1.1.4建设项目的工艺流程和主要装置(设备)和设施的分布及其上下游生产装置的关系
本项目生产工艺与设立审查阶段一致。
1.1.4.1工艺流程简述
1、空分工艺
1)、工艺过程简介
本空分设备采用分子筛预吸附净化、气体轴承透平膨胀机制取装置所需的绝大部分冷量。
整套机组包括:空气压缩系统、空气预冷系统、分子筛纯化系统、分馏塔系统、压氮系统、液氮储存输送系统、仪控系统、电控系统等。
(1)空气压缩
空气首先进入空气过滤器,在空气吸入过滤器中除去灰尘和其它颗粒杂质然后进入空压机,经过多级压缩后进入空气预冷系统,压缩机级间的热量被中间冷却器中的冷却水带走。
空气经末级冷却器冷却后空气出压缩机温度约40℃。
(2)空气的冷却和纯化
空气出空压机后进入空气预冷机组,空气被空气预冷机组冷却到5~10℃,同时空气中的部分水分被分离出来。
空气被冷却后进入到分子筛吸附器。
(3)分子筛纯化系统由两只分子筛吸附器组成,利用分子筛对水分及CO2和高吸附性的特点吸附空气中的水份、二氧化碳和一些碳氢化合物。
两只分子筛吸附器一只工作,另一只被加热的污氮再生。
(4)空气出吸附器后,直接进入冷箱主换热器冷却后进入下塔。
另外在主换热器中部抽取部分空气进入膨胀机,膨胀前先经过主换热器并被返流气冷却到膨胀前温度,经膨胀机膨胀后进入上塔参与精馏。
(5)下塔
清洁并被返流气体冷却的空气进入下塔后开始进行分离,进入下塔底部的空气穿过塔板并与塔板上的回流液进行热质交换,这样的结果是,在下塔上部得到纯氮气,在塔釜得到富氧液空。
下塔顶部绝大部分纯氮进入冷凝蒸发器的冷凝侧,在那里氮气通过上塔底部的液氧蒸发所放出热量,自身得到冷凝并做为下塔回流液。
还有一部分液氮经过过冷器的过冷被送往上塔顶部,作上塔顶部的回流液。
在此处抽取少部分液氮进行储存。
从下塔的塔釜抽出的富氧液空经过过冷器的过冷,节流后送入上塔做回流液。
(6)上塔(规整填料塔)
氧产品最终在上塔精馏产生。
高纯度的氧气从上塔底部抽出经过冷器、主换热器中复热后出装置做为产品气送出。
纯氮气从上塔顶部抽出,首先在过冷器中被纯液氮和富氧液空复热,然后进入主换热器中复热后出装置。
做为产品气。
污氮气从上塔上部抽出,首先在过冷器中被纯液氮和富氧液空复
热,然后进入主换热器中复热后出装置。
做为纯化系统再生气。
从冷箱来的产品氧气、氮气在压缩机中压缩,气体压缩产生的热量被级间和末端冷却器中的冷却水带走。
2)、工艺流程图框
空气
氮
气
2、中间体SO2合成工艺
1)、工艺过程简介
纯氧燃烧法加压液化的工艺流程为:固体硫磺通过提升机送入快速熔硫槽,升温至175℃使固体硫磺液化后送入粗硫池经过搅拌摇匀,用泵打入液硫过滤器进行过滤后送入精硫池,经二次搅拌通过液硫立式泵送入焚硫炉内,在600℃和压力0.03MPa条件下与纯氧气进行燃烧反应,生成的二氧化硫夹带硫磺蒸气经余热锅炉回收热量和炉气冷凝器等设备拦截液体硫磺雾滴后冷却至常温,在压力0.35MPa条件下进行过滤,再经过冷却器对水蒸气和SO2及分子筛系统冷却净化除去气体二氧化硫中的微量硫磺粉尘、水分及其他固体杂质,用压缩机加压至0.4MPa以上,间接水冷液化成液体二氧化硫。
2)、SO2合成反应方程式:
S+O2 = SO2↑
3)、工艺流程图框
氧气
2、Na2S2O4合成工艺
1)、工艺过程简介
(1)加压干燥的工艺流程为:
第一、将工艺水和干品NaCOOH送酸钠配制釜,在70℃下经行搅拌为液体NaCOOH送入合成反应釜;
第二、将甲醇送入甲醇计量槽,然后用0.4MPa的氮气将甲醇压入焦亚硫酸钠配置釜;然后将干品焦亚硫酸钠和工艺水及二氧化硫同时加入焦亚硫酸钠配置釜,在常温和0.2MPa压力条件下反应后生成NaHSO3,将NaHSO3加入保险粉合成反应釜;
第三、将液态SO2送入液态SO2冷却器在20℃和压力0.3MPa条件下经行冷却后送入合成反应釜;
第四、将环氧乙烷从环氧乙烷储槽内用0.30MPa氮气压入合成反
应釜。
甲酸钠、焦亚硫酸钠、液体SO2在甲醇、水体系中,达到温度60-82℃和压力0.2MPa条件下进行化学反应而生成Na2S2O4。
该反应过程中,伴随的副反应较为复杂。
Na2S2O3是保险粉生产过程的副产物,具有催化保险粉分解的作用。
为破坏合成反应生成的Na2S2O3,并且在母液中加入了一种能与Na2S2O3反应以降低其浓度的有机物。
该项目采用添加环氧乙烷方式破坏Na2S2O3使之生成帮特盐方式来促进合成主反应,合成生成的Na2S2O4经过放入四合一干燥釜,同时加入精甲醇(含量≥99.5%)溶液,在小于90-95℃压力-0.1~-0.3pa 时过滤、洗涤、干燥生产干品Na2S2O4,加纯碱混合等工序而进行包装。
经干燥器完成后剩余甲醇水溶液(合成母液)再回流到甲酸钠配置釜,作为循环母液循环利用。
(2)合成母液绝大部分可套用于合成主反应,少部分母液及酸性洗涤甲醇经中和工序用NaOH在温度60-80℃压力0.45MPa条件下进行中和反应和皂化后,可回收得到工业无水亚硫酸钠,中和母液放入碱性洗涤液贮罐进行洗涤然后经过精馏工序可回收甲醇。
2)、保险粉合成反应方程式:
Na2S2O5+H2O=2NaHSO3
NaCOOH+NaHSO3+SO2= Na2S2O4+CO2↑+H2O
总反应式:
2HCOONa+ Na2S2O5+2SO2= 2Na2S2O4+ 2CO2↑+H2O
①合成副反应方程式:
HCOOH+CH3OH=HCOOCH3+H2O
2Na2S2O4+H2O= Na2S2O3+2NaHSO3
②辅助工序(中和)化学反应方程式:
NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O
HCOOH+NaOH=HCOONa+ H2O
HCOOCH3+NaOH= HCOONa+CH3OH
3)、工艺流程图框
1.1.6建设项目的主要设备和设施名称、型号、材质、数量和主要特种设备表1.9-1 空分工段主要生产设备表
序号设备名
称
规格型号
数量
(台)
材质
设备
位号
操作条件(温度、压力)备注
1 空气压缩机LW-48/6 6 - C1001A-
F
0.6MPa
特种设
备
2 氮气压缩机LW-30/5 2 - C1003A-
C
进气温度≤40℃、出气
温度≤160℃;0.1MPa
3 空气预冷机
组
UF-8700/8 1 - M1001
进气温度≤40℃、出气
温度5-10℃;
0.2-1.0MPa
特种设
备
4 分馏塔FON-1500/1
800
1 - T1001 -196℃;0.6MPa
5 透平膨胀机PLPK-25/5.
4-0.44
2 Q235-B C1002AB
入口温度-127℃、出口
温度169.5℃;入口压
力0.64MPa(A)、出口
压力0.144MPa(A)
特种设
备
表1.9-2 液体SO2工段主要生产设备表
表1.9-3 保险粉工段主要生产设备表
保险粉生产分为两套相同但又独立的生产装置,其中一套生产装置的主要设备如下:
表1.9-4 主要储存设备、设施一览表。