烟气脱硫资源化利用项目建议样例.docx
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烟气脱硫资源化利用项目建议样例
化工设计
项目建议书
设计题目
云天化提纯硫化氢合成甲硫醇
2.2万吨/年生产项目
专业名称
化学工程与工艺
学生班级
学生姓名
学生学号
指导教师
完成日期:
2017年9月28日
目录
1.总论1
1.1项目名称1
1.2承办单位1
1.3拟建地点1
1.4建设内容与规模1
1.5经济潜力2
2.项目建设的必要性3
2.1产品主要用途3
2.1.1甲硫醇产品用途3
2.1.2二甲硫醚产品用途3
2.2原料供应情况3
2.3产品市场需求预测3
2.3.1甲硫醇市场需求预测3
2.3.2二甲硫醚市场需求预测5
2.4产品定位、方案与质量标准6
2.4.1产品定位6
2.4.2产品方案6
2.4.3质量标准6
3.工艺技术方案8
3.1硫化氢回收利用技术的比选8
3.1.1克劳斯法制硫8
3.1.2硫化氢制酸工艺8
3.1.3超级克劳斯工艺制备硫磺和氢气9
3.1.4硫化氢合成甲硫醇9
3.1.5硫化氢回收利用技术比选总结9
3.2合成甲硫醇方法比选10
3.2.1硫化氢-甲醇法10
3.2.2甲醇-二硫化碳法10
3.2.3高硫合成气法10
3.2.4合成甲硫醇方法比选总结10
3.3工艺方案简介11
3.3.1工艺流程简述11
3.3.2反应机理11
3.3.3催化剂的选择与反应动力学12
3.3.4主副产品说明与原料有效利用率分析14
3.3.5工艺先进性与可靠性14
3.3.6生产过程的清洁性与安全性14
4.厂址选择与建厂条件16
4.1资源与产品条件16
4.2厂址选建条件16
4.2.1地理交通位置16
4.2.2地质条件17
4.2.3气候条件17
4.2.3水资源条件17
4.3人文环境条件18
5.安全环保分析19
5.1三废分析19
5.2三废处理方案19
5.3生产危险点分析19
6.经济潜力与社会效益21
6.1经济潜力21
6.2社会效益21
6.2.1对节能的影响21
6.2.2对环境保护的影响21
6.2.3对经济的发展22
6.2.4对推动就业的帮助22
参考文献22
1.总论
1.1项目名称
项目名称:
云天化提纯硫化氢合成甲硫醇2.2万吨/年生产项目
1.2承办单位
承办单位:
云南天安化工有限公司(国有控股型)
云南天安化工有限公司(以下简称天安化工)于2003年11月20日在云南省工商行政管理局注册成立。
公司由云天化集团有限责任公司的控股子公司、沪市上市公司——云南云天化股份有限公司和云南省国有资产经营有限责任公司两家股东共同投资设立。
天安化工主要在建项目是年产50万吨合成氨,工程总投资为217674.15万元。
工程建成后年销售收入84814万元,年均利润总额22031万元,具有较好的经济效益。
1.3拟建地点
项目建设地点:
云南省安宁市草铺镇工业经济开发区,天化天安化工厂区内闲置土地。
天安公司现有厂址位于安宁主城西南方的草铺镇,行政区划隶属安宁市草铺镇管辖。
项目厂区距离安宁市11km,距离昆明市区41km,320国道(滇缅公路)和安楚高等级公路从公司厂门口通过,工厂已有的铁路专用线接自安宁火车站,工厂交通十分方便。
场址原始地形平缓,场地平整,无不良地质情况,有利于项目的建设。
建设项目涉及的地表水体为螳螂川,属金沙江水系普渡河流域,目前该区域内流域开发程度很高,水资源利用率已高达59%,能够保障水资源供应。
项目所在安宁市是2016年云南省唯一一个全国百强县,有优越的经济社会条件。
1.4建设内容与规模
云南天安化工50万吨/年合成氨装置以高硫高劣质原煤为原料在合成氨的生产过程中低温甲醇洗、耐硫变换等工序都会产生硫化氢气体。
气中含有一定量的CO2及H2S、少量的COS和CO等,从环保角度和提升经济效益角度考虑,应以合成氨低温甲醇洗废气和变换闪蒸气废气源为原料进行资源化利用。
厂内已有硫化氢提浓装置和食品级二氧化碳生产装置,硫化氢提浓装置可提纯硫化氢和二氧化碳,二氧化碳通往食品级二氧化碳生产装置,硫化氢需要资源化利用。
经过比选确定生产方案为提纯硫化氢合成甲硫醇,副产二甲硫醚。
装置年产2.2万吨甲硫醇、8千吨二甲硫醚,并最终实现硫化物的近零排放。
本项目负责设计甲硫醇的生产与产品分离,以硫化氢提浓装置得到的提纯硫化氢为原料,未利用的含硫废气一部分循环回反应器,另一部分返回厂内硫化氢提浓装置。
1.5经济潜力
云天化合成氨厂低温甲醇洗、耐硫变换等工序产生的含硫化氢废气经硫化氢提浓装置后硫化氢质量浓度接近90%,本项目以此为原料,采用甲醇硫化氢法制甲硫醇,副产二甲硫醚,工艺流程较为简单,原料成本低但产品价格高,具有较好的经济效益。
2.项目建设的必要性
2.1产品主要用途
2.1.1甲硫醇产品用途
工业上甲硫醇用于生产蛋氨酸、氨基甲酸酯类农药,还可作为医药合成和染料合成等工业用甲硫基化试剂。
甲硫醇将近70%用于生产饲料级蛋氨酸,蛋氨酸是动物的一种必需氨基酸,是强化饲料的营养剂,是氨基酸输液、复合氨基酸的主要成分之一。
甲硫醇是生产灭多威、倍硫磷、扑草净等农药的中间体,也是维生素合成中主要的一个中间体。
此外在医药行业中,甲硫醇的使用正在广泛地研究、开发。
在橡胶行业中甲硫醇被用作硫化剂使用,在煤气、天然气、石油、液化气使用中被用作赋臭剂。
2.1.2二甲硫醚产品用途
二甲硫醚规定为允许使用的食用香料,主要用于配制玉米、番茄、土豆、奶制品、菠萝和橘子类果香及青香型香精。
二甲硫醚另一个重要用途是作为二甲基亚砜(DMSO)的原料。
同时二甲硫醚可做为溶剂,是生产二甲基亚砜、蛋氨酸及农药的中间体。
可以用作有机合成,聚合反应和氰化反应的溶剂。
用作分析试剂,聚丙烯腈和其他合成纤维纺丝及液压油方面。
还可用作城市煤气的赋臭剂、工业净化剂、涂料脱膜剂、电池低温防腐剂、农药渗透剂等。
局部用于血液药品、植物病理学和营养物中。
2.2原料供应情况
本项目所需硫化氢来自厂内硫化氢提浓装置,质量纯度约为90%,来源稳定。
云天化集团水富分公司年产26万吨的甲醇资源,考虑到厂址选择、经济性等一系列问题,以此为本项目甲醇来源,无需从外厂购买甲醇,可以实现自给自足。
2.3产品市场需求预测
2.3.1甲硫醇市场需求预测
国内对于甲硫醇合成工艺研究起步较晚,技术相对落后,主要原因是国外对于该工艺关键技术封锁甚严,导致目前国内甲硫醇很大一部分依靠进口。
据统计,国内目前仅有山东兴武集团、山东华阳科技股份有限公司和重庆兴发金冠集团等几家公司生产甲硫醇,其产量远远不能满足国内的需求。
目前国内仅有部分厂家为解决酸性废气问题,才开发了小规模硫化氢与甲醇生产甲硫醇工业化项目,且产率不高。
而近年来,国内甲硫醇工业快速而稳步的发展可以在一定程度上改善国内供不应求的现状,随着近几年来国内技术的进步,可以预见,甲硫醇工业化生产将会有广泛的发展前景。
如图2-1所示为2015~2020年国内甲硫醇历史需求量及预测。
图2-12015~2020年国内甲硫醇历史需求量及预测
蛋氨酸是甲硫醇最重要的下游产品,是一种重要的氨基酸。
蛋氨酸既可做为药物,防治肝脏疾病、砷或苯的中毒、治疗痢疾和因蛋白质不足而引起的营养不良症等,又可做为家禽和家畜的饲料添加剂,促进禽畜生长。
蛋氨酸的用途广、用量大。
目前国内由于甲硫醇的产量无法满足生产蛋氨酸的需求,需要依靠大量进口来满足对蛋氨酸的需求。
据海关数据显示,2016年1~9月,我国累计进口蛋氨酸13.13万吨,同比增加1.43万吨,增长12.26%,相比近五年的平均进口量上涨22.37%,创5年来同期新高。
2012~2016年蛋氨酸的进口数据见图2-2:
图2-22012~2016年蛋氨酸月度进口量
由于利润空间大,国内外厂商纷纷扩大蛋氨酸的生产能力,这其中包括安迪苏14万吨扩产项目、紫光二期5万吨、新和成10万吨以及距离本项目较近的和邦化工10万吨产能计划。
预计未来,亚洲地区蛋氨酸产能将由原来的15%迅速增至37%。
蛋氨酸的需求大大刺激了甲硫醇的需求量,并以年增长10%的速度增加。
资料显示,国外仅在饲料级蛋氨酸生产上的甲硫醇消耗量即超出了每年30万吨。
以和邦化工的10万吨蛋氨酸项目为例,若按每吨耗400kg甲硫醇计,即每年需甲硫醇4万吨。
随着染料、农药、医药等行业的发展,甲硫醇的市场容量必将不断扩大,展示出其广阔的市场前景。
2.3.2二甲硫醚市场需求预测
二甲基硫醚主要用于合成二甲基亚砜。
目前,全球仅中国、美国、法国和日本有二甲基亚砜生产装置,合计年总产能12万吨左右。
其中中国独占七成,超过8.5万吨,美国1.5万吨,日本1万吨,法国0.6万吨。
二甲基亚砜广泛应用于医药、农业、电子等领域,近几年在碳纤维行业的应用也不断被开发。
目前,国内碳纤维业90%使用的是二甲基亚砜原丝技术,每吨原丝需消耗二甲基亚砜0.5~1吨。
据预测,国内碳纤维需求将以每年15%以上的速度扩大,到2030年,全国碳纤维需求量将达30~50万吨。
在医药方面,目前国内二甲基亚砜主要用作新一代喹诺酮类抗菌素氟哌酸的原料氟氯苯胺的生产,预计氟氯苯胺对二甲基亚砜的需求将达到1.2万吨。
加上其他用途,预计医药工业讲消费二甲基亚砜约1.5万吨。
农药的原料合成及杀虫剂年用量5千多吨,燃料的合成及荧光增白剂年消耗4千多吨。
其他行业如石油加工、电子工业、高档涂料等行业用途也在不断增加,年用量4千吨左右。
国内二甲基亚砜的主要工艺是硫化碳法,主要原料为甲醇和二硫化碳。
而以硫化氢为原料制得二甲硫醚为原料的二甲基亚砜成本更低,相比之下具有更强的竞争能力。
所以,以硫化氢甲醇法副产的二甲基亚砜的生产原料二甲基硫醚具有较好的市场前景。
2.4产品定位、方案与质量标准
2.4.1产品定位
国外对于该工艺关键技术封锁甚严,导致目前国内甲硫醇很大一部分依靠进口,几家公司生产甲硫醇,其产量远远不能满足国内的需求。
随着以蛋氨酸为代表的多个下游产品项目的上马投产,甲硫醇的需求迅速攀升,国内的甲硫醇缺口也在不断扩大。
副产品二甲基硫醚主要用于合成二甲基亚砜,同时也广泛应用于医药、农业、电子等领域,具有很强的市场竞争力。
2.4.2产品方案
目前厂内已有硫化氢提浓装置对硫化氢进行提纯,本项目以提浓后的硫化氢为原料,同时引进天安化工水富分公司生产的甲醇,通过甲醇硫化氢合成工艺制备甲硫醇,副产二甲硫醚。
本项目性质特殊,产量与厂内现有的硫化氢提浓装置的产量有关。
而提浓硫化氢的产量又依托于云天化合成氨装置废气量。
经过分析计算甲硫醇产量可达2.2万吨,从产品的目标市场定位、技术的可靠性、项目的经济合理性、设备的制造和运输条件、当地的资源条件、资金筹措能力等方面都很合理。
2.4.3质量标准
二甲硫醚的产品满足GB28339-2012《食品添加剂二甲基硫醚》标准,其要求见表2-1:
表2-1食品添加剂二甲基硫醚要求
项目
指标
检验方法
溶解度(25℃)
1mL试样全溶于1mL95%(体积分数)乙醇中
GB/T14455.3
二甲基硫醚含量,wt%≥
95.0
GB/T14452.2
折光指数(20℃)
1.423~1.441
GB/T14454.4
相对密度(25℃/25℃)
0.840~0.850
GB/T11540
甲硫醇没有相关技术规格,考虑到甲硫醇需要满足进一步生产蛋氨酸等下游产品的需求,纯度需达到99.48%。
3.工艺技术方案
3.1硫化氢回收利用技术的比选
3.1.1克劳斯法制硫
含硫化氢酸性气,通常采用克劳斯法处理硫化氢酸性气体生产硫磺,即:
富液槽内的栲胶碱液经富液泵加压后,压力0.7MPa,依次进入空气自吸式喷射器、再生槽,依靠自吸式喷射器吸入的空气使栲胶碱液在再生槽内得以氧化再生。
经过脱硫后的富液在再生槽中进行再生,生成的单质硫浮选形成硫泡沫去硫泡沫沉降池,再生后的栲胶新鲜液进入贫液槽存储,经贫液泵送往脱硫塔顶部循环使用。
硫泡沫沉降池中的硫泡沫经硫泡沫泵加压至0.35MPa左右,送往熔硫釜,在0.6MPa、158℃左右蒸汽的间接加热条件下分离为两相。
密度较大的硫磺颗粒沉积于釜底被熔融。
熔融的硫磺液体从熔硫釜底排出,经自然冷却后即得副产品硫磺。
国内石油炼制、煤制合成氨、甲醇等产生的硫化氢基本都采用克劳斯法进行硫磺回收,硫回收效率最高能达到98%,达不到国家大气排放标准要求,因此,克劳斯系统还需配套尾气处理装置[1],所以,硫磺生产装置的投资和生产费用很高。
这样不仅造成了装置直接投资费用高,而且硫磺回收成本大于市场硫磺售价。
因此,不少采用克劳斯装置的企业处于亏损运行状态。
3.1.2硫化氢制酸工艺
硫化氢制酸的工艺原理是:
含有H2S酸性气经空气焚烧,产生含SO2炉气,经火管锅炉回收热量后进入转化器,SO2和O2在催化剂的作用下进行转化(即氧化)反应生成SO3,然后SO3和水蒸气在400℃下冷凝生成硫酸[2]。
主要反应为:
(4-1)H2S+1.5O2→SO2+H2O
(4-2)SO2+0.5O2→SO3
(4-3)SO3(g)+H2O(g)→H2SO4(l)
原有装置采用的即为干法制酸工艺,硫化氢酸性气体焚烧产生的高温炉气在废热锅炉中回收高温废热后先进行酸洗、净化、干燥,再进行传统的两转两吸生成硫酸。
此工艺充分地利用了硫化氢资源,且充分回收了热量,工艺简单,但此法对设备的要求较高,硫酸产品的附加值亦不高。
数据显示,2014年底,我国硫酸产能1.24亿吨,实际产量9251万吨,产能发挥率仅75%,硫酸市场长期处于供大于求的状态,产能过剩达到数千万吨。
3.1.3超级克劳斯工艺制备硫磺和氢气
1988年荷兰Comprimo等公司合作开发了超级克劳斯工艺(SuperClaus),并在德国文特塞尔(Wintershall)天然气净化厂克劳斯硫回收装置(100吨硫/天)上工业化试验成功该技术成功的关键是开发一种选择性好、对H2O和过量氧均不敏感的选择性氧化催化剂,其氧化H2S为元素硫的效率达85%~95%,不发生其它副反应(如有机硫反应等)几乎无SO2生成。
SuperClaus-99.5工艺是将正常条件下操作的克劳斯装置的工艺尾气(H2S/SO2=2:
1)中的全部硫加氢还原为H2S,然后进行选择性氧化反应,总硫回收率可以达到99.5%[3]。
3.1.4硫化氢合成甲硫醇
甲硫醇的生产方法主要是硫化氢甲醇法,国内已有专利报道并在重庆兴发金冠集团建成了年产万吨二甲基硫醚装置投入正常生产,副产甲硫醇。
此装置改变催化剂和回收条件就可以主产甲硫醇副产二甲硫醚。
因为主副产品都有非常好的市场,所以也使生产工艺简化,效益增加[4]。
甲硫醇主要用途是做蛋氨酸生产原料,也可以做甲磺酸、甲磺酰氯、西草净、灭多威、附臭剂等等。
目前,由于国内甲硫醇的严重不足,限制了蛋氨酸的发展和畜牧业的发展。
因此生产甲硫醇具有广阔的发展前景。
3.1.5硫化氢回收利用技术比选总结
通过以上各工艺的比较,利用硫化氢生产甲硫醇可充分回收酸性气中的硫化氢,虽然工艺流程较为复杂,但是产品具有比其余回收利用方法更强的市场竞争力,所以综合考虑工艺流程的经济性、先进性和可靠性原则,本项目选择硫化氢制甲硫醇的技术方案。
技术比较表见表3-1。
表3-1硫化氢回收技术的比较
工艺技术
克劳斯法制硫
硫化氢制酸
超级克劳斯工艺
硫化氢制甲硫醇
产品市场竞争力
差
差
差
优
技术设备满足程度
优
优
良
良
工艺流程复杂程度
简单
简单
较复杂
较复杂
环境保护
良
良
良
良
产业政策
良
良
良
良
总评
良-
良
良-
优-
3.2合成甲硫醇方法比选
3.2.1硫化氢-甲醇法
通过甲醇与硫化氢的取代反应来制备甲硫醇是目前大规模生产甲硫醇的主要途径。
甲醇与硫化氢混合进入反应器中反应,反应生成甲硫醇和二甲硫醚(DMS)。
反应后经冷却、分离、精馏等工段生产出合格的甲硫醇[5]。
分离出的甲醇和硫化氢循环使用,少量的DMS可作为产品销售,也可以再作为原料进入装有分解催化剂的反应器,生成甲硫醇。
用于蛋氨酸合成原料的甲硫醇主要由此方法制成。
此法具备原料价格优势,适合规模化生产。
然而,该法必须在副产硫化氢资源的地区才能采用,否则硫化氢的储存和运输比较困难。
3.2.2甲醇-二硫化碳法
甲醇与经预热、混合等工段进入装有氧化铝负载的牡系和钨系催化剂的反应器中,可生成甲硫醇:
(4-4)CS2+2CH3OH→CH3SH+CO2
该法同时副产二甲醚,相比于H2S-CH3OH路线,尽管该法的甲硫醇收率有所提高,但由于原料价格高,故该法并未被广泛采用。
3.2.3高硫合成气法
生产流程长、费用高、原料消耗多的缺点制约了甲硫醇的生产,从20世纪60年代开始国外就有一氧化碳(二氧化碳)-硫化氢合成甲硫醇的研究,并且取得了可喜的进展[6]。
采用铁、锌、镍、铬、钴或钼系催化剂,以碱金属或有机胺为助催化剂,在295℃、3MPa条件下,甲硫醇的收率较高[7-9]。
反应式如下:
(4-5)CO+H2S+2H2→CH3SH+H2O
(4-6)CO2+H2S+3H2→CH3SH+H2O
此工艺甲硫醇的选择性较高,但现有催化剂反应空速低,所需压力高等苛刻的反应条件制约了此法的工业化生产,由于技术问题目前尚未见工业化应用的报道。
随着未来新型催化剂的研发,此法工业化前景可观。
3.2.4合成甲硫醇方法比选总结
本项目采用硫化氢-甲醇法生产甲硫醇,成本较低,工艺成熟,合成氨装置含
硫尾气中的硫化氢经提浓后可直接用于合成甲硫醇,不存在硫化氢储存和运输问题。
且甲醇可由云天化26万吨/年甲醇装置提供,原料易得。
3.3工艺方案简介
3.3.1工艺流程简述
来自厂内硫化氢提浓装置的提浓硫化氢气体进入硫化氢-甲醇反应器,温度450℃、25atm,反应催化剂为负载钨酸钾的活性氧化铝,反应转化率以甲醇计为60%以上,反应结束后进入分离工段,首先经过甲醇洗涤塔分离出液体中的硫化氢循环回厂内硫化氢提浓装置;其次通过萃取精馏塔将甲醇-水、甲硫醇-二甲硫醚分离;甲醇-水通过双效精馏[10]分离得到的甲醇循环回反应工段,水引入污水处理厂;甲硫醇-二甲硫醚则通过精馏进行分离得到最终产品。
如图3-1所示为工艺流程简图。
图3-1工艺流程简图
3.3.2反应机理
目前国内外甲硫醇合成方法中,硫化氢-甲醇法合成甲硫醇工艺具有反应物转化率大,目标产物收率较高,产品质量好等优点。
众多研究发现,硫化氢甲醇法合成甲硫醇工艺技术,关键在于催化剂的开发。
甲醇-硫化氢合成甲硫醇的路线是由法国有机化学家萨巴蒂埃(PaulSabatier)于1910年首次提出,当时使用的催化剂为ThO2。
随后许多研究者开展了这方面的研究,20世纪50~70年代,该方法在国外就已经工业化,使用的催化剂为氧化铝等。
之后,国外研究者深入系统地研究了该路线所用的催化剂,考察了金属氧化物和硫化物以及分子筛对甲醇和硫化氢反应的促进作用,建立了催化剂酸碱位反应机理。
反应方程式为:
(1)CH3OH+H2S→CH3SH+H2O
(2)2CH3OH+H2S→(CH3)2S+H2O
图3-2H2S-CH3OH生成甲硫醇反应机理
(1)为主反应,
(2)为副反应,选用适当的催化剂和适宜的工艺条件可以控制副反应的反应产率。
反应
(1)以双分子亲核取代反应(SN2)为主,其中CH3OH作为底物,H2S为亲核试剂,二者均参与整个反应,所以原料浓度大小影响整个反应速率。
如图2-2所示,反应原料通入反应器中,在催化剂的作用下H2S离解出-SH,进攻底物CH3OH中发生sp3杂化的正碳离子,形成高能量不稳定的过渡态,此时C发生sp2杂化。
随着过渡态C-O键断裂和C-S键形成,合成出目标产物CH3-SH。
3.3.3催化剂的选择与反应动力学
目前学术界研究较多、相对有效的催化剂是由载体和活性组分构成。
鉴于以钨(W)物种为活性组分的催化剂在硫化氢甲醇法合成甲硫醇工艺中表现出的优异催化性能,进一步对含钨化合物进行了优选并确定了K2WO4作为活性组分,并据此开展了活性组分K2WO4负载量的优化研究工作[11]。
Mashkina认为其具有适宜的酸碱性质,较大的比表面积以及优良的耐热性,是制备甲硫醇最佳催化剂。
本反应使用的钨系催化剂IKT-31物化性能见表4-4。
表3-2钨系甲硫醇催化剂物化性能
项目
性能
尺寸/mm
条状或球状
堆积密度g·ml-1
0.65~0.85
比表面积/m2·g-1
150~220
孔容/ml·g-1
0.40~0.55
径向强度/N·cm-1
≥100
Yermakova和Mashkina在进行甲醇-硫化氢合成甲硫醇动力学研究时建立了相关模型,在所研究的工艺范围内,该模型是高度适用的,能够很好地描述动力学特征,故采用以下模型进行模拟计算。
根据文献所述,相关动力学参数如下表4-5:
表3-3甲醇-硫化氢反应动力学参数(633K)
参数
数值(置信水平,95%)
0.53
3.04
1.06
-19.49
3.39
通过单位换算、数据整合最终得到动力学数据方程:
3.3.4主副产品说明与原料有效利用率分析
甲硫醇合成反应参考中国专利CN98114291.5《二甲基硫醚及甲硫醇的制备方法》,用含有30~99%(mol%)硫化氢和甲醇为原料,在催化剂的作用下,反应生成甲硫醇和二甲硫醚。
为了实现较高的原料利用率,反应气经过分离得到硫化氢气体部分直接循环回反应器,另外一部分回硫化氢提浓装置提浓后再次进入反应器。
未反应的甲醇后期也会由萃取精馏塔和双效精馏提纯,一部分降温后可用于甲醇洗涤塔,另一部分也可以作为原料。
最终硫化氢:
甲醇=1.3:
1。
原料混合气压缩25atm进入反应器,反应温度为450℃,停留时间71s,反应转化率以甲醇计约70%,实现了原料的高效利用。
3.3.5工艺先进性与可靠性
一般甲硫醇合成反应对硫化氢浓度较为苛刻,摩尔纯度基本在95%以上。
本项目选用的催化剂钨系催化剂IKT-31对硫化氢浓度的要求较低,在30~99%(mol%)内均可。
90%(mol%)以上的硫化氢腐蚀性很强,且一旦泄露有极高的危险性,因此本项目采用的工艺以相对较低的硫化氢浓度满足了原料利用率的要求,同时也提升了可靠性。
本项目反应产物预分离采用了二级冷凝冷却以及汽提塔双股进料的工艺,相对于一般的单级冷凝冷却以及汽提塔单股进料可节能33%,大大降低了能耗。
本项目分离技术参考了美国US005866721A专利方案并对其加以改进,使该方案更好的融入到本工艺中。
通过增设甲醇洗涤塔可进一步提高硫化氢分离纯度,从而使循环硫化氢浓度增加,提高了反应的转化率。
萃取精馏塔利用反应产物内的水,在不添加外来萃取剂的情况下实现了产物的分离。
3.3.6生产过程的清洁性与安全性
如前所述,本工艺降低了对硫化氢纯度的要求,从而减弱了硫化氢的腐蚀作用和泄露危险。
本项目产生的唯一一股气体为硫化氢,该气体一部分直接循环回反应器,另一部分进入硫化氢提浓工段的吸收塔可再次对硫化氢进行提浓,同时未利用的二氧化碳也可以由吸收塔排入厂内食品级二氧化碳生产装置。
因此本项目
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