流程圖和車間平面布置圖，以供參閱。</p><p>　　該設(shè)計參考了大量文獻，歷經(jīng)六周，由于時間和自身能力有限所造成的不足之處，敬請指教。</p><p><b>　　1 概 述</b></p><p><b>

15、　　1.1設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　1.設(shè)計項目：年產(chǎn)6W噸硫磺回收裝置及尾氣處理</p><p>　　2.生產(chǎn)方法：克勞斯工藝制硫方法</p><p>　　3.數(shù)據(jù)來源：齊魯石化勝利煉油廠第二硫磺車間部分現(xiàn)場數(shù)據(jù)</p><p>　　4.設(shè)計階段：初步設(shè)計</p><p><b>　

16、　5.設(shè)計內(nèi)容：</b></p><p>　　1)方案設(shè)計：確定生產(chǎn)工藝路線和進行流程設(shè)計，繪制流程草圖。</p><p><b>　　2)物料橫算</b></p><p><b>　　設(shè)計依據(jù)：</b></p><p>　?。?）生產(chǎn)規(guī)模：3.75噸/小時 </p>&

17、lt;p>　?。?）生產(chǎn)時間：8000小時/年</p><p>　　（3）原料組成： HS79.97%,烴類4.0%, CO:16.03%</p><p><b>　　3)熱量衡算</b></p><p>　　4)吸收塔工藝設(shè)計與風機的設(shè)備選型以及轉(zhuǎn)化爐的設(shè)備構(gòu)造圖</p><p><b>　　5)非工藝

18、部分</b></p><p>　　6)繪制控制點的工藝流程圖和平面圖</p><p><b>　　1.2 企業(yè)介紹</b></p><p>　　1.2.1 齊魯石化簡介</p><p>　　中國石化集團齊魯石化公司勝利煉油廠是全國頗具規(guī)模的煉油企業(yè)之一，于1966年4月動工建設(shè)，1967年10月投入生產(chǎn)，現(xiàn)已

19、成為加工能力10500kt/a，占地面積587公頃的現(xiàn)代化石油加工企業(yè)。該廠擁有生產(chǎn)裝置和輔助生產(chǎn)裝置60余套，擁有相應(yīng)配套的科學研究、開發(fā)設(shè)計、計算機應(yīng)用、環(huán)境保護等設(shè)施，是全國最具影響力的含硫原油加工以及瀝青、硫磺生產(chǎn)和加氫工藝技術(shù)應(yīng)用基地之一，生產(chǎn)的39種石油產(chǎn)品暢銷全國27個省市，部分產(chǎn)品已進入國際市場。</p><p>　　勝利煉油廠堅持依靠科技求發(fā)展。該廠VRDS-FCC組合工藝曾獲聯(lián)合國科技創(chuàng)新發(fā)明

20、獎；石油苯、-10號軍用柴油等產(chǎn)品曾獲國家金獎；100號甲級道路瀝青、1號噴氣燃料、石油甲苯等產(chǎn)品曾獲國家銀獎；硫磺、90號車用汽油等18種產(chǎn)品曾獲省(部)優(yōu)名牌產(chǎn)品稱號；汽油全部實現(xiàn)了高標號無鉛系列化生產(chǎn)，其中97號無鉛汽油填補了國內(nèi)空白；1999年開發(fā)投產(chǎn)的高等級道路瀝青，技術(shù)指標達到或超過了國外同類產(chǎn)品水平，從而標志著勝利煉油廠的瀝青產(chǎn)品實現(xiàn)了系列化。</p><p>　　按照“質(zhì)量第一，用戶至上”的原則，

21、勝利煉油廠建立了從原材料進廠、生產(chǎn)過程控制、新產(chǎn)品開發(fā)、標準化管理、產(chǎn)品出廠控制到售后服務(wù)的全過程質(zhì)量控制保證體系。該廠于1998年通過了ISO9002國際質(zhì)量體系貫標認證和ISO10012計量檢測體系貫標認證；2001年3月被中國實驗室國家認可委員會等機構(gòu)評定為“瀝青產(chǎn)品檢驗實驗室”。齊魯石化堅持科技創(chuàng)新，1996年以來，累計完成科研課題950項，成果鑒定169項，獲得專利授權(quán)93項，16項科技成果獲國家級獎勵。先后與美國、德國、英國

22、、日本、意大利、荷蘭、韓國等多家國外公司進行了成功合作。公司憑籍自身豐富的工程建設(shè)經(jīng)驗，依托雄厚的技術(shù)實力和可靠的服務(wù)質(zhì)量，在國內(nèi)樹立了良好的企業(yè)形象，形成了可研、設(shè)計、采購、施工和開車服務(wù)管理等系統(tǒng)的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。自主開發(fā)的硫磺回收技術(shù)及催化劑、煉廠氣等溫絕熱加氫技術(shù)、輕烴醚化技術(shù)等填補了國內(nèi)空白。為全國“科技進步百強企業(yè)”。在中國石油和化學工業(yè)協(xié)會、中國化工企業(yè)管理協(xié)會、中國化工情報信息協(xié)會聯(lián)合發(fā)布的2003年中國化工企業(yè)500強排行榜

23、中，齊魯分公司、齊魯股份有限公司分別名列第7位和第27位。</p><p>　　1.2.2 車間簡介</p><p>　　勝利煉油廠南生產(chǎn)區(qū)加工的為含硫量較高的勝利原油。在油品和石油氣脫硫工藝中，放出大量的含硫化氫的酸性氣體（約1000立方米/小時），其中硫化氫（H2S）氣體占60～75%（體積），此種氣體若排放或燒掉，不僅造成能源浪費而且還會污染環(huán)境。</p><p&

24、gt;　　為了變廢為寶，改善環(huán)境，造福人類，1971年5月由北京石油設(shè)計院設(shè)計的我國第一套自行設(shè)計的煉廠氣制硫裝置在勝利煉油廠建成投產(chǎn)，即現(xiàn)在的第一硫磺回收裝置。原設(shè)計規(guī)模為5500噸/年，采用分硫法，1972年改為部分燃燒法，高溫摻合式的二級轉(zhuǎn)化克勞斯工藝流程。改造后的產(chǎn)品質(zhì)量一直比較穩(wěn)定，1979年被化工部和山東省評為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。</p><p>　　隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要，通過挖潛改造，1975年將燃燒爐、廢熱鍋

25、爐更新，裝置的生產(chǎn)規(guī)模增加到7500噸/年。1981年對生產(chǎn)工藝進一步完善，將一級冷卻器由立式改為臥式并增加一個大捕集器。1982年催化劑由福建漳浦產(chǎn)的天然鋁釩土改為由齊魯石化公司研究院、勝利煉油廠和山東鋁廠共同研制的LS-801催化劑，該催化劑為人工合成的的活性氧化鋁型硫磺回收催化劑，具有強度大、磨損小、活性高、穩(wěn)定性好、對有機硫水解能力強等優(yōu)點。裝置總硫轉(zhuǎn)化率可達96%左右，從而減少了排放廢氣中的硫含量。</p>&l

26、t;p>　　該裝置采用部分燃燒法工藝，二級轉(zhuǎn)化，用高溫摻合法控制轉(zhuǎn)化器入口溫度，因此較易控制。另外1984年選用LS-811催化劑，轉(zhuǎn)化率進一步提高，生產(chǎn)更加穩(wěn)定。</p><p><b>　　裝置情況一覽表</b></p><p>　　1.2.3 酸氣來源</p><p>　　本裝置酸性氣來源分三路：北區(qū)改擴建、新建裝置的混合酸性氣；新

27、建裝置的含硫污水汽提單元的含氨酸性氣和二化甲醇裝置的甲醇酸性氣。三種酸性氣組成如表1-1。</p><p><b>　　1.3產(chǎn)品說明</b></p><p>　　1.3.1硫磺的物化性質(zhì)</p><p>　　常溫下硫磺是一種淡黃色晶體，溫度變化時可發(fā)生固、液、氣三態(tài)轉(zhuǎn)變。硫磺熔點112.8~120 ℃，自燃點232 ℃，著火點250 ℃，沸

28、點444.6 ℃，密度1.96~2.07kg/m3，閃點207 ℃，不溶于水，易溶于二硫化碳。</p><p>　　固體硫磺的分子是一般為S8，其結(jié)構(gòu)呈馬鞍形，當硫磺受熱時，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，當加熱到160 ℃時，S8的環(huán)狀開始破裂為開鏈，隨之粘度升高，升到190℃時粘度最大，繼續(xù)加熱時，長鏈開始發(fā)生斷裂，粘度又開始重新下降，在130~160℃液硫的流動性最好。</p><p>　　在氣態(tài)

29、硫中存在下列平衡：3 S8 =4 S6 =12 S2</p><p>　　隨著溫度的升高，平衡逐漸向右移動，當接近760℃時，幾乎全部轉(zhuǎn)化成S2 。</p><p>　　硫磺主要化學性質(zhì)如下：</p><p>　　在空氣中燃燒生成SO2 </p><p>　　S + O2 →SO2</p><p>　　2）與H2反應(yīng)生

30、成H2S</p><p><b>　　S+ H2→H2S</b></p><p>　　硫磺的用途：硫磺可以用來制造硫酸CS2 ，橡膠制品行業(yè)，在農(nóng)業(yè)上可以用來作殺蟲劑，醫(yī)藥上課用來制造磺胺等藥品，軍事工業(yè)上用來制造炸藥，食品工業(yè)上用來作蔗糖脫色等，在半導(dǎo)體工業(yè)上也有應(yīng)用。</p><p>　　1.3.2產(chǎn)品質(zhì)量標準</p><

31、;p>　　產(chǎn)品硫磺（固態(tài)或液態(tài)）的質(zhì)量符合國家工業(yè)硫磺標準，GB2449-92中一級品要求。</p><p>　　純度 ≥99.9%（W）</p><p>　　水份 ≤0.5%（W） </p><p>　　灰份 ≤0.1%（W）</p><p>　　酸度

32、 ≤0.03%（W）</p><p>　　有機物 ≤0.005%（W）</p><p>　　砷（As） ≤0.01%（W）</p><p>　　鐵（Fe） ≤0.005%（W）</p><p>　　1.4 工藝流程簡述與生產(chǎn)原理</p><p&g

33、t;　　1.4.1工藝流程簡述</p><p>　　1.4.1.1制硫部分</p><p>　　來自重油加氫脫硫裝置，重整裝置、二催化脫硫裝置、一加氫脫硫裝置、二加氫脫硫裝置就雙塔汽提的混合酸性氣與尾氣處理部分、返回酸性氣混合后進入混合酸性氣分液罐（D—101A）；重油雙塔汽提裝置的含氨酸性氣與三常含氨酸性氣混合后進入含氨酸性氣緩沖罐（D—101B），兩路酸性氣經(jīng)緩沖罐脫水后分別進入制硫燃

34、燒爐（F—101），經(jīng)燃燒，將酸性氣中的氨和烴類等有機物全部分解。在爐內(nèi)約65%（V）的H2S進行高溫克勞斯反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫，余下的H2S中有1/3轉(zhuǎn)化為SO2，燃燒時所需空氣由離心鼓風機（K—101A、B、C）供給。進爐的空氣量按比例控制調(diào)節(jié)。自F—101排出的高溫過程氣（約1322℃），一小部分通過高溫摻合閥調(diào)節(jié)第一級轉(zhuǎn)化器（R—101）的入口溫度，其余部分進入制硫余熱鍋爐（ER—101）冷卻至350℃，同時ER—101殼程產(chǎn)生3.7M

35、Pa（g）的飽和蒸汽，經(jīng)蒸汽過熱器（E—203）過熱至450℃出裝置并入整齊管網(wǎng)。</p><p>　　從ER—101出來的過程氣進入一級冷凝冷卻器（E—101），過程氣被冷卻至170℃，E—101殼程產(chǎn)生0.3MPa（g）的飽和蒸汽。在E—101末端，冷凝下來的</p><p>　　液體硫磺與過程氣分離，自底部流出進入液硫脫氣池；頂部出來的過程氣經(jīng)高溫摻合閥調(diào)節(jié)至250℃進入一級轉(zhuǎn)化器（

36、R—101），在催化劑的作用下進行反應(yīng)。反應(yīng)后的氣體溫度為319℃，先經(jīng)過過程氣換熱器（E—104）管程與進二級轉(zhuǎn)化器（R—102）的冷氣流換熱，溫度降至248℃后進入二級冷凝冷卻器（E—102）被冷卻至170℃。E—102冷凝下來的液體硫磺，在末端與過程氣分離，自底部流出進入液硫脫氣池，頂部出來的過程氣經(jīng)E—104殼程與一級轉(zhuǎn)化器的高溫氣流換熱后，溫度由170℃升至224℃進入二級轉(zhuǎn)化器（R—102），過程氣在催化劑作用下繼續(xù)進行反應(yīng)

37、，反應(yīng)后的過程氣進入三級冷凝冷卻器（E—103），溫度從242℃被冷卻至130℃。在E—103末端，被冷凝下來的液體硫磺與過程氣分離，自底部流出進入液硫脫氣池；頂部出來的過程氣經(jīng)尾氣分液罐（D—104）分液后，進入尾氣處理部分。</p><p>　　1.4.1.2尾氣處理部分</p><p>　　制硫部分排出的硫磺尾氣經(jīng)過混氫，進入尾氣加熱器（E—201），與尾氣焚燒爐（F—201）出口的

38、高溫煙氣換熱，溫度升至300℃后進入加氫反應(yīng)器（R—201），在LS—951催化劑的作用下進行加氫、水解反應(yīng)，使尾氣中的二氧化硫、元素硫、有機硫還原、水解為H2S。反應(yīng)后的高溫氣體，進入蒸汽發(fā)生器（E—202），產(chǎn)生0.3MPa（g）的飽和蒸汽，同時高溫氣體被冷卻至170℃，再進入尾氣急冷塔（C—201）下部。尾氣急冷塔使用的急冷水，用急冷水循環(huán)泵（P—201/A，B）自C—201底部抽出，經(jīng)急冷水冷卻器（A—204）冷卻至40℃后返C

39、—201循環(huán)作用。</p><p>　　MDEA貧液自D—206經(jīng)貧胺液泵（P—202）抽出送至尾氣吸收塔（C—202）上部，在塔內(nèi)尾氣與貧液逆流接觸，其中的H2S被吸收。自塔頂出來的凈化氣，進入尾氣焚燒爐（F—201），在700℃高下，將凈化氣中殘留的硫化物焚燒生成SO2。焚燒后的高溫煙氣經(jīng)過蒸汽過熱器和尾氣加熱器回收熱量后，煙氣溫度降至329℃，最后經(jīng)煙囪（S—201）進入大氣。</p><

40、;p>　　吸收H2S后的MDEA富液，由C—202塔底經(jīng)富液泵（P—203/A，B）升壓后，先經(jīng)貧富液換熱器（E—207A，B）換熱，溫度升至85℃進入溶劑再生塔（C—203）上部進行再生。C—203熱源由再生塔底重沸器（E—209）供給。塔底貧液經(jīng)E—207A，B溫度由121℃降至79℃后再經(jīng)貧液冷卻器（E—208A，B）用循環(huán)水冷卻至40℃后進入溶劑儲罐（D—206A，B）儲存，供C—202循環(huán)使用。</p>&

41、lt;p>　　C—203頂氣體經(jīng)再生塔冷凝冷卻器（A—205），溫度見降至40℃進入再生塔頂回流罐（D—202）分液。液相經(jīng)再生塔頂回流泵（P—204A，B）打回C—203頂；氣體為解吸的酸性氣，返回D—101A制硫。</p><p>　　1.4.1.3液硫脫氣成型部分</p><p>　　自E—101、102、103分出的液態(tài)硫進入液硫脫氣池后，經(jīng)注入氨氣和氮氣，用液硫脫氣泵（P—

42、102A，B）循環(huán)，將液硫中的H2S氣體脫出，再用抽空器將H2S抽出送到尾氣焚燒爐F—201焚燒后排煙囪。經(jīng)過脫氣處理后的液硫中H2S含量小于10ppm（W），用液硫提升泵（P—103A，B）提升至硫磺成型機（MC—101A，B）造粒成型后，經(jīng)自動稱（W—101A，B）稱重包裝為50千克/袋規(guī)格的產(chǎn)品，自動輸送碼跺至硫磺庫棚暫存，汽車外運出廠。</p><p><b>　　1.4.2生產(chǎn)原理</b

43、></p><p>　　1.4.2.1制硫工藝原理</p><p>　　酸性氣體中的H2S的含量不同，故燃燒時放出的熱量不同，根據(jù)酸性氣中H2S的含量，對于不同濃度的氣體，分別采用部分燃燒法、分流法、直接氧化法三中方法來回收硫磺。本裝置采用部分燃燒法回收硫磺。</p><p><b>　　1．部分燃燒法</b></p>&l

44、t;p>　　酸性氣中的H2S含量大于50%時，一般采用部分燃燒法。將全部酸性氣體引進燃燒爐，所配風量是按烴類完全燃燒和H2S的1/3完全燃燒生成SO2來計算的。對H2S來說，反應(yīng)結(jié)果爐內(nèi)約有65%的H2S反應(yīng)生成氣體硫，而余下的35%H2S中1/3反應(yīng)生成SO2、2/3保持不變。余下沒有反應(yīng)的H2S、SO2在轉(zhuǎn)化器內(nèi)，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)，進一步生成氣體硫。</p><p>　　2．分流法酸性氣中H2S含

45、量在15~50%之間時，一般采用分流法。即將1/3酸性氣體引入燃燒爐，所配空氣量為烴類完全燃燒生成SO2來計算的。對于H2S來說，反應(yīng)結(jié)果在爐內(nèi)沒有氣體硫生成，只有SO2生成。2/3酸性氣體在一級轉(zhuǎn)化器前與燃燒爐內(nèi)生成的SO2匯合，同時進入轉(zhuǎn)化器，在催化劑作用下，H2S與SO2反應(yīng)生成氣體硫。</p><p><b>　　3．直接氧化法</b></p><p>　　酸

46、性氣體中的H2S濃度低于15%時，一般采用直接氧化法。將酸氣與空氣事先預(yù)熱到一定溫度，再引進燃燒爐、轉(zhuǎn)化器發(fā)應(yīng)，所需要配風量為酸性氣體中的烴類完全燃燒和1/3H2S完全燃燒生成SO2來計算的，反應(yīng)結(jié)果在燃燒爐或轉(zhuǎn)化器內(nèi)都生成氣體硫。</p><p>　　本裝置制硫的基本工藝是采用部分燃燒法，使酸性氣在燃燒爐燃燒，其中的NH3和烴類組分被完全氧化分解，而H2S不完全燃燒，約有65%直接轉(zhuǎn)化成元素硫，其余的H2S又有

47、1/3轉(zhuǎn)化為SO2，H2S和SO2在催化劑條件下發(fā)生低溫克勞斯（Claus）反應(yīng)，制硫轉(zhuǎn)化率達97%以上，殘余H2S及SO2和未捕集下的S經(jīng)加氫還原并吸收再生利用，使裝置收率達到99.9%以上。</p><p>　　克勞斯工藝的實質(zhì)是部分氧化還原反應(yīng)，其化學反應(yīng)式為：</p><p>　　2H2S + 3O2 = 2 H2O + 2SO2+Q （1）</p>&

48、lt;p>　　2 H2S + SO2 = 3/x SX + 2 H2O+Q （2） </p><p>　?。?）與（2）又可寫為：</p><p>　　2 H2S + O2 = 2/x SX+ 2 H2O+Q （3）</p><p>　　基于以上反應(yīng)，在酸性燃燒爐內(nèi)約有60~65%的H2S轉(zhuǎn)化為元素硫。在酸氣燃燒爐內(nèi)，還同時發(fā)生氨及烴

49、類燃燒反應(yīng)：</p><p>　　4 NH3 + 3 O2→N2 +6 H2O+Q （4）</p><p>　　CH4 + 2 O2→ CO2 + 2H2O+Q （5）</p><p>　　H2S + CO2→COS + H2O+Q （6）</p><p>　　2H2S +CO2 →C

50、S2 + 2H2O+Q （7）</p><p>　　在轉(zhuǎn)化器中H2S與SO2在催化劑作用下繼續(xù)發(fā)生低溫Claus反應(yīng)，如式（2），同時還發(fā)生NH3有機硫的水解反應(yīng)。</p><p>　　COS + H2O→H2S + CO2－Q （8）</p><p>　　CS2 +2 H2O→2H2S + CO2 －Q （9

51、）</p><p>　　通過一段高溫反應(yīng)和兩級催化反應(yīng)，H2S轉(zhuǎn)化率可達97%以上。</p><p>　　1.4.2.2尾氣處理工藝原理</p><p>　　含有一定量H2S、SO2、Sx 的制硫尾氣在催化劑的作用下，進行加氫反應(yīng)：</p><p>　　SO2 + 3H2→H2S + 2H2O （10）</p

52、><p>　　Sx + x H2→x H2S （11）</p><p>　　加氫尾氣中的H2S由MDEA吸收，凈化尾氣經(jīng)焚燒爐焚燒后排大氣，吸收了H2S的MDEA經(jīng)解析得到再生酸氣返回制硫部分處理。</p><p>　　1.4.2.3催化劑及化學試劑</p><p><b>　　1．制硫催化劑&l

53、t;/b></p><p>　　表 1—2 制硫催化劑性質(zhì)</p><p>　　2．制硫尾氣專用加氫處理催化劑</p><p>　　表 1—3 尾氣加氫催化劑性</p><p>　　3．脫硫溶劑MDEA</p><p>　　表 1—4 脫硫溶劑MEDA特性</p><p><

54、b>　　1.5 操作規(guī)程</b></p><p>　　1.5.1 制硫燃燒爐操作規(guī)程</p><p>　　1.5.1.1工藝操作法</p><p><b>　　1.氣風比的調(diào)節(jié)</b></p><p>　　1）氣風比的調(diào)節(jié)是硫磺裝置生產(chǎn)的關(guān)鍵，它取決于酸氣的組成。若酸氣中可燃氣體含量高，則風比就大，若酸

55、氣中硫化氫含量高，氣風比也大；反之，氣風比就小。若酸氣來量平穩(wěn)且組分穩(wěn)定，投比值時則參考反102、202出口（H2S+COS）/SO2=2：1來調(diào)節(jié)比值器的比值，找一個較合適的比值參數(shù)。</p><p>　　2）遇到如下情況時氣風比的調(diào)節(jié)：</p><p>　　(1)當酸氣來量波動較大或組分變化大時，不能投用比率控制器，要單獨用酸氣、空氣流量表調(diào)節(jié)。并且及時聯(lián)系調(diào)度、重油加氫、加氫裂解、第

56、一加氫、第二加氫、第二催化、二化甲醇中的有關(guān)單位，查明原因，由調(diào)度通知存在問題的單位穩(wěn)定操作或?qū)⑺釟庾孕蟹呕鹁妗?lt;/p><p>　　(2)酸氣流量表失靈，根據(jù)化驗分析數(shù)據(jù)，單獨用空氣進爐調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)空氣進爐量。</p><p>　　(3)空氣流量有失靈，根據(jù)化驗分析數(shù)據(jù)，單獨用酸氣流量表，空氣用進爐調(diào)節(jié)閥遙控調(diào)節(jié)。</p><p>　　(4)空氣進爐調(diào)節(jié)閥失靈，改

57、空氣走付線進爐。</p><p>　　(5)比值器失靈，單獨用酸氣、空氣流量表調(diào)節(jié)。</p><p>　　(6)若儀表全部失靈，改為現(xiàn)場閥門操作。</p><p>　　(7)風機入口調(diào)節(jié)閥失靈，改現(xiàn)場手動調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　3）調(diào)節(jié)原則</b></p><p>　　(1)用儀表進行

58、操作，以第二轉(zhuǎn)反應(yīng)器出口過程氣（（H2S+COS）/SO2=2：1）為依據(jù)。</p><p>　　(2)若儀表全部失靈，則用現(xiàn)場閥門手動操作，調(diào)節(jié)依據(jù)同（3a）。</p><p>　　2.爐101、201爐膛溫度控制。</p><p><b>　　1）操作原則</b></p><p>　　(1)在正常生產(chǎn)情況下，爐膛溫度

59、控制≥1400攝示度。</p><p>　　(2)若爐膛超溫，注氮氣或1.0MPa蒸汽降溫，但要注意：在1.0MPa蒸汽進爐前，要先把冷凝水排凈。</p><p>　　(3)在爐膛超溫，下降較快或異常波動時，要及時查找原因，及時采取措施，以保證爐101、102正常運行。</p><p>　　2）爐101、102爐溫波動原因及相應(yīng)調(diào)節(jié)方法</p><

60、;p>　　(1)原料氣中硫化氫、烴類、二氧化碳、氮氣等物質(zhì)含量的變化,會造成爐溫的波動,此時要根據(jù)分析數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)氣風比。</p><p>　　(2)原料氣量的變化會造成爐溫的波動,此時要用儀表自動調(diào)節(jié)空氣進爐量。</p><p>　　(3)氣風比的變化會造成爐溫的波動,要及時根據(jù)原料氣量或爐溫的變化，二出SO2、COS、H2S進行分析，及時調(diào)節(jié)氣風比。</p><p

61、>　　(4)原料氣含水，胺量的變化，會造成爐溫的波動，若大幅度帶水胺物質(zhì)，會使爐溫急劇下降。司爐操作員應(yīng)加強氣水分離器脫液，并及時送走容101中的積液。</p><p>　　(5)爐膛溫度指示失靈，及時聯(lián)系儀表維修。</p><p>　　3.爐102、202液位、蒸汽、出口溫度調(diào)節(jié)。</p><p>　　1）液面控制：正常時應(yīng)保持液位在50-70%的位置上，定

62、期排污每班排一次，并做好連續(xù)排污。</p><p>　　廢鍋爐面波動的原因及相應(yīng)的調(diào)節(jié)方法：</p><p>　　(1)脫氧水壓力突然變小，液面降低。及時聯(lián)系動力車間，提高脫氧水的壓力。</p><p>　　(2)脫氧水中斷，液面急劇下降。迅速聯(lián)系動力車間，立即供水否則按緊急停工處理。</p><p>　　(3)加不上液面。檢查排污閥是否關(guān)緊

63、，檢查連續(xù)排閥是否開的過大。根據(jù)出口溫度及系統(tǒng)壓力的變化分析爐管或其他部位是否有泄露。</p><p>　　(4)蒸汽管網(wǎng)壓力不穩(wěn)，造成液面突高突低。聯(lián)系動力車間管網(wǎng)進行調(diào)整。</p><p>　　(5)儀表失靈，改手動上水，聯(lián)系儀表修理。</p><p>　　(6)調(diào)節(jié)閥失靈，改副線上水，聯(lián)系儀表修理。</p><p>　　2）蒸汽泄放影響

64、因素及相應(yīng)的調(diào)節(jié)方法:</p><p>　　(1)因管網(wǎng)壓力高，蒸汽泄放不出，聯(lián)系動力車間管網(wǎng)班調(diào)整蒸汽管網(wǎng)的壓力。</p><p>　　(2)調(diào)節(jié)閥失靈，蒸汽泄放不出，改走副線，聯(lián)系儀表修理。</p><p>　　(3)儀表失靈，蒸汽泄放不出，改為手動，聯(lián)系儀表修理。</p><p>　　3）出口溫度的影響因素，及相應(yīng)的調(diào)節(jié)方法：</

65、p><p>　　(1)爐101、201爐膛溫度升高時，爐102、202出口溫度升高，聯(lián)系有關(guān)單位，查明爐101、201爐膛溫度升高的原因，穩(wěn)定操作，若因帶烴過多，可分別對原料來源查對。核實并及時調(diào)整。</p><p>　　(2)無液面，出口溫度突高，按緊急停工處理，切不可立即加水，以防鍋爐爆炸。</p><p>　　(3)液面突低，出口溫度突高，及時調(diào)整液位，保證在50

66、-70%。</p><p>　　4.汽水分離器（容-101）</p><p>　　按時巡檢，檢查酸氣帶水情況，在液位達80%時應(yīng)及時由泵201抽出酸性水打至重油雙塔。禁止將酸性水排入地漏，液位計必須暢通好用，否則應(yīng)及時處理，</p><p>　　5.機101/1、2、機201的操作</p><p>　　1）硫磺裝置有三臺離心鼓風機，機101/

67、1、2、機201，入口處各有一臺調(diào)節(jié)閥（PIC-105/1、2、3），控制風機入口風量。</p><p>　　2）調(diào)節(jié)器PIC-105/1、PIC-105/2接收來至變送器PIC-104的信號，PIC-105/3接收來至變送器PIC-204的信號。</p><p>　　3）調(diào)節(jié)器PIC-104、 PIC-204通過倆個轉(zhuǎn)換開關(guān)HS-104/1、HS-104/2分別控制調(diào)節(jié)閥PIC-104、

68、PIC-204。</p><p>　　4）HS-104/1、HS-104/2的開關(guān)位置：</p><p>　　5）機101/1、2、機201出口壓力控制指標≥0.049Mpa。</p><p>　　6）正常生產(chǎn)過程中，用PIC-105/1、2、3及PIC-104、 PIC-204控制風機出口壓力。</p><p>　　6.閑置設(shè)備保護方法&l

69、t;/p><p>　　在酸氣來量較低時,硫磺回收裝置只能開一套裝置進行生產(chǎn),另一套裝置可注氮氣保護,并給拌熱保溫,當爐101或爐201注入氮氣后,要按時</p><p>　　巡檢,檢查氮氣壓力是否正常,檢查捕103或捕203出口壓力,并有壓力控制在0.01-0.05Mpa,嚴禁超壓,并做好記錄.</p><p>　　1.5.1.2風機操作法</p><

70、;p><b>　　1.啟動前的檢查</b></p><p>　　1)檢修后首先檢查風機、電機的各個部件是否齊全，各固件是否有松動現(xiàn)象。</p><p>　　2)檢查軸承座內(nèi)是否填充好潤滑油，油脂是否正確。</p><p>　　3)檢查電源接線是否安全正確，儀表設(shè)施是否齊全。</p><p>　　4)用手盤車2-3圈

71、，檢查有無阻塞現(xiàn)象。</p><p>　　5)點試電機，檢查旋轉(zhuǎn)方向是否正確，同時注意風機內(nèi)部的聲音是否正常。</p><p><b>　　2.啟動操作</b></p><p>　　1)在室內(nèi)將入口調(diào)節(jié)閥開到適合開度，全關(guān)出口閥和放空閥。</p><p>　　2)啟動電機，注意啟動中的振動，聲音是否正常。</p&g

72、t;<p>　　3)盡快打開風機放空閥，并注意風機在60 m3/min以下時會引風機不正常的振動和沖擊，因此，應(yīng)盡快開大放空閥避免風機長時間在此狀態(tài)運轉(zhuǎn)。</p><p>　　4)運轉(zhuǎn)正常后，逐漸打開出口閥，關(guān)小放空閥，直到風量達到工藝要求為止。</p><p><b>　　3.啟動后的檢查</b></p><p>　　1)達到正

73、常轉(zhuǎn)速后，檢查軸承溫度及有無泄。</p><p>　　2)注意風機內(nèi)部聲音，振動有無異常。</p><p>　　3)檢查電機負荷狀態(tài)有無異常。</p><p>　　4)運轉(zhuǎn)正常中的檢查</p><p>　　5)按時記錄風壓，風量及軸承溫度、電力消耗等，注意出口壓力≤0.049Mpa。</p><p>　　6)運轉(zhuǎn)中要注

74、意記錄聲音及振動情況。</p><p>　　7)軸承部位的全振幅應(yīng)小于0.05mm以下，超出時應(yīng)立即停機檢查。</p><p>　　4.風機停運及注意事項</p><p>　　1)打開放空閥,關(guān)閉出口閥.</p><p><b>　　2)切斷電機電源.</b></p><p>　　3)注意停止運轉(zhuǎn)

75、時,風機有無異常聲音.</p><p>　　4)注意從切斷電源到安全停止的時間風機是否正常.</p><p>　　5)在長期停機時,要注意防腐、防濕、防塵、潤滑更換和盤車。</p><p><b>　　5.風機的切換</b></p><p>　　1)按風機的啟動操作法啟動備用風機。</p><p>

76、;　　2)待備用風機運轉(zhuǎn)正常后，最好倆人協(xié)作操作，慢慢開備用風機的出口閥，并慢慢關(guān)備用風機的放空閥，在保證風機的出口壓力、流量基本不變的情況下，同時慢慢關(guān)要停風機的出口閥，并慢慢開要停風機的放空閥。</p><p>　　3)直到風量、風壓達到工藝要求為止，關(guān)閉要停風機的出口閥。</p><p>　　4)按停風機操作法，停下要停的風機。</p><p>　　1.5.2

77、制硫反應(yīng)器操作規(guī)程</p><p>　　1.5.2.1工藝操作法</p><p>　　1.H2S與SO2在反應(yīng)器中內(nèi)，在催化劑作用下，反應(yīng)生成氣態(tài)硫，由于使用的催化劑不同，床溫度的控制也不同，本裝置采用LS-811催化劑，通過調(diào)節(jié)高溫摻合閥來控制床層溫度。反一101、2，1床層溫度控制在300~320度（以中部為準），反一102、202床層溫度控制在230~250度（以中部為準）?？刂坪么?/p>

78、層溫度是提高轉(zhuǎn)化率的重要手段。</p><p>　　1)影響反應(yīng)器溫度的因素</p><p>　　(1) 爐101、201爐膛溫度變化</p><p>　　(2) 高溫摻合閥開度的大小</p><p>　　(3) 催化劑活性降低，溫升變小，有機硫水解下降，轉(zhuǎn)化率降低。</p><p>　　(4) 產(chǎn)生負荷的高低。<

79、;/p><p>　　2)針對以上因素采取的對應(yīng)措施</p><p>　　(1) 聯(lián)系司爐，調(diào)整操作，或調(diào)節(jié)冷卻器液位，使冷卻器出口溫度在指示內(nèi)。</p><p>　　(2) 調(diào)節(jié)摻合閥開度，保證床層溫度在指示范圍內(nèi)。</p><p>　　(3) 可根據(jù)實際情況對催化劑進行復(fù)活。</p><p>　　(4) 調(diào)整裝置產(chǎn)生的負

80、荷，使其在允許范圍內(nèi)。</p><p>　　2.冷凝冷卻器的操作</p><p><b>　　1)液面控制</b></p><p>　　冷凝冷卻器出口溫度在工藝指標之內(nèi)的情況下，液面應(yīng)保持在50-70%位置上。</p><p>　　影響液面的因素及相應(yīng)的調(diào)節(jié)方法：</p><p>　　(1)脫氧水

81、壓力突變或中斷，聯(lián)系鍋爐，提高脫氧水壓力或及時供水。</p><p>　　(2)儀表失靈，改手動上水，聯(lián)系儀表維修。</p><p>　　(3)調(diào)節(jié)閥失靈，改付線上水，聯(lián)系儀表維修調(diào)節(jié)閥。</p><p>　　(4)固定期排污閥未關(guān)，或管束泄露，或脫氧水壓力低，致使上水調(diào)節(jié)閥全開，但加不上液面。</p><p>　　相應(yīng)的調(diào)節(jié)方法：檢查定期排

82、污閥是否關(guān)閉；檢查管束有無泄露，查明原因，停工補焊；如因脫樣水壓力低加不上水，可聯(lián)系調(diào)度、動力等有關(guān)單位，使壓力回升至正常。</p><p><b>　　2)出口溫度</b></p><p>　　在正常生產(chǎn)情況下冷-101、冷-102、冷-201、冷-202出口溫度控制在160±10oC。冷-103、冷-203出口溫度控制在130±5oC 。<

83、;/p><p>　　影響出口溫度的因素及相應(yīng)的調(diào)節(jié)方法：</p><p>　　(1)冷凝器管束堵塞。放掉殼程內(nèi)脫氧水，加大殼程蒸汽，使堵塞的硫磺熔化。</p><p>　　(2)捕集器堵塞（包括液硫出口閥、絲網(wǎng)等）?？杉哟髪A套和絲網(wǎng)拌熱盤管蒸汽量，使之堵塞硫磺熔化。（可適當打開疏水器前的排凝閥），另一方面，提高入口氣體的溫度，方法同a）。確定是絲網(wǎng)堵塞時，若提高拌熱無效

84、時，應(yīng)將捕集器內(nèi)液硫排掉，用鋼筋自捕集器排污口由上而下通至捕集器下部絲網(wǎng)，若前述方法都不見效，需停工進行處理。</p><p>　　(3)反應(yīng)器床層堵塞會使系統(tǒng)壓力升高。若因積硫使床層堵塞，可適當提高反應(yīng)器入口溫度，并加強排污。若因積碳使床層堵塞，要根據(jù)堵塞情況，決定是否停工進行反應(yīng)器床層上部的撇頂。</p><p>　　(4)尾氣線堵塞會使系統(tǒng)的壓力升高，此時應(yīng)開大拌熱線蒸汽量，使硫磺熔

85、化，并加強捕-104及尾氣線上各低點排污。堵塞較嚴重時，需停工處理。</p><p>　　(5)尾氣裝置系統(tǒng)壓力升高，此時應(yīng)先將尾氣從還原爐后放空，及時找出尾氣裝置壓力升高的原因，進行處理。</p><p>　　(6)液硫線堵塞，此時應(yīng)先將液硫線拌熱加大，然后用錘擊可能會堵塞的部位，若以上方法無效，應(yīng)停工處理。</p><p>　　(7)液硫儲罐密封時，放空管彎頭或

86、儲罐滿。查明原因，弄通放空閥或?qū)迌?nèi)已滿的液硫處理掉。</p><p><b>　　3.催化劑的再生</b></p><p>　　隨著生產(chǎn)周期的延長或原料組分大幅度變化時，催化劑表面會積累大量的硫、塌及硫酸鹽等物質(zhì)，這些物質(zhì)能使催化劑下降，嚴重影響硫化氫轉(zhuǎn)化率。因此，催化劑必須再生。</p><p>　　1)催化劑活性下降的現(xiàn)象：</p

87、><p>　　(1)床層溫升變小。</p><p>　　(2)反應(yīng)器床層阻力增大。</p><p>　　(3)轉(zhuǎn)化率下降，特別是有機硫水解率明顯下降。</p><p>　　2)催化劑再生步驟：</p><p>　　(1)熱浸泡：將反應(yīng)器入口按20-30 oC/h升溫，反-101、反-201床層控制在350-370 oC，反

88、-102、反-202床層控制在300-330 oC恒溫24小時，以除去放映器床層的積硫。</p><p><b>　　(2)硫酸鹽還原</b></p><p>　　調(diào)節(jié)（H2S+COS）/SO2的比值為3-4/1，倆個反應(yīng)床層分別控制在350-370oC和300-330oC，恒溫24小時。催化劑再生完畢后，按工藝規(guī)定的溫度，進行正常操作調(diào)節(jié)。</p>&

89、lt;p>　　4. 1.0MPa蒸汽補0.3MPa蒸汽的壓力控制</p><p>　　在春夏生產(chǎn)中，用蒸汽量較小，反應(yīng)崗位自產(chǎn)0.3MPa蒸汽基本能保證各設(shè)備夾套拌熱用汽，因此，不需1.0MPa蒸汽補充，而在冬季生產(chǎn)中用汽量較大，反應(yīng)崗位應(yīng)啟動PIC-402，將1.0MPa蒸汽調(diào)節(jié)后控制在0.3MPa，保證生產(chǎn)。</p><p><b>　　5. 凝結(jié)水控制</b&g

90、t;</p><p>　　硫磺裝置、尾氣裝置所有拌熱泛汽都輸入凝結(jié)水管網(wǎng)，反應(yīng)崗位要按時巡檢，檢查設(shè)備、管線拌熱情況及輸水情況是否良好，檢查冷401冷卻效果，其凝結(jié)水經(jīng)冷401冷卻后進入容-401，其液位由LIC-401控制在50-65%，由泵-401輸送至凝結(jié)水管網(wǎng)。</p><p>　　6.容-105、容-106、容-107液硫儲藏切換操作</p><p>　　

91、液硫如儲罐容-105或容-106或容-107，液位達80%時，將硫切入另外一罐，關(guān)閉液硫滿罐的入口閥，三個儲罐，一個成型機，一個接收液硫，一個做為備用罐。</p><p><b>　　7.閑置設(shè)備的保護</b></p><p>　　當酸氣量較小時，只能開一套裝置，此時要給停工的一套硫磺裝置注氮氣并且要按時巡檢，檢查系統(tǒng)壓力是否正常，三捕出口壓力控制在0.01-0.05

92、MPa。</p><p>　　8.系統(tǒng)壓力異常時崗位間的協(xié)調(diào)</p><p>　　兩套裝置都開時，若其中一套因某部位堵塞而使系統(tǒng)不暢通時帽徽將酸性氣憋至另一套，這時要提醒司爐崗位及時配風。</p><p>　　1.6流程模擬軟件介紹</p><p>　　1.6.1 ChemCAD簡介 </p><p>　　CHEMCA

93、D是一個用于對化學和石油工業(yè)、煉油、油氣加工等領(lǐng)域中的工藝過程進行計算機模擬的應(yīng)用軟件，是工程技術(shù)人員用來對連續(xù)操作單元進行物料平衡和能量平衡核算的有力工具。使用它， 可以在計算機上建立與現(xiàn)場裝置吻合的數(shù)據(jù)模型，并通過運算模擬裝置的穩(wěn)態(tài)或動態(tài)運行，為工藝開發(fā)、工程設(shè)計以及優(yōu)化操作提供理論指導(dǎo)。</p><p><b>　　1.工程設(shè)計 </b></p><p>　　在

94、工程設(shè)計中，無論是建立一個新廠或是對老廠進行改造，ChemCAD都可以用來選擇方案， 研究非設(shè)計工況的操作及工廠處理原料范圍的靈活性。工藝設(shè)計模擬研究不僅可以避免工廠設(shè)備交付前的費用估算錯誤，還可用模擬模型來優(yōu)化工藝設(shè)計，同時通過進行一系列的工況研究，來確保工廠能在較大范圍的操作條件內(nèi)良好運行。即使是在工程設(shè)計的最初階段， 也可用這個模型來估計工藝條件變化對整個裝置性能的影響。</p><p><b>

95、　　2.優(yōu)化操作</b></p><p>　　對于老廠，由ChemCAD建立的模型可作為工程技術(shù)人員用來改進工廠操作、提高產(chǎn)量的產(chǎn)率以及減少能量消耗的有力工具?？捎媚M的方法來確定操作條件的變化以適應(yīng)原料、產(chǎn)品要求和環(huán)境條件的變化。 該模型可指導(dǎo)工廠的操作以降低費用、提高產(chǎn)率。這樣的例子在一些流程模擬軟件應(yīng)用較好的化工裝置可以舉出很多。</p><p><b>　　3

96、.技術(shù)改造</b></p><p>　　ChemCAD也可用模擬研究工廠合理化方案以消除“瓶頸”問題，或采用先進技術(shù)改善工廠狀況的可行性，如采用改進的催化劑、新溶劑或新的工藝過程操作單元。</p><p>　　ChemCAD提供了大量的操作單元供用戶選擇，使用這些操作單元，基本能夠滿足一般化工廠的需要。對反應(yīng)器和分離塔，提供了多種計算方法。ChemCAD可以模擬以下單元操作：&

97、lt;/p><p><b>　　4.單元操作</b></p><p>　　蒸餾、汽提、吸收、萃取、共沸、三相共沸、共沸蒸餾、三相蒸餾、電解質(zhì)蒸餾、反應(yīng)蒸餾</p><p>　　反應(yīng)器、熱交換器、壓縮機、泵、加熱爐、控制器、透平、膨脹機、離心機、旋風分離器、濕式旋風分離器、文氏洗氣器、袋式過濾機、真空過濾機、壓碎機、研磨機、靜電收集器、洗滌機、沉淀分

98、離器、間歇反應(yīng)器、PID控制模塊、流量控制閥、記錄器模塊等共50多個單元操作，當然ChemCAD可將每個單元操作組織起來，形成整個車間或全廠的流程圖，進而完成整個模擬計算。</p><p>　　ChemCAD的熱力學和傳遞性質(zhì)包對過程系統(tǒng)提供了計算K值、焓、熵、密度、粘度、導(dǎo)熱系數(shù)和表面張力的多種選擇。</p><p><b>　　5.熱力學選項</b></p&

99、gt;<p>　　ChemCAD提供了大量的最新的熱平衡和相平衡的計算方法， 包含39種K值計算方法、 13種焓計算方法。這些計算方法可以應(yīng)用于天然氣加工廠、煉油廠以及石油化工廠，可以處理直鏈烴以及電解質(zhì)、鹽、胺、酸水等特殊系統(tǒng)。</p><p>　　ChemCAD熱力學數(shù)據(jù)庫收錄有 8000多對二元交互作用參數(shù)供NRTL、UNIQUAC、MARGULES、WILSON和VAN LAAR活度系數(shù)方法

100、來使用。也可以采用ChemCAD提供的回歸功能回歸二元交互作用參數(shù)。</p><p>　　ChemCAD提供了熱力學專家系統(tǒng)幫助用戶選擇合適的K值和焓值計算方法。</p><p>　　ChemCAD可以處理多相系統(tǒng)，也可以考慮汽相締合的影響。ChemCAD有處理固體功能。對含氫系統(tǒng)，ChemCAD采用一種特殊方法進行處理，可以可靠預(yù)測含氫混合物的反常泡點現(xiàn)象。</p><

101、;p>　　ChemCAD對于不同單元或不同塔板可以應(yīng)用不同的熱力學方法或不同的二元交互作用參數(shù)。</p><p>　　6.ChemCAD提供了標準、共享、用戶三種組分數(shù)據(jù)庫。</p><p><b>　　標準物性數(shù)據(jù)庫</b></p><p>　　標準數(shù)據(jù)庫以AIChE的DIPPR數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，加上電解質(zhì)共約2000多種純物質(zhì)。</

102、p><p><b>　　用戶數(shù)據(jù)庫</b></p><p>　　ChemCAD允許用戶添加多達2000個組分到數(shù)據(jù)庫中，可以定義烴類虛擬組分用于煉油計算，也可以通過中立文件嵌入物性數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　原油評價數(shù)據(jù)庫</b></p><p>　　從5.3版開始，ChemCAD提供了200多

103、種原油的評價數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　ChemCAD提供了對多種設(shè)備進行設(shè)計和核算的功能模塊。</p><p><b>　　設(shè)備設(shè)計和核算</b></p><p>　　ChemCAD可以對板式塔（包含篩板、泡罩、浮閥）、填料塔、管線、換熱器、壓力容器、孔板、調(diào)節(jié)閥和安全閥(DIERS)進行設(shè)計和核算。 這些模塊共享流程模擬中的數(shù)據(jù)，使得用戶

104、完成工藝計算后，可以方便地進行各種主要設(shè)備的核算和設(shè)計。</p><p>　　ChemCAD還提供了設(shè)備價格估算功能，用戶可以對設(shè)備的價格進行初步估算。</p><p>　　ChemCAD還具有容易使用、高度集成、界面友好等特點。ChemCAD擁有最短的學習曲線。</p><p>　　1.6.1ASPEN PLUS簡介</p><p>　　A

105、SPEN PLUS是大型通用流程模擬系統(tǒng)。源起于美國能源部在七十年代后期在麻省理工學院MIT組織會戰(zhàn)，要求開發(fā)新型第三代流程模擬軟件，55 個高校和公司參與開發(fā)。這個項目稱為先進過程工程系統(tǒng)（Advanced System for Process Engineering) 簡稱ASPEN,這一大型項目于1981年底完成。1982年Aspen Tech公司成立將其商品化，稱為ASPEN PLUS.這一軟件經(jīng)過15年不斷改進、擴充、提高，已

106、經(jīng)歷了九個版本，成為全世界公認的標準大型流程模擬軟件，用戶千余個。</p><p>　　ASPEN PLUS基于序貫?zāi)K法的穩(wěn)態(tài)過程模擬軟件。1773種有機物、2450種無機物、3314種固體物、900種水溶電解質(zhì)的基本物性參數(shù)。豐富的狀態(tài)方程和活度系數(shù)方法。</p><p>　　ASPEN PLUS主要完成下面工作內(nèi)容：</p><p>　　·進行工藝過

107、程嚴格的能量和質(zhì)量平衡計算</p><p>　　·預(yù)測物流的流率、組成和性質(zhì)</p><p>　　·預(yù)測操作條件、設(shè)備尺寸</p><p>　　·減少裝置設(shè)計時間并進行各種裝置的設(shè)</p><p><b>　　·計方案比較</b></p><p><b

108、>　　·改進當前工藝</b></p><p>　　2 工藝計算及設(shè)備選型</p><p><b>　　2.1 物料衡算</b></p><p>　　2.1.1年產(chǎn)3萬噸硫磺回收裝置</p><p>　　原料氣的熱力學分析:</p><p>　　原料氣的百分體積組成: H

109、S:79.97%,烴類4.0%, CO:16.03%</p><p>　　車間按年8000小時運轉(zhuǎn)，單位小時內(nèi)產(chǎn)硫磺3.75t/h</p><p>　　年產(chǎn)3萬噸硫磺,由硫原子平衡可求得原料氣流量:</p><p>　　原料氣進料狀態(tài):溫度:62℃,壓力0.05MPa</p><p>　　F*79.97%*（0.05*1000000/8.31

110、4*(273+60)）*32*10ˉ6=3.75t/h</p><p>　　得F=8141m3/h</p><p>　　原料中HS的質(zhì)量流量：8141*79.97%*（0.05*1000000*34*10ˉ3/8.314*（273+60））=3997.5Kg/h</p><p>　　原料中烴類（以正戊烷為代表）質(zhì)量流量：</p><p>　　

111、8141*4.0%*(0.05*1000000*76*10ˉ3/8.314*(273+60)）=423.5Kg/h</p><p>　　原料中CO質(zhì)量流量：8141*4.0%*(0.05*1000000*44*10ˉ3/8.314*(273+60)）=1037 Kg/h</p><p><b>　　配空氣量的計算：</b></p><p>　　

112、計算依據(jù)：原料氣中65%的HS部分燃燒轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S，剩余HS的1/3完全燃燒轉(zhuǎn)化為SO，假設(shè)烴類全部完全燃燒。（原料氣中HS流量117.5Kmol/h）</p><p>　　所考慮的反應(yīng)方程式：</p><p>　　2 HS + O≒2S+2 HO （1）</p><p>　　HS +3/2 O≒SO+ HO （2）</p><p>　

113、　C5H12+8O2≒5 CO+6 HO （3）</p><p>　　式（1）所需氧量（mol, flow）:</p><p>　　117.5*65%*1/2=38.15Kmol/h</p><p>　　式（2）所需氧量：117.5*35%*1/3*3/2=20.5Kmol/h</p><p>　　式（3）所需氧量：(（423.5Kg/h）

114、/(72Kg/Kmol))*8=47.05Kmol/h</p><p>　　假設(shè)空氣熱力學狀態(tài)為：溫度：30℃，壓力1atm</p><p>　　配空氣量為｛（38.15+20.5+47.05）*1000mol/h*(8.314*(273+30)/(101.3*1000))m3/mol｝/21%=10150m3/h</p><p>　　則N質(zhì)量流量：10.15*10

115、00*78%*（101.3*1000*28*10ˉ3）/（8.314*(273+30)）=8914Kg/h</p><p>　　O質(zhì)量流量：10.15*1000*21%*（101.3*1000*32*10ˉ3）/（8.314*(273+30)）=2742.5Kg/h</p><p>　　CO質(zhì)量流量：10.15*1000*1%*（101.3*1000*44*10ˉ3）/（8.314*(27

116、3+30)）=179.5 Kg/h</p><p>　　表1：F101進口組分流量及組成</p><p>　　將F101中的傳遞過程簡化為如圖1所示：</p><p><b>　　空氣 ——→</b></p><p><b>　　原料氣——→</b></p><p>　　F