【正文】 .................................. 36 安全技術(shù) ............................................ 36 安全管理 ............................................ 38 環(huán)境保護(hù) .................................................. 38 環(huán)保的基礎(chǔ)知識 ...................................... 39 環(huán)境管理 ............................................ 39 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì) 3 ....................................... 41 設(shè)備概況一覽 .............................................. 41 主要設(shè)備一覽 .............................................. 41 實(shí)習(xí)建議與感想 ..................................... 43 參考文獻(xiàn) ........................................... 44 附圖 .....................................................46 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì) 4 前 言 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(xué)品、硫磺混凝土、醇類、黏合劑、農(nóng)藥等化學(xué)工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。 通過對生產(chǎn)工藝過程的現(xiàn)場實(shí)習(xí)，掌握該產(chǎn)品生產(chǎn)的實(shí)際知識和技能，學(xué)習(xí)操作控制等有關(guān)知識。 收集各項(xiàng)資料和數(shù)據(jù)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)或論文打下一定的基礎(chǔ)。 中國石化集團(tuán)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)。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(jìn)行尾氣處理，并生成產(chǎn)品硫磺。 該設(shè)計(jì)參考了大量文獻(xiàn)，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。 勝利煉油廠堅(jiān)持依靠科技求發(fā)展。齊魯石化堅(jiān)持科技創(chuàng)新， 1996 年以來，累計(jì)完成科研課題 950 項(xiàng)，成果鑒定 169 項(xiàng)，獲得專利授權(quán) 93項(xiàng)， 16 項(xiàng)科技成果獲國家級獎勵。為全國 “ 科技進(jìn)步百強(qiáng)企業(yè) ” 。 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(jì)院設(shè)計(jì)的我國第一套自行設(shè)計(jì)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。 1981 年對生產(chǎn)工藝進(jìn)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。另外 1984 年選用 LS811 催化劑，轉(zhuǎn)化率進(jìn)一步提高，生產(chǎn)更加穩(wěn)定。硫磺熔點(diǎn) ~120 ℃，自燃點(diǎn) 232 ℃，著火點(diǎn) 250 ℃，沸點(diǎn) ℃，密度~，閃點(diǎn) 207 ℃，不溶于水，易溶于二硫化碳。 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 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(biāo)準(zhǔn)， GB244992中一級品要求。自 F— 101排出的高溫過程氣（約 1322℃），一小部分通過高溫?fù)胶祥y調(diào)節(jié)第一級轉(zhuǎn)化器（ R— 101）的入口溫度，其余部分進(jìn)入制硫余熱鍋爐（ ER— 101）冷卻至 350℃，同時 ER— 101 殼程產(chǎn)生 （ 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)。 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(jìn)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(jìn)入二級轉(zhuǎn)化器（ R— 102），過程氣在催化劑作用下繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的過程氣進(jìn)入三級冷凝冷卻器（ E— 103），溫度從 242℃被冷卻至 130℃。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— 201 循環(huán)作用。 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(jìn)入溶劑再生塔（ C— 203）上部進(jìn)行再生。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。本裝置采 用部分燃燒法回收硫磺。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(jìn)一步生成氣體硫。 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(jìn)入轉(zhuǎn)化器，在催化劑作用下， H2S與SO2反應(yīng)生成氣體硫。 克勞斯工藝的實(shí)質(zhì)是部分氧化還原反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)式為： 2H2S + 3O2 = 2 H2O + 2SO2+Q （ 1） 2 H2S + SO2 = 3/x SX + 2 H2O+Q （ 2） （ 1）與（ 2）又可寫為： 2 H2S + O2 = 2/x SX+ 2 H2O+Q （ 3） 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。 催化劑及化學(xué)試劑 1．制硫催化劑 表 1— 2 制硫催化劑性質(zhì) 項(xiàng)目 質(zhì)量指標(biāo) 型號 LS811 S2 化學(xué)組成 %（重）： Al2O3 ≥ 93 Fe3O3 ＜ Na2O ＜ SiO2 ＜ ＜ 灼減 物理性質(zhì)： 外觀 Φ 4~6mm 球狀 Φ 4~6mm 球狀 比表面積 米 2/克 ≥ 230 237 孔容 毫升 /克 ≥ 強(qiáng)度 牛頓 /粒（側(cè)壓） ≥ 98 ＞ 堆積密度 克 /毫升 ~ 磨損率 %（重） ≤ Al2O3 晶體 rAl2O3 少量 2．制硫尾氣專用加氫處理催化劑 表 1— 3 尾氣加氫催化劑性 項(xiàng)目 質(zhì)量指標(biāo) 型號 LS951 化學(xué)組成 %(m/m) 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì) 13 MoO3 177。若酸氣來量平穩(wěn)且組分穩(wěn)定，投比值時則參考反 10 202 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)。 (3)空氣流量有失靈，根據(jù)化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，單獨(dú)用酸氣流量表，空氣用進(jìn)爐調(diào)節(jié)閥遙控調(diào)節(jié)。 (7)風(fēng)機(jī)入口調(diào)節(jié)閥失靈，改現(xiàn)場手動調(diào)節(jié)。 1）操作原則 (1)在正常生產(chǎn)情況下，爐膛溫度控制 ≥ 1400 攝示度。 (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(jìn)爐量。 (5)爐膛溫度指示失靈，及時聯(lián)系儀表維修。及時聯(lián)系動力車間，提高脫氧水的壓力。檢查排污閥是否關(guān)緊，檢查連續(xù)排閥是否開的過大。 (5)儀表失靈，改手動上水，聯(lián)系儀表修理。 (3)儀表失靈，蒸汽泄放不出，改為手動，聯(lián)系儀表修理。 (3)液面突低，出口溫度突高，及時調(diào)整液位，保證在 5070%。 3）調(diào)節(jié)器 PIC10 PIC204 通過倆個轉(zhuǎn)換開關(guān) HS104/ HS104/2 分別控制調(diào)節(jié)閥 PIC10 PIC204。 2)檢查軸承座內(nèi)是否填充好潤滑油，油脂是否正確。 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。 1)達(dá)到正常轉(zhuǎn)速后，檢查軸承溫 度及有無泄。 6)運(yùn)轉(zhuǎn)中要注意記錄聲音及振動情況。 2)待備用風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，最好倆人協(xié)作操作，慢慢開備用風(fēng)機(jī)的出口閥，并慢慢關(guān)備用風(fēng)機(jī)的放空閥，在保證風(fēng)機(jī)的出口壓力、流量基本不變的情況下，同時慢慢關(guān)要停風(fēng)機(jī)的出口閥，并慢慢開要停風(fēng)機(jī)的放空閥。反一 10 2， 1床層溫度控制在 300~320 度（以中部為準(zhǔn)），反一 10 202 床層溫度控制在 230~250 度（以中部為準(zhǔn)）。 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì) 18 2)針對以上因素采取的對應(yīng)措施 (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)。 1)液面控制 冷凝冷卻器出口溫度在工藝指標(biāo)之內(nèi)的情況下，液面應(yīng)保持在 5070%位置上。 (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。冷 10冷 203 出口溫度控制在 130177。 (2)捕集器堵塞（包括液硫出口閥 、絲網(wǎng)等）。 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì) 19 (3)反應(yīng)器床層堵塞會使系統(tǒng)壓力升高。堵塞較嚴(yán)重時，需停工處理。查明原因，弄通放空閥或?qū)迌?nèi)已滿的液硫處理掉。 (2)反應(yīng)器床層阻力增大。催化劑再生完畢后，按工藝規(guī)定的溫度，進(jìn)行正常操作調(diào)節(jié)。 當(dāng)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?dú)獠⑶乙磿r巡檢，檢查系統(tǒng)壓力是否正常，三捕出口壓力控制在。 在工程設(shè)計(jì)中，無論是建立一個新廠或是對老廠進(jìn)行改造， ChemCAD 都可以用來選擇方案， 研究非設(shè)計(jì)工況的操作及工廠處理原料范圍的靈活性。可用模擬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。 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。 ChemCAD 提供了大量的最新的熱平衡和相平衡的計(jì)算方法， 包含 39種K值計(jì)算方法、 13 種焓計(jì)算方法。 ChemCAD提供了熱力學(xué)專家系統(tǒng)幫助用戶選擇合適的 K值和焓值計(jì)算方法。 ChemCAD 對于不同單元或不同塔板可以應(yīng)用不同的熱力學(xué)方法或不同的二元交互作用參數(shù)。 原油評價(jià)數(shù)據(jù)庫 從 版開始， ChemCAD提供了 200 多種原油的評價(jià)數(shù)據(jù)庫。 ChemCAD 還提供了設(shè)備價(jià)格估算功能，用戶可以對設(shè)備的價(jià)格進(jìn)行初步估算。源起于美國能源部在七十年代后期在麻省理工學(xué)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)。 1773 種有機(jī)物、 2450 種無機(jī)物、 3314 種固體物、 900 種水溶電解質(zhì)的基本物性參數(shù)。 預(yù)測物流的流率、組成和性質(zhì) 改進(jìn)當(dāng)前工藝 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì) 24 2 工藝計(jì)算及設(shè)備選型 物料衡算 年產(chǎn) 3 萬噸硫磺回收裝置 原料氣的熱力學(xué)分析 : 原料氣的百分體積組成 : H2 S:%,烴類 %, CO2 :% 車間按年 8000 小時運(yùn)轉(zhuǎn)，單位小時內(nèi)產(chǎn)硫磺 年產(chǎn) 3萬噸硫磺 ,由硫原子平衡可求得原料氣流量 : 原料氣進(jìn)料狀態(tài) :溫度 :62℃ ,壓力 F*%*（ *1000000/*(273+60)） *32*10ˉ 6=得 F=8141m3/h 原料中 H2 S的質(zhì)量流量： 8141*%*（ *1000000*34*10ˉ 3/*（ 273+60）） =原料中烴類（以正戊烷為代表）質(zhì)量流量： 8141*%*(*1000000*76*10ˉ 3/*(273+60)） =原料中 CO2 質(zhì)量流量： 8141*%*(*1000000*44*10ˉ3/*(273+60)） =1037 Kg/h 配空氣量的計(jì)算： 計(jì)算依據(jù)：原料氣中 65%的 H2 S 部分燃燒轉(zhuǎn)化為單質(zhì) S，剩 余 H2 S 的 1/3 完全燃燒轉(zhuǎn)化為 SO2 ，假設(shè)烴類全部完全燃燒。 R201 使用的尾氣加氫催化劑是由齊魯公司研究院生產(chǎn)的 LS951 鈷鉬催化劑，形狀為藍(lán)灰色三葉草條形，裝填量為 20 噸。 2．二氧化硫性質(zhì)： SO2 是一種無色、惡臭、刺激性很強(qiáng)的有毒氣體，其水溶液為 H2SO3對鋼材腐蝕嚴(yán)重，吸入較多 SO2時可發(fā)生反射性聲門痙攣而窒息。 （ 1）首先了解來自脫硫的硫化氫的濃度及在制硫裝置的流程。 （ 5）對有硫化氫的設(shè)備，管線沒有經(jīng)過安全處理和沒有化驗(yàn)合格單，不得進(jìn)入和動火。 （ 9）現(xiàn)場救護(hù)，首先，救護(hù)者做好個人防護(hù)并切斷毒物來源，阻止毒物繼續(xù)侵入人體；其次，明確判斷，有的放矢，促進(jìn) 生命器官功能恢復(fù)；再次，實(shí)施解毒和毒物排出。 （ 7）在含硫污水排污時，打開閥門后人員不能離開，也不能排水排凈，防止氣體排出中毒。 （ 3）硫化氫采樣時由操作工采樣，化驗(yàn)工配合，不得一人采樣。 4． CS2 的性質(zhì)： CS2 是一種具有極難聞的壞蘿卜味的腐蝕性低毒氣體，長期接觸低濃度 CS2 可引起慢性中毒，短時間接觸高濃度 CS2 可引起急性中毒，嚴(yán)重者先強(qiáng)烈亢奮，繼而出現(xiàn)意識喪失，甚至死亡。 SO2 +3 H2 =H S+2 H2 O (14)(轉(zhuǎn)化率為 98%)