【正文】 在硫銨飽和器內(nèi)發(fā)生的主要反應如下：HSO+NH→NHHSO (31)HSO+2N H→(NH)SO (32) NHHSO+N H→(NH)SO (33)在飽和器中不斷有硫銨結(jié)晶生成，用結(jié)晶泵將硫銨結(jié)晶連同一部分母液送至結(jié)晶槽，再放到離心機內(nèi)進行離心分離，濾除母液。從離心機卸出的硫銨結(jié)晶，由螺旋輸送初送至振動流化床，用熱空氣干燥后進入硫銨貯斗，然后稱量包裝送入成品庫。振動流化床用的熱空氣由送風機吸進，在熱風器加熱到130140℃后送入，振動流化床排出的尾氣經(jīng)旋風除塵器捕集夾帶的細粒硫銨結(jié)晶后，由排風機抽送至水浴除塵器進行濕式再除塵，最后排入大氣。本工段流程特點：1)采用噴淋式飽和器脫除焦爐煤氣中的氨，它集酸洗與結(jié)晶為一體，煤氣系統(tǒng)阻力小，流程簡單，工藝先進，技術(shù)可靠。干燥采用振動流化來，技術(shù)成熟，操作穩(wěn)定。2)硫銨干燥尾氣采用二級除塵，％以上，實現(xiàn)基本無廢物排放。 洗脫苯本工段包括終冷、洗苯、脫苯三部分。工藝流程簡介：來自硫銨工段的粗煤氣經(jīng)終冷器換熱后。由55℃降至29℃后由洗苯塔底部入塔，白下而上與塔頂噴淋的循環(huán)洗油逆流接觸，煤氣中的苯在此被循環(huán)洗油吸收，再經(jīng)過旋流板捕霧器除去霧滴后去外管送往后續(xù)工序。洗苯塔底富油由貧富油泵加壓后送至粗苯冷凝冷卻器，與脫苯塔塔頂出來的粗苯汽換熱，將富油預熱至60℃，然后至油油換熱器與脫苯塔塔底出來的貧油換熱，由60℃升到140℃，最后進入粗苯加熱爐被加熱至180℃左右，進入脫苯塔，用直接蒸汽進行氣提蒸餾，從脫苯塔塔頂蒸出的粗苯油水混合汽進入粗苯冷凝冷卻器被從洗苯塔底來的富油和16℃制冷水冷卻至30℃左右，然后進入相苯油水分離器進行分離。分離出的粗苯入粗苯回流槽，部分粗苯經(jīng)粗苯回流泵送至脫苯塔塔頂作回流，其余部分溢流入粗苯貯槽由粗苯泵送往罐區(qū)。流程特點：⑴用每臺換熱面積為3319m橫管式間接終冷器冷卻焦爐煤氣，將硫銨來的煤氣冷卻至25℃。該工藝較直接終冷工藝相比具有流程短、設(shè)備少、廢水量小等優(yōu)點。⑵洗苯脫苯的操作過程中，循環(huán)洗油的質(zhì)量逐漸惡化，為保證洗油質(zhì)量采用洗油再生器將脫苯塔底來的部分熱貧油再生。用過熱蒸汽加熱，蒸出的油汽進入脫苯塔。⑶降低洗油中的含萘量，在脫苯塔上都設(shè)3塊塔板進行側(cè)線采萘，萘油流入萘揚液槽后用蒸汽壓出送至冷鼓工段。 精脫硫 ，經(jīng)過濾器濾去油霧后進氧化鐵脫硫槽，脫除氣體中的無機硫后送轉(zhuǎn)化裝置預熱。、溫度300～350℃，進入加氫轉(zhuǎn)化器，氣體中的有機硫在此轉(zhuǎn)化為無機硫，不飽和烴加氫飽和。另外，氣體中氧也與氫反應生成水。加氫轉(zhuǎn)化后的氣體進入氧化錳脫硫槽，脫去大部分無機硫；再進入加氫轉(zhuǎn)化器II，將殘留的有機硫徹底轉(zhuǎn)化并經(jīng)中溫氧化鋅脫硫槽把關(guān)，使總硫脫至≤ ppm，、70℃左右，送轉(zhuǎn)化裝置。 轉(zhuǎn)化精脫硫的焦爐氣，溫度約370℃,與廢熱鍋爐蒸氣混合，進入焦爐氣蒸氣預熱器，預熱到660℃，然后進轉(zhuǎn)化爐。來自空分裝置的氧氣加入安全蒸氣后，預熱到300℃，進入轉(zhuǎn)化爐，在轉(zhuǎn)化爐頂部與焦爐氣蒸氣混合。混合氣中的氧先與可燃氣體反應產(chǎn)生熱，為甲烷轉(zhuǎn)化提供熱源。氣體入床層后， 在催化劑作用下，甲烷及少數(shù)多碳烴轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫。出轉(zhuǎn)化爐的轉(zhuǎn)化氣約960℃，入廢熱鍋爐副產(chǎn)飽和蒸氣后，經(jīng)焦爐氣預熱器、焦爐氣初預熱器、鍋爐給水預熱器、再沸器、脫鹽水預熱器回收熱量后，用水冷卻到40℃，分離冷凝液經(jīng)氧化鋅脫硫槽把關(guān)后送合成氣壓縮機。分離出的工藝冷凝液經(jīng)汽提塔汽提出溶解氣后，用泵加壓送鍋爐房。工藝流程如圖1：圖1 凈化工段工藝流程圖 乙醇合成流程 MPa，溫度40℃，進入該壓縮機新鮮氣段；來自乙醇合成的循環(huán)氣進入循環(huán)段， MPa送往乙醇合成，合成氣壓縮機用蒸氣透平驅(qū)動。 MPa、 溫度約40℃，進入氣氣換熱器，用出塔氣升溫后進入乙醇合成塔，在催化劑作用下進行乙醇合成反應。乙醇合成塔為管殼式反應器，管內(nèi)裝有乙醇合成觸媒，殼程為沸騰熱水。反應產(chǎn)生的熱量用來生產(chǎn)中壓飽和蒸氣。因此，反應溫度可穩(wěn)定控制在一定范圍內(nèi)。合成氣制備乙醇的反應過程主要為：2CO+6H→CHCHOH+3HO (34)2CO+4H→CHCHOH + HO (35)出合成塔的氣體入氣氣換熱器，在此與合成塔入口氣體換熱，把入塔氣加熱到觸媒活性溫度。出該換熱器的氣體經(jīng)水冷器用循環(huán)水冷卻到40℃。此時氣體中大部分乙醇和水蒸氣被冷凝，然后在乙醇分離器內(nèi)進行氣液分離。頂部出來的氣體一部分作為循環(huán)氣進入二合一機組，升壓后與原料氣進入下一個循環(huán)，進一步合成乙醇，另一部分則作為馳放氣排放。，釋放出溶解在粗乙醇中的大部分氣體，閃蒸后的粗乙醇去乙醇精餾工序或粗乙醇儲罐。自界區(qū)來的鍋爐給水進入汽包，經(jīng)下降管進入合成塔殼程下端，再沿合成塔上行并吸熱，過熱飽和后的鍋爐水進入汽包，在汽包里進行汽水分離，產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)壓力控制后進入蒸汽管網(wǎng)，出來的排污水進入排污膨脹槽，產(chǎn)生的蒸汽也送到蒸汽管網(wǎng)，剩下的污水送去污水處理。合成工藝流程如圖2：圖2 合成工藝流程圖 乙醇精餾流程精餾系統(tǒng)采用雙塔蒸餾流程，其中一個塔為粗餾塔，另一個為精餾塔，兩塔之間不直接連通，互相影響較小，操作方便。乙醇混合液首先通過蒸發(fā)得到一定濃度的乙醇溶液，再通過精餾系統(tǒng)達到乙醇的共沸濃度，最后通過分子篩脫水得到無水乙醇。來自合成工段的粗乙醇，經(jīng)減壓進入粗乙醇貯槽。經(jīng)粗乙醇預熱器加熱到45℃后進入預精餾塔。從塔頂出來的氣體先經(jīng)過一級冷凝器冷卻，冷凝液體進入預精餾塔回流槽，通過預塔回流泵回流到預精餾塔頂部，未冷凝氣體進入二級冷凝器，其中不凝氣體通過預塔水封放空。其中冷凝液進入二級冷凝液儲槽，進行脫鹽水萃取，萃取后的乙醇水進入預精餾塔回流槽進行回流，預塔回流槽中需要通過堿液泵加入2%~5%的堿液，用于防腐蝕。在預塔中脫除輕餾分后進入主精餾塔，進一步把高沸點的重餾分雜質(zhì)脫除，從塔頂或側(cè)線采出。經(jīng)精餾乙醇冷卻器冷卻至常溫后，通過分子篩脫水得到無水乙醇。塔底的廢水經(jīng)常壓塔廢水冷卻器冷卻，并經(jīng)過常壓塔廢水泵送到廢水處理工段，工藝流程如圖3：圖3 精餾段工藝流程圖 第4章 工藝計算 乙醇生產(chǎn)的物料平衡計算 合成塔物料平衡計算初始條件：%的無水乙醇；每年以8000h計算粗乙醇中乙醇含量 %輕組分：(以乙醛CHCHO計算) %重組分：(以異丁醇CHOH計算) %水：%所以，時產(chǎn)精乙醇 (1000001000)/8000=12500Kg/h時產(chǎn)粗乙醇 (12500%)/%=根據(jù)粗乙醇組分，算得各組分的生成量為：乙醇(46)：12500Kg/h 乙醛 (44)： Kg/h kmol/h 異丁醇(74)： 水(18)：5326Kg/h 合成氣制備乙醇的反應過程主要為：2CO+4H2→CHCHOH+ H2O H=(41)副反應為：2CO +3H2 →CHCHO + H2O H=(42)CO+3H2 →CH4+H2O H = kJ/mol (43)4CO+8H2 →C4H9OH+3H2O H= kJ/mol (44)CO2+H2 →CO+ H2O H=(45)生產(chǎn)中， Nm3, kmol，故CH4每小時生成量為：=， kmol/h。忽略原料氣帶入水份, 根據(jù)②、③、④得反應⑤生成的水的量為：=。 MPa，40℃時各組分在乙醇中的溶解度列表于表41：表41 ，40℃時氣體在乙醇中的溶解度組 分H2COCO2N2ArCH4溶解度Nm3/t乙醇0Nm3/h0據(jù)測定：35 ℃時液態(tài)乙醇中釋放CO、CO假定溶解氣全部釋放，則乙醇擴散損失為：(++++)= ， Nm3/h。根據(jù)以上計算，則粗甲醇生產(chǎn)消耗量及生產(chǎn)量及組成列表42(見下頁)：表42 乙醇生產(chǎn)消耗和生成物量及組成消耗方式單位消耗物料量生成物料量合計COH2CO2N2CH4CH5OHC4H9OHCHCHOH2O消耗生成① 式kmolNm36086..96② 式kmolNm3 173..575③ 式kmolNm3 ④ 式kmolNm3⑤ 式kmol Nm3氣 體 溶 解Nm30擴 散 損 失Nm3合計Nm3 3..259生成質(zhì)量kg5326生成組成%(wt)100設(shè)新鮮氣量為G新鮮氣,馳放氣為新鮮氣的9%。表43　馳放氣組成組分H2COCO2CH4N2ArCH5OHH2OMol%G新鮮氣＝G消耗氣+G馳放氣=G消耗氣+ G新鮮氣=+ G新鮮氣所以：G新鮮氣= Nm3/h新鮮氣組成見表44：表44　乙醇合成新鮮氣組成組分H2COCO2N2總計Nm3組成mol%100測得：%。根椐表4表44，設(shè)出塔氣量為G出塔，%。所以：（+%G）/ G出塔=%G醇后=G新鮮(G醇＋G副＋G擴)+GCH4= += Nm3/h所以：G出塔＝G= G出塔 －G醇后 －G + GCH－G=+=乙醇生產(chǎn)循環(huán)氣量及組成見表45：表45 乙醇生產(chǎn)循環(huán)氣量及組成組分COCO2H2N2CH4ArCH5OHH2O合計流量：Nm3/h組成V%100G入塔= G循環(huán)氣+G新鮮氣=+= Nm3/h由表44及表45得到的乙醇生產(chǎn)入塔氣流量及組成單位表46： 表46 乙醇生產(chǎn)入塔氣流量及組成 單位：Nm3/h組分COCO2H2N2CH4ArCH5OHH2O合計流量：Nm3/h組成(V)%100又由G出塔= G入－G消耗＋G生成據(jù)表44得出入塔成分表匯總表47：表47 出入塔成分表匯總組分COCO2H2N2CH4ArCH5OHH2OC4H9OHCHCHO合計入塔消耗生成3..259出塔組成V2．068100乙醇分離器出口氣體和液體產(chǎn)品的流量、組成見表48：表48 乙醇分離器出口氣體組成、流量：單位：Nm3/h組分COCO2H2N2CH4ArCH5OHC4H9OHCH3 CHOH2O合計損失0出氣V%4..566100出液wt kg125005326wt%100粗甲醇貯罐氣流量及組成分表49：表49 貯罐氣組成、流量組成COCO2H2CH4ArCH5OHN2合計流量：Nm3/h0組成：(V)%0100由表42到表49得表410（見下頁）：表410 乙醇生產(chǎn)物料平衡匯總表組分新鮮氣循環(huán)氣入塔氣出塔氣流量組成流量組成流量組成流量組成Nm3(v)%Nm3(v)%Nm3(v)%Nm3(v)%COCO2H2N2ArCH4CH5OHC4H9OHCHCHOH2O合計100100100100 粗乙醇精餾的物料平衡計