《4.5万吨年三级克劳斯炼油厂尾气硫磺回收设计毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《4.5万吨年三级克劳斯炼油厂尾气硫磺回收设计毕业设计（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本科毕业设计题 目 4.5万吨/年三级克劳斯 炼油厂尾气硫磺回收设计 学院名称 专业班级 学生姓名 导师姓名 二一四年五月三十日4.5万吨/年三级克劳斯炼油厂尾气硫磺回收设计作 者 姓 名 专 业 指导教师姓名 专业技术职务 齐鲁工业大学本科毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导教师的指导下独立研究、撰写的成果。设计（论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计（论文）中加以说明，除此之外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承
2、担。毕业设计（论文）作者签名：年月日齐鲁工业大学关于毕业设计（论文）使用授权的说明本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留、送交设计（论文）的复印件，允许设计（论文）被查阅和借阅，学校可以公布设计（论文）的全部或部分内容，可以采用影印、扫描等复制手段保存本设计（论文）。指导教师签名：毕业设计（论文）作者签名：年月日年月日目 录摘 要1第一章 概述31.1设计描述31.2产品性能和用途3341.3产品生产方法和特点444第二章 工艺方法确定52.1工艺原理52.2流程叙述5第三章Aspen Plus方法介绍63.1 方法简述667第四章 模拟计算9
3、4.1模型选择及模拟计算9911I第五章 换热器计算205.1换热器的计算选型20285.2换热器的选型285.3 浮头式换热器的介绍29第六章 其他设备的选材306.1硫磺回收装置设备腐蚀类型306.2工业炉303031316.3各设备重要接管口口径确定33参 考 文 献35致 谢36附录37II摘 要本设计采用三级克劳斯法，该法中全部酸气进入反应炉，要求严格配给空气量，以使酸气中的全部烃完全燃烧，而H2S仅有1/3氧化成SO2，使剩余2/3的H2S与氧化成的SO2在理想的配比下进行催化转化，以获取更高的转化率。该类工艺流程经过三级转化器、四级冷凝器以出去最后生成的硫，分离出液态硫后的尾气通
4、过捕集器，进一步捕集液态硫后进入尾气处理装置进一步处理后排放。各级冷凝器及捕集器中分离出来的液态硫流入硫储罐，经造粒成型后即为硫磺产品。关键词：硫磺 回收 三级克劳斯 催化转化ABSTRACTThis design uses three levels of Chronos law, all in the Act of acid gas into the reactor, calls for strict rationing of air volume to allow complete combustion of all hydrocarbons in the acid gas, just o
5、ne-third oxidized to SO2 and H2S, the remaining two-thirds oxidized to SO2 and H2S in an ideal ratio of the catalytic converter to obtain a higher conversion rate. Process flow of the class, after a three-level converter, four-level condenser resulting sulfur, separating out of liquid sulfur exhaust
6、 through the catcher, further trapping the liquid sulphur into the tail gas treatment unit for further treatment after discharge. Levels in the condenser and collector tank separation of liquid sulfur into sulfur, sulphur products after granulation molding.Key words: sulfur recovery grade Chronos co
7、ndenser第一章 概述1.1设计描述随着我国国民经济的快速增长,我国的石油、天然气工业也得到高速发展。与此同时,含硫原油加工量和含硫天然气处理量随之相应增加,因此,伴随着产生的脱硫与硫磺回收技术问题是不容忽视的。在该技术领域,我国经过几十年的发展,在依靠自身力量开发脱硫、硫磺回收及尾气处理工艺的同时,先后全套或部分引进国外先进技术。经过消化吸收,我们已经形成配套的脱硫、硫磺回收及尾气处理工艺技术,但与国外先进水平相比仍然存在一定差距。克劳斯法硫磺回收虽然并非属于气体净化工艺，但由醇胺法脱硫克劳斯法硫磺回收配套尾气处理技术组成工艺技术路线经余年的技术开发，现已成为从含硫天然气和炼厂气中回收硫
8、磺最重要的技术路线。1.2产品性能和用途理化特性硫磺分子式S分子量32kg/kmol1bar下沸点444.6熔点（纯S）120比重2.06燃点232闪点207物理性质黄色晶体。有多种同素异形体.1、斜方硫又叫菱形硫或-硫，在95.5以下最稳定，密度2.1g/cm3，熔点112.8，沸点445，质脆，不易传热导电，难溶于水，微溶于乙醇，易溶于二硫化碳；2、单斜硫又称-硫，在95.5以上时稳定，密度1.96g/cm3；3、弹性硫又称-硫是无定形的，不稳定，易转变为-硫。斜方硫和单斜硫都是由S8环状分子组成，液态时为链状分子组成，蒸气中有S8、S4、S2等分子，1000以上时蒸气由S2组成。化学性质
9、主含单质硫S8,尚有少量钙、铁、铝、镁和微量硒、碲等元素化学性质比较活泼，能跟氧、氢、卤素（除碘外）、金属等大多数元素化合，生成离子型化合物或共价型化合物。硫单质既有氧化性又有还原性。如硫跟铁共热生成硫化亚铁，跟碳在高温下生成二硫化碳，常温下跟氟化合生成六氟化硫，加热时跟氯化合生成S2Cl2。产品特性硫的消费形式有元素硫和硫酸。世界 80%以上的硫是以硫酸形式消费的。磷肥业是硫酸最大用户，约占总消费量的三分之二。硫磺的主要用途： (1)大部分的硫磺被用做制造磷肥的原料，为世界上许多快速发展的国家提高农业生产力作出了巨大的贡献。除了制造磷肥产品外，硫磺被转化为硫酸和用于生产其它化学和工业产品的比
10、例越来越高。 例如，用于滤取含有金属的岩石，农用化学品的生产，塑料和合成橡胶的生产，纸浆和纸的生产过程，以及普通化学品的生产。(2)硫磺属多功能药剂，除有杀菌作用外，还能杀螨和杀虫。用于防治各种作物的白粉病和叶螬等。(3)蔬菜还使用硫磺胶悬剂主要用于防治瓜类白粉病，如黄瓜、甜瓜（香瓜）、南瓜等。1.3产品生产方法和特点产品生产方法利用克劳斯装置净化尾气中的硫化物回收硫磺工艺现已得到了迅速发展，其具体工艺流程有20多种，主要有传统克劳斯工艺，低温克劳斯工艺、超级克劳斯(SuperClaus)工艺，带有SCOT 尾气处理的克劳斯工艺等。其中超级克劳斯工艺是在两级普通克劳斯转化之后，第三级改用选择性
11、氧化催化剂，将H2S直接氧化成元素硫，传统克劳斯工艺要求H2S/SO2 摩尔比值为2的条件下进行，而此种工艺却维持选择性氧化催化段在富H2S条件下举行，一改以往单纯增加级数来提高H2S的回收率的方法。生产方法特点经过半个多世纪的演变，克劳斯工艺在催化剂研制、自控仪表应用、材质和防腐技术改善等方面取得了很大的进展，但在工艺技术和基本设计方面变化不大，普遍采用的仍然是直流式或分流式工艺。由于受反应温度下化学反应平衡和传统克劳斯工艺本身的限制，即使在设备和操作条件良好的情况下，使用活性好的催化剂和采用三级转化工艺,其工艺过程为含有 H2 S的酸性气体在克劳斯炉内燃烧,使部分H2 S氧化为SO2 ,然
12、后SO2 再与剩余的未反应的H2 S在催化剂作用下反应生成硫磺。三级转化的工艺硫回收率为98.5,-99。三级转化器中的一级转化器是常规的CLAUS转化器，后两级转化器在亚硫露点下操作，依次进行再生，定期切换操作。三级转化的三个转化器起到了常规CLAUS加上尾气处理的作用，因此这种方法相对来说流程简单、设备投资和操作费用较低，是一种竞争能力很强的硫回收工艺。的尾气处理工艺，适于中小型硫磺回收装置本法的优点在于操作灵活方便，技术来源可靠，设备成本低，操作运行费用低等优点。第二章 工艺方法确定2.1工艺原理克劳斯法回收硫的基本反应如下：H2S12O2SH2O （1）H2S32O2SO2H2O （2
13、）2H2SSO23S2H2O （3）反应（1）（2）在燃烧室中进行，在温度11501300，压力0.06MPa和严格控制气量的条件下，将硫化氢燃烧成二氧化硫，为催化反应提供（H2SCS2）SO2为21的混合气体。此气体通过AL2O3基触媒，按反应（3）生成单质硫。2.2流程叙述来自上游工序的酸性气温度为37.2，压力为0.22MPa，经进料管分离罐分出挟带液后，进入 H2S燃烧炉。该流股经过控制阀后压力降为101.3KPa进入H2S燃烧炉，在H2S燃烧炉中，酸性气和一定比例的反应空气发生燃烧反应，反应生成SO2的和燃烧反应剩余的H2S进一步发生部分克劳斯反应，反应后的酸性气体温度可达800以上。高温酸性气随后进入H2S余热回收器,回收废热并副产蒸汽，同时将反应生成的单质硫部分冷凝。高温酸性气废热的回收是通过其中的废热锅炉及其后的换热器进行，换热后冷凝大部分S，通过再热器加热到320进入克劳斯反应器一段。在该段床层酸性气中的H2S和SO2在催化剂的作用下发生克劳斯反应生成单质硫，H2S的转化率为7075。流出反应器的酸性气体温度约为340，经过H2S余热回收器回收废热后，温度降为175，同时绝大部分的单质硫被冷凝下来。为达到克劳斯反应器二
